MECNICA Y MAQUINARIA

AGRCOLA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERA AGRCOLA CTEDRA DE MECNICA Y MAQUINARIA AGRCOLA

APUNTES DE MECNICA Y MAQUINARIA AGRCOLA

1 Reglamento interno ciclo lectivo 2013

Las clases tienen carcter de Terico-prctico y sern desarrolladas, segn la naturaleza del tema, en aula o a campo. Abarcarn un total de 100 horas anuales, de acuerdo con la carga horaria correspondiente a la materia.

1.1 CONDICIN DE REGULARIDAD.

Parciales Los alumnos debern rendir cuatro exmenes parciales escritos, los que incluirn preguntas conceptuales y/o resolucin de problemas prcticos. Puntaje mnimo de aprobacin en cada uno: 60 % Los alumnos debern aprobar un problema integrador con asistencia obligatoria. Asistencia: mnima: 80 % de las clases terico-prcticas. EVALUACIONES PARCIALES: Se rendirn durante el cursado en las fechas establecidas y con los contenidos que se indicarn en la programacin de las clases. Cada evaluacin se compondr de preguntas, grficos y problemas sobre los temas que abarca. Los alumnos dispondrn de 60 minutos para responderla.

1.2 RECUPERACIN DE PARCIALES

Los alumnos que tengan calificaciones en sus parciales por debajo del puntaje mnimo, podrn recuperar hasta dos exmenes parciales. Los exmenes parciales no rendidos por razones con justificacin aceptada por la ctedra podrn ser recuperados, hasta dos. Los parciales podrn ser vistos por el alumno en la semana siguiente a su correccin en horario que fijar la ctedra. Fuera de ese perodo no se permitirn revisiones ni se considerarn reclamos.

1.3 PROMOCIONALIDAD

Los alumnos que renan las siguientes condiciones al finalizar el cursado, tendrn la materia aprobada sin necesidad de rendir el global integrador. 80% de asistencia. 80% o puntaje mayor en cada uno de los cuatro parciales. 85% o puntaje mayor PROMEDIO de los cuatro parciales.

1.4 GLOBAL INTEGRADOR

Los alumnos que alcancen la condicin de regular pero que no logren la promocin, debern rendir en las mesas del perodo de exmenes inmediatamente posteriores al cursado un global integrador. El puntaje de aprobacin del global integrador deber ser 6 o superior en la escala de 0 a 10. Los alumnos regulares que no rindan o no aprueben el global integrador, debern rendir en las mesas examinadoras siguientes al mismo.

1.5 EVALUACIN FINAL:

Los alumnos regulares que no logren la aprobacin de la materia al final del perodo de exmenes inmediatamente posterior al cursado, debern aprobar en las mesas examinadoras siguientes una evaluacin final oral. La nota obtenida en este examen puede ser modificada por el concepto global del alumno. Esta nota de concepto se obtiene de la evaluacin continua, asistencia, participacin en las clases y promedio de parciales. Los alumnos perdern la regularidad si no aprueban la evaluacin final antes de los dos aos de obtenida la misma. Ctedra de Mecnica y Maquinaria Agrcola Agosto de 2013.

2 BIBLIOGRAFA RECOMENDADA PARA MECNICA Y MAQUINARIA AGRCOLA

ANOJIN, V y SAJAROV, A. Manual del tractorista. Mosc. E. Mir. 1970. 486 p. ARIAS PAZ, M. Tractores. Madrid. E. Dossat. 9 edicin. 1978. 400 p. ARNAL ATARES, P y LAGUNA BLANCA, A. Tractores y motores agrcolas. Madrid. MAG.1996. 3 E.549 p. ASHBURGER, J y SIMS, B. Elementos de diseo del tractor y herramientas de labranza. IICA.1984. 473p. BANDRES, J. El tractor agrcola. Buenos Aires. E. Albatros. 1973 BARAAO, T y CHIESA, S. Maquinaria agrcola. Buenos Aires. E. Hemisferio Sur. 1982. 347p. BARGER, E. Et al. Tractors and their power units. New York. John Wiley & sons. E. 2 E. 1963. 524p. BERLIJN, J.D. Mecnica Agrcola. 12 tomos. Mxico. E. Trillas. 1982 1.065p. BERMEJO ZUAZUA, A. Manual prctico del mecnico agrcola. 2Tomos. Madrid. MAG. 1982 CANDELON, P. Las mquinas agrcolas. Madrid. E. Mundi-Prensa. 1971. 667p. CHUDAKOV, N. Teora y clculo de tractores. Mosc. E. Mir. 1977. 435p. CONTI, M. Y HERMANN, W. Tratado de mecnica agrcola. 2 T. Buenos Aires. FAUBA. 1950. CROUSE, W. The auto book. New York. Mc Graw-Hill. 1974. 662p. DAVIDSON, J. Agricultural machinery. New York. John Wiley & sons. 1981. DEERE, J. Fundamentos del servicio agrcola. Moline, Illinois. 1990. 149p. DEERE, J. Farm machinery overview. 16 tomos. Moline, illinois. 1990. 3034p. DENKER, H. Manual de tcnica agrcola. Barcelona. E. Omega. 1966. 1252p. DOBROROLSKI, V. Et al. Elementos de mquinas. Mosc. E. Mir. 1970 DUBBEL, H. Manual del constructor de mquinas. Barcelona. Labor 1968 GUADILLA, A. Tractores. Barcelona. E. CEAC. 1981. 708p. HUNT, D. Maquinaria agrcola. Mxico. E. Limusa. 1983. 450p. KATES, G. Motores diesel. Mxico. E. Revert. 1964. KANAFOJSKI,T y KARWOWSKI. Agricultural machinery. 2 tomos. Varsovia.1976. 1927p. KEPNER, R. Et al. Principles of farm machinery. Westport,Co. AVI PC. 1978. 527p. LILJEDAHL, J Et al. Tractores, diseo y funcionamiento. Mxico. E. Limusa. 1984. 432p. LOSTRI, A. Y ONORATTO, A. Qu tractor elegir? Roma. FAO. 1986. 40p. MARONI, J y MEDERA, R. Manual prctico de mquinas de labranza. Buenos Aires. E. H. Sur. 1989. MESNY, M. Calderas y mquinas de vapor. 2 Tomos. Buenos Aires. E. Alsina 1967. NARDO,J. Tratado de soldadura. Buenos Aires. Ed. Montes. 1948. 152p. NIEMANN, G. Elementos de mquinas. Barcelona. E. Labor. 1967. 786p. NICHOLS, H. Movimientos de tierra. Mxico. De. Continental. 1969. ORTIZ-CAAVATE, J Et al. Tcnica de la mecanizacin agraria. Madrid. E. Mundi-prensa. 1975. 324p. ORTIZ-CAAVATE, J Et al. Las mquinas agrcolas y su aplicacin. Madrid.E. M-P. 1980. 481p. ORTIZ-CAAVATE, J Et al. Tractores. Tcnica y seguridad. Madrid.E. M-P. 2005-212p PELLIZZI, G. Meccanica e meccanizzazione agricola. Bologna. Ed. Agricole. 1991. 484p. Pollacino Julio C. y otros. Mecnica aplicada a la maquinaria agrcola. Argentina Ed. Fac. de Agr. UBA- 2005 - 446 p. QUANTZ, L. Motores hidrulicos. Barcelona. E. Gilli. 1953. RICHEY, C. Et al. Agricultural engineers handbook. New York. McGraw-Hill. 1961. 880p.

RICHITELLI, J. Arados de reja y vertedera. Buenos Aires. E. Universitaria. 1977. 155p. SHIPPEN, J. Y TURNER,J. Maquinaria agrcola bsica. 2 Tomos. Barcelona. E. Acribia. 1969. SMITH, H. Maquinaria y equipo agrcola. Barcelona. E. Omega. 1979. 520p. STONE, A. Y GULVIN, H. Machine for power farming. New York. John Wiley & sons. 1967. 559p. WILKINSON, R. & BRAUNBECK, O. Elementos de maquinaria agrcola. 2 Tomos. Roma. FAO. 1977.555p.

PUBLICACIONES PERIDICAS AGRICULTURA DE LAS AMERICAS. Wyandotte, Kansas, USA. AGRICULTURAL ENGINEERING. St. Joseph, Michigan, USA. BULLETIN D`INFORMATION DU CNEEMA. St.Antoine. France. CODEMA. Buenos Aires, Argentina. EVALUATION REPORTS PAMI. Canada. INFORMACIN TCNICA INTA. Castelar, Argentina. IMPLEMENTS AND TRACTORS. Kansas, USA. MACCHINE E MOTORI AGRICOLI. Bologna, Italia. MAQUINARIA AGRCOLA. Madrid, Espaa POWER FARMING. Surrey, London, UK. SEGURIDAD EN LOS TRACTORES. OIT. Ginebra, Zuiza. TRANSACTIONS OF THE ASAE. St. Joseph, Michigan, USA. THE FURROW. John Deere. Moline, Illinois, USA. THE LEYLAND JOURNAL, Essex, UK. YEARBOOK OF AGRICULTURE. Mxico, Mxico.

3 Introduccin:

Trataremos de incluir bajo un mismo ttulo todas las habilidades y conocimientos necesarios para que los alumnos de la carrera de Ingeniera Agronmica completen y aprueben su curso curricular de MECNICA Y MAQUINARIA AGRCOLA. Ojal que estos apuntes sean de utilidad para esa tarea principal, y nos sentiramos muy halagados si sirven de algo a los profesionales del tema y a los administradores rurales, quienes seguramente podrn aportar cosas de inters, novedosas o prcticas, para completar este texto, y que con gusto incluiramos en las siguientes revisiones. Para aprovechar realmente el curso de MECNICA, es necesario tener previamente aprobados los cursos de MATEMTICA y de FSICA, pues lo que all se adquiere es indispensable para la mejor comprensin de los principios de ingeniera aplicada en los que se basan los clculos y la fenomenologa que se estudiar. Sin embargo, hemos hecho un esfuerzo para utilizar un lenguaje simple y el mnimo posible de frmulas para el clculo, de tal modo que su lectura sea fcilmente comprensible y amena. Tambin hemos reducido al mnimo las tablas, bacos y nomogramas, utilizando el manejo de grficos y de fotografas, de dibujos esquemticos y de vistas de desarme y explosivas, por aquello de que una imagen vale por cien palabras. En este apunte han colaborado los profesores de la ctedra de MECNICA Y MAQUINARIA AGRCOLA del DEPARTAMENTO DE INGENIERA AGRCOLA de la FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS de la UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO, de otras ctedras de la misma facultad, de la oficina de maquinaria agrcola del INTA y de empresas privadas que nos apoyan constantemente. Sin su valioso y desinteresado trabajo, esta gestin no hubiese sido posible. Para todos ellos un profundo y sincero agradecimiento.

4 Objetivos de la materia:

En el marco de la nueva programacin de la docencia universitaria, pensamos que, al finalizar el cursado, con la aprobacin de la materia, el alumno deber haberse capacitado para reconocer e identificar la maquinaria agrcola de uso comn en la zona, hacerse cargo del control del uso y mantenimiento de la misma, participar o recomendar en las modificaciones o el rediseo de ingeniera, calcular sus rendimientos tericos y reales, poner a punto, ajustar y regular las mquinas segn el uso que reciban o los requerimientos del cultivo, hacer o atender un programa de mecanizacin fundamentado, opinar o recomendar en adquisiciones o utilizacin de mquinas agrcolas, formular programas de defensa de la salud e integridad fsica de los operarios y mejorar continuamente las condiciones de trabajo del personal, para que su trabajo sea menos penoso y mejore tambin su autoestima y su rendimiento. El desarrollo del cursado a lo largo del cuatrimestre se cumple en 100 horas de clases terico-prcticas, y puede agruparse en 3 grandes divisiones que contienen los 14 captulos en que dividimos la docencia y los trabajos prcticos. 1 Parte: MECNICA GENERAL 2 Parte: MOTORES Y TRACTORES 3 Parte: MAQUINARIA AGRCOLA

PARTE I

MECANICA GENERAL (Versin Preliminar Parcial)

1 Importancia de la mecnica en la agricultura de la regin, en el pas y en el mundo. Consecuencias tcnicas, econmicas y sociales de la mecanizacin de las labores agrcolas.

