Manual de Excavadoras Mecatec2014

MANUAL DEL ESTUDIANTE MECATEC 2014

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L. ALEXANDER CHILLITUPA C. INTRUCTOR MAQUINARIA PESADA


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MANUAL DE SEGURIDAD SEGURI DAD PARA EXCAVADORAS. EXCAVADORAS. PARTE I NOCIONES GENERAL ES

El operador que operador que utiliza o maneja excavadoras debe ser: COMPETENTE Físicamente:: Reaccionar Físicamente correctamente y rápidamente para evitar accidentes. Mentalmente:: Comprender y aplicar Mentalmente las reglas, regulaciones y métodos de seguridad establecidos. Emocionalmente:: Soportar las Emocionalmente Soportar las tensiones y prevenir las faltas. EXPERIMENTADO Formado:: En el manejo y mantenimiento de la máquina. Deben haber leído Formado haber leído y comprendido el Manual de Instrucciones, la tabla de régimen de carga, y tienen que entender las señales manuales. Documentado:: Si La Ley lo requiere. Documentado 

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RESPONSABILIDAD.

Los operadores deben ser conscientes y responsables de la seguridad. Otras características esenciales son seriedad y buena voluntad para seguir las instrucciones. Lea y comprenda el manual de operación y mantenimiento del fabricante de su unidad. Los programas para la seguridad del empleado deben exigir la exigir la presencia de un hombre en cada lugar de trabajo, que se responsabilice y tenga autoridad, en lo que a seguridad se refiere. Sepa quien es y cuales son las reglas de seguridad en el lugar de trabajo. Coopere con él y siga atentamente las normas. Respete todas las reglas de seguridad. INDUMENTARIA.

Lleve siempre los accesorios protectores requeridos, como cascos resistentes, gafas de seguridad, vestido reflectante, zapatos de seguridad y cascos protectores para los oídos. No tiente a la suerte llevando corbatas, mangas sueltas, anillos, relojes o pañuelos al cuello. Lleve siempre los bolsillos vacíos, sin objetos que puedan caer en la máquina. Sus prendas de vestir deben vestir deben ser relativamente ajustadas. Debe evitar chaquetas evitar chaquetas sueltas, mangas de camisa, anillos y cualqu ier otro tipo de joyas jo yas,, ya que existe el peligro de engancharlas en piezas móviles. Limpie el barro o la grasa de sus zapatos antes de intentar montar intentar montar o o hacer funcionar la excavadora.

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ESTÉ PREPARADO AN TES DE ARRA NCAR .

No dé las cosas por sentado. No suponga que todo está bien al empezar el empezar el día, solo por el hecho de que todo estaba bien al finalizar el finalizar el día anterior. Antes de poner la máquina en funcionamiento, inspecciónela por si existen señales de desgaste o manipulaciones inadecuadas. Mantenga limpia la máquina, incluyendo todas las ventanas cristales y faros. Quite todo signo de aceite, grasa o hielo. Ponga las herramientas y cualquier otro cualquier otro utensilio necesario en la caja de herramientas. Quite todos los protectores de las ventanillas. Es necesaria una un a buena visibilidad para evitar accidentes. evitar accidentes. Nunca arranque o empiece a trabajar sin trabajar sin tener los dispositivos y paneles protectores en su lugar. Compruebe siempre las restricciones de altura, anchura y peso de su localidad y asegúrese de que la excavadora no sobrepasa dichos límites. Asegúrese de que todos los sistemas de seguridad están en su sitio y que sus condiciones de funcionamiento son buenas. Familiarícese son el uso de todos los sistemas de seguridad. El planificar de antemano evita daños y accident es. Si tiene lugar un accidente o se produce un incendio, reaccione con rapidez con las herramientas a mano y toda su habilidad, sepa cómo utiliza el equipo de primeros auxilios y el extintor y dónde obtener ayuda. obtener ayuda. Aprenda de antemano todo lo posible sobre su zona de trabajo. Asegúrese de que conoce el emplazamiento exacto de las tuberías de gas, las tuberías de servicio, alcantarillas y líneas de transporte de energía aéreas y subterráneas, y cualquier otra cualquier otra obstrucción o peligro. La autoridad adecuada debe marcar exactamente tales emplazamientos, a fin de prevenir los accidentes. En caso necesario consiga la interrupción del trabajo o el cambio de lugar de lugar de tales servicios. Asegúrese de que la máquina está adecuadamente lubricada. Compruebe que el combustible, aceite lubricante, refrigerante y depósitos hidráulicos se encuentran en sus niveles adecuados. Inspeccione visualmente la máquina por si existe cualquier evidencia de daño físico, como roturas, dobleces o deformación de las placas o soldaduras. Haga una un a cuidadosa inspección para ver si la pintura está agrietada o descascarillada, lo cual puede indicar la indicar la existencia de una peligrosa grieta en la parte de debajo. No empiece a trabajar hasta trabajar hasta que se hagan las oportunas reparaciones. El conjunto de tornillos o tuercas, que estén sueltas o falten, deben ser apretadas o sustituidas adecuadamente.

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Compruebe si hay fugas hidráulicas. Las fugas en el sistema hidráulico deben corregirse antes de poner la máquina en marcha. Revise todas las mangueras hidráulicas, especialmente las que se doblan durante el trabajo, y sustitúyanse en el caso necesario. Asegure los tapones de relleno de todos los sistemas. Revise las tuberías del sistema de aire, válvulas, grifos de purga y otros componentes. Compruebe que la presión del aire sea la correcta y que no existan fugas.

En máquinas con neumáticos de goma, asegúrese de que todos los neumáticos están inflados de forma adecuada. Asegúrese de que tiene suficiente espacio para el giro completo de la máquina y ponga vallas para evitar que el personal se pueda situar a sus espaldas sin ser visto. Los hundimientos o derrumbamientos son un peligro cuando se realiza una excavación. Compruebe el estado del suelo o del material que se va a mover. Siempre que sea necesario apuntale o refuerce para prevenir hundimientos y derrumbamientos, incluso: Cuando las excavaciones o zanjas son adyacentes a excavaciones de relleno posterior. Cuando las condiciones del suelo no son buenas. Donde las excavaciones están sujetas a vibraciones provenientes de vías de ferrocarril, trafico de carretera o funcionamiento de maquinaria. 

