Máquinas de construcción: Mototraillas

MÁQUINAS DE CONSTRUCCIÓN

Alumnos

: Calviac, Calviac, Charles. Ramos Cordero, David.

Profesor

: Espinoza Blanchard, Mario.

Tema

: Mototraíllas.

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6 de noviembre, 2015.

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA EN CONSTRUCCIÓN.

MOTOTRAILLAS.

Alumnos

: Calviac, Charles. Charles. Ramos Cordereo, David.

Profesor

: Espinoza Blanchard, Mario.

6 DE NOVIEMBRE, 2015.

INDICE I. INTRODUC INTRODUCCIÓN CIÓN ............................... ................................................ .................................. ................................. .................................. ....................... ..... I 1. MOTOTRAÍL MOTOTRAÍLLAS LAS.. ................................ ................................................. .................................. ................................. ................................. ................... .. 1 1.1. DEFINICIÓN………………………………………………………………………2 DEFINICIÓN………………………………………………………………………2 1.2. HISTORIA.……………………………………………………………………...…2 HISTORIA.……………………………………………………………………...…2 1.3. PRINCIPALES FUNCIONES..……………………………… FUNCIONES..……………………………………………..……3 ……………..……3 2. PARTES DE UNA MOTOTRAÍLLA CONVENIONAL. ............................................... 5 2.1. TRAÍLLAS…………………………………………………………………………6 2.2. UNIDAD MOTORA: TRACTOR…………………………………… TRACTOR……………………………………………...…8 ………...…8 3. TIPOS DE MOTOTRAÍLLAS. ................................................................................ 110 110 3.1. MOTOTRAÍLLAS STANDARD…………….. STANDARD…………… ..………………………………….11 ………………………………….11 3.2. MOTOTRAÍLLAS TANDEM (DOS MOTORES)……… MOTORES)………..………………….....11 …………………... ..11 3.3. MOTOTRAÍLLAS AUTOCARGABLES CON PALETAS……………..…… PALETAS……………..……..12 ..12 3.4. MOTOTRAÍLLAS AUTOCARGAB MOTOTRAÍLLAS AUTOCARGABLES LES CON SISTEMA HELICOIDAL……13 HELICOIDAL……13 3.5. MOTOTRAÍLLAS PUSH - PULL….………………………...…………………13 3.6. MOTOTRAÍLLAS ELÉCTRICAS………………………………………………14 4. CICLOS DE TRABAJO. ........................................................................................ 165 165 4.1. CICLO DE TRABAJO BÁSICO...…………..…… BÁSICO...…………..………………………… …………………………….16 ……….16 4.2. CICLO DE TRABAJO CO EMPUJADOR…..……...………...……………....17 EMPUJADOR…..……...………...……………....17 5. VENTAJAS E INCONVENIENTES. ........................................................................ 20 6. MANTENIMIENTO. ................................................................................................. 21 7. CONCLUS CONCLUSIÓN. IÓN. .................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. ...................... .... II

I. INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN

I

I. INTRODUCCIÓN Como parte de nuestro semestre de intercambio en la PUCV Valparaíso y por el curso de Maquinas de Construcción, hemos realizado un trabajo de investigación sobre las mototraillas. En este trabajo, se presentan las funciones y partes esenciales de una mototraílla, así los diferentes tipos de mototraillais que existentes y los criterios de selección. Aparecen detallados los ciclos de trabajo de una mototrailla y finaliza mostrando sus ventajas, inconvenientes inconvenientes y mantenimiento. mantenimiento.

Ingeniería en Construcción. Máquinas de Construcción - Mototraíllas PUCV

1. MOTOTRAÍLLAS. MOTOTRAÍLLAS.

1. MOTOTRAÍLLAS. MOTOTRAÍLLAS. 1.1.

DEFINICIÓN

La Norma UNE 115-412-2001 / ISO 7133 la define como una máquina autopropulsada sobre ruedas que dispone de una caja abierta con borde cortante entre los ejes delanteros y traseros, que arranca, carga, transporta y extiende materiales. La carga se realiza a través del movimiento de la máquina hacia delante y puede completarse con un mecanismo de arrastre elevador fijado al cuerpo de la caja de la traílla.

En resumen, son equipos destinados al movimiento de tierras, los de mayor demanda en los últimos tiempos, sobre todo donde se requiera acarrear terracerías que oscilan distancias de entre 200 y 300 metros, se usan en la elaboración. 1.2.

