FIA “UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO.” Facultad de Ingeniería Agrícola. DISEÑO Y ADAPTACION DE ELEMENTOS DE MAQUINAS
REGULACION DE ANGULOS DE UN ARADO DE DISCOS
ASIGNATURA: DISEÑO Y ADAPTACION DE ELEMENTOS DE MAQINA. PROFESOR: ING. SAAVEDRA TAFUR OSCAR. INTEGRANTES:
DE LA CRUZ NICOLAS, Cosio LIVAQUE BUSTAMANTE, Sandro MENDOZA LINARES, Edward PANTA CHAPILLIQUEN, Edwin REYES CALVAY, Antero.
Lambayeque, julio 2013 [Escriba el nombre de la compañía] FIA
UNPRG
INTRODUCION. El arado es usado principalmente para la labranza primaria o sea, para abrir el suelo con el objetivo de aflojarlo para facilitar una buena penetración de las raíces y cortar y enterrar las malezas. Las desventajas del arado han sido discutidas en la sección 4, son las mismas en el caso de arados de tractor.
Los arados de discos a menudo son considerados como herramientas para la labranza reducida o mínima. Sin embargo, al igual que los arados de vertedera, parcialmente invierten, mezclan y pulverizan el suelo y con el paso del tiempo contribuyen substancialmente a compactar el suelo. Su acción más bien fuerte sobre el suelo los hace inadecuados para la labranza de conservación. Durante el período de transición a la agricultura de conservación, si fuera necesaria alguna operación de labranza antes de adoptar un régimen permanente de labranza cero, se debería optar por implementos con dientes verticales como los arados de cincel o los cultivadores, dejando un máximo de residuos sobre el suelo.
OBJETIVOS 1. Verificar si las medidas de los implementos agrícolas coinciden con la literatura. 2. Analizar el grado de importancia de la regulación de los discos de un arado. 3. Conocer los ángulos en los que deben trabajar los discos para un determinado cultivo, y como regularlos
1
UNPRG
ARADOS DE DISCO CARACTERÍSTICAS DE LOS ARADOS DE DISCO Se trata de un
arado formado por discos en forma de casquete esférico
que giran alrededor de unos ejes unidos al bastidor. Estos ejes forman un cierto ángulo con la dirección de
avance,
encontrándose,
por
otra
y le
hace
parte, inclinados con relación al plano horizontal. La tierra
cortada
por
girar, arrastrando altura,
y
el
disco
elevando
el
presiona
suelo;
sobre
cuando
este
alcanza
una
cierta
una rasqueta desvía la trayectoria de las partículas, que caen
al fondo del surco, produciendo de este modo el volteo.
Arado de discos
Cuando se trabaja con este tipo de arado, no
están definidas la pared y
el
arados
fondo del
los discos,
surco,
la
como ocurre con los
solera
que se
forma
cortada es fraccionada enérgicamente, siempre siguiendo
un
ángulo
es ondulada.
de vertedera; La
debido a que el
abierto,
banda
de
con
tierra
disco ataca casi
complementando
esta
acción
pulverizadora, la rasqueta. En
principio,
este
vertedera cilíndrica cohesiva,
género
corta;
una
plasticidad,
cierta
no
trabajo
se
obstante,
asemeja si
para ciertas profundidades de trabajo,
formando terrones bastante tiene
de
cantidad
gruesos.
se forman
la
al
de
tierra
una
es muy
este arado trabaja
Si
por
el
contrario el
terrones
muy
apelmazados
(junto
suelo con
de tierra fina), que son muy difíciles de romper en
cuanto se endurecen.
2
UNPRG
Solera que se forma al labrar con un Arado de Disco
C = Profundidad de cresta P = Profundidad máxima Estos arados están indicados para: ü
Terrenos pesados y adherentes, en los que existe gran dificultad de
deslizamiento
así como para
del
aquellos
suelo
sobre
terrenos
la
en los
superficie
de
volteo,
que se ha formado suela
de labor. ü
Terrenos secos del
y
duros, en donde es
arado de vertedera,
problemática la utilización
debido a que no
es fácil
conseguir
su penetración. ü
Terrenos
en los cuales,
por
razones
de su constitución,
de textura como de estructura, el arado no
tanto
debe invertir la banda
de tierra. ü
Terrenos
muy
abrasivos,
en
los
cuales
se
produciría
un
serio desgaste de las piezas que no san giratorias como los discos.
