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AGRONOMÍA MAQUINARIA Y MECANIZACIÓN AGRÍCOLA
MODULO I
I. CONTENIDO
CAP 1. MAQUINARIA Y MECANIZACION AGRICOLA.
1.1 Conceptos básicos de Maquina y Mecanización.
CAP 2. PALANCAS POLEAS Y ENGRANAJES
2.1 Tipos de palancas
2.3 Poleas, Correas y Fajas.
2.4 Engranajes (Piñones), Ruedas dentadas
2.5 Trenes de engranajes, relación de transmisión
CAP 3. TRACCION MOTRIZ - MOTORES
3.1 Energía Motriz.
3.1.1 Principios de funcionamiento.
3.1.2 Motores de combustión interna y externa.
3.1.3 Funcionamiento de un motor de combustión interna.
3.1.3.1 El ciclo de cuatro Tiempos del motor.
3.1.3.2 El ciclo Otto y ciclo Diesel.
3.2 Clasificación de los motores.
3.3 Partes y funcionamiento.
3.3.1 Partes externas del motor.
3.3.2 Partes internas del motor.
3.4 Sistemas y Mecanismos Auxiliares:
3.4.1 Alimentación.
3.4.2 Refrigeración.
3.4.3 Lubricación.
3.4.4 Eléctrico.
3.4.5 Cigüeñal.
3.4.6 Distribución.
II. METODOLOGIA
La metodología de enseñanza aplicada al presente curso consistirá en visitas a la
plataforma virtual del moodle donde se tendrá a su vez:
Chat con el docente
Foros abiertos y Participativos
Tareas de manera Individual
Evaluaciones en Línea
III. EVALUACION
La evaluación del presente curso se realizara de manera 100% Virtual de acuerdo a los
avances de los contenidos.
DESARROLLO
CAP 1. MAQUINARIA Y MECANIZACION AGRICOLA.
La evolución de la maquinaria agrícola en el siglo XX ha sido tan espectacular que, de
los tres grandes avances habidos a lo largo de la historia de la maquinaria agrícola,
dos de ellos podemos considerar que marcan el comienzo y el fin del siglo XX.
El primer avance fundamental se dio el día en que el hombre que removía la tierra
golpeándola con una herramienta tipo azada decidió avanzar con ella introducida en el
suelo venciendo la fuerza de tiro. Nació así el arado en un tiempo indeterminado de la
prehistoria.
Esa primera máquina y las pocas que en muchos siglos después se diseñaron para
trabajar la tierra estaban accionadas por esfuerzo muscular, ya fuera el del hombre o
de los animales de tiro. El siguiente paso decisivo, que libra al hombre de la necesidad
de contar con fuerza muscular para trabajar el campo, se dio al aplicar a la agricultura
la energía generada por motores que consumen combustibles. Aunque a lo largo del
siglo XIX se construyeron máquinas de vapor estacionarias denominadas locomóviles
que, mediante un juego de cables y poleas, conseguían tirar de los arados, su uso fue
escaso y los agricultores no se libraron de seguir con su collera de mulas o yunta de
bueyes. Sin embargo, la construcción del primer tractor con motor de
combustión interna, debida a Froelich en 1892, marca el inicio de la actual
tractorización. A partir de ese momento, tanto el tamaño de las máquinas como el de la
superficie trabajada por un agricultor pueden crecer, porque es la energía desarrollada
por un motor la que realiza los esfuerzos necesarios. Esta fecha de 1892 podemos
considerarla el inicio del siglo XX en maquinaria agrícola.
Por último, en época reciente estamos asistiendo al empleo de dispositivos
electrónicos e informáticos en las máquinas, los cuales miden diversas variables
relativas al trabajo que desarrolla, guardan la información en registros e, incluso,
deciden cómo debe comandarse la máquina. No solo estamos liberados de realizar
esfuerzos, sino también de mantener toda nuestra atención en el trabajo y
tomar decisiones en función de las características del terreno, cultivo, etc. Estas
técnicas, que a nivel de investigación y prototipo existen desde los años 90, marcan el
inicio del siglo XXI en el que es de esperar que se difundan.
