Avaliação das metodologias de derterminação das áreas de contato e deformações elásticas de pneus agrícolas em função das pressões de inflação e cargas radiais

Abstract

O desempenho operacional dos tratores agrícolas é dependente da interação dos rodados e a superfície de contato, sendo de extrema importância a seleção do tipo de pneu, pressão de inflação e lastragem para as diversas operações agrícolas, proporcionando maior eficiência de tração e menor compactação do solo, racionalizando assim, os custos operacionais do sistema produtivo. O presente trabalho teve como objetivo avaliar e correlacionar as metodologias de determinação das áreas de contato e deformações elásticas de pneus agrícolas em superfícies rígida e deformável, em função das pressões de inflação e das cargas radiais, com a finalidade de identificar a metodologia mais acurada e prática para cada condição de ensaio estático de pneus. O experimento foi realizado no Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agrícolas (NEMPA) da Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, Câmpus de Botucatu, SP. Os pneus estudados foram do tipo R1 com as seguintes dimensões: pneu baixa pressão e alta flutuação (500/60-26.5) inflado com as pressões de 206,7 kPa, 103,3 kPa e 68,9 kPa; radial (14.9R26) com pressões de inflação de 186,1 kPa, 137,8 kPa e 68,9 kPa e diagonal (14.9-26) com pressões de 206,7 kPa, 137,8 kPa e 68,9 kPa; submetidos as cargas de 5 kN, 10 kN, 15 kN e 20 kN aplicadas por uma prensa hidráulica. As áreas de contato dos pneus agrícolas em superfície deformável foram obtidas em tanque de solo e em superfície rígida pelo método do pó, carbono e massa. Os valores das áreas de contato foram determinados por duas metodologias de cálculo: equação da elipse e digitalização das áreas. Os resultados permitiram concluir que a metodologia de cálculo das áreas de contato através da equação da elipse é confiável e prática para obter as áreas de contato dos pneus agrícolas...

The agricultural tractor performance is depended of interaction among the tire and contact surface, and then, the selection of tire type, its inflation pressure and tractor ballast are very important to several conditions of agricultural operation, proportioning higher efficiency of machines and lower soil compaction, rationalizing the operations costs of crop systems. This present research had for main objective the evaluation and correlation of methodologies of tire/ground contact areas and elastic deformations of agricultural tires on rigid and deformable surfaces, in function of inflation pressures and ballasts, identifying the methodology most accuracy and practice for each condition of tire static test. The research was carried out at Agricultural Machinery and Tire Testing Center (NEMPA), Rural Engineering Department of Agronomic Science College, Sao Paulo State University (UNESP), Botucatu/SP, Brazil. The studied tires were of R1 type with the following dimensions: low pressure and high fluctuation tire (500/60-26.5) inflated with pressures of 206,7 kPa, 103,3 kPa and 68,9 kPa; radial ply (14.9R26) with inflation pressures of 186,1 kPa, 137,8 kPa and 68,9 kPa and bias ply (14.9-26) with pressures of 206,7 kPa, 137,8 kPa and 68,9 kPa. Four ballast conditions were applied on the wheels by hydraulic press: 5 kN, 10 kN, 15 kN and 20 kN. The contact areas of the agricultural tires on deformable surface were obtained in soil bin and on rigid surface by powder, carbon paper and modelling mass methods. The contact area values were determined by two calculus methodologies: ellipse equation and areas digitalization. The results of methodologies used to calculate the contact areas permit to conclude that ellipse equation can estimate with precision and practice the contact areas of agricultural tires...