UNIVERSIDAD DE HUANUCO-SEDE TINGO MARIA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CARRETERAS II
CURSO
:
INGERNIERIA DE
DOCENTE
:
Ing. FRANKLIN VIGILIO CLAUDIO
ALUMNO
:
ERICK DELGADO PAISIG
SEMESTRE
:
2014 – 1
TINGO MARIA – PERÚ 2014
MAQUINARIA PESADA
ÍNDICE 1) EXCAVADORAS
Tipos
Según su accionamiento Según el sistema de traslación Según el Tipo de operación Mantenimiento Seguridad Industrial Medio Ambiente Elementos y dimensiones de la excavadora excavadora 1.1 EXCAVADORA DE ORUGAS capacidad de levantamiento de las excavadoras capacidades del cucharon retroexcavadora fuerzas de plegado y de ataque producción de las excavadoras excavadoras tiempo promedio de un ciclo producción de excavadoras en movimiento en movimiento de tierras como aumentar como aumentar al máximo la producción con una excavadora de gran volumen 1.2 RETROEXCAVADORA tipos transporte mantenimiento dimensiones y capacidades capacidad de levantamiento capacidades de los cucharones CALCULO DE RENDIMIENTO 1.3 DRAGAS Y DRAGALINAS tipos transporte mantenimiento 1.4 TRACTORES CON HOJA DE EMPUJE aplicaciones tipos transporte mantenimiento examen de la máquina potencia y peso de excavadora la eficiencia de los combustibles limitaciones de los tractores
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cálculos de producción.
1.5 ESCREPAS Y MOTOESCREPAS Operaciones Aplicaciones Tipos Transporte 1.6 CARGADORES FRONTALES Operaciones Aplicaciones Tipos Tiempo de ciclos hidráulicos Carga límite de equilibrio estático Profundidad de excavación Tiempos de ciclo del cargador Factores de tiempo de ciclo CALCULO DE RENDIMIENTO
2) UNIDADES DE ACARREO O TRANSPORTE
operaciones aplicaciones tipos producción de acarreos con camiones tiempos fijos típicos de las unidades de acarreo CALCULO DE RENDIMIENTO
3) EQUIPOS DE COMPACTACIÓN 3.1 Compactadora tipos aplicaciones rendimientos 3.2 motoniveladoras Operaciones Tipos
Transporte
Mantenimiento
Aplicaciones
Producción CALCULO DE RENDIMIENTO
4) CONCLUSIONES 3|P ág i n a
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I.
EXCAVADORAS
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 definición anterior, precisa que si la máquina descrita no es capaz de girar su superestructura una vuelta completa (360º), no es considerada como excavadora. La precisión de los órganos de trabajo, tales como pluma, balancín, estructura portante, portante, etc.; fija y unifica los criterios clasificadores.
Operaciones: Operaciones: Excavar, Cargar, Girar, desplazar, Movilizar y desmovilizar
Aplicaciones: Excavación de zanjas y zanjas de gran tamaño; Peinado de taludes encima del plano de sustentación de la máquina; Excavación para estructuras, Excavación en bancos de préstamo o excavación de materiales.
Tipos: las excavadoras se clasifican de la siguiente manera: 1. Según su accionamiento:
Excavadoras de cable o mecánicas. Excavadoras Hidráulicas.
2. Según el sistema de traslación:
Excavadoras montadas sobre cadenas (orugas). Excavadoras montadas montadas sobre ruedas o neumáticos. Excavadoras montadas sobre rieles. Excavadoras montadas sobre barcos.
3. Según el Tipo de operación:
Excavadoras normal normal o Standard. 4|P ág i n a
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Excavadoras de mordazas. Excavadoras de tambor. Excavadora de Rosario. Mantenimiento: 1. Preventivo: Verificación de lubricantes y grasas antes de salir. Revisar la hoja de mantenimiento preventivo. Existencia de filtros en los almacenes. Tipo de lubricante en máquina y existencia en los almacenes. Verificar puntos de engrase. Aumentos y cambios de aceite. 2. Predictivo: Toma de muestra del cambio de aceite. Verificación de recomendaciones mecánicas en máquina. Si el equipo es a ruedas control de la presión de aire de las llantas. Ubicar el laboratorio donde se va hacer el análisis. 3. Correctivo: Prever el cambio de uña o gradas. Acondicionamiento de cuchara. Cambio de partes. Tablero de control. Lista de repuestos que se usan más en la máquina con costos estimados y proveedores. Instalaciones en taller o posta. Camión lubricador. Camión maestranza.
Seguridad Industrial: Las prendas de vestir deben ser relativamente ajustadas, debe evitarse chaquetas sueltas, mangas de camisa, anillos y cualquier otro tipo de joyas, ya que existe el peligro de engancharlas en piezas móviles. La indumentaria requerida es: Cascos resistentes, Gafas de seguridad, Vestido reflectante, Zapatos de seguridad y Protectores para los oídos. Medio Ambiente Ruido dentro y fuera, cuando el nivel de ruido sobrepase el margen de seguridad establecido (80 dB), será obligatorio el uso de auriculares o tapones. 5|Pá g i n a
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Emisión de gases (CO2, NO2) Partículas en suspensión (polvo), en trabajos con tierras o arcillas sueltas y secas, donde se deberá hacer uso de mascarillas o preparar el terreno con lechadas de agua con cal .
ELEMENTOS Y DIMENSIONES DE LA EXCAVADORA
1. EXCAVADORA DE ORUGAS
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Son máquinas utilizadas para excavar abajo del nivel del terreno en que se sustentan, y están formadas por un brazo mecánico con un cucharón retroexcavador, el cual funciona por medio de un sistema hidráulico, acoplado a una estructura metálica montada sobre carriles o neumáticos. Los principales componentes de esta máquina, son: La pluma. Es un elemento estructural en forma de cuello de ganso, que está unido en la parte inferior al bastidor principal de la máquina a través de una articulación, y puede estar formada por una o dos piezas, mismas que dependen de las siguientes características: a) Se utiliza la pluma de una pieza. Si el trabajo requiere generalmente alcance y profundidad máximos. Es exc ele nte para abrir zanjas, por su largo alcance, profundidad, menos peso y buena capacidad de levantamiento. b) Se utiliza la pluma de dos piezas. Si el trabajo exige adaptabilidad. La sección anterior se extiende o se retrae a tres posiciones diferentes a fin de variar el alcance y la profundidad. Se puede retraer completamente la sección anterior para usarla con cucharones más grandes o extenderla para lograr máximo alcance y profundidad. Se puede ajustar el ángulo de la sección anterior a la posición del pasador superior o inferior o para aumentar el alcance hacia arriba, altura de descarga o profundidad de excavación. Esta extendida al máximo y en la posición de pasador inferior, la pluma de dos piezas tiene igual alcance que la de una sola pieza. El brazo. Es el elemento excavador que va articulado a la parte superior de la pluma, y en su parte inferior va unido el cucharón, mismo que es controlado a través de cilindros hidráulicos. Existen varios tipos de brazos de ataque, entre los que se indican los siguientes: Brazo corto. Brazo de largo alcance. Brazo mediano. Brazo telescópico. Brazo largo. Brazo corto. Proporciona fuerza de penetración y capacidad de levantamiento máximo del brazo. Se puede utilizar con un cucharón grande en trabajos de gran volumen en excavaciones de zanjas y carga de camiones. Brazo mediano . Proporciona máximo r e n d i miento en la mayor ía d e los tra baj os en los que interviene , especialmente cuando las condiciones de trabajo cambian frecuentemente. Brazo largo. Ofrece el mayor alcance y profundidad de excavación. Se utiliza este tipo de brazo, cuando la excavadora se usa generalmente para abrir zanjas profundas o para obtener gran alcance utilizando cucharones de poca capacidad. Brazo de largo alcance . Es de los más modernos y solamente se emplea para operaciones de dragado y conservación del lecho de ríos o lagunas, mismas que tradicionalmente son realizadas normalmente con dragas. Brazo telescópico. Utilizado para adaptársele el cucharón de almeja, comúnmente utilizado en excavaciones verticales.