No podemos imaginar la agricultura sin ninguna ayuda de herramientas. An en las culturas ms primitivas, en el paleoltico inferior, la diferenciacin del hombre de otros primates fue la confeccin y utilizacin de herramientas. Y stas fueron destinadas primeramente a la guerra, ocupacin viril si las hay, y luego a la caza y a la agricultura. Los primitivos escariadores, punzones de siembra y sacos de recoleccin han devenido en toda la parafernalia de que hoy dispone el productor agropecuario. Pueden reconocerse varias etapas en el desarrollo de la mecanizacin agrcola, y la relacin temporal entre ellas se corresponde bastante con una curva logartmica. 1 etapa: Primitiva, con un uso masivo de mano de obra, con la ayuda slo de herramientas manuales y con rendimientos pobres, por falta de conocimientos, por no disponer de variedades adecuadas y por las forzosas interrupciones que generaban el clima y las guerras. Las dificultades de almacenamiento y las malas cosechas significaron hambrunas que diezmaron la poblacin. Dur desde la noche de los tiempos (40000 a.C.?) hasta la domesticacin de los animales de trabajo (4000 a.C.). Cada agricultor generaba con dificultades alimentos para 2 personas, por lo que toda la poblacin econmicamente activa deba dedicarse a la produccin y a la recoleccin. 2 etapa: Antigua: La domesticacin de los animales de trabajo permiti a los hombres descargar sobre ellos las ms pesadas y penosas labores, como el cultivo de la tierra y el transporte. Los caballos, bueyes, camellos, elefantes, etc., siguiendo la misma filosofa de las herramientas, estuvieron primero disponibles para la guerra y luego para la produccin. La tecnologa avanza por el lento camino de la prueba y el error. Van aumentando las especies cultivadas y tambin la produccin por la seleccin dirigida. Es de hacer notar que el dominio de la metalurgia del cobre primero y luego del hierro no alcanz a las herramientas agrcolas hasta muchsimo tiempo despus, por las razones antes descriptas. El cobre de Dalmacia, el bronce de Ur y de Tracia, los aceros de Toledo y de Damasco, y ms tarde de Solingen o de Sheffield, eran demasiado caros para destinarlos a otro uso que no fuera la confeccin de armas y de blindajes. La agricultura sigui noms en la edad de piedra. Un productor en esta poca poda producir alimentos para 4 personas. Por primera vez fue posible que algunos no necesitasen trabajar la tierra o cuidar el ganado para comer. Se van diferenciando las castas privilegiadas de las de los productores (amos y siervos) La frontera de las tierras agrcolas es empujada por la presin demogrfica. Los grandes descubrimientos geogrficos representan la universalizacin de la cultura europea como la nica, en desmedro de otras. Esta etapa dur desde el ao 4000 a.C. hasta el 1700 d.C.

3 etapa: Moderna: Est signada por el aprovechamiento de otras fuerzas que las provenientes puramente de los seres vivos. El viento como fuerza motriz para los molinos y las bombas y tambin para el transporte, las cadas de agua para los molinos y tambin para las primeras aceras y aserraderos, y finalmente la fuerza del vapor, primero en mquinas estacionarias , luego en mviles y en automviles. Esto represent la revolucin industrial. La agricultura vino como siempre, a la zaga. La gran demanda de mano de obra por la industria despobl parcialmente al campo, y la mecanizacin de las labores agrcolas fue la respuesta. En dos siglos solamente la relacin productores / consumidores pas de a 1/10. Lentamente los animales de labor fueron reemplazndose por mquinas. Es tambin en esta poca cuando el hombre hecha mano a las reservas de energa del planeta, como nunca lo haba hecho antes. Los combustibles fsiles pasan a tener en pocos aos una importancia estratgica increble. Sin embargo las campaas militares, las guerras grandes y pequeas, las epidemias an no controladas siguen siendo un flagelo para la humanidad. La ambicin y la falta de control hace que las condiciones de trabajo, que debieran mejorar a medida que la tecnologa pone a disposicin del hombre modos menos penosos de hacer las cosas, en realidad empeoran, y se conoce una explotacin del hombre como nunca se haba visto con anterioridad. Estas condiciones prevalecieron entre 1700 y 1900. 4 etapa: Contempornea: El desarrollo del motor de explosin, primero como accesorio del de vapor y luego como su competidor, represent un avance no imaginado, no solamente en la agricultura, sino en todas las actividades del hombre. El tractor agrcola es el distintivo de esta poca. El constante aumento de potencia posibilit la utilizacin de herramientas cada vez mayores y el aumento correlativo de la superficie que poda labrar un hombre solo. Las facilidades para el transporte y la industrializacin, la conservacin por el fro, las comunicaciones casi instantneas con cualquier lugar del mundo han llevado la capacidad de producir a que un solo agricultor o ganadero pueda alimentar a 27 personas. Este largo camino aqu resumido no ha sido fcil ni gratis. El agotamiento de los recursos naturales no renovables, la polucin del medio ambiente que parece no tener fin, la desaparicin de especies cuyo hbitat se puso en conflicto con la civilizacin, el smog, el efecto invernadero, el agujero de la capa de ozono son slo algunos de los problemas que ustedes heredarn, y a los que debern dedicar sus energas en una carrera que se parece a la competencia de los caones y los blindajes en la gran guerra. MENDOZA, agosto 04 de 1999 Para aquilatar la liberacin del agricultor de las pesadas tareas por parte de la mecanizacin agrcola, compararemos una misma tarea en un predio de caractersticas similares, con un intervalo de tiempo de 180 aos. Un texto breve referido a una situacin actual es el siguiente: "Hoy comienza la cosecha de trigo en la chacra de Don Genaro. Las grandes mquinas esperan silenciosas en el patio desde la tarde anterior. Amanece. Un grupo de 3 personas se separa de las sombras y se dirige a sus tareas. Arrancan los motores y en un rato el patio queda de nuevo en silencio. Al atardecer regresan las mquinas y se escuchan los comentarios de la jornada. Han cosechado 263 toneladas en 120 hectreas. Lo que se llama una buena faena..." Ubicaremos ahora esta buclica narracin en la Francia de 1808, poca de la mayor gloria de Napolen. En mayo de 1808 Napolen consigui la abdicacin de Fernando al trono de Espaa y sus posesiones en la actual Italia y coloc en su lugar a su hermano Jos Bonaparte. Pero mayo es tambin el mes en que se deben cosechar los cereales de invierno, tarea que no se desatiende, pues ronda por Europa el espectro del hambre. Entonces se suspende la guerra, actividad varonil si las hay, y los soldados se dedican a otra ms prosaica, como la cosecha. Las necesidades terrenas de las personas no se compadecen con esos afanes blicos y si no se cosecha, no se come. Don Genaro (en su versin francesa) tiene una chacra de trigo en Pou de la misma superficie que la de su descendiente en las pampas argentinas casi dos siglos despus. Han pasado ya

los apuros de la siembra y del cultivo. Las altas doradas espigas se mecen con la brisa y prometen una cosecha estupenda. Llegan los soldados convertidos en labriegos a participar de una actividad tan vieja como la civilizacin y tan necesaria. Un grupo de 50 sern segadores y los auxiliarn otros 30 que sern atadores. Una dura jornada de 12 horas deja atrs como 15 hectreas segadas y engavilladas, y esta labor debe repetirse al mismo ritmo como 15 das, sin contar las interrupciones debidas al mal tiempo. Como el cuarto da comienza el trabajo de los carreros y sus ayudantes para llevar la mies a la hera para la trilla. Hacen falta 3 personas por carro y 8 carros para mantener el mismo ritmo de trabajo. A cada carro deben uncirse 4 bueyes y otro tiro distinto por la tarde, para que los animales descansen. Son entonces necesarios 64 bueyes de labor, que con algunos de reserva para eventualidades hacen 80 que requieren para su alimentacin de otras 100 hectreas de pastos adicionales. En la hera para la trilla se ocupan caballos que son obligados a caminar sobre las gavillas puestas en un ruedo para romper las espigas y as liberar el grano. Unos 20 caballos se usan con reemplazos cada 2 horas, con cuatro de descanso. As son 60 caballos y 15 personas que los manejen. Adems estos caballos requieren de 80 hectreas de buena pastura para mantenerse. Otras 15 o 20 personas hacen falta en la hera para dar vueltas con horquillas al cereal para exponer diferentes partes de la gavilla al pisoteo. Luego debe aventarse la mies para separar el grano de la paja. Consiste esto en arrojar hacia arriba si hay viento y lejos si no lo hay, la mezcla de granos y paja para que el aire los separe. Este es posiblemente el trabajo mas pesado de toda la cosecha y hacen falta 20 hombres fornidos para realizarlo. El grano ya limpio es entonces ensacado y llevado al granero y la tarea contina a esta presin durante 24 a 25 das hasta terminar. Adems deben atenderse las necesidades de comida y alojamiento para toda esta tropa, y bebida y diversin, que no todo ser trabajo... Mas de 2200 jornales muy duros. Hemos recolectado 263 toneladas de trigo en las 120 hectreas. No cabe duda que en algo ha contribuido la mecanizacin a aliviar las penosas tareas manuales, aunque a veces reneguemos de ella. Qu superficie tiene nuestro planeta ? Qu proporcin de ella corresponde a tierras emergidas? De stas, cuantas estn cubiertas por el hielo ms de 250 das al ao, o tienen una cota mayor de 3000 msnm? Descontadas stas, Cuantas reciben menos de 500 mm de lluvia al ao, y no pueden regarse? Y de lo que queda, Cuantas estn ocupadas por urbanizaciones o por carreteras o por reas de actividad humana no agrcola, o deterioradas por la erosin provocada por el hombre, o corresponden a marismas o a campos de adiestramiento militar o a...? Podramos agregar (o restar) los parques y reservas intangibles, las selvas vrgenes (si es que queda alguna) y otros etc. que se les ocurran. El resto, que es bastante escaso, es lo que disponemos para alimentar a una humanidad en aumento constante.

2 La industria mundial y nacional de mquinas agrcolas. Tendencias.

A pesar de nuestra promesa de mantener en el mnimo las tablas, aqu hace falta una. EXISTENCIA ESTIMADA DE MQUINAS AGRCOLAS EN 1995 MAQUINARIA EXISTENCIA

MUNDIAL EE UU ARGENTINA

Tractores agrcolas 15.500.000 6.250.000 160.000 Camiones agrcolas 13.500.000 4.220.000 110.000 Cosechadoras automv.