CAP 2. PALANCAS POLEAS Y ENGRANAJES
La palanca es una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo o eje, cuando
se le aplica una fuerza para vencer la resistencia. Es usada para vencer la mayor
resistencia con el esfuerzo aplicado. Las palancas se clasifican en 1ª,2ª y 3ª clase, esto
se hace según la ubicación del punto de apoyo A(llamado fulcro), de la fuerza motora F
y de la resistencia. Haremos también una distinción de la “palanca matemática” (en la
que no se considera el peso de la palanca) y la “palanca física” (en la que sí se
considera el peso de la palanca). Esta máquina es una aplicación directa del principio
de momentos donde una de las fuerzas (la resistencia R) hace girar la palanca en un
sentido. Es decir, constituye un momento r R × respecto de A; mientras que
la otra fuerza (motriz F), en el sentido contrario, tiene un momento de inercia
determinado por d F × (d y r son los brazos respectivos).
Para comenzar a hablar sobre la “polea” , debemos tomar en cuenta algunas
situaciones cotidianas nuestras como por ejemplo, subir escaleras con „cargas‟
(que puede ser un par libros, por ejemplo) no nos cause mucho esfuerzo, pero en el
momento en que nos pidan subir un “piano”, “un comedor” u otros objetos de mayor
peso, se nos comienza a complicar un poco el panorama. Debido a esta razón y otras,
el hombre debió desarrollar un mecanismo para poder facilitar esta tarea.
A continuación expondremos el funcionamiento y las ventajas mecánicas
(ganancia de transmisión de fuerza) de cada una. La polea es una „máquina simple‟
que consiste en un disco que lleva en la periferia una canal por la que se hace pasar
un cordón(cordel, pitilla, cadena). El eje se encuentra se encuentra sostenido con una
horqueta llamada armadura, mediante la cual se suspende la polea de un soporte fijo ;
la máquina simple así constituida se denomina polea fija. Esa misma polea fija se
puede utilizar como polea móvil si de la armadura se cuelga un peso y entonces es el
cordón el que se fija en el soporte.
CAP 3. TRACCION MOTRIZ – MOTORES
CONCEPTO DE MOTOR El motor es un conjunto de partes y mecanismos o complejo mecánico que transforma
la energía térmica del combustible en energía mecánica.
EL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA DE CUATRO TIEMPOS
Quien invento el motor de combustión interna?
El primer inventor, hacia el año 1862, fue el francés Alphonse Beau de Rochas, El
segundo hacia 1875, fue el alemán doctor Nikolaus Otto. Como ninguno de ellos sabia
de la patente del otro hasta que se fabricaron motores en ambos países, hubo un pleito
De Rochas gano cierta suma de dinero, pero Otto se quedo con la fama: el principio
termodinámico del motor de cuatro tiempos se llama aun ciclo de Otto.
TODO MOTORES
El motor es un conjunto de partes y mecanismos o complejo mecánico que transforma
la energía térmica del combustible en energía mecánica.
Es un sistema al cual ingresa energía química (combustible y aire) y genera energía
mecánica que es transformada luego en movimiento. El funcionamiento del motor
puede ser desglosado en mecanismos y sistemas; Además de la identificación de las
diferentes partes tanto internas como externas.
PARTES EXTERNAS DEL MOTOR
Block de Cilindros.- Se denomina así al conjunto de varios cilindros fundidos en una
sola pieza. Se considera la pieza básica del motor del automóvil. En las que están
sujetas las demás partes componentes.
Existen diferentes tipos de según la ubicación o disposición de los cilindros
Cilindro los cilindros son unos orificios por donde se desplazan los pistones y su
principal función es la de recibir la mezcla de aire y gasolina para luego comprimirla y
hacerla explotar, generando la fuerza que se ha de transmitir finalmente a las ruedas.
En su interior tiene lugar la explosión de la mezcla, y dentro de él se desliza el pistón
en su movimiento alternativo, por lo que las paredes del cilindro están cuidadosamente
pulidas. Su función entonces es: guiar al pistón en su desplazamiento del PMS al PMI,
a tiempo de servir de cámara de expansión de los gases.
Camisas del cilindro Hay dos formas de hacer la parte interior del cilindro, por donde
corre el pistón. Una es dar un tratamiento superficial al propio metal del bloque, que
consiste en recubrirlo de una capa muy resistente de otro material distinto del que tiene
el bloque. Por ejemplo, los recubrimientos a base níquel y silicio son de este tipo.
La otra es colocar dentro del cilindro una pieza aparte, que es la que se denomina
«camisa». Una ventaja de la camisa es que, en caso de desgaste o deformación se
puede cambiar. Un inconveniente es que este método hace que el motor ocupe más
espacio.
Camisa seca Simplemente es un cilindro que se coloca a presión dentro del formado
en el bloque, sin existir ningún espacio entre bloque y camisa. En casos de reparación
este tipo de camisas permite ser maquinada, teniendo en cuenta que se aumenta el
diámetro interior, cierta cantidad de veces, especificadas inicialmente por los
fabricantes de motores y al llegar a estos límites debe ser cambiada por una nueva de
medida original.