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Para cada modelo y marca existen diferentes longitudes de brazos, la elección adecuada depende de los siguientes factores; tales como la fuerza de corte necesaria, la capacidad de levantamiento, el tamaño del cucharon y tipo de material. El aditamento principal de esta máquina es el cucharon retroexcavador, acondicionado con tres o más dientes y orejetas para tener mayor capacidad de corte. Los hay de diferentes tipos y capacidades, mismos que están en función del tamaño de la excavadora, entre los que podemos encontrar: Cucharón estándar . Para todo tipo de uso. Cucharón trapezoidal . Para ex ca va ci on es en canales. Cucharón de aplicación especial . Está diseñado para cargar rocas y otros materiales duros. Cucharón para zanjeo pesado. Para retener bien la carga y facilitar la excavación donde hay poco espacio.
Trabajos que realizan zanjas para alojar tuberías Excavación de canales Excavación de cimentaciones Colocación de tubería Excavación de cunetas y drenes Carga de material a vehículos Demoliciones en general Levantar y hacer maniobras con grandes pesos Talar y acarrear árboles Separar y acarrear chatarra CAPACIDAD DE LEVANTAMIENTO DE LAS EXCAVADORAS En muchas obras de construcción de redes de agua y/o alcantarillados, una excavadora tiene que levantar y girar secciones pesadas de tubería y secciones de entrada dentro y fuera de las zanjas, colocar secciones de entrada y descargar material de camiones. En algunos casos, la capacidad de levantamiento de la excavadora es tan importante que es el factor decisivo en la elección de una excavadora para un trabajo. La capacidad de levantamiento de una excavadora depende de su peso y de la ubicación del centro de gravedad de la máquina, de la posición del punto de levantamiento (como se ve en los dibujos) y de su capacidad hidráulica. En cada posición del pasador del cucharón, la capacidad de levantamiento está limitada por la carga límite de equilibrio estático o por la fuerza hidráulica. Los cambios de posición de la pluma, el brazo y el cucharón producen cambios en la geometría de los implementos y pueden reducir mucho la capacidad hidráulica de levantamiento. Por ello, se define la capacidad de levantamiento de una excavadora como se menciona a continuación. 8|P ág i n a
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Equilibrio — Se dice que una excavadora está a punto de perder el equilibrio cuando el peso de la carga en el cucharón al actuar sobre el centro de gravedad de la máquina hace levantar los rodillos traseros separándolos de los rieles de las cadenas. Se considera que las cargas suspendidas cuelgan, mediante una eslinga o cadena, de la parte de atrás del cucharón o del varillaje del cucharón, y que el peso de los accesorios, eslingas o medios auxiliares de levantamiento son parte de la carga suspendida. Por tanto, la carga límite se define como la que produce una situación de desequilibrio a un determinado. El radio de la carga se mide como la horizontal desde el eje de rotación de la (antes de cargar) hasta la línea vertical del centro de carga cuando la carga se ha aplicado (dimensión A en ilustración). La altura nominal corresponde a la vertical desde el gancho del cucharón hasta el (dimensión B
Carga de elevación nominal — La carga nominal se obtiene usando la distancia vertical desde el gancho del cucharón hasta el suelo y el radio de la carga. Las condiciones para que un determinado accesorio de la máquina levante una carga que cuelga del cucharón designado son las siguientes: a. La carga nominal no pasa del 75% de la carga límite de equilibrio estático. b. La carga nominal no debe exceder el 87% de la capacidad hidráulica de la excavadora, o sea que la máquina debe poder levantar el 115% de la carga nominal. c. La carga nominal tampoco debe superar la capacidad estructural de la máquina.
CAPACIDADES DEL CUCHARON RETROEXCAVADORA
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Las capacidades de los cucharones se clasifican colmados y a ras de la manera siguiente: Capacidad a ras El volumen de material dentro contorno de las planchas delantera y trasera sin contar material la plancha de derrame ni en los Capacidad El volumen del cucharón cargado a más el volumen de material encima nivel a ras, con un ángulo de reposo 1:1 sin contar material en
FUERZAS DE PLEGADO Y DE ATAQUE La penetración del cucharón en un material se logra mediante la fuerza de plegado del cucharón (FB) y la fuerza de empuje del brazo (FS). Las fuerzas de excavación nominales son las fuerzas máx im as que se pueden ejercer en el punto de corte más alejado. Se pueden calcular estas fuerzas aplicando presión hidráulica de alivio al(los) cilindro(s) que proporciona(n) la fuerza de excavación. Para el cálculo de las fuerzas de excavación se describen las fórmulas a continuación: FB = Fuerza radial de los dientes obtenida del cilindro del cucharón Fuerza del cilindro del cucharón (Brazo A) x (Brazo C) FB= --------------------------------------------------------- x ----------------------------------Longitud de brazo D (brazo B)
Fuerza del cilindro = (Presión) x (Área del émbolo del cilindro) Brazo D = Radio de la punta del cucharón.
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Carga útil del cucharon: En una excavadora la carga útil del cucharon (la cantidad de tierra del cucharon en cada ciclo de excavación) depende del tamaño y forma del cucharon, de la fuerza de plegado y de ciertas características del suelo, tales como el factor de llevado de ese tipo de tierra. Se indican a continuación los factores de llenado de diversos materiales. Promedio de carga útil del cucharon= (capacidad colmada del cucharon) x (factor de llenado del cucharon)
PRODUCCIÓN DE LAS EXCAVADORAS Existen varios métodos para conocer la producción de una excavadora, entre los que se indican los siguientes: 1) Por observación directa. 2) Por medio de graficas (elaboradas por el fabricantes) y formulas. 3) Por medio de fórmulas. 4) Por medio de monogramas.
Entre los métodos antes señalados, el más utilizado es el de gráficas y fórmulas, que se basa en la fórmula general para conocer la producción real horaria de una excavadora, y está integrada de la siguiente manera: P = Pt x Fa x e Donde: P= producción real horaria (m 3-S/hr) Pt= producción teórica (sale de las gráficas en m3-S/hr) Fa=factor de llenado E= factor de eficiencia El ciclo de excavación de una excavadora comprende cuatro fases, que son: 1. Corte y carga del material (llenado del bote) 2. Elevación y giro de la máquina cargada 3. Descarga del material 4. Giro de la máquina vacía al sitio de origen Por consiguiente, el tiempo del ciclo dependerá de las condiciones y características de la excavadora, así como también de las condiciones generales del trabajo. Es por eso que en condiciones óptimas las excavadoras tendrán mayor rendimiento y, a medida que las mismas empiezan a ser adversas, el rendimiento tiende a disminuir. Con base en lo anterior los fabricantes de excavadoras han realizado pruebas de campo en diferentes tipos de condiciones y con los 11 | P á g i n a
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resultados obtenidos elaboraron el siguiente cuadro, que muestra los tiempos del ciclo total que pueden esperarse en relación con las condiciones de trabajo de la obra. En la siguiente tabla se indican los tiempos promedios de un ciclo para diferentes tipos de excavadoras, los cuales son resultado de las pruebas realizadas por los fabricantes de excavadoras, en condiciones de trabajo normales y empleando un operador bueno. Se proporcionan estos datos con el fin de tomarlos como referencia, aplicando los factores de corrección necesarios para cada trabajo específico en base a la experiencia adquirida.
