Monografia de Caminos 2...Excavadora Hidraulica

“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA

EXCAVADORA HIDRAULICA CATEDRA

: CAMINOS II

CATEDRÁTICO Daniel ALUMNOS

: ING. LIRA MOSCOSO, Wilder : ASTO AYALA, Marleny CHAHUA POMAYE, Jimy MACHUCA ESCOBAR, Edwin TORRES CHUQUILLANQUI, Elvis

Cassely VENTOCILLA PANDURO, karina CICLO SECCIÓN

: SEXTO : A-1

Huancayo – Perú - 2012-II -

DEDICATORIA El presente trabajo está dedicado a nuestros Padres por formación y

su

apoyo

en

nuestra

Al ingeniero de la cátedra que nos brinda sus Enseñanzas con mucha experiencia para poder Ser buenos profesionales

INTRODUCCION La excavadora hidráulica es frecuentemente usada para la excavación de rocas y tierra, sin embargo, gracias a sus numerosos accesorios también puede ser usada para el corte de acero, el rompimiento de concreto, el taladro de hoyos en la tierra, el cimiento de gravilla antes del pavimento, el destrozo de rocas, acero, y concreto, y hasta para acribillar lugares. La invención de la excavadora hidráulica, con su fácil operación y barata producción, reemplazó a la excavadora de cable. La excavadora hidráulica es un equipo de excavación y carga ampliamente utilizado en carreteras, canteras y todo tipo de obras públicas y privadas. Puede ser de arranque frontal o retro. Esta última es la más empleada en explotaciones de canteras, están compuestas por tres elementos: el montaje (neumáticos u orugas), la cabina, el brazo y el cucharón. En general se clasifican por el movimiento que les proporcionan los controles hidráulicos del brazo en el cual se apoya el cucharón. El giro hacia abajo dictamina un mejor uso del equipo para excavaciones por debajo del nivel de la máquina. El giro hacia delante de una pala frontal la hace más útil para las operaciones de carga; por lo tanto, la máquina requerirá una cara de material por encima del nivel de apoyo del equipo.

Las retroexcavadoras son ideales para la excavación de zanjas o taludes y la carga también de unidades de transporte. Por su configuración la longitud del brazo es mayor, proporcionándole una mayor versatilidad por su alcance en cuanto a profundidad y altura.

INDICE

Pagin a CAPÍTULO I…………………………………………………………………………………………………… …………………….1 1.1Historia…………………………………………………………………………… ……………………………….1 Antiguas palas hidráulica………………………………………………………………………… ……….1 La primera excavadora hidráulica…………………………………………………………………….1 El tractor Gradall……………………………………………………………………………… ……………..2 Otros avances…………………………………………………………………………… …………………….2 Excavadoras hidráulicas hoy en día……………………………………………………………….…2 1.2Definición………………………………………………………………………… ………………………………2 1.3Operaciones……………………………………………………………………… …………………………….3 1.4Aplicaciones……………………………………………………………………… …………………………….3

1.5Equipos de trabajo……………………………………………………………………………… …………..3 1.6Tipos de excavadoras……………………………………………………………………… ………………4 Excavadoras sobre ruedas o neumáticos…………………………………………………………4 Excavadora sobre oruga……………………………………………………………………………… ….4 Excavadora de mordazas………………………………………………………………………… ……..5 Excavadora de empuje frontal………………………………………………………………………..5 Excavadora de empuje exterior………………………………………………………………………6 1.7vida útil de la excavadora hidráulica 336D……………………………………………………..6 1.8Cucharones de excavación………………………………………………………………………… …..7 1.9Cucharones de servicio pesado………………………………………………………………………7 1.10 Cucharones de potencia de servicio pesado (HDP) …………………………………..7 1.11 Cucharones de servicio pesado para roca………………………………………………..7 1.12 Sistema de control de herramienta………………………………………………………….8 1.13 Costos………………………………………………………………………… ………..................8,9 1.14 Existencia en el mercado de excavadoras hidráulicas 336D………………………9 CAPITULO II…………………………………………………………………………………………………… ……………….10

2.1 Potencia………………………………………………………………………………………… …………….10 2.2 Eficiencia……………………………………………………………………………………… ……………...11 CAPITULO III………………………………………………………………………………………………… …………………12 3.1 Especificaciones técnicas de excavadoras hidráulicas…………………………………13 ANEXOS………………………………………………………………………………………… ………..………...13, 14,15 CONCLUSIONES……………………………………………………………………………… …………………………….16 RECOMENDACIONES………………………………………………………………………… ………………………….17 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………… …………………………….18

