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ÍNDICE

Prefácio, Agradecimentos, Resumo executivo
1.0 Introdução
2.0 Rural/Urbano, Tráfego de Interface
3.0 Regulamentos Federais e Estaduais
4.0 Maior Velocidade de Tratores
5.0 Transporte de Trabalhadores em Vias Públicas com Equipamentos agrícolas
6.0 Sugestões para o Futuro
7.0 Referências
8.0 Lista da Comissão da Agricultura de Segurança e Saúde, Pesquisa e Extensão de Membros

4.0 tractores de alta velocidade

4.1 problemas identificados por nós:

• nos Estados Unidos, tratores agrícolas, equipamentos automotores e rebocados geralmente ficam fora dos requisitos da legislação de veículos rodoviários.
• as velocidades dos Tratores aumentaram nos últimos anos. A fim de proteger outros utentes da estrada, os tractores e os equipamentos rebocados devem ser concebidos para permitir ao condutor manter o controlo tanto do tractor como do equipamento rebocado em todas as condições. Os principais sistemas relacionados à segurança que podem ser um problema em velocidades mais altas incluem direção, freios, suspensão, pneus, alinhamento, componentes de engate, estruturas de proteção de capotamento de trator (ROPS), emblema SMV e o símbolo do indicador de velocidade (sis).

4.2 O QUE SABEMOS SOBRE ESSES PROBLEMAS?

4.2.1 VELOCIDADES DO TRATOR. Historicamente, a maioria dos tratores nos Estados Unidos foi projetada para viajar a uma velocidade máxima de aproximadamente 20 mph (30 km/h). Esses veículos normalmente apresentavam eixos traseiros rígidos e eixos dianteiros montados em munhão com padrões completos de engenharia disponíveis para processos de projeto e fabricação. Na década de 1980, os tratores europeus, particularmente aqueles com 100 hp (75 kW), começaram a ser projetados com uma velocidade máxima de solo superior a 25 mph (40 km/h). Fisicamente, esses tratores são semelhantes às máquinas de 20 mph (30 km/h), exceto em engrenagens e freios. Os padrões de trator reconheceram sua presença e foram modificados para incorporar padrões de frenagem apropriados. Tratores incorporando maior relação de engrenagem e suspensão de seus eixos dianteiros foram introduzidos em 1994; esses tratores foram capazes de viajar 32 mph (50 km/h). Em 2005, o ASABE Standard S390,” definições e classificações de equipamentos de campo agrícola”, foi revisado para incluir categorias de Velocidade do solo. O padrão, também aprovado pelo American National Standards Institute (ANSI), dividiu o equipamento de campo agrícola em 5 Classificações de velocidade de solo (Tabela 3) com base em sua velocidade máxima nominal de solo em uma configuração de equipamento original projetada e especificada pelo fabricante. Embora não exista uma definição específica de trator de “velocidade mais alta” neste padrão, para nossos propósitos, quando a velocidade mais alta de um trator é avaliada igual ou superior a 25 mph (40 km/h), o trator é considerado um trator de velocidade mais alta.

Quadro 3. Agricultural equipment ground speed classes

		Ground Speed (km/h)
Agricultural Field Equipment Group	sym	25	40	50	65	>65
Agricultural tractor	ATR	ATR25	ATR40	ATR50	ATR65	ATR65 Plus
Rebocado implementar	ATI	ATI25	ATI40	ATI50	ATI66	ATI65 Plus
montado na Traseira implementar	MER	Não Aplicável
montado na Traseira implementar	MER	Não Aplicável
Traseira semi-montado implementar	SMR	SMR25	SMR40	SMR50	SMR65	SMR65 Plus
Frente semi-montado implementar	SMF	SMF25	SMF44	SMF50	SMF65	SMF65 Plus
Auto-propelido máquina	SPM	SPM25	SPM40	SPM50	SPM65	SPM65 Plus
Bulk carrier/agricultural trailer	ABC	ABC25	ABC40	ABC50	ABC65	ABC65 Plus

Source: ASAE Standard 390.4 (2005)

uma revisão dos Relatórios de resumo de teste de trator de Nebraska mostra que, de mais de 500 tratores testados (Grisso, 2007), a velocidade das engrenagens rodoviárias dos tratores testados aumentou nos últimos cinco anos (Figura 1). Atualmente entre 40-45% dos tratores testados são iguais ou excedem 25 mph (40 km/h). Quando comparados aos tratores testados nos últimos 20 anos até os últimos cinco anos (Figura 2), Há um aumento nos tratores testados em velocidades iguais ou superiores a 25 mph (40 km/h). Os resultados indicam que estão disponíveis tratores que podem exceder 25 mph (40 km / h).