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PARTE II S E ÑA L E S M A N U A L E S .

El operador debe responder únicamente a las señales de maniobra hechas por la persona designada, pero obedecerá a la señal de parada hecha por cualquier persona en cualquier momento. La persona encargada de las señales, totalmente cualificada por su formación o experiencia, debe estar preparada cuando el operador no tiene una visión directa y total del punto de operación, a no ser que exista una señalización efectiva o un sistema de control, para la dirección del operador. La persona encargada de hacer las señales ha de estar en una zona suficientemente iluminada, para ser claramente visible al operador durante los trabajos nocturnos. Se debe fijar n un sitio visible una tabla legible describiendo y explicando el sistema de señales empleado. Asegúrese de que Vd.. y la persona encargada de hacerle señales están de acuerdo y las entienden de antemano. No empiece el trabajo hasta que las señales queden claramente comprendidas. Recuerde que es tan importante ver como que le vean a usted. Es preferible usar el alumbrado exterior ante la más mínima duda. Otros sistemas de señales que no sean manuales deben protegerse contra el uso desautorizado, roturas, tiempo atmosférico u obstrucciones que serán un perjuicio para un trabajo seguro. ARRANQUE CON SEGURIDAD.

Suba con cuidado, utilizando los asideros para tal propósito. No salte. Al subir o bajar, observe si el suelo o la superficie están resbaladizos. Compruebe todos los controles para asegurarse de que están en posición correcta, antes de arrancar. Consulte el manual del fabricante. Compruebe si existen etiquetas de aviso. Si hay una etiqueta de aviso en el interruptor de arranque o en los controles de arranque del motor, no cierre el interruptor ni arranque el motor hasta que la persona que la ha colocado o alguien que esté al tanto de las circunstancias la quite. Nunca intente arrancar el motor desde un lugar que no sea el indicado para el operador. Los gases de escape pueden matar, si es necesario arrancar el motor e n una zona cerrada, provéala con una adecuada ventilación. Nunca salga de la cabina del operador con el motor en marcha. Toque el claxon antes de arrancar el motor.

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INMEDIATAMEN TE DE SPUÉS DE ARRANCA R EL MOTOR.

Compruebe todos los indicadores para obtener lecturas apropiadas. Asegure la zona de trabajo visualmente. Haga funcionar todos los controles, compruebe que funcionan adecuadamente. Escuche , por si existen ruidos poco frecuentes. Compruebe el control de velocidad del motor. Revise los indicadores luminosos y todos los sistemas de aviso y seguridad. Haga funcionar el motor algunos minutos en vacío para que alcance su régimen de temperatura de trabajo. Registre todos los defectos de seguridad para su inmediata corrección. EN T IEM PO F RÍO.

Consulte el manual de operación del fabricante para un correcto procedimiento de arranque. Accione lentamente los controles hasta que el aceite hidráulico se caliente a una temperatura correcta de funcionamiento. Extienda el periodo de funcionamiento en vacío de su motor antes de comenzar el trabajo. No almacene envases con productos de ayuda para el arranque en tiempo frío u otros materiales inflamables en la excavadora. Procure que este tipo de materiales estén alejados de fuentes de calor, chispas o llamas. No pinche o queme los envases. Podrían explotar.

E S T E A L E R TA M I E N T R A S T R A B A J A .

No lea. No beba. No coma.

Preste atención al trabajo. Si debe prestar atención a cualquier otra parte, detenga la máquina. No permita al personal de tierra colocarse nunca a sus espaldas, manténgalos en zonas bien visibles por el operador.

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C O N O Z C A E L A L C A N C E D E T R A B A J O D E L A E X C A VA D O R A .

Asegúrese de que el accesorio o carga no va a tropezar con ningún obstáculo al elevarlo o girarlo. No gire, eleve o frene con velocidad innecesaria, pueden producirse accidentes. Asegúrese de que la zona esta despejada antes de mover o girar en cualquier dirección. NUNCA gire o detenga el accesorio o la carga sobre el personal de tierra o la cabina de un camión. NUNCA permita a nadie subirse al equipo de carga, es algo extremadamente peligroso. No intente nunca poner en marcha o manejar la excavadora desde un lugar que no sea el correspondiente al operador. Manejarlo desde cualquier otra posición, como alargar el brazo desde una puerta o ventana constituye un peligro serio. No cargue un camión hasta que el operador del mismo se encuentre en un lugar seguro o bien no permita que salga de la cabina. No deje caer el material desde una altura excesiva.

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EXCAVADORA HIDRAULICA 1. CONCEPTO: Es una unidad mecánica hidráulica que está compuesta por dos bastidores. Un bastidor principal en cual están montados los bastidores del tren de rodamiento con motores de propulsión y el bastidor superior. Un bastidor superior o de rotación en cual está montado la cabina, el motor, bombas hidráulicas, motores de rotación, cojinetes de rotación, la pluma, el brazo y la cuchara. El accionamiento obtenido en la excavadora está basado en la hidráulica, la fuerza necesaria para mover estas bombas lo proporciona el motor diesel con que está equipado.

2. APLICACIÓN DEL LA MAQUINA - Carga de camiones en excavaciones de corte - Carga de materiales para planta de agregados y asfalto - Carga de material sub-base para carreteras - Alcantarillado y postura de tubería - Grandes movimientos de tierra - Arreglo de taludes y terraplenes - Demolición en obras de ensanchamiento - Producción de piedra, arena y agregados - Minería - Manejo de materiales - Excavaciones de sótanos - Manejo forestal - Instalación de oleoductos y gasoductos - Taladrado - Manejo de aguas y lodos - Desgarramiento de materiales - Limpieza de terrenos.....