CAPITULO I HISTORIA - CONCEPTOS GENERALES 1.1

HISTORIA

Antiguas palas hidráulicas La pala hidráulica documentada más antigua apareció en el año 1882 y fue producida por Sir W.G. Armstrong & Co., una compañía Británica que previamente construyó hull docks. Unrelated Armstrong también construyó palas hidráulicas para agua. Otra compañía que también intentó producirlas fue Kilgore Machina Co. de Minneapolis, Minnesota, quienes patentaron la pala en 1897. En 1948, un prototipo con ruedas de la excavadora fue desarrollado por Carlo y Mario Bruneri. Ellos cedieron las patentes y derechos de autor a una compañía Francesa llamada SICAM en 1954, el mismo año que SICAM construyó el Yumbo. El Yumbo, una excavadora S25, poseía una cadena montada. Los rodadores y las orugas abrieron su camino en la industria por lo que los clientes se interesaron en estos productos. La primera excavadora hidráulica La primera excavadora hidráulica, la TU, fue producida en 1951 con la ayuda de Poclain. La excavadora no podía producir un giro completo y la

CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORAPágina 1

energía hidráulica era obtenida con ayuda de una bomba. Poclain introdujo el TY45, la primera máquina giratoria, en 1960. El tractor Gradall El tractor Gradall fue inventado por RayFerwerda de Cleveland, Ohio. Ferwerda es conocido por crear una excavadora telescoping-boom la cual era única por haber sido montada a un camión.

Otros avances H-2: producido por Milwaukee Hydraulics Corp. en 1948, fue la primera excavadora hidráulica. El H-3 y el H-5 fueron versiones más avanzadas e introducidas después. O&K RH-300: una pala excavadora con una capacidad de excavación de 30 yardas cúbicas (23 m3); fue producida en 1980. Excavadoras hidráulicas hoy en día Modelos como el Hitachi 570-ton EX5500 y el Caterpillar 360-ton Modelo 523OB se encuentran entre las más notables máquinas en la industria. Sin embargo, estas no igualan en tamaño a Lieber R996, la cual pesa 720 toneladas y tiene una capacidad de 44 yardas cúbicas (34 m3); el Komatsu PCS8000, un modelo de 755 toneladas con una capacidad de 46 yardas cúbicas (35 m3); o el Terex/O&K RH-400, una maquina capaz de excavar 57 yardas cúbicas (44 m3) y 1,000 toneladas. (RITCHIE WIKY) 1.2 DEFINICIÓN Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotación de 360º, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin que el chasis o la estructura portante se desplace. La excavadora se emplea habitualmente para abrir surcos destinados al pasaje de tuberías, cables, drenajes, etc. así como también para excavar cimientos o rampas en solares. La máquina Incide sobre el terreno con una cuchara con la que arranca los materiales que arrastra y deposita en su interior, en un movimiento de abajo hacia arriba. En general, no supera CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORAPágina 2

pendientes del 30% en terrenos deslizantes. El chasis puede estar montado sobre cadenas o bien sobre neumáticos. En este último caso están provistas de gatos hidráulicos para fijar la máquina al suelo. La potencia hidráulica es la clave de las ventajas que ofrecen estas máquinas. El control hidráulico de los componentes de la máquina proporciona mayor rapidez en los tiempos de los ciclos, mejor control de los accesorios, mejor eficiencia total, suavidad y facilidad de operación y un control positivo que permite una mayor precisión 1.3 OPERACIONES     

Excavar Cargar Girar Desplazar Movilizar y desmovilizar

1.4 APLICACIONES      

Excavación de zanjas Excavación de zanjas de gran tamaño Excavación para estructuras Excavación de material Peinado y perfilado de taludes Como grúa

1.5 EQUIPOS DE TRABAJO

Figura 1: equipos de una excavadora CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORAPágina 3

1.6 TIPOS DE EXCAVADORAS Según su sistema de traslación: 

Excavadora sobre ruedas o neumáticos: Menor adherencia a suelos húmedos pero tienen mayor velocidad de 0 a 20km/h

Figura 2: excavadora sobre ruedas 

Excavadora sobre orugas: mayor adherencia a los suelos húmedos o a cualquier tipo de suelo pero con menor velocidad de 0 a 3km/h.