Figura 1. A frequência dos tratores testados por ano que a alta velocidade permitiu velocidades de deslocamento maiores ou iguais a 25 mph.

Figura 2. A porcentagem de velocidade de alta velocidade do trator para transporte rodoviário testada nos últimos 20 anos e testada nos últimos cinco anos.

4.2.2 DIREÇÃO DO TRATOR. Historicamente, os tratores incorporaram: a) direção mecânica pura; B) direção mecânica assistida hidraulicamente; e C) Sistemas de direção hidrostática completa. Enquanto muitos tratores mais antigos ainda em uso têm direção mecânica, a maioria dos tratores atuais usa direção hidrostática. As características da direção hidrostática são:

• baixo esforço de direção
• alto torque de direção
• limitado ou sem feedback das rodas da estrada para o volante
• limitado ou sem capacidade de auto-alinhamento e
• direção limitada em caso de falha do motor ou hidráulica.

a perda de direção durante uma falha do motor tem sido uma preocupação, mas os testes mostram que, durante essas situações, o mau funcionamento total do sistema de direção não ocorre (Grisso, 2007). O motorista é capaz de dirigir o trator dentro de um raio determinado e tem tempo apropriado para parar o trator. A experiência mostra que os sistemas de direção hidráulica não falham abruptamente. Além disso, alguns sistemas são auto-alinhados e são projetados com reserva hidráulica suficiente para o motorista responder adequadamente e manter o controle do trator.

a resposta do veículo à entrada do volante é fundamental para a sensação e o comportamento do veículo. Se o tempo for muito curto, o trator será sensível para operar e exigirá correção contínua para mantê-lo em linha reta. Por outro lado, se o tempo for muito longo, o trator ficará lento para responder e poderá criar problemas de direção para o motorista. No caso extremo, se o motorista primeiro dirige para a direita e depois para a esquerda rapidamente (como fariam ao dirigir um carro), o motorista pode estar girando a roda para a esquerda enquanto, ou mesmo antes, o veículo começou a se mover para a direita. Ou o motorista pode continuar virando para a direita, resultando em virar muito para a direita. Em ambos os casos, o volante fica fora de fase com o movimento das rodas da estrada e, ao tentar corrigir isso, a coluna de direção pode parecer ter propriedades elásticas. Na prática, o tempo de resposta alvo para desenvolver a força máxima nas curvas é entre 0,6 e 0,8 segundos.

4.2.3 TRAVAGEM DO TRATOR.

fundamentalmente, os freios servem a função de reduzir a energia cinética do veículo por conversão em energia térmica. Em função do quadrado da velocidade do veículo, a energia cinética aumenta rapidamente. Por exemplo, um trator viajando a 50 mph (80 kph) dissipa aproximadamente sete vezes a energia para frear do que um trator viajando a 20 mph (30 kph). Esta situação é exacerbada pela exigência legal de que os veículos em movimento mais rápido desacelerem a taxas mais altas. Por exemplo, tratores de 20 mph (30 kph) têm sido historicamente obrigados a ter sistemas de frenagem capazes de desaceleração a 9,3 pés/s2 (2,8 m/s2). Quando os tratores atingem uma velocidade de 30 mph (50 kph), eles são obrigados a desacelerar a uma taxa de 16,4 pés/s2 (5.0 m / s2), que é o mesmo que a indústria de caminhões.

com a combinação de maior nível de energia e desaceleração mais rápida, são necessários sistemas de freio com excelentes características de dissipação de calor. Os tratores convencionais normalmente dependem de freios a disco imersos em seco ou óleo incorporados ao eixo traseiro do trator. O óleo usado é comum ao usado para lubrificação por eixo, lubrificação por caixa de engrenagens e como suprimento externo de óleo hidráulico para implementos. A contaminação deste óleo com detritos de revestimento de freio pode levar a sérios problemas funcionais dentro dos sistemas hidráulicos ou de transmissão do trator. A quebra das propriedades de lubrificação do óleo também pode ocorrer se o óleo for submetido a altas temperaturas, levando à durabilidade prejudicada dos componentes.

