Las tomas de fuerza y su evolución

^ sobre el papel
^UIS MÁRQUEZ
Dr. Ing. Agrónomo
LAS TOMAS DE FUERZA
Y SU EVOLUCIÓN
Aunque los tractores agrícolas están
específicamente diseñados para desarrollar
'potencia de tracción', no se concibe un
tractor agrícola sin una salida desde el motor
que permita accionar, de manera directa,
máquinas fijas y arrastradas.
Enganche irontal con toma de fuerza.
ste eje de salida, que podría
definirse como `toma de potencia', pero que en algunos
países como el nuestro se conoce como 'toma de fuerza', ha sido un elemento clave para obtener el máximo
rendimiento del tractor desde sus orígenes, e incluso, durante muchos
años, la referencia para poder evaluar
las prestaciones de un tractor.
LOS ORÍGENES DE LA
1 TOMA DE FUERZA
El empleo de la TDF no es reciente, ya en los tractores con motor de
vapor se generalizaron estos elemenOCTUBRE 2003
tos para suministrar directamente potencia a máquinas arrastradas y estacionarias.
Parece que fue un constructor
francés hacia 1906 el que la introdujo
en sus tractores, generalizándose a
partir de 1913 cualquiera que fuese el
origen del tractor. Como punto de
comparación en el tiempo se puede
señalar, que en este año (1913) empezaban a fabricarse en serie tractores
accionados por motor de combustión
interna (petróleo).
Inicialmente la toma de fuerza de
los tractores fue diseñada para el accionamiento de máquinas de recolección. Las antiguas segadoras y agavilladoras recibían el accionamiento pa-
ra sus mecanismos desde una rueda
denominada 'rueda motriz', yue transformaba la fuerza de tiro de los animales en movimiento de rotación. Las
variaciones en la velocidad de funcionamiento de los mecanismos por las
diferencias de adherencia cntre rueda
y suelo, limitaban el uso de la 'rueda
motriz' a máyuinas pequeñas con bajas necesidades de potencia, so pena
de dotarlas con un peso excesivo, y en
cualquier caso la detención de los animales de tiro suponía la parada inmediata de todos los mecanismos de la
máquina.
Cuando el tractor agrícola sustituye al animal de tiro, se presenta la posibilidad de eliminar la rueda moU^iz.
BgrOiC'(YIt(^U ^
sobre el papel
si se dotaba al tractor de un eje capaz
de realizar el accionamiento directo
de la máquina arrastrada. Este eje de
salida constituye la denominada toma
de fuerza y ha pasado en nuestros días
a ser una de los elementos fundamentales del tractor.
Los primeros pasos no estuvieron
exentos de problemas, cada fabricante
construía el eje de salida a su gusto y
la intercambiabilidad entre tractores y
máquinas era prácticamente imposible.
Diferencias en las dimensiones
del eje de salida, del régimen de giro
propio, del sentido de rotación, limitaban el uso a tractores y máquinas de
idéntica procedencia, dándose incluso
La normalización
de/ eje de /a toma de
fuerza tiene su origen
en 1927 :^
el caso que para el mismo fabricante
cada modelo de tractor tenía su toma
de fuerza diferente.
Fue, en 1927, la Asociación Americana de Ingenieros Agrónomos
(ASAE), al elaborar unas normas de
construcción y funcionamiento de estos ejes, la que consiguió poner orden
y lograr una intercambiabilidad total.
Tres cosas fundamentales se normalizaron: dimensiones, sentido de
rotación y régimen nominal. Las dimensiones debían ser suiicientes para
que con los esfuerzos transmitidos no
se produjeran averías en la transmisión; se propuso un diámetro de 1 y
3/8 de pulgada (aprox. 35 mm), con
seis acanaladuras para facilitar el acoplamiento. Se estableció por convenio
la rotación a derechas visto el eje desde la parte trasera del tractor.
La elección de la velocidad de giro posiblemente fue un compromiso
dentro del intervalo de funcionamiento de los motores de la época (500 a
600 rev/min). A1 final parece que para
que pudiera expresarse también como
número exacto de vueltas por segundo
se propuso un valor divisible por 60.