ELEMENTOS DE TRABAJO a) Disco: Constituye
el
quien realiza puede
elemento el
girar sobre
diámetros
y radios
fundamental
trabajo. un
eje
Se trata diametral.
en estos de un
arados, casquete
Estos
de curvatura de dimensiones
ya que es esférico
casquetes
diversas,
que
tienen
adaptadas a
las distintas labores y suelos.
3
UNPRG
Eje de giro de un Disco
Las
dimensiones
que
caracterizan
a
un
disco
(en
función
de
los
distintos diámetros) son las siguientes:
D = Diámetro
h = Concavidad
Diámetro (D)
Espesor (e)
e = Espesor Concavidad (h)
Pulgadas
mm
mm
mm
20
510
4,5
56 - 66
22
560
4,5
68 – 81
24
610
5
81 – 88
26
660
6
104
28
710
6,5
113
32
810
8
120
El valor del radio del casquete esférico viene a estar comprendido entre 0,8 y 1,2 veces el valor del diámetro.
4
UNPRG
La concavidad del disco: El
disco
tiene
una cierta
concavidad
para
obtener
una acción
de levante del prisma de tierra. ü
A mayor
concavidad,
el
disco penetra menos
en el
suelo y a
menos concavidad, la penetración es mayor.
ü
Discos
con poca concavidad levantan y voltean menos
tierra,
pero
lo
hacen
concavidad favorecen tierra
Por
y
así
más
rápido.
Discos
levante
gradual
del
prisma de con
mayor
prisma
de
discos
con
el volteo será mejor.
consiguiente,
una concavidad
un
el
para
mayor
en
un
buen trabajo se necesitan
suelos
pesados,
y
discos
con
concavidad
menor en suelos livianos.
Afilado del disco: Existen
dos
y afilado paro
exterior.
tiene
pero tiene
formas
menor mayor
para El
afilar
afilado
discos;
interior corta
duración. duración
los
El y
afilado
permite
un
afilado
mejor
interior
en tierra
exterior trabajo
corta mejor
dura menos a
velocidades altas.
5
UNPRG
Los
discos
la cual
se construyen es
moldeada,
conseguir mediante necesaria
esta
a partir estampada última
de una chapa de acero y
tratada
operación
la
laminada,
térmicamente dureza
para
superficial
para evitar los posibles desgastes, sobre todo en el borde.
Existen tres tipos fundamentales de bordes:
Borde liso con biselado exterior
Borde liso con biselado interior
Borde escotado o dentado
6
UNPRG
b) Brazo portadisco o cama Se trata de un
conjunto de elementos
que se
unen al disco con el
bastidor del arado.
Esquema del brazo portador E = eje vertical
1. Brazo central. 2. Eje. 3. Carcasa. 4. Rodamientos. 5. Tuerca de regulación. 6. Perno. 7. Placa soporte del disco.
7
UNPRG
Consta
de un
disco
que
brazo gira
central en cuyo extremo lleva con
carcasa mediante
unos
rotación; estos, fundamentalmente
a
este
cuando
se
rodamientos
que
con
tiempo
el
un
trabaja.
facilitan se
eje soldado
al
Se
a
la
movimiento
de
el
une
desgastan,
debido
las cargas a que está sometido durante el trabajo,
produciendo una serie de holguras por las cuales se aumenta el riesgo se rotura. Existe
una tuerca
de regulación que permite
inclinar
más
o menos
el
disco hacia delante, girando alrededor de un perno. Entre la carcasa y la placa soporte del disco existe una junta de goma que
impide
el
paso
de
elementos
abrasivos
que
puedan
dañar
los
rodamientos. Otra
característica
posibilidad
de
del
girar
brazo
portadiscos es
alrededor
de
un
que
eje
debe
tener
vertical,
a
la
fin
de
poder modificar la posición del disco en sentido lateral. c) Rasqueta: Es
una
reja
interior del ayudar el
situada
disco,
su
en
el
misión
es
al volteo del terreno y limpiar
disco de
adherida
la
tierra
que
quede
al mismo. Arado de discos con rasquetas
d) Rueda trasera: Situada
en
la
misión guiar
el
parte arado
posterior, según
la
la
dirección
rueda de
trasera
marcha.
