M01 05 Equipos de Empuje Tractores

Diplomatura de Especialización en

Gestión de Maquinaria Pesada

Módulo 1: Aplicación y Rendimiento de Maquinaria Pesada

SEMINARIO DE PRODUCTIVIDAD DE TRACTORES

Diplomatura de Especialización en Gestión de Maquinaria Pesada

 Introducción  Aplicación  Configuración  Productividad y Rendimiento

2

Prof.Prof. Luis Contreras Nombre APELLIDO

© Pontificia Universidad Católica del Perú

Contenido

3

Prof.Prof. Luis Contreras Nombre APELLIDO © Pontificia Universidad Católica del Perú


Introducción

Familia de Tractores Modelo Serie

Profesor: Paul Lean S.

Tipo de tren de rodaje • - : Arreglo estándar • LX : Extendido hacia adelante • RX : Extendido hacia atrás • LGP : Extendido hacia adelante y hacia atrás

4



D6T XL


Introducción

Introducción

Hoja topadora

Planchas protectoras Cuchillas trunnion o rotula Cilindro hidráulico De inclinación lateral

Cantoneras


5



Brazo de la hoja Diplomatura de Especialización en Gestión de Maquinaria Pesada

Cilindros hidráulicos De la hoja topadora

Introducción Tren de fuerza

Zapatas

Eje pivote Brazo de la hoja Rueda guía

Eslabones

Rodillos

Bastidor de rodillos

Representa el __ % del precio de una máquina nueva. Profesor: Paul Lean S.

Soportes basculantes

Rueda tensora

Representar el __ % del costo de mantenimiento de una máquina 6



Trunnion o rotula Diplomatura de Especialización en Gestión de Maquinaria Pesada

Mandos finales

Introducción

Tractores Pequeños

Tractores Medianos

Tractores Grandes

Tractores de Ruedas

113 000 Construcción Pesada Minería 75 000

Equipo de Construcción 50 000

Construcción General

Compacto

15 000 12 000 0 D3GXL D4GXL D5GXL D6T


D6XL D7R

D8T

7

D9T

D10T D11T

814F

824H

834H


844H

854K


Peso Operación Kg.


Modelos

8 Prof. Luis Contreras Prof.Prof. Luis Contreras Nombre APELLIDO © Pontificia Universidad Católica del Perú


Aplicaciones

Aplicación •Construcción •Minería

Desbroce

Desgarramiento (ripeo)

•Construcción •Minería

Limpieza de rio Profesor: Paul Lean S.

Rellenos sanitarios 9





Según desempeño

Aplicación Según •Agrícola desempeño

Terraplen


•Minería

Nivelación y terminado final

Zona de Carga


10



Plantaciones


•Construcción



Modelos

12



Modelos Series

13



Modelos

Peso & Potencia



Rendimiento

Rendimiento Técnicas de Operación

Pasada larga desde atrás

Aumento de la eficiencia

3

1

2 2

1

3 Montado en berma

Patrón cruzado

REMOCIÓN DE BERMA 15



Pasada desde adelante hacia atrás

Pasada desde atrás hacia adelante


CORTE Y EMPUJE



Técnica de transporte Aumento de productividad entre 15 – 20%

16



• •


CAJA O TRINCHERA


     

Desgarrar en primera velocidad

1.6 a 2.4 KPH A 2/3 del acelerador Desgarrar lo más profundo posible Desacelerar para impedir el patinaje de las cadenas Ajuste apropiado de la altura del vástago