4.300.000 1.750.000 18.000

Sembradoras 7.600.000 2.670.000 54.000 Arados 12.600.000 4.630.000 110.000 Empacadoras de forrajes

8.500.000 3.200.000 72.000

Abonadoras 3.700.000 1.260.000 44.000 Pulverizadoras 8.200.000 2.270.000 82.000 Rastras de discos 9.600.000 5.260.000 112.600 Estos datos han sido tomados de diversas publicaciones agrcolas, e incluyen las mquinas construidas desde 1960, considerando que algunas ms nuevas pueden haberse descartado y otras ms viejas continuar en servicio. De este parque de maquinarias, para argentina, el 81% es de fabricacin nacional, (ltimamente del mercosur) y el 19% de importacin, principalmente de EE UU. La diversidad de mquinas ofrecidas crece constantemente, por lo que la tendencia del mercado indica que cada vez habr ms fbricas pequeas con producciones muy especializadas y regionalizadas, sobre todo en el rubro de maquinaria. En la produccin de tractores, en cambio, se nota un aumento en las ventas de mquinas cada vez mayores, con motores de ms potencia, lo que lleva a las fbricas a unirse o ser absorbidas, para por un lado abarcar un espectro de ventas ms amplio y por otro aprovechar la economa de escala. VENTAS DE MQUINAS NUEVAS EN 1997 MQUINAS NACIONALES + MERCOSUR IMPORTADOS Tractores 5616 2184 Cosechadoras 1088 162 Equipos forrajeros 637 63

3 ndices de mecanizacin.

Es la relacin entre la potencia disponible y la superficie cultivada. Es una determinacin muy fcil de hacer para una propiedad, pero se complica cuando se abarca una regin o un pas. Una finca de 80 Has que tiene un tractor de 65 HP tiene un ndice de mecanizacin de 65 / 80= 0.81. Si hacemos la misma cuenta para Argentina, la determinacin de las bases se torna mucho ms difcil. Cuantos de los 160.000 tractores estn realmente en funcionamiento? Cual es la potencia media? Cuantas hectreas se han cultivado en el ao que analizamos? Slo podemos guiarnos por promedios y estimaciones que son necesariamente subjetivas. Supondremos que los tractores estn todos en uso y que su potencia media es de 72 HP. Adems que en el ao en cuestin se cultivaron 58.000.000 Has. Por lo tanto el ndice ser 11.520.000 / 58.000.000 = 0.199 HP / Ha, lo que representa un valor bajo. Los ndices de mecanizacin se ordenan como la escala siguiente: NDICE REPRESENTA < 0.1 Extremadamente bajo. Ganadera extensiva en pases subdesarrollados >.1 .2 .4 .8 1.5 Extremadamente alto. Viveros, invernaderos, mecanicismo

4 CONCEPTOS DE FSICA DE APLICACIN PRCTICA EN MECNICA Y MAQUINARIA AGRCOLA

La mecnica como parte de la Fsica estudia los cuerpos en equilibrio y en movimiento y las leyes que lo rigen. A su vez se divide en: ESTTICA: estudia las condiciones de equilibrio de los cuerpos. CINEMTICA: estudia los cuerpos en movimiento y sus relaciones. DINMICA: Estudia las fuerzas que determinan el movimiento de los cuerpos. CONSIDERACIONES GENERALES MAGNITUD: ente, dimensin o criterio que permite definir la igualdad y la suma. HOMOGENEIDAD: entre ambos miembros de una ecuacin debe existir una igualdad fsica y dimensional adems de la numrica. SISTEMA DE UNIDADES: conjunto de unidades que guardan relacin para una determinada magnitud. UNIDADES DE: SISTEMA INTERNACIONAL MAS USUALES Longitud metro metro Masa kilogramo-masa kilogramo Tiempo segundo segundo Fuerza newton Kg. Trabajo joule Potencia watt Presin pascal Kg/cm2 m. columna de agua Velocidad metros/segundo metros/segundo Aceleracin metros/ segundo2 Area metro2 metro2 Volumen metro3 metro3 DEFINICIONES: METRO KILOGRAMO-MASA SEGUNDO NEWTON: fuerza que comunica a 1 Kg-m una aceleracin de 1m/s2. JOULE: Trabajo producido por 1 N que desplaza su punto de aplicacin 1 m. WATT: potencia de 1J/s. PASCAL: presin de 1N/m2. ALGUNAS EQUIVALENCIAS ENTRE UNIDADES SISTEMA INTERNAC. SISTEMA TCNICO SISTEMA USA USO EN ARGENTINA

FUERZA N (newton) 0,102 kp kg fuerza 0,225 P (pound, libra) 9,81 N Kg fuerza 2,203 P kg 4,451 N 0,454 kg-m P (pound, libra) Tm = 1000 kg 2202,6 P Tm = 1000 kg

TRABAJO 1 J (joule) 0,102 Kg.m 0,737 lb/pie 0,000000278 Kwh 9,81 J 1 Kg.m 7,93 lb/pie 0,00000272 Kwh

POTENCIA

1 W (watt) 0,102 kg.m/s 0,00134 HP W 746 W 76 kg.m/s 1HP 1HP

PRESIN P (pascal) 0,0000102 kg/cm2 0,00015 P/sq. inch 0,0000102 kg/cm2 98100 P kg/cm2 14,2 P/sq. inch Kg/cm2 99271 P 1,033 kg/cm2 Bar = 14,7 psi 1,033 kg/cm2 6908,5 P 0,07 kg/cm2 P/sq. Inch (libra.2) 0,07 kg/cm2

VELOCIDAD 1 metro/segundo 3,6 Km/h 1,91 K (Knot) 3,6 Km/h 0,278 m/s 1 Km/h 0.53 K 1 Km/h 0,5228 m/s 1,882 Km/h K (knot, nudo) 1,882 Km/h 0,447 m/s 1,609 Km/h Mph (Mile per hour) 1,609 Km/h

VELOCIDAD ANGULAR Radian/s 57,296 grado sexages/s 0.159 RPM 0.159 RPM 0,01746 Rad/s grado sexagesimal/s 0,00278 RPM 0,00278 RPM

2 Rad/s 360/s Rpm RPM

TEMPERATURA K (Grado Kelvin) K 273 (K -273) 5/9+32 K + 273 C + 273 C (Grados Celcius) (C . 9/5) + 32 C (Grados Celcius)

(F-32).5/9 + 273 (F-32).5/9 F (Grados Farenheit) (F-32).5/9

CALOR Cal Kcal Cal Kcal 3,97 BTU Cal Kcal 0,252 Cal 0,252 Cal BTU 0,252 Cal 1 LEY DE NEWTON: Principio de inercia. 2 LEY DE NEWTON: Aceleracin: una fuerza aplicada a un cuerpo le comunica una aceleracin proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa de ste. 3 LEY DE NEWTON: Principio de accin y reacin. La velocidad angular w y la velocidad tangencial v se vinculan por las frmulas

w=2

60

n; v=

2

60

nr

Impulso y cantidad de movimiento:

Al primer miembro de esta igualdad se le denomina IMPULSO y al segundo CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Conservacin de la energa: La energa no se crea ni se destruye. Slo se transforma.

Potencia =trabajo

tiempo potencia = fuerza . velocidad

Potencia =fuerza velocidad.

102 para expresar en Kw

Potencia =fuerza velocidad.

75 para expresar en cv

Si se trata de potencia al freno o medida en el volante

f=m.a (2 ley de Newton); a=v

t; reemplazando f=m.

v

t f . t = m . v

PARA POTENCIA CONSTANTE, > FUERZA, < VELOCIDAD, Y > VELOCIDAD, < FUERZA.

Potencia =f r n. . .

.

2

60 75

para expresar en cv

Potencia =f r n. . .

.

2

60102

para expresar en Kw

n es RPM Momento de una fuerza es el producto de su intensidad por la distancia al eje de aplicacin. Par motor o cupla motriz Es el producto de la fuerza ejercida por el pistn por la longitud del brazo del cigeal. La frmula

Potencia (cv) = 1

716. .Pm n es vlida para Pm en Kg.m y n en RPM.

VENTAJA MECNICA = resistencia

potencia considerando slo las fuerzas.

4.1 Problemas y preguntas:

4.1.1 Cual es la potencia necesaria para levantar un arado de 300 Kg de peso a 60 cm de altura en 3 seg.?

R = 0.79 HP

4.1.2 A qu velocidad, expresada en km / h, puede un tractor de 16 HP en la barra de tiro, remolcar un arado que requiere 750 Kg de fuerza de traccin?

R = 5.83 km/h

4.1.3 Qu esfuerzo de traccin realizar un tractor de 55 Hp arrastrando un arado de discos a 4.5 km/h?

R = 3344 Kg

4.1.4 Indicar en RPM la velocidad de rotacin de un motor que entrega 120 CV con un Pm de 30.7 Kg.m.

R = 2798 2800 RPM

4.1.5 Un implemento demanda una fuerza de traccin de 1000 Kg. Calcular la potencia para remolcarlo a: a) 5 Km/h; b) 4 Km/h.

R = a) 18.3 HP

b) 14.6 HP

4.1.6 Un tractor trabaja a 6 Km/h con un surqueador de 4 cuerpos que requieren una fuerza de traccin de 210 Kg. Cada uno, Calcular: a) la potencia requerida en HP; b) la velocidad de giro del motor en RPM, si la rueda motriz tiene 1.2 m de dimetro y la relacin de transmisin es de 1:60

R = a) 18.34 HP b) 1590 1600 RPM

4.1.7 En un galpn cuyas medidas son : 5m alto 8,5m ancho 13m largo se desea guardar fardos de pasto prismticos, de 0,4m x 0,45m x 0,9 m. La densidad de los mismos en promedio es de 216 kg/m3. Calcular:

Nmero de fardos que entrarn, considerando que se aprovecha todo el volumen no dejando corredores El peso de cada fardo y el peso total de pasto guardado respuesta 3410 fardos, 35 kg./fardo, 119350 kg de pasto guardado.

4.1.8

Una cosechadora de dos hileras trabaja recolectando un cultivo en hileras a 1 m de distancia.

Recorre 25 m en 30 segundos. Cosecha 200 kg en 50 segundos. La densidad de la cosecha es de 800 kg / m3- . La prdida de tiempo es de 30%. La jornada de trabajo es de 7 horas por da. El consumo de combustible es de 12 l / h. El precio del combustible es de $ 6.40 el l.

Cul es la capacidad terica de la cosechadora expresada en kg / minuto? R: 240 kg / min. Cul es la velocidad de la cosechadora expresada en km / h?

R: 3 km / h Cul es la capacidad de campo terica de la cosechadora, expresada en Ha / h?

R: 0.6 Ha / h - Cuntas hectreas realmente cosechar esta mquina en una jornada?

R: 2.94 Has / j - Cuantas toneladas se recolectan en 1 km de recorrido de la cosechadora? R: 4.8 Tm / km Cul es el consumo terico de combustible de la mquina, expresado en km / l?

R: 0.250 km / l Cul es el rendimiento del campo, expresado en Tm / Ha?

R: 24 Tm / Ha Cul es el costo del combustible por Tm cosechada, sin considerar prdidas de tiempo?

R: $ 5.31

5 NORMAS DE SEGURIDAD

En el trabajo cotidiano en muchos de los mbitos en los cuales nos tocar movernos, ser la responsabilidad del profesional vigilar que se cumpla con las normas de seguridad, que las instalaciones estn equipadas de los elementos necesarios, que el personal est adiestrado en la forma correcta y segura de realizar una operacin. Tambin estar atento a todas aquellas situaciones que involucren un riesgo para la integridad fsica de los trabajadores. Deber prever los peligros, vigilar en la realizacin de la tarea y, aunque parezca demasiado simplista mencionarlo, leer los manuales de aquella maquinaria o implementos o productos que le toque manejar a l o a los empleados.