PRODUCCION DE EXACAVADORAS EN MOVIMIENTO DE TIERRAS Como en toda máquina para mover material, la producción de una excavadora hidráulica depende de la carga útil media del cucharon, el tiempo medio del ciclo, y la eficiencia del trabajo. Si determinamos con exactitud el tiempo de ciclo de una excavadora y carga útil del cucharon, se puede usar la siguiente fórmula para para hallar la producción de una máquina. m3/hr.=(ciclos/hr)(carga útil media del cucharon en m 3)
(60 min. /hr.)
m3 /hr. de 60 min. = ------------------------------------------ x (Carga útil media del cucharón en m3) (Tiempo de ciclo en min.) 12 | P á g i n a
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Carga útil media del cucharón
= (Capacidad colmada del cucharón) x (Factor de llenado del
cucharón)
m3 reales/hr. = (m3/hr. de 60 min.) x (Factor de eficiencia del trabajo)
COMO AUMENTAR AL MAXIMO LA PRODUCCION CON UNA EXCAVADORA DE GRAN VOLUMEN Usando un tiempo medio de ciclo se puede ajustar la producción calculada para tener en cuenta las características específicas del lugar de la obra y de la aplicación. Por ejemplo, los cálculos en aplicaciones de carga de camiones deben incluir el tiempo necesario para cambiar el camión, lo cual aumenta el tiempo de ciclo y reduce la productividad teórica. Los cálculos, inicialmente se basan en 60 min. de trabajo por hora, que es el 100% de eficiencia, lo cual nunca se consigue en la práctica. Por lo tanto, el estimador aplica un factor de eficiencia en el trabajo a las cifras de la tabla, basándose en su criterio o el conocimiento de las condiciones reales de la obra. Altura del banco y distancia al camión ideales — Cuando el material es estable, altura del banco debe ser aproximadamente igual a la longitud del brazo. Si material es inestable, la altura del banco debe ser menor. La posición ideal camión es con la pared cercana de la caja del camión situada debajo del de articulación de la pluma con el Zona de trabajo y ángulo de giro óptimos — Para obtener la máxima la zona de trabajo debe estar limitada a 15° a cada lado del centro de máquina o aproximadamente igual al ancho del tren de rodaje. Los deben colocarse tan cerca como sea posible de la línea central de la máquina. ilustración muestra dos alternativas Distancia ideal del borde – la maquina debe colocarse de forma que el brazo este vertical cuando el cucharon alcanza su carga máxima. Si la maquina se encuentra a una distancia mayor, se reduce la fuerza de desprendimiento. Si se encuentra más cerca del borde, se perderá tiempo al sacar el brazo. El operador debe comenzar a levantar la pluma cuando el cucharon haya recorrido el 75% de su arco de plegado. En ese momento el brazo estará muy cerca de la vertical. Este ejemplo representa una situación ideal. En una obra determinada no es posible seguir todos los puntos considerados, pero si se siguen estos conceptos el efecto sobre la producción será muy positivo. Producción real/hora = (producción/hora de 60 min.) x (Factor de eficiencia en la obra) Carga útil estimada del cucharón = (Cantidad de material en el cucharón) = (Capacidad colmada del cucharón) x (Factor de llenado del cucharón) VARIANTES Y OTROS MODOS DE EMPLEO DE LAS EXCAVADORAS De largo Las excavadoras de largo alcance est án diseñadas es pe cí fi ca me nt e para tareas de excavación ligera que requieren un alcance mayor el que tienen las máquinas que se utilizan normalmente excavación. Para poder tener una fuerza de alta junto con un cucharón de tamaño aceptable, excavadoras de largo alcance tienen límites de alcance menores los que
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2. RETROEXCAVADORA La retroexcavadora es una maquina en la cual la pluma baja y sube en cada operación; la cuchara, unida a ella, excava tirando hacia el carretón, es decir hacia atrás como se ve en la figura , en vez de empujar hacia delante, como lo hace la excavadora normal. Operaciones Excavar Es la mejor máquina para excavar taludes verticales por debajo del plano de sustentación de la máquina. Cargar Realizando giros según su eje vertical hacia el camión de volteo que se encuentra detrás o a un lado del equipo de excavación. Girar Des lazar Movilizar desmovilizar. Aplicaciones: Excavación de zanjas con taludes verticales; roca dura disgregada previamente. La excavación se realiza por debajo del nivel de sustentación de la excavadora sin importar el nivel freático. Excavaciones de cimientos Excavación de canales Limpieza y nivelación 14 | P á g i n a
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Desmonte, carga y descarga de materiales Relleno de cimientos y zanjas Escarificar (proceso de remover la estructura de un pavimento existente, y desgarra, remover terreno rocoso).
Tipos Según su accionamiento:
Retroexcavadora de cable o mecánicas. Retroexcavadora hidráulicas.
Cadenas (orugas). El chasis está soportado por
dos cadenas paralelas. Así mismo los órganos de mando, igual que en la de neumáticos, se encuentran en la cabina del conductor. Retroexcavadoras montadas sobre ruedas o neumáticos. El tren de rodadura está compuesto de ruedas de caucho, los órganos de mando de desplazamiento, dirección y frenos están en la cabina. La estabilidad se asegura con estabilizadores de las ruedas.
Mixta Este tipo de máquina es muy práctica dado que por un lado dispone de una pala ancha capaz de mover volúmenes considerables de tierras y por otro lado dispone de una pala con brazo articulado muy práctica para la ejecución de zanjas, trabajos en taludes, de escombros, etc. Unido todo ello al reducido volumen de la máquina y su diseño por lo cual es capaz de moverse en terrenos difíciles hace de esta máquina un modelo muy práctico e imprescindible para toda empresa dedicada al movimiento de tierras y/0 construcción. Transporte La Retroexcavadora puede ser transportada por la cama baja, en caso de no poder transportarse sola, si es sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede no necesita de transporte, por contar – en muchos casos- con tren e independencia motriz. Mantenimiento El motor debe estar parado para realizar el mantenimiento, si se requiere encendido para hacer ajustes el operador debe estar en la cabina para evitar el acceso de los controles a extraños.
Preventivo
Protocolo de encendido Capacidad del tanque de combustible Prever posibles emplazamientos de tuberías de alcantarillado o gas. Si van a efectuarse soldaduras en la unidad, desconecte el alternador y baterías. 15 | P á g i n a
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Las baterías durante su carga o descarga producen hidrogeno y oxígeno, una mezcla muy explosiva, una chispa puede producir la detonación de los mismos. Deductivo: Indicadores de tablero. Inspección visual alrededor de la máquina. Correctivo: Reemplazo de grasa sucia por nueva Cambio de combustible Inspección Visual alrededor de la máquina. Utilizar el aceite recomendado por el fabricante. En el caso de excavadoras sobre ruedas al inflar los neumáticos utilizar una manguera larga que permita situarse paralela a la rueda y fuera del alcance de posibles reventones.