El régimen elegido de 540 rev/min (9
rev/s) es el `régimen nominal' que ha
llegado a nuestros días y se sigue utilizando en las tomas de fuerza de los
tractores de pequeña potencia.
Los incrementos de potencia que
el tractor agrícola ha alcanzado, han
hecho necesarias otras tomas de fuerza, que, gracias a una normalización
inicial, han permitido desde sus comienzos una intercambiabilidad total.
EI enganche para remolque se
puede situar por encima o por
debajo del eje de la tdf.
^ agrotécnica
ocTUeRE zoos
NORMALIZACIÓN DE
^ LA TOMA DE FUERZA
Se puede decir que la industria de
la maquinaria agrícola fue de las primeras que comprendió la importancia de la normalización. Con
la norma establecida por ASAE,
relativa a las tomas de fuerza, se
demostró la importancia que en
todos los aspectos tenía llegar a
unos acuerdos en cuanto a dimensionamiento y uso de los elementos que debían servir de enlace
entre máquina y tractor.
Cuando se observó que la toma de fuerza normalizada inicialmente no era suficiente para las
nuevas necesidades hubo que
normalizar otras para que no se
interrumpiera el progreso en la
mecanización. La insuficiencia
observada estaba en el hecho de
que no era posible transmitir la
potencia que estaban alcanzando los
motores con este diámetro de eje, si
no se modificaba el régimen nominal
de 540 rev/min, hasta entonces establecido.
Había dos posibles soluciones: o
aumentar el diámetro del eje o la velocidad de funcionamiento. Esto último,
teniendo en cuenta que el régimen de
funcionamiento de los motores había
pasado de 600 a más de 2 000
rev/min, permitía disminuir las pérdidas en la transmisión al requerir menos reducción. Se aceptó como nuevo
régimen nominal las 1 000 rev/min,
manteniendo los 35 mm de diámetro,
con lo que con igual coste se podía
transmitir una potencia mayor. Los límites para utilizar una u otra toma de
fuerza se fijaron en 48 kW (aprox. 65
OCTUeRE 2003
La posibilidac^
de inr orporar l.r
td^ frrmt^rl sc^ tic^nc^
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momento dc^ disr^ri.rr
los tractorc^s nu^dcrnos.
CV) aunque se aceptaba que los tractores de más potencia pudieran incluir
la toma de 540 rev/min, pero limitando voluntariamente la potencia que realmente van a transmitir.
Para eliminar confusiones se decidió que la nueva toma de fuerza tuviera 21 acanaladuras, lo que impide
cualquier conexión entre tomas diferentes, ya que el riesgo de accionar
una máquina a casi el doble de la velocidad deseada puede resultar fatal.
Los sucesivos incrementos de potencia en los tractores pronto necesitaron de un nuevo dimensionamiento.
Para tractores con más de 92 kW de
potencia medida en la toma de fuerza
a la velocidad nominal del motor se
estableció una tercera categoría con
un eje de 45 mm de diámetro nominal
y 20 acanaladuras. El régimen de
I 000 rev/min, se mantuvo, ya
que el grado de equilibrado que
se puede mantener en las máquinas agrícolas no aconseja pasar a
un régimen superior. Con esta [oma de
fuerza se podía transmitir hasta 18S
kW (aprox. 250 CV) con fiabilidad.
Después de bastantes años de discusión se ha llegado a estublecer una
nueva norma de toma de fuerza, tipo
4, capaz de transmitir potencias superiores a los 185 kW que admite la del
tipo 3. Con un eje de S7 mm de di^ímetro nominal y 18 acanaladuras,
manteniendo las 1 000 rev/min de régimen nominal, permite su empleo
con potencias hasta de 340 kW.
La mayor dificultad para la utilización de esta toma de fuerza de tipo 4
está en lo pesados que son los acoplamientos entre el eje de salida dcl ttactor y la máyuina accionada, que hacen
muy difíciles e incluso peligrosos los
montajes y desmontajes. Por otra p^u•-
AgiO/('('lll['li ^
sobre el papel
te, aunque el tractor disponga de una
potencia muy elevada, hay pocas máquinas que demanden este nivel de potencia a través de la toma de fuerza; en
general, la toma de fuerza en estos
grandes tractores sólo se utiliza para
transmitir un parte de la potencia del
motor, a la vez que se arrastran aperos
que demandan potencia de tracción.
