Cálculo de la Producción Horaria de una Motoniveladora: P (m²/hr.) Para ejecutar el cálculo puede emplearse la siguiente fórmula: P=p
E C
=pME
Donde: P(m²/hr) o P(Ha/hr) p(m²) C (min) M (1/min) E
: Productividad horaria : producción por por ciclo o área nivelada en cada cada ciclo : duración del ciclo : número de ciclos ejecutados cada minuto : eficiencia de trabajo
A. Producción por ciclo: es el área nivelada en cada ciclo (m²) p = a D Con a (m) : ancho de trabajo D (m) : longitud l ongitud nivelada en cada ciclo
Ancho de trabajo de una motoniveladora : Debido a que esta máquina conduce la hoja casi siempre en ángulo, y en cada pasada traslapa alrededor de 30 cm. con la pasada anterior, normalmente el ancho de trabajo es menor que la longitud de la hoja a = Le – Lo L (m) : longitud de la hoja a (m) : ancho de trabajo Le (m) : longitud efectiva = Lsen Lo (m) : traslape = 0.18 Le a = Le – 0,18 Le = 0,82 Le Le = L sen = 0,82 L sen Por lo expuesto, la producción por ciclo puede expresarse como p = 0,82 L sen sen x D
B. Ciclos de trabajo de una motoniveladora a) Avance nivelando nivelando y retorno en retroceso. Caso de nivelar calles calles de urbanización. C=
D F
D R
Z
D 50 a 300 m F 2 a 8 Km/hr. R 3 a 12 Km/hr. Z 0,05 min. b) Trabajo en avance y giro. Cuando el tramo a nivelar es lo suficientemente extenso como para justificar el giro de la máquina y además existe el espacio suficiente para ejecutar el giro sin tardanza. C=
D F
Z
D > 300 m F 2 a 8 Km/hr Z 0,5 a 1 min. c) Trabajo en avance.- cuando el tramo es tan largo que hace despreciable los tiempos invertidos en dar vueltas en los extremos (Z = 0), tenemos, para calcular la producción horaria. P=aD
E D F
si Z = 0, se simplifica D quedando
Z
P=aFE
reemplazando para corregir unidades,
P(Ha/hr.) = a (m) F (Km/hr) E x
1 000 m / Km. 10 000 m² / Ha .
Simplificando quedan: P Ha / hr
1 Ha .
Km a m F E 10 m Km hr
Por tanto: P=
1 10
Siendo:
aFE P (Ha/hr.) a (m) F (km/hr) E
: : : :
área nivelada por hora ancho de trabajo velocidad de trabajo Eficiencia
Ó, en su lugar, para obtener el resultado en m²/hr. P = 1 000 a FE
Cuando a(m); F(Km/hr.)
Número de franjas y número de pases por franja Normalmente el área a nivelar es más ancha que el ancho de trabajo por lo cual se tiene que dividir en franjas f=
A a
siendo: f A (m) a (m)
: : :
número de franjas ancho del área a nivelar ancho de trabajo de la motoniveladora
El número de franjas es entero
Número de pases por franja Asimismo para nivelar cada franja puede requerir una o varias pasadas. Sea: n: número de pasadas por franja necesarias para quedar satisfactoriamente nivelada
Total de pasadas (N): El número total de pasadas es igual al producto del número de franjas por el número de pases por franja. N = f n
Producción horaria ( m2 /hr), para el ciclo de avance y retroceso P = p
E 60 C N
aD
E 60
D D Z f n F R
Tiempo necesario para nivelar una superficie .- Se puede calcular dividiendo el área a nivelar entre la producción horaria de la máquina. Para una pasada por franja, se tiene: T=
área P
A x D A x D x C f x C E a D E E p x C
Para n pasadas por franja, se tendría: *El número de franjas por el número de pases por franja, por el ciclo y dividiendo entre la Eficiencia. T=fnC
1 E
=NC
1 E
Es decir que, para nivelar una superficie, el tiempo necesario resulta de multiplicar →*
PROBLEMAS RESUELTOS PROBLEMA 1 Se tiene una motoniveladora cuya hoja mide 3.2 m de largo, en cada pasada traslapa 18% y debe pasar 3 veces por franja. Está nivelando una calle de 7m. de ancho por 100m. de largo, operando en avance y retroceso DATOS
SOLUCION
F = 4 Km/hr.
F = 4 Km/hr x
R = 7 Km/hr.
