Como funciona a Tomada de Potência dos tratores

Tomada de força ou Tomada de Potência (TDP) é um dos itens mais importantes nos tratores agrícolas. Conhecer bem suas características e seu funcionamento possibilita um manuseio mais eficiente e seguro.

Para a realização das atividades agrícolas é necessário otimizar os processos operacionais e quando se trata da mecanização os fabricantes buscam cativar os clientes disponibilizando máquinas e implementos cada vez mais versáteis.

As diferentes formas de transferência de energia do trator agrícola possibilitam uma grande versatilidade em tracionar e acionar máquinas agrícolas realizando diversas operações, inclusive operações combinadas ou conjugadas. Dentre estas formas, a tomada de potência ou força (TDP ou PTO) merece atenção particular, um dispositivo externo, cuja origem vem da expressão em inglês Power take off. Trata-se de um eixo com estrias ou ranhuras classificado conforme sua localização no trator na parte dianteira ou traseira, sendo um elemento para transmitir potência em forma de rotação para máquinas e equipamentos agrícolas que estão acoplados ou não ao trator, no caso equipamentos estacionários.

Comumente nos tratores nacionais o eixo da TDP é disponibilizado na parte traseira, já na dianteira é considerado como um item acessório em função da necessidade de operar implementos específicos para a realização de operações simultâneas.

Este dispositivo importante e indispensável nas operações agrícolas foi padronizado pela Sociedade Americana de Engenheiros Agrícolas - Asae no que diz respeito a sua geometria e regime de giro, ou seja, quanto ao diâmetro do eixo e ao número de estrias e quanto ao sentido da rotação e à velocidade do eixo, sendo classificado em três tipos, de acordo com a Tabela 1.

O eixo na parte traseira apresenta rotação sempre no sentido horário. O dianteiro é composto de seis estrias e com regime de 1.000rpm. Em algumas marcas, esse eixo pode ter dois sentidos de rotação e seu acionamento é obtido através de uma embreagem de comando eletromagnético.

Outro aspecto importante em relação à TDP é a forma de acionamento do eixo, ocorrendo uma evolução para conferir mais versatilidade à operação, passando por um sistema totalmente dependente, ao semi-independente até um sistema totalmente independente. O sistema dependente é diretamente ligado ao movimento do motor e acionado por uma embreagem simples. Neste caso, ao imobilizar o trator, a TDP não receberá mais movimento. A semi-independente baseia-se na utilização de uma dupla embreagem – discos duplos – tendo o pedal de embreagem dois cursos. O primeiro curso apenas desembreia a caixa de avanço e o segundo a TDP. O sistema independente é semelhante ao semi-independente com a diferença de que há duas alavancas diferentes para o funcionamento da embreagem, neste caso a vantagem é que a TDP é desligada mesmo com o trator em movimento e vice-versa. Geralmente é um mecanismo multidiscos em banho de óleo com controle eletro-hidráulico.  

A transmissão de movimento de rotação para as máquinas acionadas através da TDP é realizada por meio de eixos do tipo extensivo, com uma junta cardã universal em cada extremo que permite acomodar a variação no ângulo e distância entre o trator e o implemento.

Para permitir que um trator possa proporcionar duas velocidades de rotação na TDP (540rpm e 1.000rpm) foram desenvolvidos dois sistemas: com dois eixos de saída na parte traseira ou uma única saída em que se pode trocar dois eixos de 35 milímetros com número de estrias diferentes, sendo o de seis estrias para 540rpm e outro com 21 para 1.000rpm. É possível conseguir isso alterando a relação de transmissão em função da geometria que está inserida na saída da TDP. Atualmente existe disponibilidade de eixos reversíveis que possuem uma geometria diferente em cada uma das suas extremidades.

Em alguns casos, é conveniente usar TDP a 540rpm com uma rotação menor do motor para acionar implementos que demandam menor potência, porém exigem um regime de 540rpm. Para isso, foi criada a TDP a 750rpm, chamada 540E ou 540 Econômica, assim haverá menor consumo de combustível, algo em torno de 20% a 30%. Em síntese a TDP passou por uma evolução em dois aspectos, o primeiro quanto à forma de acionamento e, o segundo, quanto à geometria e ao regime de rotação.

A presença de TDP na parte dianteira do trator não é tão comum no Brasil, mas pode ser encontrada nos comercializados em países europeus ou americanos.
A presença de TDP na parte dianteira do trator não é tão comum no Brasil, mas pode ser encontrada nos comercializados em países europeus ou americanos.

TDP NOS TRATORES BRASILEIROS

Em levantamento realizado entre os principais fabricantes de tratores que englobou 197 modelos de comercializados no Brasil, das marcas Agrale, Budny, Case IH, Farmer, Green Horse, John Deere, Landini, Massey Fergunson, Montana, New Holland, Tramontini, Ursus, Valtra, LS Tractor e Yanmar Agritech, a princípio fica evidente que não há uma sintonia entre as empresas quanto às informações sobre a TDP. Em muitos casos as informações são dispersas e pouco esclaredoras para o consumidor que busca fazer uma análise mais apropriada para subsidiar a decisão de compra.