Esta
tiene
como
pieza
tiene
una cierta inclinación sobre el fondo del surco, así como una pestaña a lo largo del diámetro, de manera que permite asentar mejor el arado, a la vez que absorbe
el
empuje
lateral
realizado por
el
terreno sobre
el disco. Algunas
veces se utilizan contrapesos
en la
rueda
trasera
cuando la
penetración es difícil, sobre todo en suelos duros. Estos contrapesos no solo
ayudan a
la
permiten que la
penetración
rueda
del
de
los
discos,
surco mantenga
el
sino
que
también
arado funcionando con
gran estabilidad.
8
UNPRG
La rueda trasera
Según el tipo de suelo
se
incluyen
rasquetas en la rueda
trasera, a
fin de evitar que se forme una capa dura de suelo sobre la superficie; se aconseja montarlas en suelos adherentes y blandos. e) Bastidor Es de forma similar al empleado en los arados de vertedera; en los de discos
hay
una
sección circular
al
tendencia cual
a
utilizar
van unidos
los
un
travesaño
cuerpos de arado,
hueco ruedas
de y
sistema de enganche del tractor.
Disco en posición de frente con respecto del bastidor Vista aérea del bastidor y del disco
9
UNPRG
Angulo del disco con relación al avance del arado
REGULACIONES EN EL ARADO DE DISCOS a) Angulo de Corte
Proyección del disco sobre un plano horizontal
10
UNPRG
El
ángulo
avance
corte
o dirección
disco. el
de
es
de marcha
al
ángulo
junto
con el
La modificación de este brazo soporte,
pudiendo
alrededor del eje vertical controlarse proyectada con este También
la anchura sobre
ángulo.
permitir
el
giro
perpendicular
puede modificarse
a la
más
situado
a la
la
línea
horizontal
de del
a cabo actuando sobre en
un
sentido
u
otro
De este modo puede también
ya que la
superficie línea
corrientes
del
disco
de avance varía
son
de 40
a
45º.
el ángulo de corte actuando sobre las ruedas
o bien modificando el punto de enganche. está
diámetro
de dicho brazo.
Los valores
forman
ángulo se lleva
de trabajo,
un plano
que
derecha,
Si
el
punto
de enganche
la anchura de labor es menor que si está
situado a la izquierda. b) Angulo de Inclinación Es
el
ángulo
disco. del al
que
Se modifica disco
y
de
en
corte
forma
haciendo
en relación al
aumentar,
adherentes
se
se mejora
con
la
variar brazo. la
vertical la
el
fondo
inclinación
Este
penetración
pesados que tienen tendencia del surco.
del del
del
soporte
ángulo varía de 10 a 20º; del
disco
a enrollarse Al
plano
disminuir
en
suelos
bajo el
borde
el
ángulo
de
inclinación, se mejora el trabajo del disco en suelos sueltos.
Regulación del ángulo de inclinación
10
UNPRG
Cuanto
más
presión del disco,
pequeño sea suelo,
el
ángulo
resultando
mayor pulverización
del
de inclinación,
una mayor suelo,
mayor
velocidad
mejor
corte
es la
de giro
del
y enterrado
de
rastrojo.
Ajuste vertical del disco
c) Regulación del enganche La
posición
determinar,
del
centro
de
resistencia
teniendo en cuenta además
es
realmente
difícil
que varía con el
de
tipo de suelo
e inclinación de los discos. Prácticamente por
se considera
debajo del
que el
centro de resistencia
eje que atraviesa los
discos
en un
se encuentra
punto situado en
la primera mitad del arado. La línea
de tracción
de los
arados
el punto de enganche (tractor Para arados punto
semisuspendidos
de enganche
(por
de discos
y apero)
y el
y suspendidos,
ir
a
tres
arrastrados
pasa por
centro de resistencia. al
puntos),
no este
haber
un
resulta
único de
la
intersección de los brazos de enganche. Estos
arados
se estabilizan en la
mas concretamente
por
la
rigidez
parte de
los
delantera dos
por
brazos
el
tractor,
inferiores
del
enganche y eventualmente por una rueda de control de la profundidad.