Por ello es muy frecuente que los
fabricantes ofrezcan tractores muy
grandes con tomas de fuerza de un tipo inferior al que correspondería a la
potencia máxima en el motor, colocando a veces limitadores de par en la
transmisión entre el motor y la toma
de fuerza. Hay que advertir que, si
bien en funcionamiento durante cortos
periodos de tiempo, la toma de fuerza
de una determinada categoría puede
transmitir una potencia superior a la
indicada, si esto se hace de manera
continua se llegan a producir averías
en la transmisión, llegándose incluso
a la rotura de los ejes que unen el motor con la toma de fuerza.
Hay, asimismo, unas limitaciones
del régimen máximo a la que una toma de fuerza se puede utilizar. Para
las de 540 el límite establecido ha sido de 750 rev/min y en las de 1 000 se
admiten hasta 1 375 rev/min, valores
que no se pueden superar, por lo que
se debe tener en cuenta en el proyecto
de estos elementos del tractor.
^ ágiOieCi11CQ
La normalización de la toma de
fuerza no sólo ha ]legado a definir su
forma y dimensiones sino también su
posición en el tractor. La TDF principal se estableció que estuviera situada
en la parte posterior del tractor, a una
altura sobre el suelo entre ciertos límites, y en el plano medio de éste, con
una cierta tolerancia a ambos lados.
Mantener la altura en el intervalo propuesto ofrece dificultades cuando, para el mismo modelo de tractor, el fabricante ofrece varios tipos de neumáticos en opción; no obstante se
procura respetar el intervalo de variación permitido.
También es importante la posición
relativa entre toma de fuerza y barra
de tiro, ya que la mayor parte de las
máquinas arrastradas con ésta, precisan de este tipo de accionamiento.
Todos los aspectos referentes a las tomas de fuerza, su situación y protección están en la norma internacional
ISO 500, con versiones equivalentes
en la normalización de cada país. Asimismo la Directiva 86/297/CEE, que
es de aplicación para la homologación
de tipo CE en los países de la Unión
Europea, incluye los aspectos dimensionales y operativos de las tomas de
fuerza, así como elementos para la
protección de los ejes de salida del
tractor
Como resumen de las características relativas a las tomas de fuerza incluidas en estas normas, se ha elaborado la Tabla 1.
TABLA 1.- CARACTERÍSTICAS MÁS SIGNIFICATIVAS DE LOS DISTINTOS TIPOS
DE TOMA DE FUERZA ^^$^ S^U^
Ti o de toma de fuerza
mm
Diámetro nominal
N° de acanaladuras
rev/min
Ré imen nominal
kW
- CV
Potencia máxima
mm
Altura sobre el suelo
Desviación plano medio (mm)
1
35
6
540
48 - 65
450 - 675
4
3
45
57
20
18
1000
1000
185 - 252 340 - 462
650 - 875 800 -1060
2
35
21
1000
92 -125
550 - 775
50
Es frecuente que se pueda utilizar /a toma de fuerza de 6 acanaladuras a régimen de
1 000 re^/min
OCTUBRE 2003
sobre el papel
RELAC IÓN ENTRE
MOTORYTOMA DE
^ FUERZA
El régimen `normalizado' de la
toma de fuerza (540 ó 1000
rev/min) debe conseguirse a través
de una cadena de engranajes cuando el motor gira a su vez a una
cierta velocidad, la que habitualmente se define como velocidad
nominal del motor para trabajos a
la TDF
Dado que, en general, el motor
del tractor tiene un intervalo de
funcionamiento entre 1500 a
2 500 rev/min, para conseguir desde él un eje que lo haga a 540
rev/min, es necesaria una reducción
de relación 3 a 4 y de 1.5 a 2 para la
toma de fuerza de 1 000.