R=
Z = 0,05 min. E = 0,83
700
1000m / Km. 60min / hr .
C=
D
D
F
R
Z
6
C=
6 4
6 7
0,05
a = 0,82 L sen 45 = 0,82 (3.2) sen 45 a = 1,86 m. a
7 m. 1,86 m.
= 3.77 redondeando a entero f = 4
3) Producción Horaria P=p
P=
E C.n
63,9 3
m / min.
100 100 0.05 400 700
2) Número de franjas
6
m/min.
6
C = 2,41 min.
w
400
1) Ciclo de trabajo
= 45° L = 3,2 n=3 Traslape = 18% W = 7 m. D = 100 m.
f’ =
a.D
E Cn
1.86 x 100 m.
0,83 2,41 n
21,3 m²/min.
Respuestas P’ = 63,9 m²/min. a una pasada por franja
63,9 n
6
P = 21,3 m²/min. con 3 pasadas (nivelación acabada) P = 1 278,0 m²/hr. = 0,13 Ha/hr. 4) Tiempo para nivelar T1 = f n C/E = 4 x 3 (2.41)/0.83 = T2 =
área P
7 x100 m ² 21.3 m ² / min .
28.92 0.83
= 34.84 min.
= 32.47 min.
T1 es mejor estimación porque tiene en cuenta el número de franjas, que fue redondeado a 4.
PROBLEMA 2 Se tiene una motoniveladora cuya hoja mide 3.2 m. de largo, en cada pasada traslapa 18% y debe pasar 3 veces por franja para dar buen acabado, ángulo de trabajo 60° Está nivelando una carretera de 11 m. de ancho por 500 m. de longitud. DATOS F = 4 Km/hr.
SOLUCION 1) Ciclo de trabajo
Z = 1,2 min.
C=
L = 3,2 m. = 60° E = 0.83 D = 500 m. W = 11 m. n=3
C = 8,7 min.
D F
Z
500 m. 30 1,2 1.2 400 4 6
2) Número de franjas f’ =
W a
W 0,82 L sen 60
11 m. 0,82 (3.2) sen 60
11 2,27
= 4,84
f = 5 franjas (redondeado) 3) Producción horaria P=px
E Cxn
a D
E Cxn
2,27 x 500
0,83 8,7 x n
P = 36,13 m²/min. = 2 167,97 m²/hr. = 0,22 Ha/hr.
108 ,4 n
m² / min .
4) Tiempo para nivelar C
T=fn
5x3x
E
8,7 0,83
= 157.23 min.
PRBLEMA 3 La misma motoniveladora, está nivelando una carretera de 13 m. de ancho por varios Km. de largo. DATOS F = 4 Km/hr E = 0,77 = 53° L = 3,2
SOLUCIÓN 1) Ciclo de trabajo Rpta. No hay datos; Z = 0
W = 13
f=
2) Número de franjas W a
13 0,82 (3.2) sen 53
6,2 franjas ,
Se redondea a 6 porque Lo = 0,18 (L sen 53) El traslape es 0.18 casi 0,2 3) Producción P= P=
1 10
aV
E
0,696 3
n
1 10
0,82 3,2 sen 53
Ha / hr .
4 Km / hr . x
0,83 3
0,232 Ha/hr = 2 319,15 m²/hr.
4) Tiempo para nivelar 5 Km. de carretera T=
área P
5,000 m. x 13 m. 2,319 .15 m ² / hr
= 28,03 hr.
PROBLEMA 4 Una motoniveladora posee hoja de 4,01 cm. de largo, la lleva a un ángulo de 60° y traslapa 30 cm. Hallar el tiempo necesario para reparar un camino de grava de 9m. de ancho, por 10 Km. de largo, con una sola pasada a 5 Km/hr. DATOS L = 4,01 m. = 60° Lo= 0,3 T=?
SOLUCIÓN Ancho efectivo: Le = L sen = 4,01 sen 60° = 3,47 m. Ancho de trabajo: a = Le – Lo = 3,47 – 0,3 m. = 3,17 m.
A = 9m.
Número de franjas: f =
D = 1 Km.
A a
9m. 3,17
= 2,84
F = 5 Km/hr.
Redondeando
n=1
Tiempo de Trabajo: T = T3
f=3
1,0 Km. 5 Km / hr . x 0,83
área Pr oducción
7,22 hr .
AxD a Fe
f x
D FE