podiendo subir pendientes hasta 45°


Figura 3: excavadora sobre oruga 

Excavadora de Mordazas

Este tipo de excavadoras tiene la particularidad de utilizar un accesorio que trabaja a peso propio, con mecanismos que permiten excavar en un material apilado, la cuchara tiene mordazas que se abren y cierran. Este tipo de equipos tiene muy poca aplicación en movimiento de tierras, pero si se aplica en construcción de edificios, ya que transporta material suelto. La capacidad de este equipo está dada por la cuchara de mordazas cuya capacidad varia de 0.3 a 2 m3 sueltos. Los pesos de este tipo de excavadoras oscilan entre 10 y 30 toneladas y su velocidad de traslación de 1 a 4 KPH. La

cuchara

alrededor

una

Existen cucharas

de varios

tonelada.

diseños

de

pesa de

mordazas.

Figura 4: excavadora de mordaza 

Excavadora de empuje frontal

Los dientes orientados hacia el exterior, y para su arranque , el caso se mueve alejandose y elevandose a un plano superior Aplicaciones


-

Excavacion de bancos en altura( porencima del plano de apoyo). Caraga en frente de cantera des pues de la voladura.

Figura 5: excavadora de empuje frontal



Excavadora de empuje exterior

El caso tiene los dientes orientados hacia la máquina. El arranque se produce acercándose a la máquina y si está el frente en un plano inferior de abajo hacia arriba Aplicaciones -

Excavaciones por debajo del plano de apoyo de la maquina Zanjas Excavación de cimientos para edificios etc.

Figura 6: excavadora de empuje exterior 1.15 VIDA ÚTIL DELA EXCAVADORA HIDRÁULICA 336D


• Los cucharones Caterpillar aumentan la vida de servicio y reducen los costos de

reparación.

• Diseño de radio doble para proporcionar mayor espacio libre en la talonera y menor desgaste • Soldadura robótica del conjunto de bisagra para una mayor penetración de la soldadura y vida útil prolongada • Incorpora el nuevo sistema agresivo fácil de instalar de herramienta de corte K Series™ • Acero termo tratado de alta resistencia que excede T-1 en áreas de alto desgaste 

Vida económicamente útil (10,000 horas-5 años)

1.8 CUCHARONES DE EXCAVACIÓN Cucharones de excavación (X) para excavar en materiales moderadamente abrasivos de bajo impacto, como tierra, grava y arcilla.

Figura 7: cucharones de excavación 1.9 CUCHARONES DE SERVICIO PESADO Los cucharones de servicio pesado (HD) se usan en una amplia gama de aplicaciones moderadamente abrasivas, como tierra mezclada, arcilla y roca. Los cucharones HD tienen las mejores características de carga y descarga y se vacían más fácilmente en material cohesivo. Tienen una construcción más robusta que los cucharones GP. CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORAPágina 7

1.10 CUCHARONES DE POTENCIA DE SERVICIO PESADO (HDP) Para ser utilizados en aplicaciones moderadamente abrasivas donde la fuerza de desprendimiento y los tiempos de ciclo son fundamentales. Maximizan la fuerza de la punta y mejoran los tiempos de ciclo en la mayoría de los materiales. No se deben usar en condiciones donde haya material pegajoso. Se aumentó el tamaño de la cuchilla y la GET. 1.1 1 CUCHARONES DE SERVICIO PESADO PARA ROCA. Cucharón de servicio pesado para roca para carga agresiva en aplicaciones altamente abrasivas, como roca triturada o granito. Entre las características se incluyen: • Planchas de desgaste más gruesas para prolongar la vida útil del cucharón en aplicaciones exigentes. • Las planchas de desgaste laterales se extienden aún más hacia arriba del lado del cucharón a fin de proporcionar la máxima protección en suelos rocosos. • Los cucharones aceptan protectores de barra lateral para obtener mejor protección de dicha barra o aceptan orejetas para obtener las mejores características de llenado y protección contra el desgaste del cucharón Herramientas de corte (GET) Caterpillar. La nueva herramienta de corte Caterpillar K Series está incorporada en los cucharones nuevos. Este nuevo sistema de herramienta de corte usa retén vertical sin martillo, más fácil de quitar e instalar que el pasador de la serie J de Cat. La nueva forma de los dientes es más agresiva y ofrece mejor penetración que la generación anterior de puntas. También hay una variedad de cortadores laterales y protectores de barra lateral para adaptarse a las condiciones de operación. 1.12 SISTEMA DE CONTROL DE LA HERRAMIENTA El sistema de control de la herramienta optativo maximiza la productividad de la herramienta al configurar el flujo hidráulico, la presión y los controles del operador para adaptarse a una herramienta específica. La versatilidad del sistema permite el uso de una amplia variedad de herramientas.