En las normas técnicas se recomienda que el régimen nominal del
motor para trabajos a la toma de fuerza debe elegirse sobre el 80 al 90 por
]00 del régimen de potencia máxima
del motor, esto es: para un motor que
funciona a 2 400 rev/min cuando desarrolla su potencia máxima, el régimen de utilización para la TDF debe
estar en el intervalo de 2 160 a 1 920
rev/min.
En tiempos pasados ha sido frecuente, con objeto de conseguir más
potencia de homologación, (potencia
del motor medida en la toma de fuerza
al régimen normalizado de ésta) mo-
nominal. A la vez se han gener^tlizado el empleo de las tomas de
fuerza 'económicas', y con la
puesta en vigor de la homologación de tipo CE han dejado de aplicarse los procedimientos de homologación yue, como el español,
vinculaban la potencia de Inscripción del tractor a la medida en la
toma de fuerza al régimen normali^ado.
Controles externos en la aleta del tractor.
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Inicialmente se propuso utilizar
para máquinas que dem^lnda poca potencia la toma de fuerza normalizada
de 1 000 rev/min, bajando el régimen
del motor hasta conseguir las 540
rev/min, pero esta solución hacía que
el motor funcionase por dehajo del régimen de par máximo, con lo cual,
aunque se producía cierto ahorro de
combustible (Gráfico 1), el motor no
respondía bien a las sobrecargas.
En la actualidad esto ha dejado de
tener importancia ya que, según indican las curvas características de los
motores modernos, es frecuente que
suministren la potencia máxima a un
régimen de funcionamiento inferior al
^
250®
La toma de fuerza `económica'
ha surgido por la necesidad de tener que accionar máyuinas de baja demanda de potencia, pero que exigen
que en su entrada se mantenga eJ régimen normalizado de S40 revhnin, como son las abonadoras, y también
otras máquinas que necesitan disponer
la plena potencia del motor, como los
equipos de trabajo del suelo.
dificar las relaciones de transmisión
para conseguir el régimen nominal de
la toma de fuerza en las proximidades
del régimen nominal del motor, que
coincidía con el de potencia máxima.
Esto puede resultar un inconveniente
para el usuario cuando desea accionar
con la toma de fuerza máquinas yue
necesitan poca potencia, puesto que
exige que el motor funcione a su régimen máximo con el consiguiente desgaste y aumento en el consumo de
combustible.
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LATO A DE FUERZA
^ 'ECON^MICA'
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Gráfico 1.- Tractor trabajando con un rastrillo hilerador que demanda e135% de la potencia nominal del motor, utilizando la toma de
fuerza de 1 000 rev/min para conseguir 540 rev/min en el eje de salida, bajando a la vez el régimen de funcionamiento del motor y
manteniendo la velocidad de avance (ahorro de combustible: 30%)
OCTUBRE 2003
AgiO1P('111('Q ^
sobre el papel
Esto ha obligado a los fabricantes
a incluir una `caja de velocidades' auxiliar con dos relaciones, de manera
que una de ellas ofrezca el régimen
normalizado de 540 rev/min con el
motor a régimen próximo al nominal,
y la otra a un régimen próximo al de
par máximo, que es en la zona de funcionamiento del motor en la que se
obtiene consumo específico optimo,
designado esta toma de fuerza como
de 540 E, ó de 750 rev/min.
De esta manera, aunque el ahorro
de combustible es algo menor, aumen-
ta la reserva de par para poder vencer
las sobrecargas que pueden aparecer
durante el trabajo.
Así, en el mercado europeo de
tractores correspondiente al año 2003,
de un total de 593 modelos contabilizados, 254 de ellos disponen de toma
`económica' de 540
de fuerza
rev/min.
