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SISTEMA DE TRANSMISIÓN CRISTIAN PLAZA_2007 El movimiento de rotación producido por el motor pasa, a través del volante, al embrague, de aquí a la caja de cambios, de esta al diferencial, y finalmente a través de los semipalieres (ejes que llevan el movimiento en forma rotatoria a las ruedas) a los mandos finales, que lo entrega a las ruedas motrices. El objetivo de este sistema, por lo tanto, es transmitir la potencia del motor a las ruedas motrices, produciendo los cambios en fuerza y velocidad del movimiento. El sistema esta formado por:  Embrague  Caja de cambios  Diferencial  Mandos finales

Embrague La función del embrague es conectar y desconectar las RPM del motor entre el volante y la caja de cambios para; mantener el tractor funcionando pero sin movimiento y para elegir las distintas marchas o velocidades de la caja de cambios. Tipos de embrague: existen diversos tipos de embrague: cinta, zapatas, cónico, pero el mas usado es el embrague de disco. En este sistema se aplican entre sí uno ó más discos para transmitir la fuerza de torsión. Estos embragues se basan en la adherencia o fricción que se establece entre dos superficies rugosas puestas en contacto. Una de éstas se solidariza con la volante y la otra al eje de la transmisión. Además, hay un mecanismo o muelle que los mantiene apretados una contra otra ¨embragadas¨. Si este muelle se afloja, se ¨desembraga¨. Volante

Disco

Plato Presión

Caja

Cojinete (F)

Manguito (G) Muelles

Palancas (E) Tornillos

Eje de Transmisión (H)


2 Con el volante gira la caja que se sujeta a ella por una serie de tornillos en su periferia. También gira el plato de presión que tiene numerosos muelles o resortes que atraviesan los orificios de la caja y empujan hacia la izquierda al plato de presión. El plato así empujado oprime entre él y la volante el disco del embrague. El disco del embrague lleva a ambos lados, remachadas, sendas superficies rugosas tejidas de asbesto tejido con hilos metálicos, de larga duración, resistente al calor y capaz de adherirse sin patinar. Este disco así aprisionado entre plato y volante es arrastrado por el movimiento de éste y hace girar a su vez al eje de transmisión (H) que es estriado en su extremo y es arrastrado por el disco. En esta posición está embragado. Para ¨desembragar¨ , el pedal del embrague, por medio de palancas aprieta el collarin (G) que se desliza sobre el eje con el cojínete (F). Este collarin oprime y acciona las palancas (E) situadas en la caja que a su vez atrae al plato de presión, venciendo la resistencia de los muelles o resortes hacia la derecha. Entonces, al dejar de estar oprimido el disco, ya no es arrastrado por la volante y a su vez no acciona el eje estriado (H) y el tractor queda desembragado. Collarín: Es una especie de rodamiento que se mueve en el mismo sentido de un eje por el mando del pedal de embrague. Su función es hacer presión contra los dientes del plato y girar para desacoplar el disco del motor Existen embragues mono disco o simples, embragues de doble disco y embragues multidisco. El embrague mono disco consiste en un disco forrado de un material de fricción que se apoya e el volante presionado por una prensa. El embrague se conecta directamente al eje primario de la caja de cambios para entregarle movimiento cuando esta conectado. En algunos tractores existe un embrague doble cuya función es conectar el movimiento hacia la caja de cambios y hacia el eje toma de fuerza en forma independiente. Los embragues de disco pueden ser refrigerados por aire en cuyo caso se habla de disco seco o por aceite llamándose de disco húmedo.

Caja de cambios La caja de cambios es un conjunto mecánico de ejes y piñones de distinto tamaño cuya función es la transformación en fuerza y velocidad de la potencia del motor para una optima utilización del tractor. Como resultado del cambio de fuerzas y velocidades se pueden realizar las diferentes labores agrícolas a la velocidad apropiada. La caja de cambios consta de tres ejes: primario, intermediario y secundario. El eje primario recibe movimiento del grupo reductor y tiene dos engranes, uno en toma constante y otro engranado con un piñón del eje intermediario. El eje intermedio presenta una serie de engranajes de distintos tamaños que se conectan al eje secundario o de salida mediante el accionamiento de la palanca de cambios. Este eje secundario también esta formado por una serie de engranajes desplazables. Al conectarse el eje intermedio con el eje secundario el movimiento sale de la caja de cambios en dirección al diferencial.