5.1 ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

En algunas situaciones, ser necesario vigilar por la salubridad del aire. Hay productos que son alergenos. Los plaguicidas, por ejemplo, adems de ser txicos, a veces producen una reaccin alrgica, por lo cual es necesaria una buena ventilacin del depsito (junto con un almacenamiento adecuado y un buen etiquetado, para prever riesgos de intoxicacin o confusin de plaguicidas). Durante la operacin con mquinas trilladoras, suele producirse una gran cantidad de polvo, que en el caso de no contar con cabina presurizada se deber tener en cuenta, proveyendo de mascarillas u otro elemento al operario, ya que el polvo puede provocar una reaccin alrgica en l. Polen y partes de flores o frutos pueden causar este tipo de reaccin tambin. En un aserradero este problema es comn. Muchas veces un filtro para la respiracin (una mascarilla) es suficiente para reducir a niveles aceptables el problema. Otras sustancias provocan dao por generar vapores custicos, corrosivos o txicos. Este es el caso del SO2, usado como desinfectante. Se debe verificar que los equipos con los que se maneja no tengan fugas, y usar elementos de seguridad como mscaras, etc. hasta cerrar las vlvulas. El NH3 usado en refrigeracin es txico y explosivo. En el caso de sustancias cancergenas, las precauciones deben ser an mayores, porque determinar de forma inmediata los efectos de los productos, a veces no es posible. El amianto es una sustancia cancergena, que aumenta unas 20 veces la probabilidad de padecer de cncer en las vas respiratorias. Se encuentra en cintas de freno, chapas y tabiques de fibrocemento, cables antiflama, y otros productos que deben ser resistentes al calor. Para trabajarlo, debe filtrarse el aire, usar guantes, mascarillas protectoras, etc., de modo de no respirarlo ni tocarlo.

5.2 EXPLOSIONES

Las explosiones se producen normalmente cuando hay una mezcla de gases combustibles o vapores de sustancias combustibles con el aire. Con una proporcin de propano y aire que oscila entre 1(gas):8000(aire) hasta 1:8 puede producirse una explosin. Fuera de esos lmites o falta el gas o falta el oxgeno. Si miramos el lmite inferior, veremos que con muy poco gas en un ambiente existe el riesgo de una explosin. En una habitacin de 2m x 3m x 3m, tenemos 18 metros cbicos de aire. Esto equivale a 18000 dm3, o litros. Para llegar a la proporcin de 1:8000, slo se requiere de unos 2,3 lt. de gas propano a PN. Las medidas a tomar en este caso son de asegurarse que los equipos no tengan fugas, que no se utilicen sopletes o implementos de llama o que produzcan chispas y que los ambientes en los cuales se encuentran sean fcilmente ventilables.

5.3 INCENDIOS

Se debe tener en cuenta no colocar sustancias combustibles cerca de fuentes de calor (tarros con aceite o trapos de limpieza cerca de la mquina de soldar o de la amoladora, por ejemplo), tener matafuegos disponibles, y que el personal est adiestrado en su uso.

5.4 Manejo de productos txicos..

Se debe tener cuidado desde el almacenaje y manejo de los envases, hasta su aplicacin, incluyendo la disposicin de los residuos y el lavado o destruccin de los recipientes usados. En las etiquetas de los productos se encuentran las normas de seguridad recomendadas por el fabricante. Existe un cdigo de colores que tiene que ver con la toxicidad del producto. En caso de manejar cantidades importantes de plaguicidas, conviene tener un depsito destinado a ellos y dentro de ste, reas demarcadas con el mismo color que las etiquetas, para no confundirse en el manejo.

5.5 Manejo de metales pesados.

Las sustancias que poseen plomo, cromo, mercurio, etc. en su constitucin (como es el caso de algunos plaguicidas, o del CCA -cromo, cobre y arsnico, usado para el tratamiento de la madera), pueden provocar intoxicaciones a largo plazo. stas se combinan con las protenas, dando productos irreversibles que se acumulan en el hgado, riones, etc., produciendo un deterioro de la salud. Es necesario prevenir como en el caso de sustancias cancergenas.

5.6 Manejo de productos radiactivos.

Estos pueden ser trazadores radiactivos, istopos o sustancias usadas en la industria. Las protecciones se deben extremar, con un almacenamiento adecuado, proteccin del cuerpo del operario, intensivo adiestramiento y con controles a travs de sensores, que en este caso son placas radiogrficas.

5.7 Manejo de productos corrosivos.

cidos como el sulfrico y el clorhdrico, y bases como la soda custica, son muy agresivos para la materia orgnica y provocan quemaduras en la piel, por lo cual se deben tomar precauciones para no entrar en contacto con ellas. Adems se deben proteger los ojos con antiparras, porque en este caso las quemaduras son muy graves. Muchos de estas sustancias se usan para limpieza de metales, grasas, etc., o combinadas con otro solvente como removedores de pintura.

5.8 Manejo de Gases a presin.

Se debe tener cuidado en el manipuleo de los envases para no golpearlos excesivamente. Las ojivas de los tubos estn pintadas de colores que corresponden al gas que contienen. La persona que maneja estos gases debe estar al tanto de esta codificacin para no confundirlos, y en algunos casos provocar mezclas que pueden llegar a ser explosivas. Las conexiones de los cilindros no deben alterarse por ningn concepto.

5.9 Manejo de maquinaria diversa.

5.9.1 Piezas en movimiento.

Se debe tratar de cubrirlas (como en el caso de la toma de fuerza del tractor, las poleas y correas en la maquinaria del taller, las cuchillas de las desmalezadoras, etc.) No se debe trabajar cerca de ellas con ropa o cabello suelto, o tratar de hacer ajustes o reparaciones con la maquinaria en marcha. La toma de fuerza es muy peligrosa en este sentido. Debe considerarse que, por ms que se detenga la mquina, esta no dejar de girar instantneamente. No se debe usar los dedos o manos como guas para piezas en movimiento, o para enganchar un implemento.

5.9.2 Remolque.

Se debe analizar cada situacin para considerar las medidas a tomar. En primer lugar, debe verificarse que el vehculo remolcado sea de menor masa que el que se usar para remolcarlo. En el caso de tener el vehculo averiado direccin hidrulica, ser necesario levantar el tren delantero para poder remolcarlo. La velocidad de remolque debe ser baja, sobre todo por la inercia y la posibilidad de que los frenos no sean suficientes. Si el vehculo remolcado no posee frenos, debe usarse una barra rgida. No es conveniente usar una soga o cable para remolcar, ya que stos, en el caso de romperse, actan como resorte y azotan, pudiendo lastimar seriamente a los que estn cerca. Es mejor para esto usar una barra rgida o una cadena.

5.9.3 Vuelco.

El vuelco puede ser lateral al acercarse demasiado el tractor a una zanja y desmoronarse la tierra, o hacia atrs por exceso de esfuerzo de traccin que provoca que el pin se trepe por la corona y haga volcar el tractor sobre el elemento remolcado. Tambin cuando se realiza un remolque, las maniobras bruscas pueden provocar un vuelco. Algunos tractores estn provistos de barras antivuelco (ROPS, Roll-Over Protection Security) o de cabinas que la incluyen, pero en nuestra zona este sistema tiene sus dificultades en el caso de trabajo bajo frutales o parrales.

En este caso, la nica prevencin es un manejo cuidadoso por parte del tractorista, atento a esta posibilidad. Debe tenerse en cuenta que el tractor no es un automvil o un camin y no debe llevarse personas ni cargas sobre el vehculo. Tampoco debe subirse nadie al tractor cuando est en movimiento, o arrancar el tractor sin estar sentado en el puesto de conduccin.

5.9.4 Varios.

En conclusin, podemos decir que debemos considerar cada situacin en particular. En este punto, es mucho lo que se puede aprender de otros, observando las normas de seguridad que se emplean en otras empresas o establecimientos.

5.9.5 Riesgos elctricos.

Todos estamos familiarizados con los riesgos que se presentan en el manejo de corriente elctrica. Se debe estar atento a que todos los elementos estn debidamente aislados, no rotos, no trabajar con cables rotos o pelados, etc. Las correas que patinan, pueden generar electricidad esttica, y las chispas que se producen provocar un incendio y/o explosin. Las mquinas herramientas del taller deben tener sus estructuras conectadas a masa, con conductores de adecuada seccin, para que, en caso de ocurrir la electrizacin accidental de la mquina, el elevado consumo de cortocircuito funda el fusible o desconecte la llave protectora.

5.9.6 Soldadura.

Las precauciones estn relacionadas con prevenir dao a los ojos y quemaduras. Para mayor detalle, ver el tema Soldaduras.

5.9.7 Trabajos en altura.

En los trabajos en altura, sea arreglando un techo o en la poda, es necesario tomar medidas especiales. Estas involucran el uso de material de seguridad especial, como arneses que estn sujetos a algn elemento fijo, para que, si se cae el trabajador, no se lastime. En el caso de ser de una altura considerable, la cuerda o cadena que lo retiene debe tener un elemento amortiguador, como una chapa plegada, para que el golpe al llegar al extremo no le cause dao.

5.10 Pasos a seguir.

Las etapas que debe seguir el profesional, al implementar las medidas de seguridad, son las siguientes.

5.10.1 Colocacin de protecciones, guardas mecnicas, etc

Debe tomar todas las precauciones que tengan que ver con los elementos fsicos. Esto involucra los ambientes debidamente ventilados, las protecciones a las piezas en movimiento, la adquisicin de elementos de seguridad como cascos, guantes o zapatos de seguridad, mscaras con filtros, etc.

5.10.2 Educacin y adiestramiento del personal

Este tem es uno de los ms trabajosos, ya que generalmente al personal le molesta ajustarse a estas normas porque insumen tiempo o son incmodas (por ejemplo, la proteccin que necesita el operario durante una pulverizacin). Se debe ensear la forma en que se espera que se realice la tarea, y verificar que ha sido entendido. En este punto el profesional debe estar atento y ser firme, insistiendo en que aquel que no cumple con las normas no puede trabajar.

5.10.3 Disposicin de equipamiento de seguridad

Los equipos de proteccin, as como los necesarios para emergencias, deben estar dispuestos en lugares convenientes y conocidos.

5.10.4 Determinacin de responsabilidades

Si ocurre un accidente, es importante determinar causas y responsabilidades.

5.10.5 Premios

Se puede implementar un sistema de premios al personal por la no ocurrencia de accidentes. Por ejemplo, una bonificacin creciente que corresponde al perodo pasado continuo sin accidentes. Al ocurrir un accidente, la bonificacin se pierde, y se debe comenzar de nuevo. De este modo, se vigilan entre s los empleados para asegurarse de no perder la bonificacin.

5.10.6 Registro de accidentes.

Llevar una historia de los accidentes ocurridos para docencia y prevencin.

5.11 Normas dadas por ART.

Actualmente, las ART imponen ciertas normas a los establecimientos que aseguran. Estas exigencias proveen tambin de ciertos criterios sobre las precauciones a tomar. En el caso de un accidente, no cubrirn los costos si no se estaba cumpliendo con los requisitos aceptados en el contrato. En la prevencin de accidentes debemos considerar que no slo estamos buscando evitar las consecuencias negativas de un juicio, o del costo de un empleado herido, o cumplir con las exigencias de una ART, sino que tambin estamos velando por la calidad de vida de ese operario, ya que un accidente puede causarle mucha incomodidad o dolor que ninguna indemnizacin puede pagar. Tareas tan cotidianas como cargar bolsas en un acoplado, si son mal realizadas, pueden provocar un dao irreparable a la salud del obrero. Nuestra responsabilidad es velar para que ese dao no ocurra. La forma correcta y segura de realizar una operacin, es estar atento a todos los riesgos que la misma implica para PREVER, en lugar de LAMENTAR. Es una tarea fundamental del responsable.

