Vibration levels on rear and front axles of a tractor in agricultural operations

Abstract

Excessive vibrations in agricultural tractors can contribute with mechanical failures and subject the operator to discomfort. This work evaluated the vibration levels on rear and front axles of an agricultural tractor working at different forward speeds and wheel drive conditions in plowing and harrowing operations. Field tests were carried out in a completely randomized design in a factorial arrangement 3 x 2 (forward travel speeds x front-wheel-assist enable or disable), with three replications. Tractor vibration was measured using two single axis accelerometers fixed above the rear and front axles. The actual forward speed of the tractor was obtained by means of ultrasonic radar and the angular velocity of the wheels was measured with magnetic transducers. The drawbar force to pull the disc harrow was obtained by a load cell. The results showed that the vibration levels observed for the plowing operation were higher than observed for the harrowing operation. When the front-wheel-assist (FWA) was enabled there was a reduction in vertical vibration levels of the tractor axles. The highest vibration levels were observed in the frequency range of 2 to 4Hz for the both soil tillage operations evaluated.

Vibrações excessivas em tratores agrícolas podem contribuir para falhas mecânicas e provocar desconforto ao operador. Objetivou-se avaliar os níveis de vibração nos eixos dianteiro e traseiro de um trator agrícola em diferentes velocidades de operação e condições de tração durante as operações de aração e gradagem. Os ensaios de campo foram realizados segundo delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 x 2 (velocidade de deslocamento x tração dianteira auxiliar acionada ou não acionada), com três repetições. A vibração no trator foi determinada por meio de acelerômetros uniaxiais posicionados na parte superior dos eixos dianteiro e traseiro. A velocidade real de deslocamento foi obtida por radar ultrassônico e as velocidades angulares das rodas foram determinadas por meio de transdutores magnéticos. A força na barra de tração para tracionar a grade foi obtida por uma célula de carga. Os resultados mostram que os níveis de vibração observados para a operação de aração foram superiores aos da operação de gradagem. Quando a tração dianteira auxiliar (TDA) foi acionada houve uma redução nos níveis de vibração vertical nos eixos dos tratores. Os maiores níveis de vibração foram observados na faixa de 2 a 4 Hz para ambas as operações de preparo de solo avaliadas.