11
UNPRG
d) Regulación
de
la
Profundidad
de
Trabajo
y
de
la
Inclinación
Horizontal
Regulación de un arado de discos arrastrado,
A = B
1: Manivela de regulación de la rueda trasera. 2: Manivela de regulación de la rueda delantera
La
posición
del
en altura como
bastidor en
del
arado
puede ser modificada
inclinación horizontal
a las ruedas soporte, disco arrastrados.
en
el
caso
de
Las partes delantera y
tanto
en
relación
arados
de
trasera pueden subirse
o bajarse en relación a las ruedas que van por el fondo del surco y sobre el barbecho. Es
decir,
actuando
de
la altura
trasera
altura delantera
B;
sobre
A y sobre en todo
la
palanca
la
palanca
momento
1
para
la
2 para la
modificación
variación de la
debe conseguirse
que A y B sean
iguales. Lo mismo se puede decir
de los
arados
semisuspendidos;
la altura de
la barra de enganche es regulable por el sistema hidráulico del tractor, así
como la
altura
del
bastidor
en relación a la
rueda
trasera
del fondo del surco. Para
arados
suspendidos
se debe actuar
sobre el
sistema hidráulico
de elevación del tractor y también sobre la rueda trasera del arado. e) Regulación de la Anchura de Trabajo Esta
regulación
corte, orientando que
puede
llevarse
a
cabo modificando
el
convenientemente
la
circula
el barbecho.
por
rueda
ángulo
de
soporte
12
UNPRG
Modificación del ángulo de corte en relación a la rueda de barbecho
Puede variarse la anchura de trabajo añadiendo o quitando uno o varios discos
sobre
la
tal posibilidad.
parte
trasera
Del
mismo
semisuspendidos, cuando necesario
variar
orientándola
la
de aquellos modo,
anchura
de
la orientación de la
arados
concebidos
sobre
los
trabajo
se
rueda
del
para
suspendidos modifica,
fondo del
o es
surco,
según la dirección de marcha.
Variación de la anchura de trabajo al cambiar el punto de enganche E1 = Punto de enganche a la izquierda E2 = Punto de enganche a la derecha
13
UNPRG
El ancho de trabajo
Ancho con arado de cuatro discos
14
UNPRG
Forma de variar el ancho de trabajo mediante cambio del ángulo de 45º a 30º entre la dirección de avance y el bastidor.
15
UNPRG
Tipos de arado de discos Se pueden dividir en arados de discos tipo estándar y arados de discos tipo
vertical.
Los
primeros
consisten
de
un
número
de
discos
individuales, cada uno montado al chasis por medio de un
portadiscos.
Los
si sobre
de tipo
eje mediante
vertical carretes
tienen
discos
espaciadores;
separados
el
entre
cuerpo entero gira
el
como una
sola unidad en forma similar a las rastras de discos. Arado de Disco Fijo, tipo Integral: ü
Consiste de tres partes.
El cuerpo de discos que forma a su vez el bastidor o armadura del arado. Es la parte operativa del arado.
ü
El sistema de enganche mediante el cual se engancha el arado en el sistema de tres puntos del tractor.
ü
La
rueda
trasera
que
sirve
para
contrarrestar
las
fuerzas
laterales.
Vista aérea de un arado integral de cuatro discos 1. Manivela para hacer girar el eje acodado para acomodar la posición de sus pernos durante el enganche. 2. Punto común de enganche al arado; se encuentra a la mitad del eje acodado. 3. Eje acodado con dos pernos
para
el acople
en las rotulas de las barras
inferiores de tiro, del sistema de enganche del tractor. 4. Punto común de resistencia del arado de cuatro discos. 5. Cuerpo de discos. 6. Concesión
del
portadisco
al
bastidor
con
dispositivo
para
justar
la
inclinación horizontal del disco. 7. Rueda guía o posterior.
16
UNPRG
Arado de disco fijo, tipo arrastre: Comprende las siguientes partes: 1. Rueda de surco. 2. Sistema de enganche. 3. Rueda de cola. 4. Rueda de campo.