DIMENSIONES Y CAPACIDADES
CAPACIDAD DE LEVANTAMIENTO
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CAPACIDADES DE LOS CUCHARONES Ancho en mm. 305 457
capacidad colmado a ras 3 3 .07m .06m 3 3 .012m .099m
peso( en kg) 116
CALCULO DE RENDIMIENTO
3. DRAGAS Y DRAGALINAS Las dragas son máquinas especialmente diseñadas par a realizar excavaciones acuáticas y extraer los residuos de estas obras. En el mercado se dispone de variados diseños, las dragas se pueden clasificar según su función u operación, de acuerdo a su función se tienen dragas para lagunas, residuos 17 | P á g i n a
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peligrosos, bombeo de flujos viscosos y construcciones marinas y según el modo de operación se dispone de dragas eléctricas, diésel, a control remoto, tripuladas o propulsión automática. La dragalina, llamada también draga de arrastre, es el equipo indicado para realizar excavaciones bajo su nivel de sustentación en terrenos blandos, fangosos o sumergidos. Esto es posible por su gran alcance, que le permite excavar una gran área sin desplazarse o desplazándose por terreno firme. Este mismo alcance le posibilita descargar lejos del sitio de excavación y formar montones altos con el material extraído. Operaciones: Una operación de dragado consiste en excavar material terroso cubierto por agua. A menudo, se provoca la suspensión del material en el agua, para transportarlo al lugar de depósito. Tales trabajos pueden tener por objetivo la excavación general submarina de una bahía, de una playa, de un río o de un lago. En esos casos, si el área por excavar tiene una anchura considerable, lo mismo que longitud, se sitúa la draga de manera que ejerza una acción de recorrido continuo y extenso sobre la superficie del agua, alrededor de un centro de giro. En otros trabajos, la draga tendrá que excavar un canal o una trinchera, y necesitara moverse según una línea, a medida que avance la excavación. Excavar.- Por arrastre de material. Cargar. - Carguío de material suelto.
MÒDULO DE DRAGADO Es el dispositivo sujeto a un castillo soportante en la proa de la draga mediante un cable que al ser soltado por un malacate permite que el módulo llegue hasta el sedimento para disgregarlo, mezclarlo con agua y absorberlo TUBERÍA Constituye la tercera parte y permite que la mezcla sea transportada sobre el nivel del agua del embalse y sea depositada a pie de presa donde las excedencias que salen por el vertedero y desagüe de fondo y los tributarios arrastren el sedimento aguas abajo del río. DRAGALINA Son equipos que están conformados por una cabina, un sistema de traslación, una pluma de gran longitud, en el orden de hasta los 60 metros. Tienen una cuchara accionada por un sistema de cables y realiza excavación por arrastre.
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Aplicaciones Limpieza del fondo de los puertos y costas. Aumento de la profundidad de calado necesaria para el tránsito de ciertas embarcaciones. Dragado de ríos y presas Excavación de áridos del fondo del lecho de los ríos. Aumento de la profundidad de calado necesaria para el tránsito de ciertas embarcaciones. Técnica de trasbordo de material Remoción del estéril para mostrar las vetas de carbón Demolición de oleoductos Dragado de ríos y presas
Tipos: Los equipos de dragado pueden clasificarse en dos grandes grupos: DRAGAS MECÁNICAS EXCAVADORAS O DRAGALINAS y DRAGAS DE ASPIRACIÓN HIDRÁULICA, basadas en la captación del material del lecho mediante tuberías de aspiración y equipos de bombeo. Dragas Hidráulicas Dragas Hidráulicas utilizan agua para propulsar el material dragado. El material es succionado por la bomba y propulsado a través de la tubería. Ejemplos Dragas de Succión Dragas de Barrena Dragas de Plancha Dragas de Turbina Dragas de Cubeta La draga de cortador Amazone, con un rendimiento de aproximadamente 3,000 m3 por hora, y sus
equipos de apoyo. Dragas Mecánicas Dragas mecánicas usan una cubeta, almeja, u otros medios mecánicos para substraer el material del fondo. Si el material no puede ser descargado cerca de la draga, este será transportado alternamente.
Ejemplos Dragas de Balde Dragas Excavadora (excavadora) Dragas Retroexcavadora
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Dragas de Escalera Dragas de Cucharón
DRAGAS DE ARRASTRE. Una operación de dragado consiste en excavar material terroso cubierto por agua. Transporte La Draga se transporta por medio del Low Boy en caso de no poder transportarse sola, si esta sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede transportarse sola. Mantenimiento Para realizar el mantenimiento el motor debe estar parado. Inspección visual Ralenty (Calentamiento del motor progresivamente) Engrasar piezas requeridas. Cambio de combustible. En caso de dragas sobre ruedas al inflarlos con una manguera larga fuera del alcance de posibles
4. TRACTORES CON HOJA DE EMPUJE Máquina para movimiento de tierra con una gran potencia y robustez en su estructura, diseñado especialmente para el trabajo de corte (excavando) y al mismo tiempo empujando con la hoja (transporte). En esta máquina son montados diversos equipos para poder ejecutar su trabajo, además debido a su gran potencia tiene la posibilidad de empujar o apoyar a otras máquinas cuando estas lo necesiten (Ej. una motoescrepa). Operaciones Excavar(a cielo abierto en grandes dimensiones). Acarreo en grandes dimensiones.
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Aplicaciones Grandes excavaciones a cielo abierto. Excavación en banco de préstamo. Limpieza y desbroce. Apertura de vías. Tipos 1. Por el sistema de traslación
De Orugas
Su combustible mayormente es el diésel, son equipos de mayor potencia. Chasis rígido Velocidades máximas de entre 7 y 15 km/h. Potencias de entre 140 y 770 HP. Transmisiones mecánicas. Pesos en servicio de entre 13,5 y 68 t. Capacidad de remontar pendientes de hasta 45º. De ruedas Producen menos compactación e n el suelo, se usan más en agronomía. Chasis articulado con ángulos de 40º a 45º. Tracción en las cuatro ruedas. Velocidades máximas de desplazamiento de entre 16 y 60 km/h. Potencias de entre 170 y 820 HP. Transmisiones mecánicas o eléctricas. Pesos en servicio de entre 18,5 y 96 t
2. Por la forma en que mueve su barra Las hojas de empuje pueden realizar los siguientes movimientos: Inclinación lateral Variación del ángulo de ataque de la hoja. Variación del ángulo de la hoja respecto de la dirección de avance. Elevación y descenso de la hoja.
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3. Otra clasificación según Caterpillar Hoja recta Hoja universal Hoja semiuniversal Hoja semiuniversal de radio variable Hoja amortiguada
Accesorios Adicionales También puede contar en su parte trasera con un escarificador. Este accesorio permite excavar suelos duros que no se pueden remover con la hoja, tales como asfalto, pavimento viejo y superficies congeladas. Transporte La Topadora se transporta por medio del Low Boy en caso de no poder transportarse sola, si esta sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede transportarse sola. Se presenta el montaje de una topadora Buldócer. Mantenimiento En la zona de trabajo Colocar la máquina en terreno llano. Bloquear las ruedas o las cadenas. Colocar la cuchara apoyada en el suelo. Si se debe mantener la cuchara levantada se inmovilizará adecuadamente. Desconectar la batería para impedir un arranque súbito de la máquina. No quedarse entre las ruedas o sobre las cadenas, bajo la cuchara o el brazo. No colocar nunca una pieza metálica encima de los bornes de la batería. Utilizar un medidor de carga para verificar la batería. No utilizar nunca un mechero o cerillas para ver dentro del motor. Aprender a utilizar los extintores. Conservar la máquina en buen estado de limpieza. En taller Antes de empezar las reparaciones, es conveniente limpiar la zona a reparar. No limpiar nunca las piezas con gasolina. Trabajar en un local ventilado. NO FUMAR. Antes de empezar las reparaciones, quitar la llave de contacto, bloquear la máquina y colocar letreros indicando que no se manipulen los mecanismo. Si varios mecánicos trabajan en la misma máquina, sus trabajos deberán ser coordinados y conocidos entre ellos. Dejar enfriar el motor antes de quitar el tapón del radiador.