Camisa húmeda
En este caso la camisa reemplaza totalmente al cilindro del bloque y es apoyada en
éste únicamente en su parte superior e inferior siendo rodeada en su totalidad por los
ductos de refrigeración. Para una reparación simplifica el proceso ya que solo se debe
extraer la camisa vieja y reemplazarla por la nueva, la cual se sujeta del bloque en la
parte
Superior por medio de unas bridas, las que presionan evitando cualquier tipo de
movimiento.
Cárter El cárter de aceite es una bandeja ubicada en la parte inferior del bloque de
cilindros y su función principal es la de servir como depósito del aceite, además de
albergar el cigüeñal
Culáta: La culata es la pieza ubicada en la parte superior del bloque de cilindros. Es
la tapa de todos los cilindros. Allí se ubican las bujías, las válvulas de admisión y de
escape, y los conductos de entrada y salida de gases
Gases de entrada: La mezcla de aire y gasolina
Gases de salida: El residuo de la combustión (co, co2, o2, HC)
Es la parte superior del motor en donde se encuentran las válvulas y las cámaras de
combustión; en algunos motores y generalmente los modernos (a partir de los años 60)
también se encuentra el eje de levas, junto con los mecanismos necesarios para la
apertura y cierre de las válvulas.
Junta de la Culata Llamada también junta de amianto, Tiene la misión de cerrar
herméticamente la cámara de combustión para evitar fugas de agua y de aceite de los
canales de circulación
Volante de Inercia El volante de inercia es una pieza que va instalado en la parte
posterior del cilindro y sirve para almacenar energía potencial durante el
funcionamiento y equilibrar las oscilaciones del motor.
PARTES INTERNAS DEL MOTOR
Pistón Construido de aleación de aluminio recorre el cilindro de arriba hacia abajo y a
la inversa para provocar la admisión y la compresión de los gases. Tiene forma de
vaso invertido; en la parte central hay un orificio que lo atraviesa horizontalmente y que
sirve para alojar el eje del pistón, denominado bulón por el cual se articula a la biela.
Las funciones del Pistón son: cerrar y obturar en forma móvil la cámara de combustión
respecto al compartimiento del aceite lubricante en la parte inferior del pistón, Recibe la
presión de los gases formados durante la combustión y mediante la biela transmitirla al
eje cigüeñal.
Anillas de Compresión Son piezas de pequeño espesor y de forma anular cumplen
misiones fundamentales asegurar y cerrar la cámara de combustión, Conducir el calor
desde el pistón al cilindro refrigerado
Anillas de Lubricación Poseen un canal en su centro y dentro de este canal un aserie
de ventanas y la función es: rasgar de la pared del cilindro el aceite lubricante y hacer
que retorne a través de las ranuras de las ventanas al cárter por la parte interna del
pistón
Bulón o Pasador Es la unión del pistón a la biela de manera que se permita a la biela
un cierto movimiento pendular con respecto al pistón esta hecho de acero.
Es el elemento que se utiliza para unir el pistón con la biela, permitiendo la articulación
de esa unión. Para que este pasador no se salga por el costado del pistón y ralle las
camisas se mantiene fijo con alguno de los siguientes procedimientos:
Pasador fijo Se inmoviliza el pasador al pistón por medio de un espárrago o tornillo de
presión.
Pasador semiflotante El pasador queda en la biela siendo apretado por medio de una
abrazadera de tornillo, pero gira libremente sobre los soportes del pistón.
Pasador completamente flotante El pasador gira libremente con pistón y biela; para
evitar el desplazamiento se colocan pines de presión en los extremos, los cuales se
aseguran en los espacios determinados para este fin en el pistón.
Biela Este componente se encarga de convertir el movimiento rectilíneo del pistón en
movimiento rotatorio al centro del cigüeñal por medio de los muñones de biela del
mismo cigüeñal. Las Bielas están fabricadas en aleaciones muy resistentes debido a
que reciben gran presión por el empuje del pistón, como también fuerzas de
estiramiento al desacelerar el motor.
Cigüeñal Es un eje acodado compuesto por una serie de cigüeñal, tiene la siguiente
función: transformar la fuerza del pistón transmitida por la biela en un par de fuerzas
creando un momento de giro , el cual es transmitido en su mayor parte al embrague y
otros dispositivos que requieren fuerza motriz.