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Los engranajes varían en numero de acuerdo con la cantidad de velocidades que ofrece el modelo, normalmente son 4 marchas para adelante y una marcha hacia atrás. La conexión de la secuencia de marchas solo es posible si el embrague esta presionado y no hay transmisión de potencia. En muchos tractores se debe detener la marcha para cambiar de velocidad, pero en algunos modelos esto no es necesario porque cuentan con una caja de cambios sincronizada, útil para cambiar marchas sin detener el movimiento pero solo en labores con baja resistencia al rodado, porque en labores de aradura su uso no sirve dado que el tractor se detiene por la gran resistencia al movimiento. Grupo reductor Las necesidades de un rango amplio de marchas, debido a la diversidad de labores que realiza el tractor hicieron que los fabricantes incorporaran una segunda palanca de cambios, denominada de alta y baja velocidad (liebre o tortuga). Esto da la posibilidad de multiplicar las marchas por dos, por Ej. Primera alta y primera baja, y así sucesivamente. A esta configuración de la caja de cambios se le denomina 4x2, porque se obtienen en total 8 velocidades o marchas. Existen modelos con otras configuraciones; 4x3, 4x4, etc. Grupo reductor con mando hidráulico Realiza la misma función que el anterior con la posibilidad de aumentar o disminuir la velocidad de avance sin presionar el pedal de embrague, y por lo tanto sin detener el tractor. Esta conexión se realiza automáticamente mediante la conexión de una palanca de marchas largas o cortas.


4 Inversor de marchas El inversor de marchas permite realizar trabajos en los cuales hay que estar constantemente cambiando de sentido de avance, por ejemplo con una pala agrícola, sin tener que conectar la marcha atrás. El inversor funciona cambiando el sentido de avance de las marchas, por lo que el tractor tendrá la misma cantidad e marchas hacia delante que hacia atrás.

Diferencial El mecanismo diferencial proporciona una nueva transformación de la fuerza y velocidad que llega desde la caja de cambios que no es alterable externamente como en la caja de cambios, además, tiene por función compensar los distintos recorridos que experimentan las ruedas cuando están girando en una curva. Al girar las ruedas, la que va al lado interno de la curva recorre una menor distancia y la rueda externa una mayor distancia, de no existir el diferencial las ruedas se arrastrarían y lo peor es que se podría cortar el eje que lleva el movimiento a las ruedas.

El mecanismo consta de un piñón cónico llamado piñón de ataque que engrana en un piñón de mayor diámetro llamado corona, en el interior del mecanismo existen dos piñones cónicos llamados planetarios que engranan con 4 piñones mas pequeños llamados satélites que giran en un eje común. La corona recibe movimiento del piñón de ataque que lo trae de la caja de cambios. El movimiento pasa primero por los satélites y planetarios de modo que si en la curva la rueda interior se retrasa al girar mas lento los satélites transmiten un aumento de giro a la otra rueda en forma proporcional.


5 Bloqueo del diferencial El diferencial permite que la fuerza sea transmitida a ambas ruedas pero sufre la desventaja que si una rueda patina transmite un movimiento nulo a la otra rueda, deteniendo el avance del tractor (como en un automóvil). Este inconveniencia se ha solucionado con un dispositivo llamado bloqueo de diferencial, el cual anula el efecto diferencial y se transmite el giro a ambas ruedas por igual. Este mecanismo solo se debe usar en línea recta cuando se desea solucionar el problema de patinaje. El bloqueo de diferencial puede ser conectado en forma mecánica o por mando hidráulico en forma automática. Consiste en acoplar rígidamente satélites y planetarios de modo que los ejes de las ruedas queden solidarios. Así, las ruedas motrices girarán a la misma velocidad ( lo que obliga al tractor a marchar en línea recta) pero sobretodo, el efecto de tracción es entonces igual a la suma de las fuerzas tangenciales de adherencia de las ruedas traseras. Si se produce el patinamiento, será para ambas ruedas motrices conjuntamente y con una fuerza de tracción superior. No obstante, el bloqueo del diferencial presenta el inconveniente de que es difícil tomar las curvas y que los ejes estén sometidos a esfuerzos anormales, para lo cual se debe desbloquear el diferencial mediante algún mando especial. Si por acción del freno, se bloquea la rueda hacia el interior de la curva, la otra rueda girará al doble de la velocidad de la marcha norma. Por lo tanto, esta maniobra debe hacerse disminuyendo la velocidad. Tipos de bloqueo del diferencial  

Mecánico. Lleva una palanca de mano para que el planetario no quede girando libremente dentro de la caja del diferencial y el conjunto quede bloqueado. Hidráulico. Utiliza la presión del aceite para bloquear el diferencial.

Busca frenar el planetario con la caja del diferencial para que quede bloqueado. El pedal de mando de esta unidad está articulado con los pedales del freno para que el diferencial se desbloquee siempre que se frena la máquina. 

Automático. Hace girar ambas ruedas rígidamente unidas, permitiendo que giren con independencia entre sí únicamente cuando la máquina tome una curva.

Mandos finales o reducción final En algunos modelos de tractor el movimiento entregado por el diferencial a los semiejes o semipalieres, va directamente a las ruedas, pero en otros, existe una reducción final del movimiento en los llamados mandos finales. Este mecanismo se explica por el gran diámetro de las ruedas traseras del tractor, las que al girar, aunque sea a pocas revoluciones de giro, transmitirán al tractor una gran velocidad de avance.