a distribuição de peso e grandes pneus traseiros de tratores convencionais permitiram que os tratores gerassem esforço de frenagem suficiente apenas de suas rodas traseiras; normalmente, esses tratores não têm freios dianteiros instalados. A mudança para tratores de 25 mph (40 km / h) na Europa coincidiu com a aceitação quase universal dos eixos acionados pela assistência da roda dianteira. Isso deu aos fabricantes a oportunidade de acionar o acionamento do Eixo dianteiro durante a frenagem. Esta tecnologia também foi transportada para os modelos de trator de 32 mph (50 kph), com a adição de incorporar alguma forma de freios a disco no sistema de acionamento dianteiro para auxiliar no esforço de frenagem.

de acordo com o padrão ANSI / ASAE, S365.8, “o Sistema de Travagem de Procedimentos de Teste de Frenagem e Critérios de Desempenho para os Agrícolas, Equipamentos de Campo,” o sistema de travagem requisitos para reboques agrícolas e rebocadas de máquinas agrícolas são divididas em duas áreas: uma que diz respeito rebocado equipamento sem freios e o segundo com freios:

1. Para rebocado equipamento SEM freios, as seguintes informações devem ser fornecidas: não reboque de equipamentos que não tem freios:
   • a velocidades de mais de 20 mph (32 km / h); ou
   • em velocidades acima do que a recomendada pelo fabricante; ou
   • que, quando totalmente carregado, tem uma massa (peso) acima de 3300 lb (1,5 t) e mais de 1,5 vezes a massa (Peso) da unidade de reboque.

1. Para rebocado equipamento COM freios, as seguintes informações devem ser fornecidas: não reboque o equipamento de freios:
   • em velocidades acima de 32 km / h (50 km / h); ou
   • em velocidades acima do que a recomendada pelo fabricante; ou
   • que, quando totalmente carregado, tem a massa (peso) mais de 4,5 vezes a massa (peso) de reboque unidade.
   • a velocidades superiores a 25 mph (40 kph), quando totalmente carregado tem uma massa (peso) mais de 3,0 vezes a massa (Peso) da unidade de reboque.

4.2.4 SUSPENSÃO DO EIXO DO TRATOR.

os tratores dos Estados Unidos não são tradicionalmente fabricados com sistemas de suspensão. No entanto, um chassi totalmente suspenso, ou seja, um sistema de suspensão para eixos dianteiro e traseiro, pode melhorar o manuseio em todas as velocidades. Em um trator convencional sem suspensão, o peso pode sair das rodas ao passar por cima de um solavanco, dando tração mínima quando os freios são aplicados. O peso também é transferido para a frente no eixo dianteiro, mas a maior parte da potência de frenagem está no eixo traseiro. Esses fatores se combinam para limitar a capacidade de frenagem do trator convencional. Com uma suspensão total, à medida que as rodas passam por cima de solavancos na estrada, a roda e o eixo são capazes de se mover para fora do Caminho do terreno acidentado, enquanto a distribuição de peso permanece semelhante. Com uma suspensão total, as rodas estão mais aptas a permanecer em contato com o solo, o que maximizará o coeficiente de tração das rodas durante a frenagem e sob tração. Por exemplo, uma construção completa do chassi permite que a massa da máquina ‘flutue sobre’ a suspensão completa enquanto os eixos seguem os contornos do solo.

em geral, os benefícios de um sistema de suspensão total podem ser resumidos da seguinte forma:

• maior conforto de condução e isolamento da vibração de todo o corpo, tanto no campo como na estrada.
• melhor controle do veículo pelo motorista através de variações minimizadas da Força Terrestre das rodas.
• melhores características de manuseio do veículo para uso mais seguro na estrada, particularmente em velocidades mais altas
• maior tração por meio da Força Terrestre constante nas rodas.
• potencial para maiores velocidades de deslocamento possibilitadas por acelerações corporais minimizadas.

os requisitos para um sistema de suspensão total ideal em um trator, seja de velocidade mais alta ou convencional, são:

