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ISBN: 978-84-9198-759-8

Nota de la editorial: IC Editorial pertenece a Innovación y Cualificación S. L.

Presentación del manual

El Certificado de Profesionalidad es el instrumento de acreditación, en el ámbito de la Administración laboral, de las cualificaciones profesionales del Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales adquiridas a través de procesos formativos o del proceso de reconocimiento de la experiencia laboral y de vías no formales de formación.

El elemento mínimo acreditable es la Unidad de Competencia. La suma de las acreditaciones de las unidades de competencia conforma la acreditación de la competencia general.

Una Unidad de Competencia se define como una agrupación de tareas productivas específica que realiza el profesional. Las diferentes unidades de competencia de un certificado de profesionalidad conforman la Competencia General, definiendo el conjunto de conocimientos y capacidades que permiten el ejercicio de una actividad profesional determinada.

Cada Unidad de Competencia lleva asociado un Módulo Formativo, donde se describe la formación necesaria para adquirir esa Unidad de Competencia, pudiendo dividirse en Unidades Formativas.

El presente manual desarrolla la Unidad Formativa UF0009: Mantenimiento, preparación y manejo de tractores,

perteneciente al Módulo Formativo MF0526_2: Mecanización e instalaciones agrarias,

asociado a la unidad de competencia UC0526_2: Manejar tractores y montar instalaciones agrarias, realizando su mantenimiento,

del Certificado de Profesionalidad Agricultura ecológica

Índice

Portada

Título

Presentación del manual

Índice

Capítulo 1 El tractor y equipo de tracción

1. Introducción

2. El tractor. Tipos y funciones

3. Componentes y funcionamiento

4. Prestaciones y aplicaciones

5. El motor

6. Sistema de distribución y admisión

7. Sistema eléctrico

8. Sistema de engrase

9. Sistema de refrigeración

10. Sistema de alimentación

11. Sistema de transmisión

12. Frenos

13. Ruedas

14. La potencia y su aprovechamiento en tractores y equipos de tracción: bases físicas de la potencia y rendimientos

15. Tipos de potencia en tractores

16. Aprovechamiento de la potencia: potencia de tracción, a la toma de fuerza y al sistema hidráulico

17. Sistema hidráulico

18. Enganche de equipos y acondicionamiento

19. Puesto de conducción y cabinas

20. Importancia técnica de la mecanización y su relación con otros medios de producción

21. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 2 Mantenimiento y reparación básica de tractores y equipos de tracción utilizados en la explotación

1. Introducción

2. Mantenimiento de máquinas y herramientas utilizadas en la explotación

3. Programa de mantenimiento de primer nivel de tractores y equipos de tracción utilizados en la explotación

4. Repercusiones técnico-económicas en el rendimiento de trabajo, consumo de combustible, vida útil de las máquinas y sus componentes

5. Materiales para el mantenimiento y reparación básica de máquinas y herramientas utilizadas en la explotación

6. El taller de la explotación agraria

7. Mecanizado básico y soldadura: soldadura eléctrica

8. Nivelación del terreno empleando la maquinaria y los materiales adecuados

9. Colocación de cubiertas de sistemas de protección

10. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 3 Prevención de riesgos laborales en maquinaria agrícola

1. Introducción

2. Reconocimiento de los riesgos y peligros más comunes en maquinaria agraria

3. Tractores: protecciones de vuelco del tractor

4. Precauciones en el uso del tractor para evitar vuelcos

5. Enganches

6. Normas de seguridad en el manejo y conducción del tractor

7. Normativa y señalización

8. Medidas de protección personal

9. Preservación del medioambiente en el uso de tractores y equipos de tracción

10. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Bibliografía

Capítulo 1

El tractor y equipo de tracción

1. Introducción

Sin duda alguna, el estudio de las máquinas agrícolas se debe iniciar con el conocimiento del tractor.

Cada parcela tiene sus propias actividades de manejo, según sea esta agrícola, forestal o pecuaria, y son estas las que determinan la magnitud y tipo de la maquinaria agrícola y el tamaño de los tractores agrícolas a usar.

El tractor es un indispensable instrumento de trabajo, tiene sus propias exigencias, con un límite de posibilidades que no se pueden sobrepasar.