1

2

3

α< 90°

α=90° α>90° 17



RECOMENDADO


DESGARRAMIENTO


MATERIAL APILADO

TRACTOR

EQUIPO DE CARGUÍO

EQUIPO DE CARGUÍO MATERIAL DEL BANCO

MATERIAL DEL BANCO

INCORRECTO

CORRECTO 18


TRACTOR


MATERIAL APILADO


SUMINISTRO DE MATERIAL

Rendimiento

Deslizamiento = Cuando la hoja esta cortando y evita cortar nuevo material

Características

Arrollamiento

Deslizamiento

Mayor

Menor

Alto

Medio

Desgaste de herramienta de corte

Mayor

Menor

Desgate del tren de rodamiento

Mayor

Menor

Derrame de material

Mayor

Menor

Ciclo de operación Consumo de combustible

Producción


Menor

19

Mayor



Arrollamiento = La hoja esta continuamente cortando mientras avanza


Técnicas de Operación

Rendimiento Configuración

FLOTACIÓN Baja presión sobre el suelo

Alta presión sobre el suelo

Baja acción de penetración

Alta acción de penetración

Suelos blandos y pantanosos


Terrenos firmes

Terrenos difíciles o agrestes

20



PRESIÓN SOBRE EL SUELO


ANCHO CORRECTO DE ZAPATA


Dan mejor capacidad de volteo y menos alteraciones del suelo

Los orificios centrales

Permiten que la rueda motriz fuerce la salida de tierra y basura.

Mayor penetración y máxima tracción Proporciona mayor movilidad en terrenos montañosos

Penetración de la zapata



Menos penetración y tracción.


TIPOS DE ZAPATAS



Arreglo estándar (D6R-D7R) – Uso general – Condiciones firmes del terreno Arreglo XL (D5N, D6N, D6R) – Tren de rodaje extendido hacia adelante

– Equilibrio ideal sobre suelo mojado y terminación a nivel Arreglo XR (D6R, D7R) – Tren de rodaje extendido hacia atrás – Mejor para aplicación de remolque

Arreglo LGP (D5N-D7R) – Tren de rodaje extendido hacia adelante y hacia atrás – Con zapatas mas anchas para aplicaciones en terrenos húmedos Profesor: Paul Lean S.

22



OPCIONES DE TREN DE RODAJES


15 % mas de tracción


23




RUEDA MOTRIZ ELAVADA


•

Disponible en D6RII y D7RII

•

Características – Penetración máxima de la hoja – Menor capacidad

•

Material – más duro y compactado

•

Operaciones – Apliación general – Nivelación de terreno – Cortes pesados


24



Hoja Tipo “S” Recta Diplomatura de Especialización en Gestión de Maquinaria Pesada

TIPOS DE HOJAS:


Disponible del D6R al D11R

•

Características – Buena penetración – Buena capacidad – Corte pesado

•

Material – TODOS

•

Operaciones – Nivelamiento – Cortes – Empuje de Mototraillas


25



•


TIPOS DE HOJAS : Hoja Tipo “SU” SemiU

Rendimiento

•

Características – Transporte de material a largas distancias – Excelente capacidad de carga – Penetración Media

•

Material - Material suelto

•

Operaciones – Trabajos de acopio – Trabajos de alimentación de tolvas – Proveer material a cargadores de ruedas – Excelente en empuje y transporte


26


TIPOS DE HOJAS : Hoja Tipo “U”, Universal • Disponible del D7RII al D11R



Configuración


Angledozer

Corte

Acarreo

27

Tiltdozer

Descarga



Bulldozer


Posición angular de la hoja

Rendimiento 3. Configuración Configuración

D5N Profesor: Paul Lean S.

Paralelogramo Fijo

D3G,D4G,D5G,D6N,D6R,D7R 28

Paralelogramo Angulo Variable

D8T,D9T,D10T D11T Prof.Prof. Luis Contreras Nombre APELLIDO


Radial


TIPOS DE ESCARIFICADORES ( Ríppers )


USOS

Condiciones de alto Impacto

MEDIANA Condiciones de impactos moderados

Suelos no abrasivos

LARGA Suelos sueltos y abrasivos

CONFIGURACION DE PUNTAS Material de alto impacto

Materiales muy densos

Puntas simétricas

Puntas de penetración

Cuanto más corta la punta, mayor su resistencia a la rotura.



CORTA


ESTILOS DE PUNTAS



30



La fuerza de arrastre utilizable depende del peso y de la tracción del tractor equipado. Los tractores con rueda motriz elevada pueden proporcionar hasta un 15% de tracción más eficiente que los tractores con tren de rodaje estándar.