5.12 Conduccin y seguridad en la operacin de tractores y maquinarias

5.12.1 Revisacin previa a la puesta en marcha

- nivel de agua del radiador - nivel de aceite del carter - cantidad de combustible suficiente - ruedas infladas

5.12.2 Arranque del motor

- sentado en el puesto del conductor - freno de estacionamiento colocado - colocar las palancas de cambio en punto muerto - pisar a fondo el pedal del embrague - colocar el acelerador de mano en la mitad de su recorrido - asegurarse de que no est accionado el mecanismo de parada del motor - poner la llave en contacto - accionar el dispositivo de arranque en fro si es necesario - accionar el arranque - soltar el arranque tan pronto se ponga en marcha el motor - soltar el embrague - regular el acelerador para ralenti (600 a 750 rpm) - comprobar la presin de aceite y carga de la bater - Observacin: Nunca deben hacerse estas maniobras desde el suelo

5.12.3 Para poner en marcha el tractor

- desmbragar a fondo - colocar la palanca en el cambio deseado en la caja de velocidades - colocar en el cambio deseado la palanca de alta - baja - soltar el freno de estacionamiento - colocar la palanca del acelerador en las rpm deseadas - soltar con suavidad el pedal de embrague

5.12.4 Para detener el tractor

- reducir las rpm del motor a ralenti - pisar a fondo el embrague y detener la marcha con el freno de pie - colocar la palanca de cambios en punto muerto - soltar el pedal del embrague - colocar el freno de estacionamiento - descender al suelo cualquier implemento montado

5.12.5 Para detener el motor

- dejarlo funcionar en ralenti unos minutos - accionar el mecanismo de parada - quitar la llave de contacto

5.12.6 Para la guarda nocturna

- dejar accionado el mecanismo de parada - dejar las llaves colocadas o al alcance del encargado - dejar las palancas en punto muerto - dejar accionado el freno de estacionamiento

5.13 Bibliografa:

Normas generales de seguridad y prevencin de accidentes; J.Ortiz-Caavate; Vida Rural N 1 (52-54) enero 1995 Ley N 24.557 Riesgos del Trabajo; Asociacin Argentina de Productores Asesores de Seguros, 1995 Listado de Enfermedades Profesionales, Ley 24.557; Asociacin Argentina de Productores Asesores de Seguros.

6 Materiales usados en la construccin de motores y mquinas agrcolas

De ellos depende el costo, la fabricacin, la duracin, la maniobrabilidad y el mantenimiento.

6.1 De acuerdo con su naturaleza, pueden clasificarse en:

6.1.1 Materiales no metlicos:

MADERA: Su uso est muy limitado en este tipo de maquinaria. A veces se utiliza en la construccin de cabinas, carroceras de acoplados, barandas. CAUCHO: Producto de la elaboracin del ltex de varias especies vegetales, tambin derivado del petrleo y sinttico. Se clasifican por su dureza, flexibilidad, resistencia a la traccin y a la abrasin, resistencia qumica. Se usa en la construccin de cubiertas y cmaras para ruedas, correas de transmisin, aisladores de vibracin y de cables elctricos. PLSTICOS: productos orgnicos de sntesis, susceptibles de ser moldeados mediante calor o presin o ambas tcnicas simultneas. Bsicamente se los divide en Termolbiles y Termoestables. Corresponden a muy diversos grupos qumicos. Se usan para recubrimientos, tableros, instrumentos, asas, arandelas, juntas, tuberas, tanques para fluidos, aislaciones elctricas, espesantes, cuerdas. FIBRAS VEGETALES Y ANIMALES, CUEROS: Construccin de correas de transmisin, tapicera, aislamiento de calor o acstico, cuerdas. VIDRIO: Cristales de parabrisas y ventanillas, pticas de luces, como fibra, aislante de calor y acstico. OTROS MATERIALES NO METLICOS: Amianto como aislante de calor y electricidad, porcelana como aislante de alta tensin en las bujas de encendido, Alcoholes o sus sales como anticongelantes, pinturas y barnices diversos.

6.1.2 Materiales metlicos

Se incluyen no slo los elementos, sino sus aleaciones. Se agrupan del siguiente modo: Metales no ferrosos: Cobre: conductores elctricos, tuberas, radiadores, juntas, arandelas Aluminio: Piezas fundidas livianas, tuberas, radiadores, arandelas, proteccin catdica. Zinc: Proteccin galvnica del acero, aleaciones. Antimonio: fundiciones de precisin, aleaciones. Cromo: revestimientos galvnicos, terminaciones, aleaciones. Tungsteno: filamentos de lmparas incandescentes, aleaciones. Plomo: Bateras elctricas, juntas, soldaduras, aleaciones, contrapesos. Estao: Soldaduras suaves, aleaciones. Aleaciones no ferrosas: Latn: Cu + Zn, muy dctil y maleable. Tuberas, radiadores, terminales elctricos, filtros, instrumental, soldaduras fuertes. Bronce: Cu + Sn. Muy resistente a la friccin y a los cidos orgnicos. Bujes, cojinetes, vlvulas, mbolos, terminales de caeras. Duraluminio: Al + Cu Mg. Chapas de cubierta, estructuras. Babbit: Sn + Ag Cojinetes blandos. Soldadura suave: Pb + Sn. Soldaduras en plomera, hojalatera. Metales ferrosos. siderurgia Se llama aceros a todos los productos derivados del hierro y sus innumerables aleaciones, reservndose hierro para el elemento qumico. Para ordenarles se les divide en: Aceros al carbono: A su vez divididos en Aceros de construccin: con un contenido de C entre 0.0001 y 0.009. Aceros para herramientas: C 0.009 a 0.017, Aceros de fundicin: C 0.017 a 0.035. Fundicin: C 0.035 a 0.06. Aceros de aleacin; cuando adems de C contienen otros elementos que les dan caractersticas deseables. Los elementos ms comunes son: Cr, Ni, Mo, Wo, Va, Mg, Mn, B.

Los aceros de construccin se usan para los fines ms variados. Se consiguen en barras de diversos perfiles y secciones, tubos y macizos, se pueden forjar, doblar, cortar, soldar y someter a toda clase de tratamientos trmicos que modifican su comportamiento. Los aceros de herramientas son mas duros, tenaces y frgiles y tienen un uso ms restringido. Los aceros de aleacin tienen alguna de las propiedades exacerbada, y son entonces ms especficos y tambin mas caros. Los aceros de fundicin y las fundiciones se diferencian por la forma de presentarse en ellos el Carbono. En la fundicin gris la mayor parte del carbono contenido est separado del hierro. Es fcil de modelar y tambin de trabajar con mquinas que arranquen virutas. Las piezas se forman por colado del hierro lquido desde el crisol. La fundicin blanca tiene la misma composicin de la gris, pero ha sido sometida a un enfriamiento ms rpido y el carbono no se separ del hierro, quedando en forma de cementita, muy dura y frgil. La fundicin maleable es un producto intermedio que depende de la habilidad artesanal del fundidor y que participa de las caractersticas de ambas. Tratamientos trmicos de los aceros Las propiedades de los aceros pueden modificarse por la combinacin de operaciones de calentamiento y enfriamiento. TEMPLE: La pieza se calienta hasta una temperatura apenas un poco menor que la de fusin y se la enfra rpidamente. Adquiere mayor dureza y tambin aumenta la fragilidad. REVENIDO: La pieza se calienta a una temperatura menor que la de templado y se deja enfriar lentamente al abrigo del aire. Disminuye la fragilidad y algo la dureza, pero aumenta la tenacidad. RECOCIDO: La pieza se calienta a la temperatura de templado y se la deja enfriar lentamente al abrigo del aire. Elimina el templado y permite la forja. CEMENTADO: La pieza se calienta a la temperatura de temple en presencia de un exceso de C y se mantiene un tiempo en esas condiciones. Luego se enfra bruscamente. Confiere dureza superficial. Materiales que se usan al construir un tractor MOTOR - Bloque, tapa de cilindros, otras piezas fijas: FUNDICIN GRIS; - Cigeal, bielas, vlvulas, rbol de levas, ejes y rboles varios: ACEROS DE ALEACIN - Cojinetes de friccin: BRONCE, BABBIT - Carter, tapas, cubiertas varias: ACEROS DE CONSTRUCCIN, FUNDICIN GR - Pistones: DURALUMINIO - Camisas, aros: FUNDICIN GRIS - Filtros de aire, combustible, aceite: CAJAS: ACEROS DE CONSTRUCCIN, MONTAJES:

ALUMINIO, FUNDICIN GRIS, MATERIAL FILTRANTE: PAPEL, VIRUTAS DE ACERO, TELAS DE LATN

- Motor de arranque, generador: ACEROS DE CONSTRUCCIN, ACEROS ALEADOS, COBRE, ALUMNIO

- Radiador, sistema de enfriamiento: COBRE, LATON, CAUCHO - Batera: CAUCHO, PLASTICO, PLOMO - Tren delantero: ACEROS DE CONSTRUCCIN, ACEROS ALEADOS, CAUCHO - Embrague: FUNDICIN GRIS, ACEROS DE CONSTRUCCIN, ACEROS ALEADOS, AMIANTO,

RESINAS - Caja de velocidades, caja de alta y baja, diferencial, reductores finales: FUNDICIN GRIS,

ACEROS ALEADOS, ACEROS DE HERRAMIENTAS, AMIANTO, COBRE - Frenos, ruedas traseras, elevador hidrulico: FUNDICIN GRIS, ACERO DE CONSTRUCCIN,

ACERO DE HERRAMIENTAS, AMIANTO, RESINAS, BRONCE, CAUCHO - Instalacin elctrica: COBRE, PLSTICOS, VIDRIOS, TUNGSTENO, LATON - Carroza, cabina, comandos: ACERO DE CONSTRUCCIN, VIDRIO, PLSTICOS, TELAS,

CUEROS; terminaciones: PINTURAS, PLSTICOS, CROMO.

En un tractor agrcola de 3500 Kg de peso en servicio, en promedio los materiales de que est construido representan: Fundicin Gris 1622 Kg Acero para herramientas 158 Kg Acero de construccin 625 Kg Aceros de aleacin 118.2 Kg Bronce, Babbit 10.3 Kg Cobre, latn 74.3 Kg Plomo 56 Kg Caucho 321 Kg Agua, combustible 415 Kg Vidrios, plsticos, telas, cueros 89 Kg Aluminio 8.6 Kg Tungsteno, cromo 0.01Kg Pinturas 2.6 Kg

7 SOLDADURA

Soldar: unir por calor. Los equipos de soldadura se pueden usar para armar piezas, arreglar, reponer material desgastado, revestir y cortar.

7.1 Clasificacin de soldaduras:

7.1.1 Soldadura blanda o suave.

A menos de 450 C. Se realiza con estao o con aleacin con plomo, que moja la superficie del metal. Las piezas a unir no se ablandan. Se usa en trabajos de electricidad y hojalatera.

7.1.2 Soldadura fuerte.

De 450C a 850C. Se realiza con bronce (estao y cobre), con latn (cobre y zinc), con plata o con nickel. Se usa para armar estructuras tubulares y en sistemas de refrigeracin.