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Bajarla presión del circuito hidráulico antes de quitar el tapón de vaciado, así mismo cuando se realice el vaciado del aceite vigilar que no esté quemando. Si se tiene que dejar elevado el brazo y la cuchara, se procederá a su inmovilización antes de empezar el trabajo. Realizar la evacuación de los gases del tubo de escape directamente al exterior del local. Cuando se arregle la tensión de las correas del motor, éste estará parado. Antes de arrancar el motor, comprobar que no se haya dejado ninguna herramienta encima del mismo. Utilizar guantes y zapatos de seguridad.
Examen de la máquina La máquina antes de empezar cualquier trabajo, deberá ser examinada en todas sus partes. Los exámenes deben renovarse todas las veces que sean necesarias y fundamentalmente cuando haya habido un fallo en el material, en la máquina, en las instalaciones o los dispositivos de seguridad habiendo producido o no un accidente. Todos estos exámenes los realizará el encargado o personal competente designado por el mismo. El nombre y el cargo de esta persona se consignarán en un libro de registro de seguridad, el cual lo guardará el encargado. Potencia y Peso de Excavadora El peso y el equilibrio de la excavadora se encuentran entre los factores más importantes que deben tenerse en cuenta para elegir un excavador co me rc ial . Como cuestión de hechos, más caballos de fuerza y peso son necesarios para empujar la pesada carga de los altos niveles de producción. El peso de la pala en la parte delantera de la excavadora debe ser compensado por tanto un equilibrio para contrarrestar el peso o un accesorio como un destripador o un torno, sobre todo cuando la empujadora se utilizará para terminar el trabajo. La Selección de la cantidad adecuada de los caballos de fuerza de la excavadora es una de las principales consideraciones en su compra. Si va a hacer una alta producción de trabajo, entonces el alto potencial de caballos es muy crítico. Si va a hacer más acabado, los caballos de fuerza ayudan a determinar la facilidad de dirección de la excavadora. La relación entre el peso y la potencia en caballos también es importante. Si tiene demasiados caballos de fuerza para el peso de su excavadora, la pista girará sin tracción y esto disminuye la productividad, así como la vida de los compartimentos. Por otra parte, si los caballos de potencia del motor no son suficientes para el peso de la empujadora y sus accesorios, su vehículo tendrá un momento difícil para medir las normas de productividad que son necesarios. La eficiencia de los combustibles Como en cualquier empresa comercial todos los costos de los elementos hay que tenerlos en cuenta al momento de elegir la excavadora que sea adecuada para su negocio. Esto significa que 23 | P á g i n a
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el consumo de combustible debe ser de cierta consideración, sobre todo en los momentos en que el costo del combustible está aumentando rápidamente. Una gran excavadora comercial, como la Fiat Allis 31 consumirá alrededor de 20 galones de diésel por hora. La excavadora de la velocidad real puede ser de unos 2 MPH, de modo que en la clásica forma de calcular rendimiento del combustible, que quema alrededor de 10 galones por milla. El verdadero problema en el consumo de combustible es que si se opera en una excavadora durante ocho horas en un día, se necesita aproximadamente 160 galones para el cambio. Si el depósito de combustible tiene 100 galones, se puede ver que tiene un problema logístico de mantenimiento de suficiente combustible para utilizar la máquina durante todo el día todos los días. En la selección de una excavadora comercial que vaya a utilizar, tendrá que encontrar una fórmula para la cantidad de tierra movida o tareas realizadas en las ocho horas en una fábrica para determinar el consumo de combustible y los gastos de funcionamiento de la excavadora. Otra consideración es el costo de obtener el combustible para la ubicación de la excavadora en el trabajo, así como del almacenamiento de combustible en el sitio. Limitaciones de los tractores El peso y la potencia disponible de la máquina determinan su capacidad de empuje. Ningún tractor puede aplicar más empuje en kg que el peso de la máquina y que la fuerza máxima que suministre el tren de fuerza. Ciertas características del terreno y las condiciones del suelo en la obra, limitan la capacidad del tractor para utilizar su peso y potencia. La tabla de “coeficientes aproximados de los factores de tracción”, en la Sección de Tablas, incluye los factores de tracción de los materiales corrientes. Para usar dicha tabla, multiplique el peso total del tractor (con accesorios) por el factor correspondiente, a fin de hallar la fuerza máxima de empuje utilizable de la hoja topadora. CÁLCULOS DE PRODUCCIÓN Tractores con hoja o barra topadora “Caterpillar” Se puede calcular la producción de un tractor de orugas con barra topadora, usando las gráficas de producción que se muestran a continuación y considerando los factores de corrección aplicables, usando la siguiente fórmula: Producción en m3-S/hr. = (Producción máxima (1)) x (Factores de corrección) Las gráficas de producción dan la producción máxima no corregida de las barras empujadoras (recta, semiuniversal y universal). Tomando en cuenta las siguientes consideraciones: 1. 100% de eficiencia (60 min/hr) 2. La máquina excava (corte) 15 m. y luego “empuja” la carga para arrojarla por encima de una pared. 3. Densidad del suelo 1,370 kg/m3-S 4. Coeficientes de tracción: 24 | P á g i n a
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Máquinas de orugas (cadenas): 0.5 o más Máquinas con neumáticos: 0.4 o más 5. Excavación en 1ª. velocidad de avance Acarreo en 2ª. Velocidad de avance Regreso en 2ª. Velocidad de reversa Para hallar la producción en m3/hr en banco (m3/hr-B), se aplica el factor de carga apropiado a la producción corregida, como se muestra a continuación: Producción en m3/hr-B. = (Producción en m3 /hr-S) x (Factor de carga)
ESCREPAS Y MOTOESCREPAS La Escrepa consta, en principio, de un bastidor o chasis que lleva una caja o recipiente de transporte y debe ser remolcada. Una Motoescrepa debe tener la potencia, tracción y velocidad para una producción alta y continua con una amplia gama de materiales, condiciones y aplicaciones. Algunas de las opciones de las Motoescrepas incluyen motor simple con caja abierta, motor tándem con caja abierta, motor tándem 25 | P á g i n a
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de empuje y tiro, elevadores y configuraciones de sinfín. Las Motoescrepas cortan y cargan rápidamente, tienen altas velocidades de desplazamiento, extienden en operación y eventualmente compactan por peso propio durante la operación.
Operaciones Corte del suelo Carga de Material removido Transporte del material Vaciado o descarga y su conjunta compactación Aplicaciones Ciclo completo de movimiento tierras. Acarreo de bancos de préstamo. Excavación de bancos de préstamo amplios y la descarga o extendido para terraplenes o grandes rellenos. Se aplica en la construcción de carreteras donde la calidad de los terrenos es relativamente homogéneo. Tipos Se conocen por su potencia: Mototraila estándar , consta principalmente de dos partes,
una caja metálica reforzada soportada por un eje con ruedas neumáticas, una compuerta curva que puede bajar o subir mediante un mecanismo hidráulico, una cuchilla de acero en la parte inferior de la caja que sirve para cortar material y una placa metálica móvil en la parte interior la cual al desplazarse hacia adelante permite desalojar todo el material contenido en ella. Mototraíla de doble motor , también conocidas como mototraílas de doble tracción, tienen un segundo motor que impulsa el eje trasero de la maquina con la que se obtienen una tracción en las cuatro ruedas lo que permite prescindir del tractor de ayuda, y puede trabajar en pendientes mayores así como en material granular.