Nos tratores levantados, basicamente apresentam duas opções de TDP, a proporcional e a velocidade constante. Na proporcional, o acionamento do eixo TDP é realizado pela árvore de saída da caixa de marchas do sistema de transmissão, onde o regime de rotação está diretamente ligado à velocidade de deslocamento do trator em função da marcha selecionada. A TDP à velocidade constante está ligada ao início da caixa de marchas e o regime de rotação varia de acordo com a rotação do motor. Todavia, os catálogos são confusos sobre o tipo de TDP, seja na constituição mecânica, no mecanismo para acionar a TDP e na forma ou modo como os tipos de TDP são acionados. Geralmente apresentam os modos de acionamento, sejam eles independentes, eletro-hidráulicos, automáticos, duplo estágio, diretos, dependentes em vez dos tipos de TDP.

A Tabela 2 apresenta a confusão de como as características da TDP são disponibilizadas pelos fabricantes, trata-se de uma síntese de como as informações são apresesentadas nos materiais de publicidade. Além de ocorrer muito equívoco na apresentação dos dados, outros nem são disponibilizados.

Em relação ao tipo de acionamento são disponibilizados dois tipos: o independente, modelo que dispensa o uso da embreagem para acionar a TDP, e o dependente, em que é acionado por meio de uma embreagem de duplo estágio, mencionados anteriormente.

Em relação ao modo como é acionada a TDP, foram definidos três tipos: eletro-hidráulico, hidráulico, sendo estes ativados ou desativados facilmente por um botão no painel de controle, e o mecânico, ativado por uma alavanca.

Os tratores analisados oferecem as seguintes velocidades: angular na TDP 540rpm, 750rpm e 1.000rpm. As opções de rotação estão ligadas com classe de potência, em que os tratores menores geralmente apresentam rotação de 540rpm, enquanto que os tratores de potência média apresentam tanto a 540rpm e 750rpm, como a opção de 1.000rpm e os tratores de alta potência utilizam principalmente a 1.000rpm.

Além destas opções, algumas marcas possuem TDP econômica, que é indicada para operações consideradas mais leves que não necessitam toda rotação do motor, tais como a realizadas por roçagem, pulverização. A TDP econômica, quando é acionada através de uma alavanca, permite o trator atingir 540rpm em um regime de rotação menor motor, possibilitando maior eficiência energética e consequentemente uma redução de custos, conforme mencioanado anteriormente. Em relação à segurança existe no mercado uma série de mudanças na TDP. A a principal se refere ao acionamento, havendo a necessidade de puxar e girar uma alavanca, porém desengata somente com toque, dessa forma impede que o operador ligue involuntariamente e permite a rápida desativação em caso urgência.

Descrição dos tipos de TDP.
Descrição dos tipos de TDP.

Eixo da TDP diretamente acoplada ao eixo primário.
Eixo da TDP diretamente acoplada ao eixo primário.
Eixo de TDP reversível 540rpm e 1000rpm.
Eixo de TDP reversível 540rpm e 1000rpm.

O que os fabricantes de tratores oferecem de tomada de potência nos seus produtos

- Sistema de acionamento suavizado para iniciar a operação com a TDP, neste caso ao acionar a TDP é transmitida potência de forma progressiva, evitando carga súbita para acionamento do implemento, desta forma diminuirá danos aos componentes do eixo cardã e aos mecanismos do implemento.

- Transmissão independente conferindo o máximo de potência para realização da operação, evitando desgastes de componentes do sistema de transmissão.

- Dispositivo de controle externo para acionar a TDP na parte traseira do trator, nos para-choques.

- Oferecimento dos regimes de rotação em 540, 540E e 1.000.

- Velocidade sincronizada com o avanço do trator.

- Emprego de rotação do motor menor para acionamento da TDP com redução de consumo de combustível e diminuição de ruídos na cabine, conferindo condição de trabalho mais adequada para o operador.

- Possibilidade de seleção das velocidades de rotação 540, 540E e 1.000 através de seletor eletrônico na cabine.

- Alavanca mecânica de seleção de regime de rotação ergonômica facilitando o acionamento da TDP.

- Sistema de desarme automático da TDP quando se utiliza o sistema de levante hidráulico do trator simultaneamente, neste caso ao alcançar a altura limite de elevação do sistema hidráulico a TDP desarma.

- Disponibilidade de TDP frontal para o desenvolvimento de operações simultâneas.


Jarbas Cardoso Araújo, Ismael dos Reis, Marcos Roberto da Silva, Hugo Souza Soares, Fabrício Pedreira Santos, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia


Artigo publicado na edição 156 da Cultivar Máquinas. 

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