Esto significa que el casi el 43%
de los tractores que se comercializan
en el mercado europeo utilizan esta a]ternativa de transmisión, como complemento de la toma de fuerza con-
GRÁFICO ^ .- IIARIACIÓN DEL RÉGIMEN DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR PARA
OBTENRE LAS 540 I'@V/f11Í11 EN LA T^F
^TOMAS DE FUERZA NORMALES Y `ECONÓMICAS'^
Relación motor/TDF
♦ Reg.motor 540 ■ Reg.motor 540E
3000
c
É 2500
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° 2000
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♦
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150
Potencia (kV1n
GRÁFico 3.- ñELACIÓN DE TRANSMISIÓN MOTOR/T^F PARA LOS MODELOS
DETRACTORES AGRÍCOLAS EN EL MERCADO EUROPEO ^AÑO ^ 0^3^
LA TOMA DE FUERZA Y
EL DESPLAZAMIENTO
DEL TRACTOR
Relaclón motor 1 toma de fuerza
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max-min
TDF 540
TDF 540E
■ m^cimo
78,3
100,0
82,3
■ media
83,3
90,4
69,0
O minimo
51,1
83,3
50,7
^1 agrpreCfllCQ
vencional, en la que las 540 rev/min
se obtiene a un régimen próximo al
nominal de funcionamiento del motor.
En el Gráfico 2 se representa el régimen de funcionamiento del motor
que corresponde a la toma de fuerza
de 540 y de 540E para los 254 modelos que disponen de esta opción.
En el Gráfico 3 se observan los
valores medios de régimen de funcionamiento del motor a los que se obtiene el régimen normalizado de la toma
de fuerza, tanto convencional como
de tipo `económico', expresando estos
valores en porcentaje del régimen nominal, así como el porcentaje del régimen nominal al que se consigue el par
máximo correspondiente al motor.
Se puede decir que la toma de
fuerza económica (540E) proporciona
mayor versatilidad al tractor para accionar máquinas que demandan baja
potencia, con el consiguiente ahorro
de combustible y es complementaria
de la toma de fuerza convencional.
El régimen del funcionamiento
del motor al que se obtienen las 540
rev/min en la toma de fuerza 540E se
encuentra próximo al 709o de su régimen nominal, mientras que en la toma de fuerza convencional (540) esto
se consigue al 90% del régimen nominal.
El ahorro de combustible en el accionamiento de máquinas ligeras con
la TDF 540E puede estimarse en el
20°Io con respecto al que se produciría
con la TDF 540 para las mismas condiciones de velocidad de avance del
tractor, o sea, sin perder capacidad de
trabajo.
Las tomas de fuerza descritas hasta ahora deberían considerarse como
tomas de fuerza del 'motor', porque
permiten la conexión directa entre
motor y máquina. Esto las distingue
de las tomas de fuerza proporcionales
al avance del vehículo que serían las
verdaderas TDF del `tractor' y que
más adelante se describirán.
OCTUeRe 2003
A
B
C
D
Transmisión desde el motor a la toma de fuerza:
1. Embrague principal
2. Embrague de la toma de fuerza
3. Caja de cambios
4. Ditérencial y puente trasero
5. Acoplamiento de toma de fuerza accionable sólo e^n rc^poso
6. Eje de salida de la toma de iúerza.
a) tdf DEPENDIENTE. b) tdf INDEPENDIENTE.
c) tdf SEMIDEPENDIENTE (mando dc^ ambos c^mhral,^ues c^n c^l
mismo pedal). d) tdf PROPORCIONAL AL AVANCE.
Cualquier toma de fuerza del motor puede proceder directamente de
éste, o a través de la caja de cambios,
en cuyo caso el desembragado de la
transmisión del tractor detiene automáticamente el movimiento de la toma de fuerza, junto con la del vehículo que la Ileva. Las tomas de fuerza
unidas directamente al motor se denominan independientes (del movimiento del vehículo) y las otras serán por
el contrario dependientes.
La TDF independiente precisa de
un embrague propio que permita su
desconexión en carga. La dependiente
puede transformarse en la denominada semidependiente cuando se incluye
el llamado doble embrague con el
mismo pedal: así, es posible detener el
vehículo sin interrumpir el movimiento de la toma de fuerza (primera parte
del recorrido de] pedal), pero no lo
contrario, ya que para llegar al final
del recorrido ha habido que atravesar
siempre la primera etapa.