7.1.3 Soldadura autgena.

A la temperatura de fusin del materia base. Se puede realizar con o sin aporte de material. -A la fragua -Con soplete (quemador que quema mezcla de combustibles lquidos y gases) a) oxhdrica (hidrogeno y oxigeno), Temp. llama 2700C b) benzol y oxgeno, a 2500C c) acetileno y oxgeno, a 3000C. Se denomina oxiacetilnica. -Con arco voltaico: a 3000C. a) sin aporte de material b) con aporte de material

7.1.4 SOLDADURA OXIACETILENICA

Una de las soldaduras mas usadas. Sus ventajas residen en la economa del equipo, y que ste es adems pequeo y fcil de transportar. Tiene la desventaja de la necesidad de recargar los tanques de oxigeno y acetileno. Es ms lenta que la soldadura de arco. Es preferible para soldar chapas delgadas, por ser muy puntual en el aporte de calor. Es tambin ms adecuada para cortar. Puede usarse un material de aporte que realice la unin de las piezas, por ejemplo en el caso de soldar acero suave o hierro fundido, con varillas del mismo material. Procedimiento y Elementos de seguridad Se trabaja sobre una mesa de tabique refractario. Una vez seleccionado el tamao de boquilla, y regulada la presin de los gases, verificar que no haya escapes de gas. Encender el soplete y ajustar la llama, buscando generalmente que sea neutral, y no oxidante o carburante (reductora). No usar sin regulador de presin. Se requiere de anteojos de proteccin que transmitan menos del 10% de la luz. Deben tomarse todas las precauciones comunes al uso del fuego y gases inflamables.

7.1.5 SOLDADURA CON ARCO VOLTAICO

La soldadura autgena de arco voltaico aprovecha para fundir el metal, el calor producido por un arco elctrico. Se hace fluir una corriente de alta intensidad (amperaje) a travs de una pequea abertura entre el extremo del electrodo de metal revestido o la varilla de soldar y el metal que se esta soldando. El calor del arco que cubre esta abertura es tan intenso, que crea instantneamente un pequeo crter o charco de metal fundido. Es ms rpida y fcil de usar que la soldadura oxiacetilnica. Las mejoras en el diseo de los electrodos han popularizado este tipo de soldadura.

Equipo de soldadura oxiacetilnica Soldadura de arco con electrodo forrado

Los equipos mas usados son de corriente alterna. Requieren de un transformador especial que permita obtener corriente de baja tensin pero alta intensidad. Tambin los hay de corriente continua, en cuyo caso es necesario un generador y un motor elctrico que le haga girar, para que produzca dicha corriente. El generador puede impulsarse por un motor de explosin, para trabajos lejos del taller o de la fuente de energa elctrica. Para evitar el costoso conjunto de motor y generador, puede operarse con un transformador y un rectificador, en cuyo caso depende de la corriente de lnea. Esta soldadura puede ser con aporte de material, utilizando electrodos de hierro (por donde pasa la corriente y que sirve como material de aporte) revestidos con una proteccin aislante que al evaporarse o fundirse provoque un ambiente reductor. El electrodo debe ser ms delgado que el material a soldar. Hay distintos tipos de electrodos segn el trabajo a realizar. En el caso de soldarse sin aporte de material, se emplea un electrodo de tungsteno que no se consume a la temperatura de trabajo, en una atmsfera de gas inerte para alejar el oxigeno del aire. Esta tcnica se usa para soldar aluminio, acero inoxidable, titanio y para la construccin en serie. Procedimiento y elementos de seguridad Aparte del transformador o generador, el equipo consta de un cable porta electrodo, un cable de masa y los elementos de proteccin del operador. El cable de masa se conecta al trabajo o a la mesa, que debe ser metlica, para completar el circuito. La pinza de soporte del electrodo debe estar aislada. Los cristales de la careta de proteccin deben transmitir menos del 1% de la luz incidente. Conviene tambin usar equipo de proteccin de la vestimenta. La luz ultravioleta puede adems provocar quemaduras en la piel. Se deben tomar todas las precauciones indicadas para uso de corriente elctrica y riesgos de incendio. Debe tambin considerarse el peligro de los humos txicos producidos. Para realizar el trabajo, selecciono el electrodo y la corriente, segn el trabajo a realizar, ajusto la pinza de masa, coloco el electrodo en la pinza porta electrodo y con el equipo de proteccin colocado, enciendo el arco por frotacin o por golpe, con un movimiento suave. Si el electrodo se pega al trabajo, girarlo hasta que se despegue, tirando al mismo tiempo, o desconectar el electrodo de su soporte. Si se pega muchas veces, ajustar el regulador para mayor intensidad de corriente. Si la intensidad de la corriente es muy baja hay poca penetracin, la soldadura es lenta y es difcil de mantener el arco. Si la corriente es excesiva, se produce un crter muy profundo, y salpicaduras. La longitud del arco debe ser

similar al dimetro del electrodo. Cuando se est realizando un buen trabajo, se produce un sonido de rotura agudo, como al frer, y no un zumbido alternado o chisporroteo.

7.2 Bibliografa:

- Apuntes de la ctedra de Mecnica y Maquinaria Agrcola - Mack M. Jones "El Taller en la Granja"

8 ADHESIVOS Y PEGAMENTOS

En general, se acepta que adhesivo, pegamento, cemento, goma, cola, pasta, engrudo, aglutinante, son palabras casi sinnimos, y su uso y reemplazo depende mas que nada de los conocimientos del usuario sobre el tema. As como soldar es unir por medio del calor, pegar es unir por medio de una sustancia que tiene la propiedad de adherirse con fuerza a cada una de las superficies y con una gran cohesin interna, pues de lo contrario la unin es ineficaz.

8.1 CLASIFICACION DE ADHESIVOS

8.1.1 Por su origen:

Adhesivos naturales - almidn, dextrinas y gomas vegetales - protenas de origen animal (pieles, tendones, sangre, casena) - protenas de origen vegetal (harinas de leguminosas modificadas) - asfaltos - goma laca - caucho natural y sus variantes - inorgnicos como silicato de sodio y otros Adhesivos sintticos a) resinas termoplsticas - steres celulsicos - steres alqudicos - steres acrlicos - poliamidas - poliestireno - caucho sinttico - alcohol polivinlico - otros compuestos polivinlicos b) resinas termoestables - urea - melamina - fenol - resorcinol - furano - epoxi - polisteres no saturados c) con disolventes: el deslizamiento y la untuosidad se obtienen por el uso de un disolvente adecuado que luego se volatiliza. El agua es el disolvente por excelencia de las colas protenicas, gomas, almidones, dextrinas y algunos productos sintticos como al alcohol polivinlico, el glicolato de sodio y la metilcelulosa. Los hidrocarburos alifticos son los disolventes preferidos para el caucho natural y sinttico y sus compuestos. Los hidrocarburos aromticos se usan como disolventes en caucho clorado, neopreno, buna-N, butadieno y acrilo-nitrilo. Los steres, alcoholes e hidrocarburos aromticos y sus mezclas son buenos diluyentes de la celulosa, metilcelulosa, nitrato y acetato de celulosa. Las resinas vinlicas se disuelven en cido actico y en acetatos de polivinilo, a veces compuestos con cido ftlico y furfural como plastificantes.

8.1.2 Tambin pueden clasificarse los adhesivos por sus usos y caractersticas

Las colas y los almidones se usan para pegar papel a botellas y latas, (etiquetas), papel con papel (sobres) y papel con madera o mampostera (empapelado). Las resinas sintticas hidrosolubles sirven para los mismos usos, pero son mas caras. Los cementos de caucho sirven para pegar telas y cuero en encuadernacin, fabricacin de calzado, tapicera, artculos de cuero laminado. Los adhesivos vinlicos se usan para pegar plsticos, metales y vidrio. Los polmeros acrlicos se usan para plsticos acrlicos.

Los cementos de goma laca y colofonia se usan para materiales dielctricos. El asfalto y sus compuestos se usan para impermeabilizantes de techos y papeles de techar. Adhesivos sensibles a la presin: Se extienden sobre cintas de tela, laminados sintticos o papel y deben cumplir una serie de normas muy exigentes. Se utilizan: caucho natural; caucho regenerado; caucho sinttico; poliisobutileno; polmeros acrlicos: metilacrilatos; resinas alqudicas Se usan para: cintas adhesivas quirrgicas; cintas de enmascarar; cintas aisladoras; cintas empaquetadoras; cintas identificadoras; cintas protectoras; cintas oclusoras; cintas de estarcido Adhesivos de reaccin qumica: A) Por cambios en los enlaces transversales. Polimerizacin del caucho y de algunos adhesivos protenicos. B) Por condensacin. Resinas de fenol-formaldehido y urea-formaldehido. Silicatos inorgnicos. C) Por polimerizacin. Resinas de steres de alilo, estireno, acrlicos y metilacrlicos. Tienen numerosos usos industriales. Elaboracin de maderas laminadas y contrachapadas. Papel de lija y bandas abrasivas.

8.2 Ventajas de los adhesivos respecto de otras formas de montaje:

- la fijacin de etiquetas es imposible por otros mtodos - unin de piezas de madera en laminados - mejores terminaciones - mejor transmisin de esfuerzo - mas resistencia a la fatiga - unin de materiales muy diversos - no existe accin galvnica - mejor oclusin para lquidos y gases

8.3 Limitaciones:

- excesiva especializacin - no existe un adhesivo de utilizacin general - demora en el curado - limitada resistencia al calor - alto costo para usos especiales - compuestos difciles de conseguir y de usar - peligro en el uso de solventes aromticos

8.4 Adhesivos anaerbicos

El curado o polimerizacin de las resinas ocurre en ausencia de aire, y es activado por el contacto con metales. Varias de las resinas descriptas pueden incluirse en esta categora, y son de uso novedoso en reparaciones y montajes de componentes mecnicos. - Trabado qumico de roscas - Adhesivos de superficies planas - Adhesivos instantneos de cianoacrilato - Selladores anaerbicos eliminadores de juntas - Selladores anaerbicos de conexiones roscadas - Fijacin de montaje de partes cilndricas - Selladores de siliconas

9 ELEMENTOS DE FIJACIN

Casi no es posible pensar en mquinas ms o menos complejas sin pensar en elementos para su armado y posterior desarmado para revisiones o reparaciones. En una primera instancia podemos clasificar a estos accesorios tan necesarios, segn las uniones que permiten:

9.1 Uniones difcilmente desarmables

Aquellas en las que, para separar las piezas es necesario destruir el elemento de unin o una de ellas. Ejemplos:

9.1.1 Uniones soldadas

9.1.2 Uniones remachadas

Esta era, hasta hacen unos aos, la forma universal de formar piezas grandes, pero la soldadura, de mejor calidad cada da, hace que casi no se utilice en las construcciones actuales. As se construan cuerpos de calderas, cascos de barcos, bastidores de vehculos. El remache o robln es un cilindro de acero de bajo contenido de carbono o de alguna aleacin maleable que se introduce ajustadamente en agujeros, vinculando las partes que se desea unir, y luego se deforma golpendolo para evitar que pueda salirse. Este tipo de montaje es muy laborioso y exige acceso a los operarios por ambos lados de la pieza. Cuando la solicitud no es muy grande o el acceso es slo posible por un lado, se usan remaches huecos que tienen en su interior un alambre con una pequea cabeza esfrica del lado a remachar, y un estrangulamiento debajo de ella que hace que al tirar de ste con una herramienta adecuada, el alambre provoque la deformacin buscada y luego se corte al aumentar la traccin. (Remaches POP)

9.1.3 Uniones en caliente

Para montaje permanente de ruedas sobre rboles. El agujero del cubo de la rueda se maquina a una medida menor que el dimetro del rbol, calculada segn la dilatacin del material, luego se calienta el cubo y al dilatarse ste, se procede al montaje.

9.1.4 Uniones forzadas.

Una variante de la anterior, cuando no es posible calentar el cubo. Las piezas se maquinan del mismo modo y se arman utilizando una gran fuerza. Es menos seguro.