Fuerza en la barra de Tiro (Disponible)


Ejémplo: D8T : Peso de Operación =

38.488 kg

Coefic. Tracción en Tierra firme = Fuerza de Tracción utilizable =


0,90 34.639 kg

31



Fuerza de tracción utilizable = Peso de operación x Coeficiente de tracción


Fuerza en la barra de Tiro (Utilizable)


30 metros es en promedio, la distancia más económica para producción de los tractores de orugas

La producción de un tractor de orugas es Inversamente proporcional a la distancia de transporte


32




Producción / Distancias de transporte

Rendimiento

33



Producción= Producción Max. x Factores de corrección


Factores de que afectan la producción

Rendimiento 8. Pendientes Pendientes Subida

Bajada

Tracción

Alta

Baja

Máxima

Patinaje

Bajo

Alto

Bajo

Homogénea

No Homogénea

No Homogénea

Medio

Alto

Bajo

Bajo

Alto

Medio

Distribución de carga sobre el tren Consumo de combustible Desgaste del de sellos

Zapatas mas anchas Recomendación

_____

_____

Remover el ripper

Grafico

Recomendación Trabajo en bajada, siempre que sea posible Cada 1% de inclinación, mejora 2% en la producción Prof.Prof. Luis Contreras Nombre APELLIDO


A nivel


TRABAJO EN PENDIENTE



Productividad

Profesor: Paul Lean S. 36



Productividad Situación encontrada

Productividad


37

Prof. Nombre APELLIDO


Posibles daños en el tren de rodaje


Situación encontrada

Productividad

Desplazamiento innecesario

11 – 15 m.


38



Desplazamiento innecesario


Situación encontrada

Bajo factor de llenado

Profesor: Paul Lean S. 39 Prof. Nombre APELLIDO © Pontificia Universidad Católica del Perú


Productividad Situación encontrada




Productividad Situación recomendada




Productividad Situación recomendada

Productividad

Encontrado D8T

Recomendado D8T

Proceso

Empuje

Empuje

Producción equipo de carguío 100% eficiencias (m3/hr)

1009.6

1270.6

Eficiencia del sistema de trabajo (%)

83%

83%

Disponibilidad mecanica (%)

92%

92%

Producción (M3/hr)

771

970

Encontrado

Recomendado

D8T

D8T

Empuje

Empuje

69.00

69.00

11.2

14.1

3,100,000

3,100,000

277,469

220,460

Productividad y Costos

Proceso Costo total - Operación y Posesión - (USD/Oper Hr) PRODUCTIVIDAD (m3/USD) - Valor Actual Neto Producción estimada (m3) Costo Total Producción (USD) Ahorro (USD)


42

57,008



Producción


Mejora y Ahorro

Estudio de Producción

________ de Trabajo

Horas __ _____

________ Mecánicas

________ Operativas

Tipo __ __________

_________________ Total


43



________ del Proyecto

P_______


Selección de Equipos


Tipo de Material

Marga Arcillosa con Densidad Suelta de 1.31 Ton/m3


44



Desbroce y nivelación del terreno gruesa de un terreno para sembrado de caña.


Aplicación


Modelo de Motor Potencia Neta ISO 9249 @ 1850 rpm (HP)

D8RII

D7RII

3406E

3176 C

310

240

Tractor Peso de Operación * (kg) Tipo de Hoja

D8RII 37,875 8SU

D7RII 25,304 7SU

Capacidad SAE J1265 (m3) de Capacidad de llenado del Tanque Combustible (L) Ancho (mm)

8.70 625 3,937

6.86 479 3,693

Diametro (mm) Alto (mm)

137 1,690

125 1,524

Profundidad Tractor de excavación (mm) Carrera (mm) Elevación Tipo max. de Sobre suelo (mm) Hoja

582 D8RII 165 1,231 8SU

527 D7RII 140 1,145 7SU

Cilindrada (L) inclinación Maxima Capacidad SAE J1265(mm) (m3)

14.6 951 8.70

10.3 799 6.86

Peso*(mm) (kg) Ancho Maniobrabilidad (Kg/Hp) Penetración AltoTractor (mm) (Hp/Pie)

4,570 3,937 122.2 20.72 1,690

3,593 3,693 105.4 17.10 1,524

Profundidad de excavación (mm)

582

527

Elevación max. Sobre suelo (mm)

1,231

1,145

Maxima inclinación (mm)

951

799

Peso* (kg)

4,570

3,593

Penetración Tractor (Hp/Pie)

20.72


45

17.10



Descripción


Configuración


Zona mas critica para el trabajo de los Tractores. D7R

D8R

Hectárea elegida para el desbroce y nivelación gruesa.