En este capítulo se ofrece una completa información sobre las partes, funciones, funcionamiento y usos de los tractores; además del funcionamiento de los distintos sistemas que utiliza el tractor, lo cual es técnicamente necesario conocer para no sobrecargar la capacidad del tractor en cada labor y facilitar su operación y mantenimiento.

2. El tractor. Tipos y funciones

Es importante conocer a qué se refiere exactamente el término de tractor agrícola. La Directiva 2003/37/CE1 lo define de la siguiente manera:

Tractor: todo tractor agrícola o forestal de ruedas u orugas, de motor, con dos ejes al menos y una velocidad máxima de fabricación igual o superior a 6 km/h, cuya función resida fundamentalmente en su potencia de tracción y que esté especialmente concebido para arrastrar, empujar, transportar y accionar determinados equipos intercambiables destinados a usos agrícolas o forestales, o arrastrar remolques agrícolas o forestales. Puede estar acondicionado para transportar cargas en faenas agrícolas o forestales y estar equipado con asientos de acompañantes.

En los siguientes apartados se verán los tipos y características fundamentales de los tractores.

2.1. Tipos de tractores agrícolas

Existen muchas clasificaciones de tractores, atendiendo a diferentes factores (sistema de rodaje, tracción, especialización agrícola).

1 Según el sistema de rodaje:Tractores con bandas (orugas).Tractores con ruedas neumáticas. Este tipo es el más usado.
2 Según su tracción:Tractores de dos ejes motrices.Tractores de cuatro ejes motrices.
3 Según su especialización agrícola:Estándar.Motocultor.Fruteros o viñeros.Elevados.Forestales.

2.2. Funciones

Actualmente, el tractor agrícola cumple múltiples funciones, tanto en la agricultura como en la selvicultura. Estas funciones se pueden clasificar de la siguiente manera:

1 Estacionarias: por ejemplo, accionar una bomba de riego o un elevador de grano.
2 De transporte: por ejemplo, tracción de un remolque.
3 De campo: por ejemplo, tracción de un arado.
4 De empuje: por ejemplo, trabajar con una pala cargadora.
5 Combinados:Arrastre en campo y uso de la toma de fuerza: por ejemplo, manejar una fresadora en un laboreo del suelo.

3. Componentes y funcionamiento

Si bien es cierto que existe una amplia gama en el diseño de tractores, se pueden distinguir los distintos componentes fundamentales en la siguiente imagen.

Las funciones y características de cada una de estas partes son las siguientes:

1 Chasis o bastidor. Es la estructura que da sostén al resto de los mecanismos fundamentales del tractor. Es por eso que ha de ser muy consistente. Corresponde a la figura siguiente.

1 Motor. Es el conjunto de piezas que generan la potencia mecánica necesaria (transformando la energía calórica, desprendida en la combustión, en energía mecánica) para su propio funcionamiento y para transmitirla a los equipos acoplados al tractor.
2 Transmisión. Es el conjunto de elementos que transportan la energía mecánica, generada por el motor, hasta las ruedas y la toma de fuerza. Como se puede apreciar en la imagen, consta de las siguientes partes:Embrague. Es el primer dispositivo colocado a la salida del motor, que se encarga de conectar o desconectar el cigüeñal con la caja de cambios.Caja de velocidades o de cambios. Es el conjunto de ejes y engranajes colocados en la parte media del tractor, cuya función principal es, adecuar el punto de funcionamiento del motor a las necesidades de cada situación, en cuanto a la velocidad de avance y el esfuerzo de tracción requeridos.Diferencial. Es el conjunto de engranajes que permiten la conversión por torsor, para que las ruedas giren a distintas velocidades en los giros y el tractor pueda tomar las curvas con facilidad.Reducción final. Es el último mecanismo encargado de reducir la velocidad de giro de las ruedas y, así aumentar el esfuerzo de tracción.Palieres. Son dos ejes (semipalieres) que transmiten el movimiento desde el diferencial hasta la reducción final y las ruedas.Ruedas. Son los elementos que soportan el peso del tractor y le permiten desplazarse sobre el suelo.Toma de fuerza. Es un eje en rotación que transmite energía para el accionamiento de las máquinas que, acopladas al tractor, tienen mecanismos internos con ejes de giro.
3 Elevador hidráulico. Elemento del tractor ubicado entre el diferencial y el asiento del conductor, encargado de transmitir la potencia hidráulica interna del tractor hacia dos brazos elevadores (sistema de tres puntos y acople rápido). Permite elevar o descender los aperos acoplados al tractor.
4 Enganche. Es el mecanismo que permite acoplar máquinas o aperos al tractor. Se pueden distinguir dos tipos de enganche: la barra de tiro, para aperos o máquinas remolcadas; o el sistema de tres puntos, unido al sistema hidráulico, para aperos y máquinas suspendidas.
5 Dirección. Es el conjunto de piezas que tiene como función dirigir el tractor hacia el lugar elegido por el tractorista. Las ruedas delanteras son las ruedas directrices, porque la dirección actúa sobre estas para cumplir su función.
6 Frenos. Son los dispositivos cuya función es disminuir la velocidad del tractor o detenerlo totalmente.