Cojinetes Los cojinetes tienen la misión de servir de apoyo y guía al cigüeñal los
cojinetes están construidos por tres capas, por un casquillo de acero una capa de
metal para el soporte de gran capacidad y una capa de deslizamiento de metal blanco
Válvulas cada cilindro de un motor de 4 tiempos tiene por lo menos 2 válvulas, una de
admisión y otra de escape cuyas funciones son: abrir y cerrar los conductos de
admisión y de escape en la culata del motor, en los momentos precisos.
Resortes de válvulas son las encargadas de cerrar las válvulas y mantenerlas
cerradas. Tienen que ser lo suficientemente fuertes para que el cierre se realice
rápidamente y se eviten las oscilaciones en forma de ruidos de válvulas.
Varillas son un órgano de conexión en el sistema de distribución y sirve para accionar
los balancines.
Taques son accionados por las levas del eje de levas y transmiten en el movimiento de
la carrera directamente a las válvulas, están construidas de fundición dura.
Balancines son palancas de dos brazos que intervienen en el movimiento de la carrera
del eje de levas en el vástago de válvula. El eje de balancines también conduce el
lubricante hacia los cojinetes.
Árbol de levas es le órgano mecánico que recibe el movimiento giratorio del cigüeñal y
lo transmite a las válvulas, en laque es transformado en movimiento rectilíneo
alternativo. Esta fabricado de un eje de acero al carbono.
MECANISMOS Y SITEMAS PRINCIPALES DEL MOTOR
Mecanismo de Distribución.- Es el conjunto de los órganos mecánicos que regulan la
entrada y salida de gases en el cilindro, El mecanismo de distribución está compuesto
por los siguientes elementos El eje de levas, cadena o correa, válvulas, resortes de
válvulas, varillas, balancines, taques y. engranajes de distribución
Mecanismo del Cigüeñal.- Esta compuesto por el pistón, la biela y el cigüeñal que
unidas entre si conforman el tren alternativo, transforman la fuerza del pistón en un par
de fuerzas creando un momento de giro donde la mayor parte del giro es transmitida al
embrague , el resto a las válvulas bomba de aceite , el distribuidor entre otros.
Sistema de Lubricación.- Sirve para suministrar el lubricante necesario a las piezas
sometidas a los rozamientos con el fin de evitar los desgastes, Amortiguar y absorber
los choques en los cojinetes además de tener dos funciones complementarias el de
mejorar la evacuación del calor y cellar herméticamente la apertura entre el cilindro y el
pistón para que no haya fuga en el momento de la combustión o explosión de gases
Consta de bomba de aceite y filtro de aceite.
omba de aceite. La función de la bomba de aceite es la de aspirar el aceite del Carter
y dirigirlo bajo presión a través de las canalizaciones hacia los elementos a engrasar.
Filtro de aceite. Los filtros de aceite se instalan para evitar que el lubricante se
deteriore prematuramente a causa de las impurezas. Además de mejorar la
refrigeración del flujo de aceite.
Sistema de Refrigeración.- En los motores se emplean dos procedimientos de
refrigeración. Por líquido y refrigeración por aire incluso el combinado La función de
este sistema es el de evacuar el calor procedente de las piezas que se calientan, Sus
componentes son: El radiador, Ventilador, Conductos, bomba de agua y el termostato.
Bomba de agua; la bomba de agua debe acelerar la circulación de agua de
refrigeración.
Ventilador. Tiene la misión de hacer pasar por el radiador la cantidad de aire suficiente
para la refrigeración cuando no basta el viento de la marcha.
Radiador. Tiene la misión de ceder al aire el calor que ha sustraído al motor en agua
de refrigeración.
El termostato. Intercalado en el circuito de refrigeración se encarga de que el motor
alcance rápidamente la temperatura de régimen necesario. Sistema de alimentación.-
Es el encargado de proveer de suficiente cantidad de mezcla (aire – combustible) y
suministrarla a los cilindros en forma de gas, según las exigencias de funcionamiento.
Esta compuesto por el Tanque de Combustible, conductos, bomba de gasolina, Filtro
de combustible, Filtro de aire y Carburador o Inyector.
Tanque de combustible. Esta fabricado de chapa de acero es el lugar donde se
deposita el combustible ya sea gasolina o diesel.
Bomba de gasolina. Su función principal es la de enviar combustible a presión del
tanque hacia el carburador.
Filtro de combustible. Su función es filtrar del combustible los cuerpos sólidos e
impurezas que pudiera contener.
Filtro de aire. Tiene la misión de limpiar de modo eficaz el aire de combustión aspirado
sin que el paso del aire sea impedido con ello además de absorber los fuertes ruidos
de la aspiración.