Arado de disco reversible, tipo integral: Estos arados pueden trabajar hacia la derecha como los de una sola vía y también hacia la izquierda. El arado de discos de doble vía tiene una construcción enteramente simétrica, consiste de las siguientes partes principales: ü
Una armadura en forma triangular simétrica.
ü
Un cuerpo de discos,
incluye el
los discos. Tiene además un de los
discos
respecto
inclinación hacia
la
bastidor,
los
portadiscos y
mecanismo para cambiar la inclinación al
derecha
plano hasta
horizontal,
una hacia
la
desde
una
izquierda
con
respecto al bastidor. ü
Una
rueda
posición
guía
o
izquierda
rueda y
posterior
otra
derecha
que
igualmente
respecto
al
tiene eje
una central
del arado y de la dirección de avance.
17
UNPRG
Arado de disco reversible tipo integral 1. Los dos puntos de enganche de las
barras inferiores de tiro del
tractor. 2. Soporte del rodillo y del extremo delantero del bastidor del cuerpo de discos. 3.
Punto de conexión de la ba rra del mecanismo de control que regula la inclinación horizontal de los discos.
4. Agujeros que permiten el ajuste de la inclinación horizontal de los discos según condiciones del suelo.
5. Inclinación horizontal de los discos en la posición derecha.
6.
Punto de giro del cuerpo de discos.
7. Rueda guía.
18
UNPRG
ENGANCHE DEL ARADO AL TRACTOR Enganche del arado fijo tipo integral
19
UNPRG
Después de haber ubicado el arado en su posición de trabajo sobre el piso, se coloca el tractor frente al arado para su enganche. 1.
Las
ruedas
izquierdas
del
tractor
van sobre
una viga
con un
espesor igual a la profundidad deseada de la aradura. 2.
Las
ruedas
derechas
del
tractor
se
colocan
en el
centro
del
surco marcado sobre el piso. 3.
Así quedaran espacios en ambos lados de las ruedas para hacer correcciones de la dirección del surco. En este momento, tanto el arado como el respectivas
tractor
posiciones
se encuentran sobre reales
el
de trabajo,
piso en sus con lo
que se
puede iniciar el enganche. 4.
Se coloca un hilo entre el punto de tiro común del tractor y el punto de resistencia común del arado.
5.
Punto de resistencia común del arado.
6.
Punto
de tiro
común
del tractor. Se inicia el ajuste del eje
acodado. Este incluye su ajuste lateral y su ajuste de giro. 7.
Se ajusta el eje acodado lateralmente de modo que su centro se encuentra por encima del hilo.
8.
Para
efectuar
del
tractor
el
acople
arriba y el
tal
sentido
de las 9.
Palanca girado
que
barras
el
el
perno
eje hasta
la
derecha
que los
pernos
inferiores
eje acodado.
perno derecho hacia abajo,
encuentra inclinado hacia el
dos
será necesario girar
eje acodado en
gira
de las
izquierdo ya que el
durante
el
de tiro
Se gira el gire
hacia
tractor trabajo.
coincidan con las
se Se
rotulas
barras inferiores de tiro del tractor. para el
que permite
hacer eje,
el
girar los
acople
el
eje
pernos de
las
acodado.
Después
se encuentran rotulas
de
de
haber
en una posición enganche
de las
barras inferiores de tiro, sin mayor esfuerzo. 10.
Primero se conecta la barra inferior del lado izquierdo. Luego se ajusta la longitud de la barra de levante para que la rótula de la barra inferior del lado derecho quede a la altura debida.
11.
Se conecta la barra inferior del lado derecho.
Después de haber conectado las dos barras inferiores, se procede con el tercer acople, el de la barra superior.
20
UNPRG
Alineación del arado y del tractor (Vista aérea)
Alineación del arado y del tractor (Vista Posterior)
21
UNPRG
Se ubica el arado con sus discos sobre un cuerpo
de discos
en su
posición
piso plano; puede se con el
derecha
o
en su
posición
izquierda.
Los pasos son: 1.
Se afloja la tensión del resorte de la rueda posterior para que los discos se asienten libremente sobre el piso.
2.
Mediante
un
bloque
de madera
o
por
medio
de un
pedestal,
se
asegura que la armadura triangular quede nivelada lateralmente. 3.