9.2 Uniones fcilmente desarmables

9.2.1 Uniones con pernos o tornillos.

Hay una gran diversidad constructiva. Un perno o tornillo es una pieza cilndrica de acero o de otro material que en un extremo tiene una cabeza y que en toda o parte de su longitud tiene labrada una rosca, filete helicoide que sirve para su fijacin. El agujero de montaje con roscado interior donde se fija puede ser parte de la pieza a fijar o ser una pieza aparte. En este caso se llama tuerca. Tipos de tornillos: de mquinas; carroceros; de tanques; Aterrajadores; prisioneros; esprragos Cuando las piezas a fijar son de madera, se usan unos tornillos especiales que abren el agujero y hacen su rosca simultneamente: tornillos para madera, tirafondos Roscas: El filete helicoidal que permite el tensado y la fijacin es generalmente triangular. Existen diversos tipos constructivos, siendo los ms comunes: WITHWORTH (americana gruesa) (El paso en todos ellos S.A.E. (americana fina) (se expresa en cantidad B.S.F.(ingles) (de hilos por pulgada. MTRICO o milimtrico El paso se expresa en mm por hilo. MODULAR El paso es funcin del dimetro. En los casos en que la rosca no se utiliza para fijacin sino como herramienta, el filete se construye de seccin rectangular. Ej: tornos de compuertas de riego, tornillos de ajuste de prensas mecnicas.

TUERCAS: Internamente deben tener el dimetro y paso de rosca del tornillo al que corresponden. Externamente pueden ser: Altas Cuadradas Frenadas Asiento plano Normales Hexagonales Almenadas Asiento cnico Bajas Fijadoras Ciegas Mariposa CABEZAS: Cuadrada Fresada con ranura Fresada con asiento cuadrado Hexagonal Gota de sebo con ranura Hexgono embutido (Allen) Redonda con ranura Gota de sebo con asiento cuadrado ARANDELAS: Sirven de apoyo y para distribuir la carga sobre la pieza. Pueden ser: Planas Estrella exterior Cubeta Biseladas Estrella interior Bomb Grower Chapista Resorte plano La resistencia a la traccin de los tornillos se expresa en grados. As los grados hasta 4 (G4) se construyen con acero de bajo carbono con una resistencia a la rotura menor o hasta 35 Kg/mm2; G5, G6 idem hasta 55 Kg/mm2 y G7. G8 acero de aleacin idem hasta 90 Kg/mm2. Ahora podemos interpretar un pedido de tornillos o pedirlos con solvencia, por ejemplo: Tornillo G6 medida 3/4 x 3 rosca SAE con tuerca hexagonal alta y arandela Grower. Tornillo G4 mtrico de 12 x 100 paso 1.5 con tuerca hexagonal fijadora y arandela plana. En lugar de pedir Un tornillito as de largo, grueso como el dedo... Para evitar que los tornillos se aflojen por la vibracin o la fatiga, se usan diversos sistemas de seguridad. 1.- Tuercas almenadas y chavetas (montaje de rodamientos de ruedas) 2.- Arandelas grower o estrellas (montajes mecnicos en general) 3.- Doble tuerca (donde la segunda fija a la primera) 4.- Tuercas con placa de seguro (volantes, cojinetes de bielas y de bancadas) 5.- Tuercas aprisionadas (con cortes radiales que se ajustan con tensin propia) 6.- Tuercas frenadas (con un anillo plstico embutido) 7.- Uso de un adhesivo sinttico fijador embebido en la rosca.

9.2.2 FIJACIN DE CUBOS Y RBOLES

Para montar poleas, ruedas, engranajes, volantes u otras piezas sobre rboles, para comunicar el momento de giro, se usan tambin montajes de seguridad. - Chaveta plana paralela (poleas de motores elctricos) - Chaveta lenticular o media luna (idem, momentos menores) - Pasadores cnicos o cilndricos (ruedas pequeas) - Prisioneros (poleas para potencias fraccionarias) - rboles y cubos de chavetas mltiples (ejes estriados grandes momentos) -Anillos seeger: frecuentemente se usan, para fijar o limitar el desplazamiento de rodamientos en sus rboles o ejes y tambin en sus alojamientos, anillos de acero SEEGER, que se instalan con una herramienta especial en ranuras labradas en el rbol o en el alojamiento.

1. abrazadera 14 buln cabeza redondeada con ranura 2. Seguro seeger 15 prisionero cabeza redonda 3. arandela estrella 16 prisionero cabeza cuadrada 4. arandela de presin grover 17 prisionero sin cabeza cabeza con ranura 5. arandela plana 18 Tirafondo para madera 6. tuerca ciega 19 tornillo para madera 7. tuerca con almenas 20 tornillo para chapa 8. tuerca autofrenante 21 Chaveta 9. tuerca cuadrada 22 remache 10. tuerca exagonal 23 remache pop 11. esprrago 24 taco fisher 12. buln o perno para mquina 25 tornillo de reja de arado 13. buln cabeza redondeada con talladura o carrocero

9.3 BIBLIOGRAFA RECOMENDADA

BERMEJO ZUAZUA, Antonio. Manual prctico del mecnico agrcola. MAG Espaa, 1972. BERLLJN, Johann D. Elementos de maquinaria agrcola. Trillas, Mxico 1992. COLOMBINO, Alfredo y otros. Apuntes de mecnica y maquinaria agrcola. UBA, 1986. DOVROBOLSKY, Victor y otros. Elementos de mquinas. MIR Mosc. 1970. FAO. Elementos de maquinaria agrcola. Trillas, Mxico, 1982. LILJEDAHL, J. Y otros. Tractores, diseo y funcionamiento. Limusa. Mxico 1984 NIEMANN, G. Elementos de mquinas. Labor Espaa, 1967 RENAUD, Adolfo. Mecnica tcnica. Cesarini, Argentina 1968.

10 COJINETES Y RODAMIENTOS

Los apoyos donde giran rboles y ejes pueden asumir detalles constructivos muy diferentes, pero tienen en comn la caracterstica de permitir el movimiento de las piezas que en ellos descansan y disminuir en lo posible la friccin resultante. Estos elementos de mquinas reciben el nombre genrico de cojinetes. Estos a su vez pueden clasificarse en:

10.1 Cojinetes de friccin.

En los que se ha provisto al eje o rbol y tambin al apoyo de reas de contacto con adecuada resistencia al desgaste por friccin y tambin de suficiente lubricacin. Sobre este tipo de montajes se han hecho casi todos los estudios hidrodinmicos de lubricacin. Al cojinete en s, especie de tubo de metal de paredes delgadas con las caractersticas buscadas se le suele llamar BUJE.

10.2 Cojinetes de rodadura

Cuando entre las piezas en movimiento relativo se intercalan cuerpos rodantes con el objeto de disminuir la friccin, a los cojinetes resultantes se les llama RODAMIENTOS.

10.3 Caractersticas a tener en cuenta en el dimensionamiento:

- Espacio disponible - Carga incidente. - Sentido de la carga - Desalineacin - Velocidad de rotacin - Alternancias en la carga o en la rotacin - Tipo de lubricacin - Costos

10.4 Elementos utilizados en la construccin de cojinetes de friccin

EJE & BUJE USOS Y

RECOMENDACIONES EJEMPLOS DE UTILIZACIN

Acero / fundicin de hierro

Cargas altas, velocidades bajas Rastras de discos

Acero / bronce y compuestos afines

Cargas medias, velocidades medias a altas

Cigeales, levas, siempre con buena lubricacin.

Acero / aluminio y sus aleaciones

Similares Similares. Admite cargas mayores.

Acero / metal blanco Similares Funde a baja temperatura Acero / bronce sinterizado

Proceso de pulvimetalurgia. Los bujes se cargan de aceite y resultan autolubricados

Bujes axiales con difcil lubricacin. rboles de hlices de barcos.

Acero / mat. sinttico Tefln, griln. Sin lubricacin Cargas bajas. Telares Mientras ms cargado se encuentre el cojinete y mayor sea la velocidad, debe prestarse mayor cuidado a la lubricacin. Para cargas bajas y medias con velocidades de rotacin reducidas es suficiente utilizar grasa. A medida que stas aumentan se utilizan aceites lubricantes minerales o sintticos, los que deben tener una circulacin activa para hacerse cargo del calor generado. Para cargas muy elevadas con velocidades bajas (Ej.: trenes de laminacin, rodillos de tractores pesados de carriles) y para cargas bajas con velocidades altas (Ej.: turbinas de gas y de vapor, turboalimentadores) los cojinetes de friccin no han sido an reemplazados por los rodamientos. Para cargas y velocidades intermedias, se puede optar segn las limitaciones del diseo.

10.5 Rodamientos

10.5.1 Partes que componen un rodamiento

Cuando entre los cuerpos giratorios se intercalan elementos rodantes con el objeto de disminuir la friccin o aumentar la velocidad, estamos frente a los cojinetes denominados rodamientos. :

La mayora de los rodamientos estn constituidos por un anillo interior y un anillo exterior, elementos rodantes (bolas o rodillos), y un separador de elementos rodantes, llamado armadura o comnmente jaula. La jaula separa los elementos rodantes a intervalos iguales, los mantienen en su lugar entre la pista interna y la externa, y les permite rodar libremente. Los elementos rodantes son provistos en dos formas generalmente bolas o rodillos. Los rodillos se suministran en cuatro estilos bsicos: cilndricos, de agujas, cnicos y esfricos. El contacto geomtrico de las bolas con la superficie de las pistas de rodadura de los anillos internos y externos es un punto; mientras que el contacto de los rodillos es una lnea. Tericamente, los rodamientos de bolas y de rodillos se construyen para permitir que los elementos rodantes giren orbitalmente, al mismo tiempo lo hacen sobre sus propios ejes. Mientras que los elementos rodantes y los anillos soportan cualquier carga aplicada al rodamiento (en los puntos de contacto entre los elementos rodantes y las superficies de las pistas), la jaula, no soporta carga alguna en forma directa. Su objetivo bsico es para mantener os elementos rodantes a distancias iguales entre si y, para lograr una buena distribucin de las cargas sobre el rodamiento

Anillo externo

Anillo interno

Bola

armadura

10.5.2 Clasificacin

Los rodamientos se clasifican en dos categoras principales: rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos. Los rodamientos de bolas se clasifican de acuerdo a la configuracin de sus anillos: (rodamientos rgidos, oscilantes , de contacto angular y de carga radial o axial y otros. En contraste, los rodamientos de rodillos se clasifican en funcin de la forma de los rodillos: cilndricos, de agujas, cnicos y oscilantes esfricos. Los rodamientos pueden clasificarse adicionalmente de acuerdo a la direccin en la que se aplica la carga: rodamientos, rodamientos para carga axial, para carga radial y para carga combinada radial - axial.

10.5.3 Otros aspectos de clasificacin incluyen:

-El nmero de hileras de elementos rodantes (una, dos 4 hileras)

-No separables separables, en el cual, el anillo interior el anillo exterior pueden ser separados o desmontados

-Rodamientos de empuje, los cuales pueden tomar cargas axiales en un sentido y, rodamientos de empuje de doble sentido, los cuales pueden tomar carga axial en ambos sentidos de una misma direccin.

-Tambin existen rodamientos diseados para aplicaciones especiales, tales como: Una unidad de rodamiento de rodillo cnico para vagones de ferrocarril (rodamientos RCT), rodamientos tipo plato giratorio (tornamesa), as como rodamientos de movimiento rectilneo (rodamientos lineales de bola, rotulas), etc.