6 La reducción final, reduce la velocidad de giro de los palieres, lo que se consigue intercalando entre el diferencial y las ruedas un sistema de reducción del movimiento que puede ser de sistema solar o de piñones. El sistema solar es la reducción final más común en tractores dado que no ocupa mas espacio y no disminuye la fuerza del eje trasero como en el sistema con piñones. Es el último eslabón de todo el sistema de transmisión. Tipos. • • •

Piñones rectos Epicicloidal Cadena

Piñones Rectos. Es el más usado en maquinaria agrícola. Se tienen 2 tipos: • •

Reducción por piñones alojados en la caja del diferencial. Reducción por piñones, en la salida del diferencial.

La primera ofrece ciertas ventajas :Todos los engranajes van dentro de la misma caja. La unidad se hace más compacta y requiere un solo sistema de lubricación. Y los semiejes pueden ser más largos, lo cual es necesario para poder variar el ancho de la trocha del tractor. La segunda ofrece estas ventajas: Mayor altura libre sobre el suelo de los semiejes.

Palier • • • •

Rueda h Diferencial

Piñones

Epicicloidal.: No es más que una torre con engranajes uno encima de otro. La corona va abajo, arriba están todos los engranajes llamados planetarios o satélites y arriba de todo va el diferencial. El diferencial hace mover los engranajes, y éstos, a su vez, la corona, que al final hace el movimiento de las llantas. Pueden estar colocados: - A un lado del diferencial - Sobre el extremo del mando final


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Cadena. Semieje

Sprocket

Cadena Diferencial Sprocket

LA TOMA DE FUERZA La toma de fuerza (TDF) tiene por función dar movimiento y fuerza a los mecanismos de las maquinas que se conectan al tractor, como pulverizadores, sembradoras, enfardadoras, etc. La TDF corresponde a un eje con ranuras ubicado en la parte trasera del tractor en medio de los brazos de levante. A la TDF se conectan bombas o mecanismos de las maquinas mediante un eje cardan. Las medidas de la TDF están estandarizadas a nivel internacional, tanto en longitud, diámetro y numero de estrías, de manera de poder interconectar al tractor cualquier tipo de maquina. Asimismo la velocidad de rotación del eje TDF también esta estandarizado en 540 rpm y 1000 rpm. Por lo tanto cuando se opera la TDF el motor debe girar a las revoluciones que el fabricante indica para que la TDF gire a la velocidad estandarizada. Es muy importante que los mecanismos de las maquinas accionadas por la TDF, giren a las revoluciones estandarizadas de la TDF (540 o 1000 rpm) para un funcionamiento optimo. Accionamiento La TDF recibe movimiento del motor pudiendo hacerlo de tres maneras:


8 1. dependiente: toma movimiento del eje primario de la caja de cambios y es accionada por un embrague mono disco, por lo que al embragar se detiene el tractor y la TDF, situación inconveniente en el trabajo con ciertas maquinas, como pulverizadores. 2. Semi dependiente: toma movimiento directamente del volante del motor, mediante un embrague independiente del de la caja de cambios. En este caso el tractor lleva un embrague de doble disco y puede detenerse el tractor sin detener la TDF. 3. Independiente: tomo movimiento directamente del volante mediante un embrague aparte y separado del de la caja de cambios. En este caso la conexión se realiza con un embrague multidisco de accionamiento hidráulico. Tipos de TDF     

TDF de 540 RPM: con eje de 6 estrías. TDF de 1000 RPM: con eje de 21 estrías. TDF combinada: lleva una TDF de 1000 RPM convertible a 540 RPM. TDF de velocidad variable: Se puede conectar la TDF al eje secundario de la caja de cambios en vez de al eje primario, siendo el movimiento variable en función de la marcha escogida. TDF económica (540e): TDF a 540 RPM que alcanza esta velocidad a un régimen de giro del motor equivalente a un 75% del normal. Esta TDF es para maquinas que se conectan a la TDF pero que no necesitan que el tractor trabaje a altas revoluciones para entregarle fuerza. Por lo tanto la TDF económica significa un ahorro de combustible.

Tipos:

Motor

Emb

Caja Vel

Dif

T.D.F.

• Toma de Fuerza accionado por la transmisión u ordinaria.

Motor

Emb

Emb

Caja Vel

Dif.

T.D.F.

Funciona únicamente cuando la transmisión está embragada con el motor. Deja de funcionar al pisar el pedal del embrague.


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• Toma de Fuerza Funcional Continuo o ¨ Vivo¨

Motor

Emb TDF

Caja Veloc

EMB

T.D.F. Funciona únicamente cuando la transmisión esta embregada con el motor, pero posee un segundo embrague que se puede dejar acoplado después de desembragar el motor. Es un doble embrague mandado por el mismo pedal. Lo anterior quiere decir que se puede parar el movimiento hacia delante del tractor, sin que el T.D.F deje de funcionar.

• Toma de Fuerza Independiente

Motor

Emb

Emb

Caja Vel

Dif.

T.D.F.

Tiene su propio embrague y tren de transmisión independiente de la transmisión de fuerza de la máquina. Esto significa que el T.D.F se puede parar sin parar el tractor.

A. Cristian Plaza_2007


08 Maquinaria Agricola: Sistema de Transmisión