4. Prestaciones y aplicaciones

Las principales aplicaciones de los tractores son las siguientes:

1 Remolcar: gracias a la barra de tiro, desarrollan fuerza de tiro o tracción, para preparar la tierra (labrar) o para las operaciones de preparación de tierras (labranza primaria y secundaria), así como para tirar de sembradoras, remolques y cosechadoras.
2 Soporte: gracias al chasis del tractor, soportan gran peso, pudiendo incorporar máquinas al tractor en su parte trasera, delantera y central.
3 Transmisión de movimiento:Gracias al eje toma de fuerza, suministran la potencia de giro necesaria para accionar los mecanismos de máquinas de campo, como segadoras, empacadoras, sembradoras-fertilizadoras, etc.Gracias al Sistema Hidráulico (SH), desarrollan potencia para la elevación, accionamiento y control remoto de máquinas.

5. El motor

El motor se encarga de transformar la energía calorífica, desarrollada durante el proceso de combustión entre el combustible diésel y el oxígeno del aire, en energía mecánica en el cigüeñal.

Los motores diesel son motores de combustión interna, que transforman el calor generado por la combustión del combustible en los cilindros en trabajo útil. El principio de funcionamiento es sencillo: la expansión de los gases producidos por la combustión dentro del cilindro empuja al pistón que, unido a la biela, hacen girar al cigüeñal.

El gasóleo, a diferencia de la gasolina, no se mezcla externamente con el aire. Estos motores de ciclo diésel están provistos de una bomba inyectora que, como su nombre indica, inyecta el gasoil al cilindro, lugar donde se produce la mezcla y combustión con el aire. Los motores de ciclo diésel son los que se uti1izan en la actualidad para los tractores agrícolas.

Se pueden dividir en dos grandes grupos las partes del motor:

1 Elementos primarios: culata, pistón, biela, cigüeñal, bloque, cárter y volante.
2 Sistemas del motor: sistema de distribución y admisión, sistema de engrase, sistema de refrigeración, sistema de alimentación, sistema eléctrico y sistema de transmisión.

Elementos primarios del motor

Las funciones y características de los elementos primarios son las siguientes:

1 Culata. Tapa el bloque de cilindros por la parte superior. Está fabricada de una sola pieza de hierro o alineaciones de aluminio. Tiene orificios que permiten el paso del agua de refrigeración, las varillas empujadoras de la distribución, los espárragos de sujeción del bloque, la entrada del aire de admisión, la salida de los gases de escape y el aceite para lubricar las partes superiores.
2 Bloque. El bloque es un soporte, fabricado en hierro fundido o aleación de aluminio, que sirve para sostener y alojar muchísimas piezas del motor, ya sea en su interior (cilindros, pistones, cigüeñal, bielas, etc.), o en su exterior (motor de arranque, bomba de agua, filtros bomba de inyección, distribución, etc.).
3 Pistón. Son piezas cilíndricas, huecas y móviles situadas dentro del cilindro, con un tamaño similar pero sin llegar a tocar al cilindro, para evitar rozamientos que provocarían su desgaste y un calentamiento extra. Con el funcionamiento del motor, el pistón tiene un movimiento alternante de arriba hacia abajo por el interior del cilindro. Suelen estar fabricados en hierro fundido o aleaciones de aluminio. Tienen la función de permitir la variación volumétrica y de presión, de transmitir la fuerza al cigüeñal por medio de la biela y pistón; además, transfieren calor al cilindro, y poseen unas ranuras en la periferia superior que permiten el alojamiento de los anillos de compresión y los de aceite.