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INTRODUCCIÓN La gama de la serie CAT 300D de excavadoras hidráulicas, incorpora innovaciones del diseño y mejoras del funcionamiento comparado con la serie 300C y es un reemplazo directo para ella. La gama abarca de: 320D, 321D, 323D, 324D, 325D, 328D, y 330D, con algunos modelos teniendo varios arreglos adicionales de la máquina. Las máquinas tienen una nueva cabina para mayor comodidad del operador. La cabina provee al operador una visibilidad excelente del equipo y otros vehículos. La cabina, las consolas, y las palancas de mando se han mejorado para proporcionar un mejor acceso y comprensión de todas las funciones. Esta presentación discute la operación de sistemas de las excavadoras hidráulicas de la serie 300D, y la localización de componentes. NOTA: La mayor parte de las ilustraciones de las estructura en esta presentación será de las excavadoras 325D y 330D. Los otros modelos serán configurados semejantemente, pero las localizaciones de componentes pueden ser diferentes. Algunas ilustraciones pueden mostrar una estructura piloto en vez de la estructura de producción. Las diferencias más significativas estarán relacionadas con el compartimiento del motor debido a los tres diversos motores que son utilizados en esta serie de máquinas así como dos de los modelos que son de radio compacto (CR).

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Las excavadoras hidráulicas de la serie 300D cubren la clase de 20 a 30 toneladas métricas y son máquinas extremadamente versátiles capaces de realizar una amplia gama de tareas utilizando los varios instrumentos de trabajo disponibles. Para los modelos de la serie “D” mostrados, todos se equipan con motores ACERTTM Tier III. Las máquinas se pueden configurar con una amplia gama de trenes de tracción además del estándar, incluyendo largo (l) y de largo y anchura estrecha (LN). Para algunos modelos se incluyen letras adicionales en la nomenclatura, por ejemplo: máquina forestal (FM), manipulador de material (MH) trabajo pesado (HD), y manipulador de residuos (WH), para señalar la aplicación de la máquina. Los 321D y los 328D están solamente disponibles como máquinas de radio compacto (RC).

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El 320D, el 325D, y el 330D se pueden configurar como manipulador de material (MH). Un elevador vertical fijo de cabina, o como se muestra aquí, un elevador vertical hidráulico de cabina esá disponible. El elevador vertical de cabina provee diversas alturas de funcionamiento para una visibilidad excelente del proceso de carga y descarga. El 321D CR y los 328D LCR son máquinas de radio compacto (CR). Con las máquinas CR, la máquina está dentro de la anchura del tren de tracción (dependiendo de la anchura de pista).

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El sistema de control opcional de herramienta maximiza la productividad del instrumento de trabajo configurando flujo, la presión, y controles de operador hidráulicos para un instrumento de trabajo específico correspondiente. La flexibilidad del sistema permite una amplia gama de herramientas a ser utilizada. El sistema almacena la información de la presión y del flujo para hasta 10 herramientas. Las herramientas seleccionables CAT tienen flujos y presiones pre ajustadas. Las excavadoras 300D producidas en Akashi y aurora (para el NACD) se pueden equipar con sistemas de control de herramientas instalados en fábrica siguientes:

- El sistema 3 (martillo) - proporciona flujo de dos bombas en una sola dirección solamente. Este sistema también incluye una válvula de alivio de línea mecánica (LRV) para herramientas de más bajos PSI (función única).

- El sistema 5 (pulgar) - proporciona un flujo de la bomba en ambas direcciones (ampliar/contraer acción doble) y puede ser controlado con un pedal del pie o una palanca de mando.

- El sistema 14 (de múltiples funciones) - proporciona uno o dos flujos de la bomba en uno o dos direcciones (función única o acción doble). El sistema 14 tiene controles electrónicos completos. Un circuito de presión media independiente opcional se utiliza para las aplicaciones tales como una cizalla giratoria, o un bucket limpia zanjas.

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Las funciones del sistema 14 ahora se controlan a través del ECM de la máquina. Un ECM separado de control de herramienta como fue utilizado en la serie 300C ya no es necesario. Las máquinas producidas en Akashi y Gosselies para el m ercado de EAME tendrán los sistemas de control opcionales instalados en fábrica siguientes:

- El sistema 16 - proporciona flujo de dos bombas en una sola dirección, tiene un sistema de retorno directo al tanque hidráulico, e incluye una válvula de alivio de línea mecánica para herramientas más bajos PSI (función única).

- El sistema 17 (de múltiples funciones) - proporciona uno o dos flujos de bomba en uno o dos direcciones (función única o acción doble) y tiene un sistema de retorno directo al tanque hidráulico. El sistema 17 tiene controles electrónicos completos. Un circuito depresión media independiente está disponible con el sistema 17 para ser utilizados en aplicaciones tales como un garfio giratorio o un bucket de limpieza de zanja.

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3. PARTES DE LA MAQUINA

CILINDRO DEL BRAZO BRAZO

PLUMA CILINDRO DE PLUMA MOTOR

CILINDRO DE CUCHARA

CABINA MANDO FINAL MOTOR HIDROSTATICO

ESLABON CUCHARA

MANDO DE ROTACIÓN

4. DESCRIPCION DE LA MAQUINA 4.1

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RUEDA TENSORA GUIA

P M A A R Q L T U A E S I N D A E MANUAL DEL ESTUDIANTE MECATEC 2014

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COMPONENTES ítem N°

Elemento

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Motor de giro (Swing)

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Motor de traslación izquierdo (Travel)

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Motor de traslación derecho (Travel)

4

Pluma (Stick)

5

Cilindro de la pluma (Stick)

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Brazo (Boom)

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Cilindro del brazo (Boom)

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Cucharón (bucket)

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Cilindro del cucharón (bucket)

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Cabina del operador

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Motor

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Radiador / enfriador de aceite

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Contrapeso

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Bomba hidráulica

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Bomba piloto

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Válvula de alivio

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Filtro hidráulico

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Tanque hidráulico

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Depósito de combustible

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Zapatas

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Rueda guía

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Rodillos inferiores

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Resorte tensor

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Repartidor (Swivel)

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Grupo de válvulas

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Excavadora hidráulica 325D Esta ilustración muestra el acceso a la tapa de la máquina desde lado derecho. La cubierta de acceso del motor (1) permite el acceso al motor desde arriba de la máquina. El tanque de aceite hidráulico de la máquina (2) está situado entre el compartimiento de bomba y el depósito de combustible diesel en el lado derecho de la máquina y es accesible desde arriba de la máquina. El tapón de relleno de combustible diesel (3) es accesible desde arriba de la máquina. El compartimiento del almacenaje (4) está situado en el frente de la máquina. El peldaño y pasa manos (5) en el frente derecho de la máquina se puede utilizar para el acceso a la parte superior de la máquina.