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Mototraila de tiro y empuje , tienen la ventaja como
la eliminación del tractor empujador, es un equipo balanceado con menor inversión. Mototraíla tienen un mecanismo elevador que funciona a base de paletas que van cargando el material dentro de la caja, no requieren del tractor para su carga sin embrago su uso se limita a traba os con materiales suaves. Escrepas , escrepa de arrastre, las cuales son jaladas por un tractor de orugas, las cuales perdieron popularidad por su bajo rendimiento Mototraílas Eléctricas Las mototraílas con propulsión eléctrica poseen motores que mueven todos los órganos de trabajo del equipo, accionándolos directamente (ruedas) o a través de transmisiones simples (puerta, pared eyectora, etcétera). La corriente eléctrica es suministrada por generadores que, a su vez, son acondicionados por el motor de petróleo de la máquina. Mototraílas Tándem Algunas firmas constructoras han diseñado una mototraíla de dos módulos, es decir, un solo tractor de silla que arrastra dos traíllas, formando un solo conjunto. El yugo de la primera va montando sobre el eje propulsor del tractor de la manera usual. El yugo de la segunda traílla se coloca en forma similar sobre el eje trasero de la primera. .
Transporte: La Mototraíla se transporta por medio del Low Boy en caso de no poder transportarse sola, generalmente se transporta sola si la obra se encuentra cerca. Dimensiones:
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5. CARGADORES FRONTALES El cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un cucharón de gran tamaño en su extremo frontal. Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas. El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la producción. En el caso de excavaciones con explosivos, la buena movilidad de éste le permite moverse fuera del área de voladura rápidamente y con seguridad; y antes de que el polvo de la explosión se disipe, el cargador puede estar recogiendo la roca regada y preparándose para la entrega del material. Los cucharones del cargador frontal varían en tamaño, desde 0.19 m 3 hasta más de 19.1 m3 de capacidad, colmado. El tamaño del cucharón está estrictamente relacionado con el tamaño de la máquina. Operaciones Excavar - Cargar - Descargar - Acarrear o transportar
Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas. El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la producción. En el caso de excavaciones con explosivos, la buena movilidad de éste le permite moverse fuera del área de voladura rápidamente y con seguridad; y antes de que el polvo de la explosión se disipe, el cargador puede estar recogiendo la roca regada y preparándose para la entrega del material.
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Aplicaciones Se aplica en construcciones donde exista amplio espacio para maniobrar, se utiliza en toda obra que requiere de corte, carga, acarreo y descarga de medianos volúmenes de tierra. Carga de materiales Mezcla de materiales Excavación de terreno suelto o blando Apilado de material y carguío de material suelto Deposita el material suelto, ya sea en una planta (chancadora, de hormigón, asfalto, recicladora, etc.) o en un lugar de desecho Tipos 1. De acuerdo a la forma de efectuar la descarga: Descarga Frontal, Descarga Lateral Descarga Trasera 2. De acuerdo a la forma de rodamiento:
Transporte La Cargadora Frontal se transporta por medio del Low Boy en caso de no poder transportarse sola, si esta sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede transportarse sola. Dimensiones del equipo (Cargadores sobre Neumáticos)
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Dimensiones del equipo (Cargadores sobre orugas)
Tiempo de ciclos hidráulicos a. “Tiempo de ascenso ” — Tiempo en segundos para levantar el cucharón desde la posición horizontal en el suelo. b. “Tiempo de descenso ” — Tiempo en segundos para bajar el cucharón vacío desde la altura máxima hasta una posición horizontal en el suelo. c. “Tiempo de descarga” — Tiempo en segundos para mover el cucharón desde la posición de plegado máximo a la posición de máximo levantamiento y descarga total, y vaciar la carga según normas de la SAE. Carga límite de equilibrio estático Es el peso mínimo en el centro de gravedad de la carga “de clasificación SAE’’ del cucharón que hace girar el extremo trasero de la máquina de tal forma que, en los cargadores de cadenas los rodillos delanteros se levanten de las cadenas, y en los cargadores de ruedas, las ruedas de atrás dejan el suelo en las siguientes condiciones: a. El cargador se halla en una superficie dura y horizontal, y no se mueve. b. La máquina tiene el peso en orden de trabajo estándar. c. El cucharón está inclinado hacia atrás. d. La carga está en la posición más avanzada en el ciclo de levantamiento. e. Para cargadores de ruedas articulados la prueba debe hacerse con el bastidor recto (carga límite de equilibrio estático recto) y con el bastidor totalmente girado a un ángulo determinado (carga límite de equilibrio estático a giro pleno). f. La máquina está provista de equipo estándar, según se describe en las especificaciones, a menos que el título indique cosa diferente. Profundidad de excavación Las normas J732 JUN92 indican que la profundidad de excavación es “la distancia vertical en mm (o pulg) desde la rasante del terreno hasta el borde inferior de la cuchilla del cucharón en su posición más baja, y la cuchilla horizontal.” 30 | P á g i n a
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Tiempos de ciclo del cargador Cuando se acarrea material granular suelto en un suelo duro y liso, se considera razonable un tiempo básico de 0,45-0,55 minuto por ciclo en los cargadores articulados Caterpillar con operador competente. Esto comprende la carga, descarga, cuatro cambios de sentido de marcha, un ciclo completo del sistema hidráulico y un recorrido mínimo. Puesto que el tipo de material, la altura de la pila y otros factores pueden elevar o reducir la producción, su efecto se debe sumar o restar del tiempo de ciclo básico. Factores de tiempo de ciclo El promedio del tiempo de ciclo básico (carga, descarga, maniobra) de un cargador articulado es de 0,45-0,55 minutos, [el ciclo básico para los cargadores grandes, de 3 m3 (4 yd3) y más, puede ser ligeramente más largo], aunque se pueden anticipar variaciones sobre el terreno. Los siguientes valores de muchos elementos variables se basan en operaci one s normales. Al sum ar o rest ar los tiempos variables se obtendrá el tiempo total de ciclo básico. Promedios de los ciclos del cargador
914G – 962G……………………… 0.45 – 0.50 min. 966G – 980G……………………… 0.50 – 0.55 min. 988F – 990 ……………………… 0.55 – 0.60 min. 992G – 940D……………………… 0.60 – 0.70 min.
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II.
UNIDADES DE ACARREO O TRANSPORTE
Estas máquinas están diseñadas para el acarreo de material y su respectiva descarga, Posee una tolva cuya capacidad puede ser al ras o colmada, el peso a cargar en dicha tolva está en función del tipo de material. El volumen de carga debe definirse además por la ley de cargas considerando las vías por donde vaya a movilizarse el camión (esto para no dañar el camino existente). Operaciones Cargar.- carga Material excedente Descargar.- Descargar el material en obra Acarrear.- Traslada volúmenes de tierra excavada
Aplicaciones Se aplica en obras donde se requiera movimiento de tierra carguío, acarreo y descarga de grandes volúmenes de tierra: Transporte del material excedente Transporte de escombros Sobre acarreo Tipos Las Unidades de acarreo se clasifican de la siguiente manera: 1. Área Urbana Camiones de transporte para maquinaria 33 | P á g i n a
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Tracto camión
Camión de volteo: se emplea en las obras de movimientos de tierra de gran movilidad y rapidez así como la gran adaptabilidad para trabajos fuera de carretera y en suelos vírgenes, se encuentran en la categoría de tractor remolque.
2. Área Rural Camiones articulados
Este tipo de equipos tiene la posibilidad de un movimiento relativamente independiente de la cabina de mandos del camión. Con el propósito de facilitar el giro de la maquina en las operaciones. Este tipo de equipo puede tener la tolva con descarga hacia atrás o descarga hacia los lados. También existen volquetes con este sistema.