Esta semi-dependencia o semi-independencia no queda muchas veces
clara en la terminología comercial; el
vehículo dotado de doble embrague
puede continuar accionando una máquina con la toma de fuerza, aunque
OCTUBRE 2003
interrumpa su desplazamiento, pero
no está preparado para desconectar el
accionamiento de la máquina sin previa parada del tractor. Esto, que puede
ser un inconveniente en algunas labores agrícolas, sólo puede solucionarse
mediante la TDF independiente, dotada de su propio embrague, separado
Toma de fuerza con su cubierta y escudo
protector.
en palanca distinta al embrague del
tractor.
La realidad es que, si bien durantc
muchos años las tomas de fuerza dependientes o semi-independicntes er^i
la oferta nonnal de los fabricantes,
ahora la toma de fuerza se ha independizado totahnente del cambio de marchus, salvo en modelos ron especifiraciones mínimas para mercados de bajo
nivel adquisitivo, o en los que prácticamente no se utiliza la toma de fuerza.
En las tomas de fuerza 'básicas' se
incluye en el tractor la palanca de conexión/desconexión de la TDF, pero
que sólo debe accionarse si previamente se ha interrumpido el movimiento en la misma por la desronexión del embrague, ya que actú^i sobre
un mecanismo diseñudo para acoplamiento entre ejes purados. En las [omas de fuerza independientcs la propia palanca es la que actúa sohre cl
embrague de la TDF, agrupándose en
un sólo dispositivo todas las funciunes; resulta frecuente la inrlusión de
dispositivos de seguridad para que lu
conexión de la toma de fuerza no se
produzca si los pares resistentes en el
eje dc salida superan un determinado
ni^^cl.
agrorc^c•niru ®
sobre el papel
TOMAS DE FUERZA
^ COMBINADAS O
D UALE
En la gama de potencias intermedias, que se corresponden con los
tractores de mayor difusión en el mercado, se da la circunstancia de que es
preciso accionar máquinas grandes y
pequeñas con un mismo tractor. Las
máquinas que precisan menos de 65
CV suelen estar preparadas para su
accionamiento a 540 rev/min, aunque
hay tractores pequeños que también
disponen de la toma de 1 000. Un
tractor grande con solo la toma de
I 000 no podría accionar las máquinas
que demandan poca potencia y preparadas para la toma de 540. Una primera opción para solucionar estas dificultades fue el empleo de las denominadas tomas de fuerza combinadas
que admiten las 540 y las 1000
rev/min, según los tipos 1 y 2.
Toma de fuerza trasera integrada en
el sistema de enganche.
Se ha recurrido a dos métodos para conseguir esto:
• Incluir ambas tomas de fuerza una
al lado de la otra en la trasera del
tractor.
• Diseño que permite el intercambio
de ejes sin gran complicación.
El primero de los sistemas ofrece
mayores dificultades constructivas y
de uso. Con el segundo es necesario
actuar en dos sentidos: modificando la
forma de la toma y la relación de
transmisión.
Inicialmente, el dispositivo que
más se ha extendido por su simplicidad, fue el que utiliza el eje intercambiable con una u otra acanaladura para
modificar la relación de transmisión.
Desde el motor llega un eje, desmultiplicado ya hasta el régimen 1 000
rev/min, y en las proximidades de la
salida de la TDF se montan cuatro engranajes que engranan dos a dos. E1
primero de ellos recibe el accionamiento del motor, transmitiéndolo al
segundo que se encuentra en el mismo
eje del tercero, este último está en línea con el primero y con la posible
TDF del tractor. La relación de transmisión entre primero y cuarto de los
engranajes es aproximadamente de
1/2, lo que significa que cada vuelta
que dé el primero sólo dará media
vuelta el segundo. Construyendo dos
ejes de 35 mm, de diámetro nominal,
uno de los cuales (TDF de l 000
rev/min) Ilegue hasta el primer engra-
® agro lPCllICQ
naje, y el otro con acanaladuras a la
altura del cuarto, se habrá conseguido
una toma de fuerza combinada
540/1 000 rev/min
Las Directivas CE
permiten que la tdf de
6 acanaladuras se
utilice a 540 y a 1 000
rev/min
Con este sistema se elimina el peligro de un error involuntario: el eje
de norma 540 rev/min sólo puede funcionar a esta velocidad y, nunca pueden producirse daños como los que
podrían aparecer si ]a variación de la
relación de transmisión y del eje se realizaran de manera independiente.