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El compartimiento detrás del puesto del operador incluye los componentes siguientes: -

ECM de la máquina (1) condensador del aire acondicionado y receptor (2) interruptor de desconexión principal y disyuntores (3) elemento dual, filtro de aire de sello radial (4) baterías (5) interruptor de apagado del motor (6) (en las máquinas con un elevador vertical de cabina) El ECM de la máquina también incluye el software para el sistema de control de la herramienta. NOTA: La máquina usada en esta ilustración se equipa de un elevador vertical de cabina. En la mayoría de las máquinas un depósito de solvente para el limpia parabrisas sería mostrado detrás del interruptor de desconexión principal y de los disyuntores.

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El compartimiento del acceso al radiador está situado delante del contrapeso. La puerta se abisagra a la derecha y tiene un cierre de fijación en el lado izquierdo para mantenerlo cerrado. Esta puerta proporciona el acceso para la limpieza de algunos de los componentes del sistema de refrigeración. - After Cooler Aire-aire (ATAAC) (1) - Válvula manual de bajar cabina (2) (solamente para las máquinas con elevadores verticales de cabina) - enfriador de aceite hidráulico (3) - bomba de cebado del combustible (4) (será cambiado por una bomba eléctrica de cebado) - filtro de combustible (5) - sensores del combustible (6) (temperatura y presión) - separador de agua del combustible (7) - depósito de sobre flujo del refrigerante del motor (8) - radiador (situado detrás del separador de agua) (9) - palanca de liberación del compartimiento izquierdo (acceso a las baterías y al filtro de aire) (10) - válvula del cambio de patrón del joystick (no mostrada) situada en piso del compartimiento.

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La ilustración muestra el compartimiento de bomba en el lado derecho de la máquina. Se accede al compartimiento desde el lado derecho de la máquina cuando la puerta de acceso posterior está abierta. Algunos de los componentes visibles son: filtro de aceite de motor (1) bomba piloto (2) bomba del circuito de presión media (3) bomba de mando (derecha) (4) bomba comandada (izquierda) (5) filtro piloto (6) filtro de drenaje de caja (7) filtro de aceite de retorno del sistema hidráulico (8) puertos de presión para los solenoides auxiliares de la herramienta (9) solenoides para los circuitos de la presión media (10)

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El múltiple de piloto de la serie 300D es igual que el múltiple piloto de la serie “300C”. El múltiple piloto es accesible quitando la tapa debajo de la máquina, detrás del rodamiento de rotación. El múltiple está situado justo debajo de la válvula de control principal. Los componentes visibles del manifold piloto son: solenoide de dos velocidades de desplazamiento (1) solenoide del freno de rotación (2) válvula de activación para el sistema hidráulico (3) solenoide de activación del sistema hidráulico (4)

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El grupo de la válvula de control principal recibe las señales piloto de aceite de los controles de operador en la cabina. Cada señal piloto entonces hace que la válvula de control apropiada cambie de posición en la dirección correcta. Cuando una válvula de control cambia de puesto, el aceite fluye de las bombas hidráulicas principales al cilindro hidráulico apropiado o un motor hidráulico para realizar el trabajo. El grupo principal de la válvula de control de la serie 300D es similar al grupo de válvula de la serie 300C. Las válvulas son: stick 2 (2) boom 1 (3) bucket (4) stick 1 (11) boom 2 (12) desplazamiento a la derecha (6) válvula de alivio de NFC lado derecho (1) válvula de alivio principal de etapa dual (8) desplazamiento a la izquierda (9) oscilación (10) accesorio (5) 25



válvula auxiliar para el control de la herramienta (13), Válvula de desplazamiento en línea recta (7)

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La 325D (324D y 328D también) se equipa con motor C. 7 ACERT (1). También visible esta: -

el respiradero del cárter del motor (2) varilla de nivel del aceite de motor (3) S•O•S Válvula del muestreo de refrigerante (4) tapa de llenado del aceite de motor (5) calentador de aire de la admisión (6)

NOTA: El compartimiento del motor de las excavadoras 320D, 321D, y 323D será levemente diferente debido al uso del motor C 6.4.

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El ventilador del ventilador del motor en motor en la 325D es mecánicamente comandado

en el frente del motor. NOTA: Las 320D, 321D, 323D, 324D, 325D y las y las 328D utilizan un ventilador de ventilador de mando viscoso como se muestra arriba. Las 330D utilizan un ventilador hidráulico. ventilador hidráulico.

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TREN DE FUERZA

Funciones del tren de fuerza

En la moderna maquinaria de hoy, el tren de potencia transfiere potencia desde la volante de un motor a motor a las ruedas o cadenas para propulsar la máquina. Pero el tren de potencia hace mas que eso. Si un motor es motor es acoplado directamente a las ruedas del vehículo, el vehículo funcionaria constantemente a la velocidad del motor. El tren de potencia provee un medio de desconexión y control de la potencia del motor. Las funciones básicas de un tren de potencia son: Principios de Transmisión de Potencia

La POTENCIA es un término usado para describir la relación entre el trabajo y el tiempo. Se define potencia como la capacidad de realizar el trabajo o de transferir energía. En otras palabras, la potencia mide cuán rápido es realizado r ealizado un trabajo. La energía es igual al trabajo realizado dividido por la cantidad de tiempo que toma hacer el hacer el trabajo o

donde P es la potencia, W el trabajo y t el tiempo.

TIPOS DE TREN DE POTENCIA Los trenes de potencia utilizados en la mayoría de los equipos y maquinaria de construcción de hoy en día se pueden clasificar en clasificar en tres tipos básicos: • • •

Mecánicos Hidrostáticos De Mando Eléctrico

1. Mecánicos: En el tren de potencia mecánico, la potencia del motor es transferida a través de un acoplamiento (embrague o convertidor de torque) a la transmisión. De la transmisión la potencia es transferida al diferencial, mandos finales y a las ruedas o cadenas.

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2. Hidrostáticos: Los trenes de potencia hidrostáticos, como su nombre lo indica, usan un fluido para transmitir la potencia del motor a los mandos finales de la maquina. La potencia del motor es transferida a una bomba hidráulica. La bomba provee de caudal y presión de aceite a un motor hidráulico de mando. Este motor hidráulico transfiere la potencia a la transmisión o directamente al mando final. Los componentes típicos de un tren de potencia hidrostático son los siguientes:

3.