Camiones fuera de carretera. (TRUCK) Son equipos diseñados para el acarreo de materiales y él transita en la obra o por caminos no bien nivelados, existen de diversas capacidades y modelos.
Transporte Generalmente se transportan solas.
Mantenimiento Mantenimiento en taller Antes de empezar las reparaciones, es conveniente limpiar la zona a reparar. No limpiar nunca las piezas con gasolina. Trabajar en un local ventilado. Antes de empezar las reparaciones, quitar la llave de contacto, bloquear la máquina y colocar letreros indicando que no se manipulen los mecanismos. Si varios mecánicos trabajan en la misma máquina, sus trabajos deberán ser coordinados y conocidos entre ellos. Dejar enfriar el motor antes de quitar el tapón del radiador. Bajarla presión del ci rc ui to hidráulico antes de quitar el tapón de vaciado, así mismo cuando s e realice el vaciado del aceite vigilar que no esté quemando. Si se tiene que dejar elevado el brazo y la cuchara, se procederá a su inmovilización antes de empezar el trabajo. Realizar la evacuación de los gases del tubo de escape directamente al exterior del local.
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Cuando se arregle la tensión de las correas del motor, éste estará parado. Antes de arrancar el motor, comprobar que no se haya dejado ninguna herramienta encima del mismo. Utilizar guantes y zapatos de seguridad. Examen de la máquina La máquina antes de empezar cualquier trabajo, deberá ser examinada en todas sus partes. Los exámenes deben renovarse todas las veces que sean necesarias y fundamentalmente cuando haya habido un fallo en el material, en la máquina, en las instalaciones o los dispositivos de seguridad habiendo producido o no un accidente. Prueba de la tolva. Mantenimiento del motor en el kilometraje que especifique sus especificaciones. Todos estos exámenes los realizará el encargado o personal competente de si gn ado por el mismo. El nombre y el cargo de esta persona se consignarán en un libro de registro de seguridad, el cual lo guardara el encargado.
Mantenimiento de los neumáticos Para cambiar una rueda, colocar los estabilizadores. Utilizar siempre una caja de inflado, cuando la rueda no está sobre la máquina. Cuando se esté infl ando un a rueda n o permanecer enfrente de la misma sino en el lateral. No cortar ni soldar encima de una llanta con el neumático inflado.
EQUIPOS DE ACARREO Se define como equipo de acarreo a la máquina o combinación de máquinas que, contando con un sistema adecuado de carga y con un dispositivo de descarga, se utilizan para transportar materiales de un lugar a otro. Esta definición es independiente de la motoescrepa. 1. Dentro de estos materiales y para nuestro objetivo debemos considerar sólo dos tipos: Los sólidos, como son: Tierras, arenas, rocas, etc. Y los líquidos como: Agua, asfaltos, etc. 2. Por su sistema de rodamiento el transporte pude realizarse sobre: Orugas, neumáticos y sobre rieles; También existen otros medios de acarreo o transportación: Los de banda,
Entubados
Los acuáticos, y los de Canastilla sobre cables aéreos. 35 | P á g i n a
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3. Se puede clasificar las unidades de acarreo de acuerdo a su descarga, que pueden ser: Con descarga por el fondo Con descarga trasera Con descarga lateral Con descarga frontal. 4. También en cuanto a su desplazamiento, pueden ser: De autopropulsión De remolque TIPO DEL EQUIPO: Motoescrepas,
Camiones, Tractores, Góndolas
Eucklides (Dumpers), etc.
Para el cálculo del rendimiento de los equipos de acarreo, se deben tener presentes ciertas características o variables, las cuales están dadas en la siguiente relación: Longitud de recorrido Condiciones de la superficie: lodosa, firme, suelta, escabrosa, etc. Pendientes del recorrido CONDICIONES FÍSICAS DEL Condiciones climáticas y estado del tiempo TERRENO Proximidad y abastecimiento de combustibles y refacciones. Tipo del material: arenas, gravas, rocas, arcillas, etc. tamaño del material MATERIALES POR TRANSPORTARSE pesos volumétricos abundamientos del material Pegajoso o de fácil desprendimiento al descargar. capacidad de carga velocidades de desplazamiento maniobrabilidad en diferentes caminos condiciones climáticas LIMITACIONES EN LA MÁQUINA potencia del motor tipo de transmisión y tracción mecanismo de descarga impacto de la carga número de unidades disponibles sistema de carga
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MÉTODO DE OPERACIÓN
capacidad del equipo de carga velocidad de carga sistema de descarga desperdicios Formación de montones, terraplenes o capas. localización de accesos, rampas y camiones
PRODUCCIÓN DE ACARREOS CON CAMIONES El transporte de material excavado a la zona de vertido o al lugar de empleo es muy usual en las obras. Esta operación comprende el transporte de tierras sobrantes de la excavación a las zonas denominadas de tiro, o bien el transporte de las tierras necesarias para efectuar un terraplén o un relleno. El transporte de tierras a una zona de tiro puede formar una unidad única con la excavación en desmonte y el transporte de tierras para formar terraplenes, suele estar incluido en la unidad de terraplén compactado, especialmente cuando esta unidad se realiza con tractores bulldozer o escrepas. Tanto camiones como dámper son medios de transporte para largas distancias, con una serie de peculiaridades. Mientras los primeros no pasan de un peso de 13 toneladas por eje (pueden circular por carreteras convencionales), los segundos no. Los segundos, además de su gran capacidad, tienen un diseño especial que los compatibilizan para soportar cargas bruscas, terrenos accidentados, etc. Camiones: Vehículos de caja descubierta, destinados al transporte de cargas superiores a 500 kg., siempre han de ser basculantes. Dúmper: Vehículos de caja basculante muy reforzada (tara mayor o igual a la carga útil). Suelen tener varios ejes tractores y calzar neumáticos todo terreno. Se emplean para transportes cortos, fuera de carreteras o caminos y tienen capacidad de carga muy variable. Pueden tener una elevada capacidad de transporte, oscilando los pesos netos entre 30 y 40 toneladas con cargas útiles entre las 40 y 60 toneladas.
El ciclo de trabajo de un dúmper se puede desglosar de la forma siguiente:
Salida de la zona de carga. Transporte cargado. Descarga. Maniobra de salida de la zona de descarga. Transporte vacío (retorno). Maniobras hasta posición de carga. Carga. Las otras actividades complementarias se estiman con criterios lógicos basados en la experiencia.
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La carga depende del sistema que se utilice. La producción obtenida para la pala, marca la producción. Nos Interesa cargar al dúmper o camión con un número entero de paladas. El rendimiento de la maquinaria de transporte viene dado por la fórmula siguiente:
Donde: Vc: Capacidad de la caja en m 3 o ton. Fe: Capacidad de eficacia de la máquina, siendo función del conductor y estado de la misma, tipo de tierras a transportar y estado del terreno. Varía entre el 70 y 80%. Tc: Tiempo del ciclo en minutos. Suma del tiempo fijo (carga, descarga y maniobra) y del tiempo variable (marcha). TIEMPOS FIJOS TIPICOS DE LAS UNIDADES DE ACARREO El tiempo de espera, las demoras y la experiencia del conductor son factores que afectan el tiempo de ciclo. Si se reduce al mínimo el tiempo necesario para cambiar de camión se puede mejorar de forma importante la productividad. El tiempo fijo para unidades de acarre o comprende:
1. Tiempo de carga del camión (varía según la máquina que se utilice para cargar) 2. Maniobras del camión en la zona de carga (reemplazo del camión) (Normalmente 0.6 – 0.8 min.) 3. Maniobra y tiempo en la descarga (1.0 - 1.2 min.) El tiempo de ciclo total es combinación de:
Tiempo fijo descrito Tiempo de acarreo (cargado) Tiempo de retorno (vacío)
EFICIENCIA DEL TREN DE FUERZA MECÁNICO La potencia en pendientes se puede calcular con la siguiente fórmula: Peso bruto del vehículo (en kg.) x Resistencia total x Velocidad (en km. /hr.) Pot. En pend. = -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------273.75 COMO CALCULAR LA PRODUCCIÓN EN OBRA Para determinar el peso de la carga, se resta el peso del vehículo vacío del peso bruto total. Esto es: Peso de la carga = (Peso bruto del vehículo) – (peso del vehículo vacío)
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CALCULO DE RENDIMEINTO
CALCULO DE VOLQUETES QUE REQUIERE UN CARGADOR FRONTAL
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CALCULO DE NUMERO DE CAMIONES PARA TRANSPORTAR EN UNA HORA UN DETERMINADO VOLUMEN MOVIDO POR UN EMPUJADOR
III.