Existen en el mercado, además de
las tomas combinadas, prolongaciones que permiten el intercambio en los
ejes de salida que constituyen la TDF,
las cuales pueden ser peligrosas cuando se acciona una máquina preparada
para 540 al régimen superior de la siguiente categoría. Cada vez es más
OCTUBRE 2003
sobre el papel
frecuente el empleo de cajas de cambio especiales colocadas en la transmisión de la TDF que realizan el paso
540-1 000, o incluso otras salidas como la de 750 rev/min, con su propio
sistema de engranajes, y que permiten
accionar máquinas de diferente TDF
en tractores sin toma combinada.
La tendencia actual, admitida por
las Directivas CE (86/297/CEE), es
que se utilice una toma de 6 acanaladuras tanto al régimen de 540 como al
de 1 000 rev/min, siempre que este
cambio de relación no pase inadvertido para el usuario. Esto ha generalizado la oferta de verdaderas `cajas de
cambio' sobre el eje de la toma de
fuerza, en la que no solo se pueden
conseguir las relaciones de 540 y
1 000 rev/min, sino estos regímenes
de salida con diferentes regímenes de
funcionamiento del motor: 540, 540E
(750), 1 000 y 1 OOOE (tomas de fuerza económicas).
OTROS TIPOS DE TOMA
^ DE FUERZA
Toma de fuerza proporcional o
del tractor
Para algunos usos, como puede
ser el accionamiento de ruedas motrices de remolques, es necesario contar
en el tractor con una TDF que gire de
manera proporcional al avance de éste, independiente de la relación de
cambio seleccionada. Estas TDF se
denominan proporcionales al avance o
también TDF-tractor.
Para conseguir esta proporcionalidad, independientemente de la relación del cambio utilizada, el accionamiento debe realizarse desde el eje de
salida de la caja de cambios, con ello
se tendrá siempre la misma relación
entre número de vueltas en la TDF y
de las ruedas del vehículo tractor.
En la práctica nunca este tipo de
TDF se instala sola en un tractor, habitualmente se combina con una toma
de fuerza independiente con posibilidad de uso en uno u otro cometido.
Esta toma de fuerza está indicada
en remolques para montaña o con sueOCTUBRE 2003
TDF independiente
540
- 1000 rev/min
TDF proporcional
'Caja de cambio' para obtener diferentes relaciones de transmisión entre motor
y eje de toma de fuerza.
los muy blandos, ya que permite dotar
a estos de ruedas motrices, lo que aumenta la tracción del conjunto tractorremolque. Es normal que la incluyan
los pequeños tractores derivados de
motocultores, sin que existan normas
universalmente aceptadas para su dimensionamiento.
En los tractores mayores, los fabricantes la ofrecen como opción, y
resulta adecuada para accionar máquinas que funcionan estrechamente relacionadas con el camino recorrido como sembradoras, plantadoras, etc.,
que quedan así liberadas de la `rueda
motriz' .
Es característico y lógico que la
marcha atrás del vehículo tractor, suponga un cambio en el sentido de giro
de esta TDF respecto al que tuviera
cuando avanza hacia adelante, ya que
la salida es posterior a los engranajes
de marcha atrás.
Tomas de fuerza auxiliares
Cada vez es más frecuente el empleo de otras TDF auxiliares, complementarias de la principal, o incluso
sustituyendo a ésta, y que pueden no
estar preparadas para transmitir el total de la potencia del motor.
Cuando acompañan a la TDF principal, se sitúan en otras posiciones como pueden ser los laterales o el frontal
del tractor. Permiten el accionamiento
de máquinas situadas en posiciones diferentes respecto al tractor, como: segadoras, rastrillos, descoronadoras,
etc., pudiendo realizarse varias operaciones diferentes en una sola pasada.
Es frecuente, por su posición, que
se recurra a transmisiones no mecánicas como son las hidráulicas (sis[ema
bomba-motor hidráulicos).