De Mandos Eléctricos:

En trenes de potencia con mando eléctrico, la electricidad es utilizada para transmitir la potencia del motor a los mandos finales de la maquina. La potencia del motor es transferida a un generados de corriente alterna AC. La electricidad del generador es usada para accionar los motores eléctricos en los mandos finales. Estos motores pueden ser de corriente continua continua CC (como se muestra en la figura de arriba) o de corriente alterna CA.

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TREN DE POTENCIA DE LA EXCAVADORA HIDRAULICA

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SISTEMAS HIDRAULICOS

INTRODUCCIÓN

La utilización de sistemas hidráulicos se ha generalizado tanto que hoy forma parte importante del diseño de máquinas y equipos por su facilidad de manejo, mayor rendimiento y confiabilidad, menores costos de mantenimiento, productos más seguros y mayor comodidad para el operador. El conocimiento de los sistemas hidráulicos y su función en los diversos productos es una necesidad importante a fin de realizar los servicios, ajustes, búsquedas de fallas o efectuar pruebas.

PRINCIPIOS DE HIDRAULICA

Sistema de transmisión de energía Hidráulica. Es un sistema en el cual se genera, transmite y controla la aplicación de potencia a través de un fluido que circula en un circuito. El sistema puede dividirse en tres grandes grupos que observamos en el diagrama de bloques de la figura 1.1.

Comenzando desde la izquierda del diagrama, la primera sección corresponde a la conversión de Energía Eléctrica y/o Mecánica en un sistema de energía Hidráulica. Un motor eléctrico, de explosión o de otra naturaleza está vinculado a una bomba, a cuya salida se obtiene un cierto caudal a una determinada presión. En la parte central del diagrama, el fluido es conducido a través de tubería al lugar de utilización. A la derecha en el diagrama, el aceite en movimiento produce una reconversión en Energía mecánica mediante su acción sobre un cilindro o un motor neumático o hidráulico. Con las válvulas se controla la dirección del movimiento, la velocidad y el nivel de potencia a la salida del motor o cilindro.

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DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES. SISTEMA HIDRAULICO

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DESCRIPCION DE LOS COMPONENTES 

Fluido

En un sistema hidráulico lo que transmite energía es el fluido. Esto es posible porque los líquidos son virtualmente incompresibles. A medida que se bombea fluido por todo el sistema se ejerce la misma fuerza en todas las superficies. Como los líquidos se adaptan a cualquier forma, el fluido hidráulico puede fluir en cualquier dirección y hacia todos los conductos abiertos.

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TANQUE HIDRAULICO

1.1.Tipos de tanques hidráulicos

En los sistemas hidráulicos móviles se utilizan dos tipos de tanques: los ventilados y los presurizados. El tanque ventilado respira, permitiendo que haya compensación de presión cuando se producen cambios en los niveles de aceite y de temperatura. Los tanques presurizados están sellados de la atmósfera, evitando que penetre en ellos la suciedad y la humedad. La presión interna también empuja el aceite hacia la bomba, evitando la cavitación de la misma. Algunos tanques presurizados tienen bombas de aire externas que presurizan el tanque, otros utilizan la presión que se genera naturalmente a medida que se calienta el fluido hidráulico.

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1.2.Componentes del Tanque Hidráulico. En los tanques hidráulicos podemos encontrar los siguientes elementos:

1. Tubo de llenado. 2. Filtros internos. 3. Mirilla. 4. Tubería retorno.

de

5. Tapón de drenaje. 6. Salida bomba. 7. deflectora.

de

la

Plancha

8. Válvula hidráulica de alivio. 9. Respiradero.

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

Filtro

Los filtros eliminan los contaminantes del fluido hidráulico. De esta forma se evita que los componentes sufran daños y se asegura el funcionamiento correcto del sistema. La ubicación y los tipos de filtros varían.

1.3.Funciones de los filtros Los filtros mantienen el aceite hidráulico limpio eliminando los contaminantes que pueden dañar las piezas de los componentes. A medida que el aceite pasa por el elemento del filtro, los contaminantes quedan atrapados. El aceite continúa por el sistema. El elemento o malla se clasifica en micrones, según el tamaño de las perforaciones, de acuerdo con su capacidad de atrapar las partículas. Cuanto más pequeño sea el tamaño de las perforaciones, más pequeñas serán las partículas que podrá atrapar.

1.4.Diseño del filtro Existen básicamente dos tipos de filtros de aceite. (1) Los de superficie y (2) los de profundidad. Tal como el nombre lo indica, los filtros de superficie recogen los contaminantes en la superficie del elemento del filtro o malla. Los filtros de profundidad

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Recogen los contaminantes de diferentes tamaños a diferentes niveles dentro del elemento.

1.5.Clasificación de los filtros Los filtros de aceite pueden clasificarse con uno de estos tres diseños:

a) Filtro de tubo.- El elemento del filtro va dentro de la caja. b) Filtro enroscable .- Filtro y caja de una sola pieza. (Similar al filtro de aceite de los automóviles). c) Malla (screen).- Malla metálica que recoge los contaminantes de aceite de gran tamaño antes de que penetren en el sistema.

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1.6.Ubicaciones del filtro Un sistema hidráulico puede requerir varios filtros, cada uno con su propio propósito y ubicación.

a) Filtro presurizado.- El filtro presurizado evita que las partículas finas contaminantes penetren en las válvulas y los accionadores y puede ser un filtro del tipo de superficie o del tipo de tubo de profundidad. b) Filtro de succión.- El filtro de succión evita que los contaminantes de gran tamaño penetren en las bombas y demás componentes. Hay muy poca caída de presión entre la entrada y la salida, para evitar la cavitación de la bomba. Los filtros de succión por lo general son filtros de superficie. c) Filtro de drenaje de la caja del motor o de la bomba.- Elimina los residuos que se producen con el desgaste o falla de un motor o bomba. Es un filtro de baja presión y poco volumen y puede ser del tipo de tubo o enroscable. d) Filtro de retorno.- El filtro de retorno elimina los contaminantes que entran en el sistema durante la operación, evitando que penetren en el tanque. Es un filtro de superficie. 

Bomba

La bomba convierte la energía mecánica en energía hidráulica en forma de flujo. La impulsa una fuente externa de energía.