EQUIPOS DE COMPACTACIÓN
Consiste fundamentalmente en el proceso artificial que se sigue para lograr el aumento en la densidad de un suelo natural o de relleno, a fin de obtener la mayor estabilidad de él. Este proceso se realiza 40 | P á g i n a
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mediante el empleo de equipos mecánicos o manuales (energía) y la adición de agua que fuere necesaria. Cuatro factores inciden en el logro de una buena compactación, y son estos: Tipo de material que se va a compactar (comportamiento físico – mecánico). Contenido óptimo de humedad del material (ensayo Próctor). Correcta elección de los equipos que se van a utilizar. Técnicas que se van a emplear.
3.1 COMPACTADORA
Aplicaciones
Compactación del terraplén de la base y sub-base en carreteras Compactación de acabado, simulación de tráfico en la carpeta asfáltica.
Elección de maquinaria para la compactación La elección del equipo de compactación depende del tipo de suelo Rodillos lisos: se utilizan en gravas y arenas mecánicamente estables . Rodillos neumáticos: se usa en arenas uniformes y suelos cohesivos, humedad cercana a límite plástico. Rodillos “pata de cabra”: suelos finos, humedad entre 7 a 20 % por debajo del límite plástico Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos granulares.
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Rodillo liso Los rodillos lisos provienen del diseño original romano que consistía en un cilindro de piedra halado por tracción animal. El rodillo liso consiste en un cilindro de acero con un determinado peso que compacta el material por presión. Inicialmente, el cilindro era llevado por un tractor u otro equipo automotriz, hasta que se diseñó el actual modelo autopropulsado. Rodillos especiales con salientes Los rodillos especiales con salientes son compactadores que consisten en un gran tambor de acero, provistos de salientes que justamente le dan su nombre. La dimensión de las salientes varía según el fabricante así como su forma. El tambor puede ser hueco y se puede aumentar de peso agregando un lastre con el propósito de producir una presión de contacto mayor. Los rodillos pueden ser unidades 42 independientes |Página impulsadas con un tractor de orugas o autopropulsados.
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Rodillo liso vibratorio El rodillo liso vibratorio es un rodillo liso provisto de un movimiento excéntrico en el interior del cilindro que le proporciona un movimiento vibratorio. Pueden usarse para la compactación de suelos granulares con tamaños de partículas que van desde grandes fracciones rocosas hasta arena fina. Pueden usarse en suelos semi- cohesivos, siempre y cuando más del 10 % del material tenga un IP de 5. Los rodillos más grandes pueden ser muy eficientes en capas de roca de hasta 90 cm. También se usan para las operaciones de acabado o sellado de capas, pero con la vibración desconectada. En algunos casos se puede incluso hacer vibrar uno de los rodillos de ando el otro estático ara sellar la ca a. Rodillo neumático: Estos rodillos son superficiales que aplican el principio de amasado al efecto de la compactación debajo de la superficie. Pueden ser o montados
Transporte La Compactadora se transporta por medio del Low Boy en caso de no poder transportarse sola, si esta sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede transportarse sola. Mantenimiento Plan de mantenimiento preventivo Rutinas de operación de la caja o tolva Determinar los puntos de engrase o conexión y el tipo de lubricante a utilizar. 43 | P á g i n a
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Revisar los niveles de aceite, refrigerante, etc. Observar el estado de la cabina en cuanto a limpieza, dispositivos de seguridad. Examinar la protección de las mangueras, transmisión, suspensión, tubos de escape y silenciadores, baterías, llantas, sistema de frenado, aparcamiento y emergencia, dirección, la señalización acústica y visual. En posta se debe tener un manual de partes (repuestos).
RENDIMIENTOS DE LOS COMPACTADORES
El rendimiento de cualquier compactador se expresa en metros cúbicos Rt = Vc (m3) / hr (hora) = m3 / hr
DONDE Vc = L x A x C L = Longitud tramo compactado A = Ancho del tramo compactado C = Espesor de la capa compactada Por lo que se puede determinar que el Rendimiento Teórico es: Rt = A * C * V * 1000 / P
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A = Ancho de rodillo en metros C = Espesor de la capa en metros V = Velocidad en Km/hr P = Numero de pasadas en una hora Rendimiento real seria Rr = Rt * Fop .
Rr = Rendimiento Real Rr = Rendimiento Teórico Fop. = Factor de Operación
3.2MOTONIVELADORAS Máquina muy versátil usada para mover tierra u otro material suelto. Su función principal es nivelar, modelar o dar la pendiente necesaria al material en que trabaja. Se considera como una máquina de terminación superficial. Su versatilidad está dada por los diferentes movimientos de la hoja, como por la serie de accesorios que puede tener. Puede imitar todo los tipos de tractores, pero su diferencia radica en que la motoniveladora es más frágil, ya que no es capaz de aplicar la potencia de movimiento ni la de corte del tractor. Debido a esto es más utilizada en tareas de acabado o trabajos de precisión. Las motoniveladoras pueden ser arrastradas o automotrices, siendo esta última la más utilizada y se denomina motoniveladora (“motograder ”). Operaciones
Excavar o Corte Cargar Acarreo Descarga o Extendido Retorno Nivelación y Excavación Pequeña. Peinado de Taludes de Cunetas. Extendido del Material Mezclado del Material In situ
Tipos Las Motoniveladoras se clasifican de la siguiente manera:
Según su peso y potencia 45 | P á g i n a
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Según el número de ruedas
De seis ruedas o tres ejes
De cuatro ruedas o dos ejes en modelos pequeños.
Actualmente ex i s t e n m o d e l o s m á s grandes de cuatro ejes.
Transporte La Motoniveladora se transporta por medio del Low Boy en caso de no poder transportarse sola, si la obra se encuentra cerca puede transportarse sola. Mantenimiento Los equipos a Ruedas deben llevar Horómetro y Odómetro. Necesita mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo. Se debe requerir lista de proveedores dentro de la cuidad, estado, país y países vecinos y en último caso Europeos, Asiáticos, Americanos. APLICACIONES La amplia línea de marcas y modelos permite que el usuario seleccione la motoniveladora que mejor se adapte a la aplicación de interés. A continuación damos un resumen de las aplicaciones típicas de las motoniveladoras. PRODUCCION Las motoniveladoras se usan en una amplia gama de aplicaciones en una variedad de industrias. Por lo tanto, hay muchas formas de medir su capacidad de operación, o producción. Un método expresa la producción de la motoniveladora en función del área cubierta por la vertedera.
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CONCLUSION
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