Está normalizada la toma de fuerza frontal (ISO 8759 partes 1 y 2), junto con el enganche en tres puntos para
esta posición. Se ha establecido que
esté centrada respecto al plano medio
del tractor, con sentido de giro de las
agujas del reloj. En cuanto a las dimensiones aconsejadas son las correspondientes al tipo 2( I 000 rev/min)
que se emplean en la toma trasera
principal, aunque se admite como opcional el tipo I(540 rev/min).
Los nuevos criterios sobre la realización de labores combinadas en una
sola pasada, llevarán en un corto plazo
a tractores con TDF frontal como equipo estándar, cumpliendo con las especificaciones yue se acaban de señalar.
AgiOi('Clll(^Q ®
sobre el papel
PRECAU C ION S PARA
LA UTILIZACI^N DE LA
^ TOMA DE FUERZA
El eje de la TDF por su forma estriada y sobresaliente del conjunto del
tractor, resulta un elemento peligroso,
fuente segura de accidentes si no se
maneja con precaución.
Durante muchos años, al equiparse a los tractores con cabinas para la
protección del frío realizadas con medios artesanales, la entrada hacia el
puesto de conducción era frecuente
que se hiciera por la trasera del tractor
(esto se mantiene en muchos tractores
antiguos que se siguen utilizando en
países desarrollados). La tendencia
natural en estas circunstancias, hace
que al ascender o descender del vehículo, se busque un apoyo que facilite
el paso a modo de escalón. La toma de
fuerza constituye por su forma un
riesgo que, ya desde el diseño, ha sido
necesario evitar. Las normas establecen que salgan protegidas por una
pantalla que impide cualquier contacto inadvertido tanto desde arriba como
por los lados. Este escudo de protección permite que se puedan acoplar en
la TDF los diferentes dispositivos necesarios para utilizarla, y es de la suficiente rigidez para que soporte sobradamente el peso de una persona yue
se apoye sobre ella. Por ninguna circunstancia debe retirarse del tractor, y
si con ella no fuera posible realizar un
determinado trabajo, probablemente
el diseño del dispositivo de conexión
es el que no estará bien realizado.
Los diseños de las cabinas de los
tractores modernos impiden el acceso
posterior, lo que hace que se reduzca
el riesgo de cadentes, aunque sigue
EI eje de salida de la
tdf dispone de un
escudo protector de
dimensiones
normalizadas
siendo necesario el escudo de protección para evitar que se utilice el eje de
la toma de fuerza como apoyo para
acceder a las partes más elevadas del
tractor.
EI eje de transmisión cardán debe disponer
de su protección homologada.
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Además de esta protección, se
emplea también un capuchón que la
cubre totalmente, y que debe de ir colocado siempre que la TDF no se vaya
a utilizar. Hay una tendencia a no preocuparse de esto, lo que ocasiona riesgos innecesarios en los tractores que
deben mantener girando la TDF por-
que su transmisión acciona también la
bomba hidráulica.
A la toma de fuerza se puede acoplar directamente algún dispositivo de
trabajo, como una pequeña bomba de
pulverización, o un compresor, pero
generalmente es necesario intercalar un
eje con juntas que permiten transmitir
el movimiento con independencia de la
posición relativa entre tractor y máquina. En uno u otro caso se debe fijar el
elemento de unión con un pasador que
colocado tangencialmente sobre el rebaje que ofrece la TDF normalizada,
impida que pueda desconectarse en el
trabajo. Para facilitar esta fijación se
han diseñado sistemas de bolas y cónicos, que cumplen correctamente este
cometido y que se pueden acoplar incluso en condiciones difíciles. Los diferentes elementos del árbol de transmisión entre tractor y máquina corresponden a los conocidos como junta
universal o junta `Cardan'; estas simpre deben de ir dotadas de protección
homologada (norma UNE-EN 1152)
que cumple su función en combinación
con el escudo que proteje el eje de salida de la toma de fuerza del tractor.
Para finalizar se debe señalar la
conveniencia de parar el motor del
tractor para realizar cualquier trabajo
en la toma de fuerza, ya que el solo
desembrague de la misma puede que
no sea suficiente, y llegue a producirse la puesta en marcha por un fallo del
mecanismo de desconexión. ■
OCTUBRE 2003