1.7.Funciones Las bombas hidráulicas convierten la energía mecánica en energía hidráulica en forma de flujo de fluido. Cuando el fluido hidráulico encuentra alguna resistencia, se crea presión. Aunque las bombas no generan directamente presión hidráulica, deben diseñarse para aguantar los requisitos de presión del sistema. Por lo general, cuanto mayor sea la presión de operación, mayor será la bomba. Se debe considerar que una bomba hidráulica tiene compensación de presión de tres formas: 





Una bomba que está equipada con una válvula compensadora de presión para limitar la presión máxima del sistema. Una bomba que varía el flujo de salida para mantener un diferencial de presión determinado. Se utilizan servo-válvulas o carretes de margen para enviar la señal a la bomba. Una bomba que mantiene un régimen de flujo (caudal) determinado aún cuando aumenta la presión de carga.

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Bombas de engranajes

Bombas de paletas

Bombas de pistones



Válvulas de Control

La válvula de control direccional determina el curso que recorre el fluido por todo el sistema. Este es el medio que emplea el operador para controlar la máquina.

1.1.Función de la válvulas hidráulicas Son aquellas que se utilizan para regular las condiciones del flujo de aceite, tales como caudal, presión y dirección. Todos los sistemas hidráulicos utilizan válvulas para accionar los cilindros y los motores y para controlar otros requisitos de caudal de fluido y presión del sistema. Estas válvulas pueden ser componentes individuales, agrupados dentro de una sola caja, o apilados en bancos de válvulas .

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CLASIFICACION DE LAS VALVULAS HIDRAULICAS 

Válvula Selectora

Válvula de Retención De control de

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

dirección Válvula Compensadora

Válvula de Caída Rápida

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Válvula de Control de



Flujo De control de flujo

Válvula de Carrete



Válvula Divisora de flujo



Válvulas de Alivio Válvula de Alivio Modulado De control de presión

Válvula Reductora de

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Permite el flujo en una sola dirección. Permite que el aceite de retorno fluya directamente hacia las tuberías del accionador cada vez que la presión de retorno sea mayor que la presión de entrada al accionador. Permite suministrar aceite adicional del retorno para un llenado más rápido. Permite predeterminar el máximo caudal de aceite que puede penetrar en un circuito. Detecta la presión a ambos lados del orificio restrictor. Divide el caudal de aceite en cantidades iguales entre dos circuitos.

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Limita la presión máxima del sistema.

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Permite el aumento gradual de presión.

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Presión Válvula de Diferencia de Presión

Controlan el funcionamiento de los accionadores y demás componentes de un sistema hidráulico dirigiendo el caudal al circuito deseado.

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Limita la presión máxima de un circuito secundario a un valor menor que la de suministro. Permite establecer una secuencia en el suministro de aceite a dos circuitos, o mantener una diferencia constante de presión entre dos circuitos.


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Accionador hidráulico ó PISTONES

El accionador convierte la energía hidráulica en energía mecánica para realizar trabajo. Los cilindros producen un movimiento lineal utilizado para operar cucharones, hojas, plumas y otros implementos. Los motores hidráulicos producen un movimiento rotativo utilizado por el sistema motriz, el de dirección y otros sistemas de los vehículos.

1.8.Función de los cilindros El objetivo principal de los sistemas hidráulicos es impulsar implementos tales como hojas topadoras y los cucharones. Esto normalmente se realiza con cilindros, que son accionadores lineales que convierten la energía hidráulica en energía mecánica.

1.9.Componentes Los componentes principales de los cilindros hidráulicos son: 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

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Varilla. Tubo del cilindro. Cáncamo de la cabeza. Cáncamo de la varilla. Tapa del cilindro. Puntos de conexión. Pistón. Tuerca del pistón.



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Tuberías

Las tuberías son mangueras o tubos por los cuales se mueve el fluido. Las mangueras flexibles permiten el movimiento, absorben la vibración, reducen el ruido y son fáciles de tender y conectar. Las tuberías proporcionan conexiones más rígidas, tendido compacto y una mejor disipación del calor.

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MANUAL DEL ESTUDIANTE MECATEC 2014 

Enfriador

El enfriador elimina el calor del fluido hidráulico, lo que aumenta la vida útil del componente

Conversión de Energía Para poder hacer trabajo útil, un sistema hidráulico debe poder convertir y controlar la energía a medida que fluye de un componente al siguiente. Esta gráfica representa los puntos claves de conversión y de control en el sistema

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Tren de Engranajes Un sistema hidráulico debe recibir energía proveniente de alguna fuente. Esta por lo general viene en la forma de energía mecánica rotatoria procedente de un motor o del tren de engranajes de un vehículo

Bomba La bomba hidráulica convierte la energía mecánica en energía hidráulica, en forma de caudal

Válvulas Las válvulas controlan la transferencia de energía hidráulica en el sistema, al controlar el caudal del fluido y la dirección en que fluye

Accionador El accionador convierte la energía hidráulica en energía mecánica en forma de movimiento o fuerza lineal o rotatoria. Esta energía se utiliza para hacer trabajo

1.- Motor De Giro (swing). Es un motor hidráulico encargado de transformar el flujo hidráulico que proporciona la bomba en un movimiento de rotación ya sea izquierda o derecha según sea la disposición del operador (Fig. 1.4).

Motor de Giro (swing)

2.- Motor de traslación izquierdo, derecho (travel).- Son motores hidráulicos encargados de transformar el flujo hidráulico que proporciona la bomba en un

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movimiento de traslación, ya sea frontal o de reversa, independientes el uno del otro ya sea de acuerdo a la disposición del operador (Fig. 1.5).

Figura 1.5 Motor de Traslación (travel)

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TREN DE RODAJE



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RUEDA GUIA Sirven para mantener alineada la cadena, la rueda guía tiene una ceja central ancha que queda entre los eslabones de la cadena

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RODILLOS INFERIORES Los rodillos son más pequeños y tienen cejas externas que se acoplan a cada lado de la cadena o una ceja interna.

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CADENA Llamada oruga cuando se le colocan las zapatas. Cuando dos eslabones se unen entre sí con bujes y pasadores forman la cadena. El pasador gira con facilidad en el buje y produce la acción de bisagra. Las cadenas actuales son selladas y lubricadas para evitar el ingreso de tierra y lodo que la desgaste.