Habilidad del Operador

Instructor de Operaciones de Ferreyros; siendo la operación y aplicación óptima para la toma de datos en el estudio.


46



Topografía variable encontrándose zonas muy agrestes y llanas. Se seleccionó 0.5 Ha. las condiciones mas criticas.


Condiciones Insitu de la zona de trabajo



47



Se han aislado todos los efectos relativos a tiempos de demora del estudio, analizando la producción efectiva en ambos casos.


Tiempos Productivos propios de la operación

Estudio de Producción Toma de datos

120

0

100

0

080

9'466,650 0

060

0

040

0

020

Tractor D7R

9'466,600

000

524,750

48

0

524,700

524,650

Profesor: Paul Lean S. 9'466,550

524,600

524,575

Tractor D8R



0


124

0

9'466,700


0.00

0 0

124 120

0


9'466,700

100

0

080

9'466,650

0

060

0

040

9'466,600

0

020

0.00

524,750

49

000

524,700

524,650

9'466,550 Profesor: Paul Lean S.

524,600

524,575

0



Toma de datos


62 60 58 56

D7R

0

20

40

60 Area de Relleno

Area de Corte

Descripción

D8R

D7R

Volumen de Corte (m3)

2860.77

3296.00

Volumen de Relleno (m3)

2780.58

3449.91

5.65

9.38

Producción (m3/Hr)

506.33

351.26

Producción Porcentaje (%)

144%

100%

Tiempo de Trabajo Total (Hr)


50



62 60 58 56


0+050




Dimensión de Flota Eficiencias y Disponibilidad Disponibilidad del Equipo

Maquina disponible para operación (Hr)

7,446

85%

Tiempo de la maquina funcionando (Hr)

6,000

81%

Eficiencia del Operador (%)

85%

Eficiencia trabajo nocturno (%)

80%

Parada Mecánica Paradas Operativas

Eficiencias (100% B, 75% R, 60% M)

Cantidad de material a mover Datos del Proyecto 1° Etapa (Ha) 1° Etapa (años)

7,330.0 2

Porcentaje de Tipos de Orografía Orografía Abrupta (%)

53%

Orografía Ondulado (%)

42%

Orografía Llana (%)

5%

Volumen Total a Mover 1° Etapa Orografía Abrupta (m3) Orografía Ondulado (m3)


Orografía Llana (m3)

52

17,491,500 9,165,000 582,000



8,760


(3 turnos de 8 Hr)

Horas calendario anuales (Hr)

Dimensión de Flota Producción Neta

Ondulado

Llana

Tractor D8T II (m3/Hr)

506

506

506

Tractor D7R II (m3/Hr)

351

351

351

Tractor D6T (m3/Hr)

253

253

253

Abrupta

Ondulado

Llana

Tractor D8T II (m3/Hr)

387

387

387

Tractor D7R II (m3/Hr)

269

269

269

Tractor D6T (m3/Hr)

194

194

194

Producción Efectiva Producción Efectiva


53



Abrupta


Producción Neta

Dimensión de Flota

Abrupta

Ondulado

Llana

Tractor D8T II (Hr)

45,187

23,677

1,504

Tractor D7R II (Hr)

65,142

34,132

2,167

Tractor D6T (Hr)

90,303

47,316

3,005

Abrupta

Ondulado

Llana

Tractor D8T II (Hr)

3.8

2.0

0.1

Tractor D7R II (Hr)

5.4

2.8

0.2

Tractor D6T (Hr)

7.5

3.9

0.3

Cantidad de Equipos Cantidad de Equipos Seleccionados


54



Horas Efectivas Requeridas


Horas requeridas

Tractor D8T II (US$/Hr)

121.6

Tractor D7R II (US$/Hr)

98.8

Tractor D6T (US$/Hr)