Se coloca el tractor frente al arado, de tal modo que su eje central de simetría coincida con el eje central del arado.
4.
Se
ajusta
sistema
la
longitud
hidráulico
de
la
del
barra
tractor,
derecha para
de
levante
que esta
del
longitud
quede igual a la de la barra izquierda de levante. 5.
Se conectan
las
dos
barras
inferiores
de
tiro
del
tractor
al
arado. 6.
La barra superior del tractor debe quedar desconectada.
7.
Para
ajustar
primero la
la
trocha
de
las
distancia entre
la dirección
los
de
disco
y
del
discos,
avance.
igual cada
ruedas
distancia
ancho
por
consiguiente
rueda
derecha
al
se
mide
perpendicularmente
Esta
al
tractor
es
de trabajo
ancho
de
a
de
cada prisma de
tierra. 8.
se
ajusta
que el mas bajo
la
centro del
de la
primer
del
rueda
disco,
tractor
lateralmente,
quede a una distancia igual
o
algo
más
de
del
que la
modo punto
distancia
entre los discos. 9.
La distancia
entre el eje central
del tractor
y
de la rueda
derecha será la mitad de la trocha deseada. 10.
Se coloca la rueda izquierda a la misma distancia.
11.
Se ajusta
la
rueda
guía
para que su aro plano coincida
con
el borde cortante del último disco o un poco debajo del mismo. 12.
Se
ajusta
horizontal,
la de
inclinación modo
que
de su
la eje
rueda
guía
central
en
el
coincida
plano
con
la
dirección de avance, o algo hacia la derecha.
22
UNPRG
Después de haber alineado del tractor y el arado y luego de los ajustes de la rueda guía, se procede a los últimos pasos del enganche
23
UNPRG
1. Barra superior del sistema de enganche del tractor. 2.
Se
levanta
el
ruedas izquierdas
tractor
sobre
del
una viga
lado con un
izquierdo espesor
y
igual
se
colocan
a la
sus
profundidad
deseada de aradura. 3. Como consecuencia, tanto el eje del tractor como la parte delantera de la armadura triangular del arado quedan inclinados hacia la derecha. 4. Debido a que la barra esta conectada
al
superior del
arado,
se
sistema de enganche
mantienen
los
del tractor
discos sobre
el
no
piso.
El bastidor del cuerpo de discos se mantiene nivelado horizontalmente. 5. Se ajusta la longitud de la barra sup erior conforme a la distancia entre su conexión al tractor y
la torre
del
arado.
Luego se
conecta
la barra
superior al arado. 6.
Se ajusta
la
tensión
del resorte
de la
rueda guía
dando tensión
hasta que la cola del arado tienda a levantarse, sin hacerlo en realidad. 7. Se ajusta la longitud de la barra superior de tal apretada
que la
parte
delantera
del
arado
manera que quede tan
tienda
a
levantarse,
sin
hacerlo en realidad. 8. Mediante una palanca, el operador
puede cambiar el
cuerpo de discos de
un lado a otro.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ARADO DE DISCOS Ventajas: ü
Buena mezcla del suelo.
ü
Pasa rodando sobre cualquier obstáculo (piedras, raíces).
ü
No se obstruye.
ü
Menos
desgaste
de
las
partes
en
funcionamiento
(bordes
de
discos). ü
Menos peligro de formación de una solera en el surco.
Desventajas: ü
Voltea mal el suelo.
ü
No incorpora bien materia orgánica y malas hierbas porque no se pueden montar descortezadoras.
ü
No hay posibilidad de seleccionar el cuerpo del arado según las características del suelo.
ü
Mala penetración de los discos en el suelo, siendo difícil de trabajar suelos duros o cascajosos.
ü
No se puede trabajar en terrenos inclinados, a consecuencia de una gran presión lateral del arado de discos.
ü
No existen arados de discos de tiro animal.
24
UNPRG
CONCLUCIONES
Después de haber verificado los ángulos de los discos del arado, se determinó que el ángulo esta dentro del rango que establece la teoría.
Es indispensable regular los ángulos de los discos para obtener un trabajo eficiente.
En la regulación de los ángulos también influye el tipo de terreno en el que se va a cultivar, debido a que la textura y estructura del terreno pueden afectar al disco.
25
UNPRG
26