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ZAPATAS Para excavadoras hidráulicas tenemos de tres garras tracción más baja, eficiente en terreno suave, baja resistencia al giro posee una alta maniobrabilidad.

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TENSOR DE CADENA Sirve para templar la cadena, darle comba, amortiguar impactos

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O P E R A C I

C O N T


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SIMBOLOGIA



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CATEGORIAS DE ADVERTENCIA El sistema monitor electrónico EMS proporciona tres categorías de advertencia 1.- mostrará advertencia en la ventanilla de mensajes sólo requiere que el operador esté enterado. 2.- mostrará advertencia en la ventanilla de mensajes y la luz de advertencia se enciende, requiere un cambio en la operación o mantenimiento del equipo. 3.- mostrará advertencia en la ventanilla de mensajes, se enciende la luz de advertencia y suena la alarma, requiere la parada inmediata del motor.

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OPERACIÓN DE ADVERTENCIA Categoría de advertencia

1

2

3

Indicaciones de Advertencia Un mensaje en la pantalla o un medidor estará en la zona roja

La luz de acción destella más un mensaje

La alarma de acción suena, la luz de acción destella y un mensaje

X

X

X

X

X

X

Acción requerida del operador

Posible Resultado

No se requiere ninguna acción inmediata. El sistema necesita rápida atención

No se producirá ningún efecto perjudicial o dañino

Cambie la operación de la máquina o realice el mantenimiento del sistema Realice inmediatamente una parada segura del motor

Se producirán daños en los componentes de la máquina

Se producirán lesiones al operador o daños importantes en los componentes

Encendido: Al poner el interruptor de arranque en ON:

- Aparece el símbolo CAT por 1 segundo y la luz de acción o Indicador de Alerta enciende - Se indican el nivel de combustible, temperatura de aceite hidráulico y refrigerante del motor y la posición del control de velocidad del motor -

Se indica la configuración de los joystick por 3 segundos

-

Se revisan las horas de cambio de filtros y fluidos, si alguno está en rango de cambio aparece Check FLTR / FLUID INFO por 5 segundos.

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CONTROLES OPERACIONALES CATERPILLAR SERIE D

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DESARROLLO: Control de traba hidráulica (1)

La palanca del control de traba hidráulica está ubicada en el lado izquierdo de la consola izquierda.

Trabado - Coloque

las palancas o los pedales de desplazamiento y las palancas universales en la posición FIJA (centro). Mueva la palanca de control de traba hidráulica hacia atrás, hasta la posición TRABADA. No se podrá utilizar ninguno de los controles hidráulicos instalados de fábrica.

Nota: Asegúrese de que la palanca de control de traba hidráulica esté en la posición TRABADA antes de intentar arrancar el motor. Si la palanca está en la posición DESTRABADA, el interruptor de arranque del motor no funciona.

Destrabado

Mueva la palanca del control de traba hidráulica hacia adelante, hasta la posición DESTRABADA. Se podrán utilizar todos los controles hidráulicos instalados de fábrica. 60



Control de desplazamiento (2)

Posición de desplazamiento normal

(A)Parte trasera de la máquina (B)Mando final (C)Rueda loca Durante el desplazamiento, asegúrese de que las ruedas motrices del mando final (B) estén debajo de la parte trasera de la máquina. Detención - Suelte las palancas o los pedales de desplazamiento para parar la máquina. Cuando se sueltan las palancas o los pedales de desplazamiento desde cualquier posición, estos vuelven a la posición CENTRAL. Se activará el freno de servicio.

Mueva ambas palancas o pedales de desplazamiento al mismo tiempo y en el mismo sentido para que la máquina se desplace en línea recta.

DESPLAZAMIENTO DE AVANCE

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DESPLAZAMIENTO DE RETROCESO

GIRO PIVOTE HACIA LA IZQUIERDA EN AVANCE

GIRO PIVOTE HACIA LA IZQUIERDA EN RETROECESO

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GIRO CONTRAROTACION IZQUIERDA

GIRO PIVOTE HACIA LA DERECHA EN AVANCE

GIRO PIVOTE HACIA LA DERECHA EN RETROCESO

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GIRO CONTRAROTACION DERECHA

Horómetro de servicio (3) Horómetro de servicio - Esta pantalla indica el

número total de horas de operación del motor. Utilice la pantalla para determinar los intervalos de mantenimiento por horas de servicio. Monitor (4)

El monitor se utiliza para visualizar varias informaciones de operación de la máquina

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SERIE E

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Cat ET o el sistema de monitoreo, pueden ser usados para hacer un test o calibración en la máquina. Intervalos extensos de cambio de fluidos están disponibles con el procedimiento apropiado S•O•S. Los intervalos de mantención de varios componentes y sistemas de la máquina están programados en el monitor. El operador puede acceder a los intervalos de mantención de los componentes y ver las horas restantes antes de la próxima mantención. Algunos de los ítems de mantención son: - cambios del aceite hidráulico y el filtro del aceite hidráulico - cambio del aceite de mando de la rotación - cambio del aceite de mando del desplazamiento - cambio del aceite de motor y los filtros de aceite de motor

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Controles de palanca universal (5) El control de la palanca universal se utiliza para controlar ciertas funciones de la máquina y las herramientas. Nota: Durante la función de pluma hacia abajo, el ECM de la máquina puede reducir la velocidad del motor. Esto mejora el consumo general de combustible.

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Cuando se sueltan las palancas universales desde cualquier posición, regresan a la posición FIJA (9) El movimiento de la superestructura se detiene a menos que el control de rotación precisa (si tiene) esté CONECTADA Cuando el control de rotación precisa está CONECTADA, el freno de estacionamiento de la rotación no se activa hasta 6,5 segundos después de que el control de la palanca universal para la función de rotación regrese a la posición FIJA, La configuración de control se configura, inicialmente, en fábrica según ei sistema SAE, como se muestra arriba El patrón de la izquierda corresponde a la palanca universal izquierda, y el de la derecha a la palanca universal derecha. Se puede variar el patrón de las palancas de control de la máquina cambiando el patrón de conexión de las mangueras hidráulicas Consulte a su distribuidor Caterpillar para informarse sobre el procedimiento Se pueden realizar dos funciones al mismo tiempo moviendo una palanca universal diagonalmente.