10.6 Tipos de rodamientos

10.6.1 Rodamiento de bolas.

Pueden ser rgidos o autoalineantes, para cargas radiales, axiales o combinadas. El dibujo 1 muestra un rodamiento autoalineante de doble hilera de bolas y sin obturaciones. Se observa la pista externa con senda de rodadura esfrica de modo que permite pequeas desalineaciones o movimientos del eje. Este rodamiento est diseado para cargas radiales. El dibujo 2 muestra un rodamiento rgido de simple hilera de bolas y sin obturaciones. Se observa ambas pistas con senda de rodadura circular profunda de modo que no permite desalineaciones o movimientos del eje. Este rodamiento est diseado fundamentalmente para cargas radiales. Adems las pistas profundas permiten absorber tambin mayores cargas axiales. El dibujo 3 muestra un rodamiento similar al anterior. Es rgido de simple hilera de bolas pero con obturaciones laterales que lo protegen de partculas o polvo. Esto permite adems, contener un lubricante adecuado, muchas veces de por vida. Se observa ambas pistas con senda de rodadura circular profunda de modo tal que no permite desalineaciones o movimientos del eje. Este rodamiento est diseado fundamentalmente para cargas radiales. Adems las pistas profundas permiten absorber tambin mayores cargas axiales. El dibujo 4 muestra un rodamiento de simple hilera de bolas y sin obturaciones. Se observa ambas pistas con senda de rodadura de contacto angular. Este rodamiento est diseado para cargas radiales y axiales pero en un solo sentido El dibujo 5 muestra un rodamiento de doble hilera de bolas y sin obturaciones. Se observa ambas pistas con senda de rodadura de contacto angular. Este rodamiento est diseado para cargas radiales y axiales en los dos sentidos

10.6.2 Rodamientos de rodillos cnicos.1

Debido a la disposicin oblicua de los caminos de rodadura con respecto al eje del rodamiento, son especialmente adecuados para soportar importantes cargas axiales y radiales combinadas. Estos rodamientos son desmontables pudiendo separar el aro exterior del conjunto interior. Las generatrices de las superficies de rodadura de las pistas y el eje del rodillo convergen en un punto comn sobre el eje de rotacin del Rodamiento.

Esto permite asegurar un movimiento de rodadura sin deslizamientos de los rodillos sobre las pistas. Estos rodamientos se emplean por parejas y en su montaje han de ser reglados para obtener el juego necesario (precarga) para un ptimo funcionamiento.

Prestaciones aadidas de estos rodamientos frente a los dems:

Elevada capacidad de carga radial y axial combinada. Montaje y desmontaje sencillo al ser sus pistas separables. Menor coeficiente de friccin y mayores velocidades de trabajo que otros rodamientos de rodillo.

En la figura 8 se muestra un rodamiento de simple hilera de rodillos cilndricos (izquierda) y doble hilera rodillos autoalineantes (dereha) Se observa la pista externa con senda de rodadura esfrica. Estos rodamientos estn diseado para cargas radiales altas. Ambos sin obturaciones.

1 http://www.fersa.com/includes/web/index_produccion_es.php.8.html Agosto 2003

El dibujo 5 muestra un rodamiento de doble hilera de rodillos autoalineantes y sin obturaciones. Se observa la pista externa con senda de rodadura sesfrica. Este rodamiento est diseado para cargas radiales altas.

El dibujo 6 y 7 muestra un rodamiento de simple hilera de rodillos cilndricos. Una de las pistas presenta una pestaa que le permite al eje un juego axial. Esto es una gran ventaja para el caso de ejes expuestos a grandes variaciones de temperatura que se dilatan o contraen. Este rodamiento est diseado para cargas radiales altas. El dibujo 8 doble hilera de rodillos cilndricos para cargas radiales. El dibujo 9 es un tipo de rodamiento de rodillos muy largos llamado de agujas. Son de elevada capacidad de carga en relacin a su tamao. El dibujo 10 es un rodamiento de rodillos cnicos. Est especialmente diseado para soportar importantes cargas radiales y axial unilateral.

10.7 Cuadro resumen

Rodamiento para cargas axiales crapodina

10.8 RODAMIENTOS NORMALIZADOS

Desde hace varios aos existe una nomenclatura universal y tablas con las dimensiones principales de los rodamientos, que son respetadas por los distintos fabricantes, lo cual permite que un rodamiento original francs pueda reemplazarse por uno japons, australiano o nacional, y el mismo nmero de cdigo garantiza la uniformidad de dimensiones. Las dimensiones, lmites de carga admisibles y velocidades mximas recomendadas figuran en tablas proporcionadas por los fabricantes, como tambin las tolerancias constructivas y juegos internos. d D T N B M

(Kg.) Vel. G Vel. A C. est. C. din. Fac.

C 40 80 18 6208 19 0.620 5600 8500 20000 50000 0.3-1 75 130 25 6215 26 2.420 2400 6000 50000 95000 0.44-1 En esta tabla los encabezados indican lo siguiente: d.- dimetro de montaje sobre el eje D.-dimetro de montaje en el alojamiento T.-altura del rodamiento N.- identificacin del rodamiento B.- Altura libre necesaria para el montaje M (Kg) masa en Kilogramos Vel. G. velocidad mxima de rotacin con lubricacin por grasa Vel. A. velocidad mxima de rotacin con lubricacin por aceite C. est. Carga esttica mxima admisible en newton C. Din. Carga dinmica mxima admisible en newton Fac. C. Factor de carga admisible segn condiciones de servicio

10.9 RODAMIENTOS NO NORMALIZADOS

Cuando las dimensiones de los ejes, rboles y alojamientos se expresan en fracciones de pulgada, o cuando se trata de construcciones especiales, con dimensiones determinadas por el fabricante de la mquina, hablamos de rodamientos no normalizados. En el primer caso se ordenan por series, con numeraciones sucesivas, y frecuentemente con un cdigo distinto para cada pieza, tratndose de rodamientos desarmables. En el segundo caso slo pueden conseguirse como piezas de repuesto, abastecidas por el fabricante de la mquina. Entonces, cuando necesitemos reemplazar un rodamiento averiado, los caminos lgicos para acudir al proveedor son los siguientes: 1.- Llevar el rodamiento viejo como muestra. 2.- Disponer del nmero de identificacin del rodamiento, obtenido del catlogo de partes de la mquina o de la pieza vieja. 3.- Ubicar la identificacin del rodamiento por sus dimensiones y caractersticas en el correspondiente catlogo de rodamientos. 4.- Confiar en que el vendedor tenga el catlogo o sepa de qu se trata.

1. Construccin de la caja equipada con metales de friccin.

2. Ubicacin de un cojinete radial 3. Cojinete con una sola hilera de bolillas. 4. Cojinete con doble hilera de bolillas

autoalineante. 5. Cojinete axial con una hilera de bolillas 6. cojinete axial con doble hilera de bolillas. 7. Cojinete con una hilera de rodillos 8. Cojinete con doble hilera de rodillos

autoalineantes. 9. Cojinete axial con una hilera de rodillos cnicos. 10. Cojinete axial de bolillas. 11. Conexin entre cubo de una rueda delantera de

un tractor y eje mediante dos rodamientos cnicos.

12. Ubicacin del retn. El retn consta de de un collar de jebe sinttico mantenido en su forma y posicin mediante una espiral

10.10 RODAMIENTOS - Limpieza2

Introduccin: La suciedad es la principal causa del dao abrasivo de los rodamientos, que lleva a la reduccin de su vida til. Es por esto que su limpieza es muy importante. Los rodamientos semiblindados ofrecen dos ventajas al respecto: -Su lado blindado colocado hacia el exterior de la rueda, dificulta el ingreso de suciedad y agua al rodamiento como as tambin la salida del lubricante desde el interior (aunque no lo impide completamente). -Su lado no blindado (colocado hacia el interior de la rueda) facilita su limpieza.

10.10.1 Cundo limpiarlos?:

Si cuando se hacen girar se sienten vibraciones o se escucha ruido de metal rozando sobre metal, es probable que sea hora de limpiar los rodamientos. Si alguna bolilla o la superficie de los canales de rodadura estn deteriorados por desgaste abrasivo o corrosin, no podr hacerse nada para repararlo. Pero segn el grado de deterioro, se lo podr seguir usando por un tiempo ms antes de reemplazarlo por uno nuevo. Llegado el caso, siempre podr reemplazar los rodamientos de a uno o conforme los necesite.

10.10.2 Extraccin:

No son pocos los que tienen la no muy sana costumbre de extraer los rodamientos trabndolos en el extremo del eje y tirando y forcejeando de la rueda hasta lograr su objetivo. Haciendo esto, correr el riesgo de daar la rosca del eje, la rueda (deformando su permetro interno) o el rodamiento mismo. Es por esto que recomendamos la utilizacin de un extractor de rodamientos.

2 www.starskates.com.ar/productos/UsoYMantenimiento.htm#Limpieza - agosto de 2003

10.10.3 Blindajes:

Si los rodamientos son semiblindados o sin blindajes, puede proceder a limpiarlos directamente. Si por el contrario, los rodamientos son blindados a ambos lados (doblemente blindados), ser conveniente quitarles al menos uno de los blindajes para poder limpiarlos y lubricarlos adecuadamente. Los rodamientos doblemente blindados pueden ser de dos tipos: -Con blindajes removibles para mantenimiento: El tipo ms comn consiste en una cubierta sujeta en su posicin por un aro metlico en forma de "c". La siguiente figura muestra el blindaje y el aro retenedor cuando son extrados del rodamiento.Si este fuera el caso, quite el aro con la ayuda de un alfiler o elemento puntiagudo. Note que el aro tiene un ngulo agudo en cada extremo. Ser mucho ms fcil liberar el aro desde el extremo que tiene el ngulo agudo hacia adentro (en la figura, el que se muestra en la parte superior).

Rodamiento blindado

Si ambos lados del rodamiento tuvieran este tipo de blindaje, quite los dos para facilitar la limpieza. -Con blindajes fijos: En este caso deber decidir si quiere quitar el blindaje o no. Algunos recomiendan no tocar los blindajes y proceder a la limpieza y lubricacin con los blindajes puestos, pero al no tener acceso al interior del rodamiento nunca sabr que tan limpio, que tan sucio o que tan bien lubricado se encuentra.

Probablemente la mejor solucin sea quitar UNO de los dos blindajes. Aunque de esta manera estar sacrificando lo que pag de ms por haber adquirido rodamientos con doble blindaje, esto permitir limpiar y lubricar el rodamiento adecuadamente. Para quitar el blindaje, se deber pinchar el mismo cuidadosamente con un elemento punzante (como una aguja gruesa o la punta de una tijera) o introducir un destornillador pequeo entre el blindaje y la carcaza del rodamiento. Hecho esto, basta tirar con el mismo elemento para quitar el blindaje. No es necesario hacer mucha fuerza ya que los blindajes son finos y se doblan fcilmente. Los blindajes extrados ya no sern tiles dado que muy probablemente quedarn doblados o daados. Cuando los blindajes son fijos, slo deber quitar UNO de los dos blindajes ya que de sacar ambos, el rodamiento quedar sin proteccin alguna para prevenir la entrada de agua y suciedad.

10.10.4 Limpieza

Sumergir los rodamientos dentro de un recipiente con kerosene y limpiar la suciedad con la ayuda de un cepillo pequeo (cepillo de dientes viejo). Si los rodamientos tuvieran blindajes removibles, stos tambin deben ser limpiados junto con el aro retenedor. Se recomienda repetir la limpieza 2 o 3 veces seguidas, utilizando kerosene nuevo cada vez, para garantizar que no queden impurezas en el interior del rodamiento. DEJAR SECAR BIEN antes de lubricarlos.

10.10.5 Verificacin:

Comprobar que todos los rodamientos giren libremente sin vibraciones. Repitiendo lo dicho anteriormente: Si alguna bolilla o la superficie de los canales de rodadura estn deteriorados por desgaste abrasivo o corrosin, no