Carburador. La función primordial del carburador es la de preparar una buena mezcla
en proporciones correctas de gasolina y aire a tiempo de lograr una fina pulverización.
En motores de alimentación a diesel en lugar del carburador existe el grupo inyector.
Sistema de Electrico.- Denominado también sistema de encendido Se destina para
inflamar la mezcla aire- gasolina por medio de una chispa eléctrica de alta tensión
producida por la bujia en el momento preciso y según el orden de encendido cuyos
componentes son: La batería, cables de alta y baja tensión, distribuidor, bobina, bujia,
motor de arranque y alternador.
Batería. Constituye el corazón del sistema eléctrico transforma la energía eléctrica
recibida por el alternador en energía química durante la carga, su vez trasformando la
energía química en eléctrica durante la descarga. La batería al mismo tiempo
suministra la corriente necesaria para dar inicio al motor de arranque además de
controlar el voltaje del sistema eléctrico.
Motor de arranque. La función es la de poner en marcha el motor donde hay que
vencer las masas de resistencia de rozamiento y de compresión del motor.
Alternador. Genera corriente alterna y la convierte en corriente continua suministrando
a los diferentes circuitos eléctricos del tractor.
Bujías. Tiene la misión de suministrar las chispas para encender la mezcla aire-
combustible, las chispas saltan entre los dos electrodos de la bujía.
Sistema de Transmisión
Mecanismo de Embrague.- Sus principales funciones son Acoplar y desacoplar el
movimiento de giro del motor a la caja de velocidades en forma continua progresiva y
elástica, Interrumpir el flujo de fuerzas durante la marcha y permitir el cambio fácil y sin
ruidos de las velocidades sin necesidad de parar el motor.
Lograr que el acople entre el motor y la caja de velocidades tenga la cualidad e ser
progresivo, continuo elástico para evitar jalones y brusquedades.
Sus componentes son Disco de fricción, Plato de presión, resortes y diafragma.
Disco de embrague
Caja de Cambios. Es el transformador de velocidades en el tractor agrícola se emplea
como desmultiplicador de velocidad puede cambiar velocidades o dar marcha atrás
según sean las exigencias del caso gracias a sus tres ejes eje primario, intermedio y
secundario.
Mecanismo de frenos
Mecanismo Impulsor El mecanismo Impulsor o Puente trasero comprende el
mecanismo de par cónico o grupo piñón Corona y diferencial. Entre las funciones que
desempeña esta Distribuir por igual el par de giro a transmitir a ambas ruedas,
Compensar la diferencia del numero de revoluciones de cada ruedan las curvas.
Para que el automóvil se mueva necesita hacer llegar a las ruedas la fuerza motriz
generada en el motor. Durante muchos años del desarrollo del vehículo, esta función
estaba a cargo de un dispositivo monolítico, colocado en la parte trasera del automóvil,
y en cuyos extremos se encontraban las ruedas (Figura 1). Este dispositivo recibía la
rotación desde la caja de velocidades, a través de la barra de trasmisión colocada a lo
largo del vehículo, y lo transformaba a un movimiento transversal, dividido a cada lado
del vehículo para mover los neumáticos y así garantizar la tracción. Como era un
cuerpo rígido que iba de un lado al otro del automóvil y en donde se apoyaba este a
través de la suspensión, se le denominó puente, pero como además era el responsable
de la tracción, se le puso el apellido de motriz para diferenciarlo del otro puente rígido
que soportaba las ruedas delanteras y que era el directriz
VINCULOS:
1.- El motor de cuatro tiempos. Es llamado también motor Otto por su creador, aquí les
dejo el link para ver su funcionamiento.
http://www.youtube.com/watch?v=c9PqcfQzzrs
2.- El Pistón. Es el corazón del motor donde cada carrera del pistón llega a ser como la
respiración para el ser humano podras aprender mas en siguiente video aquí les dejo
la dirección:
http://www.youtube.com/watch?v=707Il0CO_XA
3.- El cigüeñal es una compleja maquina donde se van insertando diferentes partes
que dan vida al motor.
http://www.youtube.com/watch?v=o9zrU9qSpDU
4. Armado del motor. Para concluir esta etapa quiero dejarte un link para que puedas
observar cono se va armando un motor de cuatro tiempos, además de ver cómo
funcionan y engranan cada una de las piezas que vimos durante el curso.
http://www.youtube.com/watch?v=luhjiCKm-dk
Hasta una próxima oportunidad espero que volvamos a vernos pronto.
El profe VICO……