Patrones alternos de los controles de la palanca universal Cambio de la configuración de control de la máquina por medio de una válvula de cuatro vías (si la tiene)

ADVERTENCIA Cada vez que se cambia el patrón de los controles de la máquina, se debe cambiar también la tarjeta de patrón ubicada en la cabina para que corresponda al nuevo patrón. Compruebe el patrón de los controles de la máquina para asegurarse de que esté de acuerdo con el patrón indicado en la tarjeta. Si no son iguales, cambie la tarjeta para que corresponda al patrón de los controles de la máquina antes de operar la máquina. De no hacerlo, se pueden producir lesiones al personal.

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Si la máquina está equipada con una válvula de cuatro vías, se puede cambiar fácilmente el patrón de los controles de la máquina Se puede cambiar el patrón de los controles de la máquina a los sistemas SAE, MHI (Industrias de equipo pesado Mitsubishi), KOB (Kobelco) o al sistema anterior SCM (Shin Caterpillar Mitsubishi) cambiando la posición de la válvula de cuatro vías Siga el procedimiento siguiente para cambiar la posición de la válvula de cuatro vías. La válvula de cuatro vías (si tiene) está ubicada delante del radiador.

(a)Perno (b)Palanca (1)Patrón de control de la máquina MHI (2)Patrón de control de la máquina KOB (3)Patrón de control de la máquina SAE (4)Patrón anterior de control de la máquina SCM 1. Afloje el perno (a) y mueva la palanca (b) a la posición deseada La palanca se puede mover a las posiciones (1), (2), (3) ó (4). La posición (1) cambiará el patrón de control de la máquina al sistema MHI La posición (2) cambiará el patrón de control de la máquina al sistema KOB La posición (3) cambiará el patrón de control de la máquina al patrón SAE La posición (4) cambiará el patrón de control de la máquina al patrón anterior SCM.

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(6)

Interruptor de arranque del motor (7)

ATENCION El interruptor de arranque del motor debe estar en la posición de ENCENDIDO y el motor debe estar en marcha para mantener las funciones eléctricas e hidráulicas. Se debe seguir este procedimiento para impedir daños importantes en la máquina.

DESCONECTADA - Sólo introduzca la llave en el

interruptor de arranque del motor cuando el interruptor está en la posición DESCONECTADA. Quite la llave del interruptor de arranque del motor sólo cuando el interruptor esté en la posición DESCONECTADA Gire el interruptor de arranque del motor hasta la posición DESCONECTADA antes de arrancar el m o t o r G i r e e l i n t e r r u p t o r d e l l a v e h a s t a l a p o s i c i ón DESCONECTADA para parar el motor.

CONECTADA - Gire el interruptor de arranque del motor hacia la derecha, a la posición CONECTADA para activar todos los circuitos de la cabina.

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ARRANCAR - Gire el interruptor de arranque del motor hacia la derecha, a la posición de ARRANCAR para hacer girar el motor Después de arrancar el motor, suelte la llave del interruptor de arranque El interruptor de arranque vuelve a la posición CONECTADA Nota: Si el motor no arranca después de 30 segundos, vuelva a poner el interruptor de arranque del motor en la posición DESCONECTADA Espere dos minutos antes de devolver otra vez el interruptor de arranque del motor a la posición de ARRANCAR.

Control de velocidad del motor Engine

Speed

(Velocidad del motor) - Gire el selector de velocidad del motor para controlar la velocidad del motor (rpm del motor). Seleccione la posición deseada entre las diez posiciones disponibles. La posición seleccionada del selector de velocidad del motor aparece en el panel del

monitor

electrónico. Disminuir - Gire el selector de

velocidad del motor hacia la izquierda para disminuir la velocidad del motor (rpm del motor).

Aumentar - Gire el selector de velocidad del motor hacia la derecha para aumentar la velocidad del motor (rpm).

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CONTROL DE VELOCIDAD DE DESPLAZAMIENTO

Velocidad baja - Seleccione la posición VELOCIDAD BAJA si se desplaza en superficies ásperas o en superficies blandas o si requiere una fuerza grande en la barra de tiro. Seleccione la posición de VELOCIDAD BAJA también si va a subir o bajar una máquina de una unidad de remolque.

AUTOMÁTICA - Si se desplaza en una superficie dura y horizontal a una velocidad rápida, seleccione la posición

La conducción continua a velocidad alta debe limitarse a dos horas. Si necesita seguir conduciendo a velocidad alta durante más de dos horas, pare la máquina durante diez minutos. Esto enfriará los mandos de desplazamiento antes de reanudar la conducción.

Control automático de la velocidad del motor (13) El Control Automático de Velocidad del Motor (AEC) reduce automáticamente la velocidad del motor cuando la máquina está inactiva El sistema AEC ha sido diseñado para reducir el consumo de combustible y el ruido Las velocidades inferiores del motor pueden prolongar su vida útil. El sistema AEC no se puede utilizar cuando el interruptor auxiliar del sistema del controlador electrónico esté en la posición MANUAL.

Control Automático de Velocidad del Motor (AEC) El interruptor de control automático de la velocidad del motor se activa cuando se gira el interruptor de arranque del motor hasta la posición CONECTADA El indicador se enciende Cuando se oprime el interruptor AEC, la función del interruptor AEC cambia de ACTIVADA a DESACTIVADA, y viceversa El operador puede escoger tres posibles modalidades de control automático de velocidad del motor Refiérase a la Tabla obtener más detalles.

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Modalidad AEC

Primera etapa

Posición Ajuste del del selector de velocidad del interruptor motor del AEC DESCONECTA 5 a 10

Posición del interruptor de velocidad baja en

Descripción de modalidad

El controlador electrónico reduce

vacío manual DESCONECTAD automáticamente la velocidad del A motor

Elensistema controlador unas 100AECrpm deldespués de electrónico transcurrir un

Segunda CONECTADA

5 a 10

DESCONECTAD A

Velocidad

CONECTAD Ao baja en vacío DESCONECT ADA manual

3 a 10

CONECTADA

reduce período aproximadamente tres delsegundos motor aproximadamentehidráulica sinvelocidad del motorLarpm reduce después de aproximadamente en que transcurra período de 1,020 un rpm aproximadamente tres segundos sin demanda hidráulica

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Manual de Excavadoras Mecatec2014

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