1 Biela. Son piezas alargadas con una forma que les permite conectarse al pistón a través del bulón, por la parte superior, y al cigüeñal por la parte inferior. Son fabricadas de acero aleado al cromo-vanadio, acero forjado y aleaciones de aluminio. Su función es controlar la carrera vertical del pistón, transmitir (del pistón al cigüeñal) la presión resultante de la combustión y ayudar a transformar el movimiento de vaivén del pistón en movimiento circular del cigüeñal.
2 Cigüeñal. Es un eje acodado fabricado en una sola pieza, de aleaciones especiales que le proporcionan mucha resistencia a la flexión, torsión, fricción y fuerzas de corte. Su función es convertir en giro la fuerza de propulsión del pistón a través de la biela. Presenta contrapesos que sirven para darle estabilidad de giro, presenta codos de bancada y codos de biela. Los codos de bancada sirven de apoyo al cigüeñal en su giro, y los codos de biela del cigüeñal se articulan con la cabeza de biela.

1 Volante. Es una rueda maciza y pesada, se monta sobre el eje cigüeñal y su tamaño está relacionado con el número y tamaño de los cilindros. Su función es, básicamente, acumular inercia. Alberga en su cara posterior el sistema de embrague, y en su periferia un engranaje anular (aro o cremallera), que sirve para iniciar el movimiento del motor cuando se acciona el arrancador eléctrico. También acumula energía para entregar a los pistones en los momentos en que se encuentran realizando viajes muertos, y disminuye o absorbe las vibraciones del motor.

2 Cárter. Se une al bloque formando la tapa inferior del motor, es fabricado en hierro fundido, aleaciones ligeras de aluminio o láminas aceradas, porque debe ser resistente a los golpes, dadas las condiciones difíciles en que suelen trabajar los tractores agrícolas. Contiene el aceite y su respectiva bomba para lubricar las piezas del motor.

Con respecto a los elementos secundarios, que constituyen los diferentes sistemas del motor, se verán de forma más específica en los siguientes epígrafes.

6. Sistema de distribución y admisión

Es el conjunto de piezas que, sincronizadas con los movimientos del cigüeñal y el eje de levas, permiten el ingreso del aire a los cilindros en el momento oportuno, y la salida de los gases de escape con la mayor rapidez posible para permitir el inicio de una nueva recarga (inicio de otro ciclo de funcionamiento).

Está formado por el cigüeñal y el eje de levas (con sus respectivos engranajes en la distribución), los taques o buzos, varillas de empuje, balancines, válvulas y sus respectivos resortes, seguros y guías. Además, posee unos conductos por donde circula el aire limpio (conductos de admisión) y por donde salen los gases residuos de la combustión (conductos de escape), y por el sistema de filtrado del aire y el silenciador de los ruidos del motor en la salida de los gases de escape.

El elemento circulante en este sistema es el aire y se contiene en el conducto de admisión.

El punto más alto del pistón dentro del cilindro se denomina PMS (Punto Muerto Superior); cuando el cigüeñal gira 180º, el pistón se encuentra en el PMI (Punto Muerto Inferior). La distancia existente entre el PMS y el PMI es llamada carrera del pistón.

El espacio que queda entre el PMS y la tapa de cilindros se llama cámara de compresión o combustión, como se observa en la siguiente imagen.

Motor de combustión interna de 4 tiempos

La cilindrada del motor se calcula de la siguiente manera:

La relación existente entre estos dos volúmenes (V1/ V2) se denomina relación de compresión. Es necesario comprimir el aire previamente a la combustión, para así aumentar su energía interna.

El diámetro del pistón es un poco más pequeño que el del cilindro, para disponer de una pequeña holgura. Para evitar las posibles fugas dentro del cilindro y que este mantenga la estanquidad, se utilizan los aros del pistón.