81.8

COSTO POR UNIDAD PRODUCTIVA Abrupta

Ondulado

Llana

Tractor D8T II (US$/m3)

0.314

0.314

0.314

Tractor D7R II (US$/m3)

0.368

0.368

0.368

Tractor D6T (US$/m3)

0.422

0.422

0.422

Abrupta

Ondulado

Llana

Tractor D8T II (Hr)

4.0

0.0

0.0

Tractor D7R II (Hr)

0.0

3.0

0.0

Tractor D6T (Hr)

0.0

0.0

0.0

Cantidad de equipos seleccionados Cantidad de Equipos Seleccionados

Volumen Total Producido (m3)

28,246,860.0

104%

Volumen Total Requerido (m3)

27,238,500.0

Referencia 1er Etapa

9,395,040.0

0.333

Costo


55



Costo por Unidad productiva


Dimensión de Flota

Mejora de productividad

Cargador Komatsu WA470 Capacidad de cucharón: 3.9 m3

Cargador YTO Capacidad de cucharón: 2.8 m3


56



Tractor D6T Capacidad de hoja: 5.6 m3 Hoja SU


Situación Actual Procesos

Mejora de productividad Situación Actual Procesos

Tractor D6T

Apilamiento

Cargador YTO


57

Cargador WA470 Prof. Nombre APELLIDO


Zarandeo


Acarreo y Empuje





Producción: 553 m3/día Costo de Cantera: 3.24 $/m3 Grado de Cumplimiento: 79 % Apilamiento 553 m3/día

Zarandeo 710 m3/día Profesor: Paul Lean S.

59



1103 m3/día


Acarreo y Empuje


SITUACION ACTUAL

Descripción del proceso Ciclo total de Acarreo + Carga (min)

D6T

D6T

YTO

WA470

WA470

Volquete

Apilamiento

Empuje

Zarandeo

Apilamiento Afirmado

Carguio de camiones

Volquete - 15 m3

0.8

0.6

1.4

1.9

31.8

31.8

Producción D6T

D6T

YTO

WA470

WA470

Volquete

1103

1103

710

553

30

30

D6T

D6T

YTO

WA470

WA470

Volquete

108

108

64

91

91

69

2.4

2.8

1.4

0.9

0.2

0.3

Producción estimada (m3)

24,124

24,124

24,124

19,000

1,015

1,015

Costo por Proceso de Producción (USD)

10,209

8,748

17,511

20,175

4,848

3,676

Producción (M3/día) Productividad y Costos

Costo total - Operación y Posesión - (USD/hr) PRODUCTIVIDAD (m3 /USD)

Costo Total de Producción (USD)

61,492

Costo Unitario de Cantera (USD/ m3)

3.2

Tiempo estimado de ejecución (dias)

35


60



Tiempos


Situación Actual – Costo de ciclo de trabajo actual

Mejora de productividad Situación Recomendada Procesos

Cargador YTO Cargador Komatsu WA470 Capacidad de cucharón: 2.8 m3 Capacidad de cucharón: 3.9 m3


61





1ra Situación Recomendada - 2 Cargadores Frontales



62



2.31 has


Situación Recomendada Procesos


Costo de Cantera: 2.87 $/m3

Corte y empuje 936 m3/día

Grado de Cumplimiento: 105 %

Zarandeo 936


m3/día

63

Apilamiento

733 m3/día



Producción: 733 m3/día


Situación Recomendada Procesos


SITUACION RECOMENDADA 1 D6T

D6T

D6T

YTO

WA470

WA470

Volquete

Empuje del 3er al 2do nivel

Empuje del 2do al 1er nivel

Zarandeo


Carguio de camiones

Volquete - 15 m3

-

-

-

1.0

1.4

23.7

23.7

D6T

D6T

D6T

YTO

WA470

WA470

Volquete

936

936

936

936

733

40

40

D6T

D6T

D6T

YTO

WA470

WA470

Volquete

108

108

108

64

91

91

69

4.1

2.6

3.3

1.8

1.2

0.3

0.4

24,124

24,124

24,124

24,124

19,000

1,041

1,041

5,901

9,188

7,247

13,273

15,234

3,708

2,811

Apilamiento en el Descripción del proceso 3er nivel Ciclo total de Acarreo + Carga (min) Producción