Figura 8: sistema de control 1.13 COSTOS

Figura 9: excavadora hidráulica 336D LME

La nueva 336D está diseñada específicamente para elevar al máximo la productividad y los resultados para del cliente. El tren de rodaje de la excavadora diseñado por Cat es estable, duradero y requiere poco mantenimiento.       

Categoría Operador :A Potencia Equipo : 268. 00HP Costo Maquina Seca : US$ 66.00 Consumo Combustible : 10.00gl/h Costo Consumo Combustible: US$41.50 Tarifa Todo Costo : 123.84US$/h Sueldo Planilla Operador : 14.27US$/h

1.14 EXISTENCIA EN EL MERCADO DE EXCAVADORAS HIDRÁULICAS 336D El mercado deseaba una alternativa al alto precio y los largos tiempos de procesamiento de los repuestos de los fabricantes de equipo original y Excel intervino para responder a la demanda. A través de nuestras capacidades de ingeniería impulsadas por las aplicaciones y específicas para los sitios de CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORAPágina 9

trabajo, nuestra oferta de repuestos para excavadoras hidráulicas y para palas hidráulicas ha ganado aceptación y se ha ganado la confianza de las operaciones mineras en todo el mundo. Desde juegos especializados de pasadores y bujes hasta repuestos enteros de chasis, Excel es su súper tienda de repuestos para excavadoras hidráulicas y para palas hidráulicas.

CAPITULO II POTENCIA-EFICIENCIA 2.1 POTENCIA La potencia, la velocidad y la eficiencia del combustible hacen que las excavadoras hidráulicas grandes CAT sean una elección excepcional para aplicaciones de grandes movimientos de tierras y elevaciones pesadas. MOTOR: CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORAPágina 10



MODELO DE MOTOR



3066T POTENCIA EN EL VOLANTE



138hp ISO 9249

103 Kw



138hp SAE J1349

103 Kw



138hp EEC 80/1269

103 Kw



138hp CALIBRE

102 mm



4,02 pulg CARRERA

130 mm



5,12plg CILINDRADA

MOTOR DIESEL

CAT

103 KW

6,37L

389 pulg3 Las 320C/320C L cumplen con los requisitos de emisiones, US Tier 2 y EU Stage II. La potencia neta publicada es la potencia disponible en él. Volante cuando el motor está equipado con ventilador, filtro, De aire, silenciador y alternador. No se requiere de reducción de potencia del motor a. Altitudes inferiores a 2.300 m (7.500 pies) 2.2 EFICIENCIA Configuraciones (0,60 yd3) Excavación (0,80 yd3) Zanja 1.- Profundidad máxima de excavación

11,88 m (39'0") 11,75 m (38'7")

2.- Alcance máximo a nivel del suelo

15,72 m (51'7") 15,59 m (51'2")

3.- Altura máxima de corte

13,29 m (43'7") 13,23 m (43'5")

4.- Altura máxima de carga

11,01 m (36'1") 11,14 m (36'6")

5.-Altura mínima de carga

1,97 m (6'6") 2,09 m (6'10")

6.-Pared vertical máxima 7.-Profundidad de excavación

10,7 m (35'1") 11,31 m (37'1")

8.-Fuerza de excavación del cucharón (ISO) 60 kN (13.500 lb) 60 kN (13.500 lb) CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORAPágina 11

9.-Fuerza de excavación del brazo (ISO)

46 kN (10.300 lb) 46 kN (10.300

lb) 10.-Fuerza de excavación del cucharón (SAE) 54 kN (12.100 lb) 60 kN (13.500 lb) 11.-Fuerza de excavación del brazo (SAE)

46 kN (10.300 lb) 46 kN

(10.300 lb)

Figura 10: excavadora hidráulica 336D LME

CAPITULO III ESPECIFICACIONES TECNICAS CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORAPágina 12

ACA VAMOS A HACER IMPRIMIR APARTE LAS ESPECIFICACIONES TECNICAS PORK EL JYMI HISO COPIAR PEGAR NOMAS Y NO SE ACOPLA A ESTE FORMATO Y LO ADJUNTAMOS

ANEXOS




CONCLUSIONES


TU PARTE COMPLETA

RECOMENDACIONES


TU PARTE COMPLETA

BIBLIOGRAFIA

TU PARTE COMPLETA


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