• os pneus mantiveram tal que a força que exercem na superfície do solo permanece quase constante.
• Tratores capazes de experimentar grande variação no carregamento dentro da distância entre eixos (como em um caminhão carregado) ou em balanço na parte traseira ou dianteira do veículo ao transportar implementos montados.
• durante operações de alta potência e alta tiragem, a energia é transmitida através das rodas motrizes usando baixa velocidade e alto torque. Este torque tem que ser reagido através do mecanismo do lugar do eixo sem a reação componente vertical.
• curso significativo do eixo para evitar gerar forças terrestres altas ao abordar solavancos
• as características de curvas previsíveis e controláveis são mais facilmente alcançadas com tamanhos iguais de pneus nos eixos dianteiro e traseiro.

4.2.5 TRATOR / PNEUS REBOCADOS DO EQUIPAMENTO.

o transporte rodoviário é um dos usos extremos de um pneu agrícola porque o pior inimigo de um pneu além do pavimento duro é o calor. A pressão recomendada não depende apenas da carga dos pneus (transportada pelo eixo), mas dependerá da velocidade máxima. Diferentes tabelas de carga / inflação são desenvolvidas para a velocidade máxima da máquina. Os livros de dados dos pneus listam as capacidades de peso e as pressões de ar recomendadas, juntamente com as velocidades máximas de viagem.

de acordo com o padrão ANSI/ASAE, S430.1, “pressões de carga e inflação de pneus de Equipamentos agrícolas”, os pneus do tipo Agrícola não são projetados para uso em veículos rodoviários ou para operar em velocidades superiores a 25 mph (40 km/h), exceto para os pneus F1 designados como uso em rodovias. Para pneus de trator agrícola, de acordo com SAE J709, designações semelhantes são garantidas para viagens de maior velocidade.

4.2.6 ROPS EM TRATORES DE ALTA VELOCIDADE.

a estrutura de proteção de capotamento (ROPS), conforme descrito na norma da Sociedade de engenheiros automotivos (SAE) J2194 “estruturas de proteção de capotamento (ROPS) para Tratores Agrícolas de rodas”, é uma estrutura de proteção projetada para minimizar a frequência e a gravidade da lesão do operador resultante da derrubada acidental do trator. Os ROPS são projetados absorver a energia resultante do impacto do trator com a superfície à terra durante uma reviravolta do trator. A intenção da norma e dos procedimentos de teste, de acordo com SAE J67 “proteção aérea para tratores agrícolas-Procedimentos de teste e requisitos de desempenho” é proteger o operador durante as operações de campo e não para acidentes de Veículo. O padrão de teste ROPS atual limita as velocidades de teste do trator a 3-5 mph (5-8 km/h) para capotamento traseiro e uma velocidade mínima de 10 mph (16 km/h) para capotamento lateral. Liu e Ayers (2007) relataram as seguintes preocupações para ROPS em um trator de maior velocidade: 1) Quanto mais energia um ROPS para um trator de maior velocidade deve absorver; 2) como diferentes são as forças de impacto que a maior velocidade do trator vai gerar se derruba; 3) como a velocidade de avanço influencia a energia absorvida pelo ROPS na longitudinal e vertical; e 4) se os critérios atuais para a ROPS teste é compatível ou forte o suficiente para ROPS de uma maior velocidade de trator. Eles não abordaram os trade-offs de segurança que um ROPS mais forte pode introduzir, como a visibilidade reduzida do operador (especialmente ao entrar nas estradas), o potencial de diminuição da estabilidade de um centro de massa mais alto ou o aumento do risco para outros usuários da estrada de tratores de massa mais alta.

4.2.7 ENGATE DA BARRA DE TRAÇÃO.

o engate da barra de tração da América do Norte é um engate de design exclusivo e pode não ser adequado para tratores de alta velocidade. A configuração da barra de tração e do pino do engate pode dar muita flexibilidade para o controle estável em uma velocidade mais alta. Um engate de bola (80 mm sendo considerado como padrão) seria uma solução eficaz, mas a localização da bola em relação ao eixo traseiro do trator é crítica. Quanto mais à frente o engate estiver conectado, mais estável será o equipamento rebocado durante a operação da estrada. Infelizmente, mover o local de engate para frente diminui o raio de viragem, o que limita as operações durante o trabalho de campo.