Costo total - Operación y Posesión - (USD/hr) PRODUCTIVIDAD (m3 /USD) Producción estimada (m3) Costo por Proceso de Producción (USD) Costo Total de Producción (USD)

54,552


2.9


26


64



Tiempos


Situación Recomendada – Costo de ciclo de trabajo




65





Situación Recomendada Procesos - Simulación



66





Mejora de productividad Situación Recomendada Procesos - Simulación

Producción: 444 m3/día Costo de Cantera: 2.90 $/m3 Grado de Cumplimiento: 91 % Apilamiento 444 m3/día

Zarandeo 575 m3/día


67



867m3/día


Corte y Empuje


SITUACION RECOMENDADA 2 D6T Descripción del proceso Ciclo total de Acarreo + Carga (min)

D6T

WA470

WA470

WA470

Volquete

Carguio de camiones

Volquete - 15 m3

Apilamiento

Empuje

Zarandeo


0.98

0.8

1.1

1.1

42.7

42.7

Producción D6T

D6T

WA470

WA470

WA470

Volquete

867.1

867

575

444

15.3

15.3

D6T

D6T

WA470

WA470

WA470

Volquete

108

108

91

91

91

69

1.9

2.2

1.6

1.5

0.2

0.2

Producción estimada (m3)

24,124

24,124

24,124

19,000

658

658

Costo por Proceso de Producción (USD)

12,986

11,128

14,642

12,363

3,987

3,023


Costo total - Operación y Posesión - (USD/hr) PRODUCTIVIDAD (m3 /USD)

Costo Total de Producción (USD)

55,106


2.9


43


68



Tiempos


Situación Recomendada – Costo de ciclo de trabajo - Simulación




69








70





Mejora de productividad Situación Recomendada Procesos - Simulación

Producción: 548 m3/día Costo de Cantera: 2.90 $/m3 Grado de Cumplimiento: 112 %


Zarandeo

Apilamiento

794 m3/día

548 m3/día

71



936 m3/día


Corte y empuje


SITUACION RECOMENDADA 3 D6T

D6T

D6T

WA470

WA470

WA470

Volquete

Empuje del 3er al 2do nivel

Empuje del 2do al 1er nivel

Zarandeo


Carguio de camiones

Volquete - 15 m3

-

-

-

-

0.9

34.7

34.7

D6T

D6T

D6T

WA470

WA470

WA470

Volquete

936

936

936

794

548

19

19

D6T

D6T

D6T

WA470

WA470

WA470

Volquete

108

108

108

91

91

91

69

4.1

2.6

3.3

2.3

1.9

0.2

0.3

24,124

24,124

24,124

24,124

19,000

659

659

5,901

9,188

7,247

10,594

10,016

3,245

2,461

Apilamiento en el Descripción del proceso 3er nivel Ciclo total de Acarreo + Carga (min) Producción


Costo total - Operación y Posesión - (USD/hr) PRODUCTIVIDAD (m3 /USD) Producción estimada (m3) Costo por Proceso de Producción (USD) Costo Total de Producción (USD)

46,192


2.4


35


72



Tiempos


Situación Recomendada – Costo de ciclo de trabajo - Simulación


Costo Total de Costo Unitario de Tiempo estimado Configuración de Producción Cantera de ejecución Cantera

[m3/Día]

[USD]

[USD/m3]

[Días]

Situación Actual

553

61,492

3.24

35

D6T,YTO y WA 470

Recomendación 1

733

54,552

2.87

26

D6T,YTO y WA 470

Recomendación 2

444

55,106

2.90

43

D6T y WA 470

Recomendación 3

548

46,192

2.43

35

D6T, WA 470


73

[Unidad]



Producción


Cuadro Resumen

Diplomatura de Especialización en

Gestión de Maquinaria Pesada

Módulo 1: Aplicación y Rendimiento de Maquinaria Pesada

SEMINARIO DE PRODUCTIVIDAD DE TRACTORES



Estudio de Producción Distribución de tiempos



76




Efecto del mantenimiento en el costo total del ciclo de vida del equipo

M01 05 Equipos de Empuje Tractores

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