HISTORIA

La primera aparición se remonta a principios del S.XIX y se conoce como una “escrepa de mano”, arrastrada por el hombre y realizando las funciones de la manera más arcaica. La evolución como instrumento de movimiento de tierras la llevó a ser tirada por caballos. Un siglo más tarde se trató de implementar un movimiento más mecanizado, por lo que la fuente de potencia que tiraba del mecanismo de traílla paso a ser los tractores de orugas. Con la necesidad de superar mayores distancias, acarrear cargas más pesadas y optimizar rendimientos, de la mano de Robert Gilmour LeTourneau, se crean las “escrepas de arrastre sobre ruedas”, ruedas” , que dio origen a f ormas y usos variados de estos equipos, mencionando por ejemplo, las traíllas niveladoras o zanjadoras. Posteriormente con los adelantos tecnológicos aplicados a los sistemas de operación, surgieron las mototraíllas operadas por medio de controles mecánicos a base de cables. Finalmente aparecieron los sistemas hidráulicos, muy defectuosos al principio, pero perfeccionados con el paso del tiempo, se obtiene una gran ventaja al aprovechar la presión hidráulica en la penetración de la cuchilla en el terreno. La primera máquina autopropulsada fue puesta en el mercado por el mismo LeTourneau durante la década de los 1940.


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1.3.

PRINCIPALES PRINCIPALES FUNCIONES

Estas máquinas cortan y cargan rápidamente, tienen altas velocidades de desplazamiento, extienden en marcha y eventualmente compactan por peso propio durante la operación. 1.3.1. CARGA Una mototraílla se carga bajando su extremidad frontal de la caja hasta que la cuchilla penetre en el suelo, al mismo tiempo que se abre una tapa para proporcionar una abertura que permita entrar el material. El material entra en la caja a medida que la máquina avanza. La longitud del corte para el llenado total de la caja vendrá dada de acuerdo a la profundidad del corte y el ancho de la cuchilla. La excavación se realiza en un marcha baja. Cuando la carga ha sido obtenida satisfactoriamente, satisfactoriamente, la plataforma y el cuenco del borde se bajan a una o dos pulgadas por encima del suelo. Esta posición se mantiene varios metros antes de alzarse y con ellos se logra la propagación de cualquier material suelto delante de la hoja y dejar el corte liso.

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacion aplicaciones” es” En suelos ásperos, la compuerta delantera se mantiene hacia arriba casi todo el camino hasta que la excavación es lo suficientemente alta para no arrastrar. Los suelos densos pueden ser mejor cargados en capas delgadas para no sacrificar demasiada potencia de empuje. Para trabajos con rocas hay mototraíllas con cajas de construcción cerrada, ya que requieren más fortaleza 1.3.2. ACARREO Cuando la caja está llena, llena, se levanta levanta y se baja al mismo mismo tiempo para para evitar el desplazamiento del material durante el viaje. La variación de altura también permite evitar obstáculos en la ruta. Durante el acarreo, la mototraílla es impulsada hasta una máxima velocidad permitida por seguridad, pudiendo ser deliberadamente lenta si la máquina desciende una colina empinada.

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacion aplicaciones” es” Ingeniería en Construcción. Máquinas de Construcción - Mototraíllas PUCV

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1.3.3. DESCARGA Y DISTRIBUCIÓN Esta tarea se realiza mientras la mototraílla se desplaza hacia delante dispersando el material por la borda de forma automática. La caja se baja hasta que el borde sólo permite que se vierta una capa del espesor deseado. Si la plataforma está completamente levantada el eyector ayudará a empujar el material de la caja al exterior.

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacion aplicaciones” es” La distribución se realiza en capas finas para una mejor compactación.


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2. PARTES DE UNA MOTOTRAÍLLA CONVENIONAL.

2. PARTES DE UNA MOTOTRAÍLLA CONVENIONAL. La parte del equipo que maneja el material es la llamada traílla, una caja de metal reforzada que es soportada por un eje con ruedas neumáticas. La otra parte, una unidad motora (tractor) que la transporta y sirve de elemento de unión o enganche.

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacion aplicaciones” es”

2.1.

TRAÍLLA

Tiene tres partes básicas de funcionamiento: funcionamiento: caja, compuerta delantera y eyector. Con éstas se incluye el cuello de ganso. 2.1.1. CAJA Es la parte de la maquinaria que transporta la carga, y está equipada con dispositivos de carga y/o descarga. Construida con aceros de alta resistencia a los impactos y provista de revestimientos especiales como protección adicional contra materiales abrasivos y altos impactos.

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacione aplicaciones” s”.. Está equipada con una cuchilla en la parte frontal del fondo que corta por delante el suelo. Ingeniería en Construcción. Máquinas de Construcción - Mototraíllas PUCV

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2.1.2. COMPUERTA DELANTERA DELANTERA Pared frontal de la caja, está diseñada para que pueda levantarse o bajarse de forma independiente. Permite o impide que el material fluya dentro o fuera de la caja. El movimiento ascendente y descendente se realiza mediante la aplicación de una fuerza que proporciona un cilindro hidráulico situado en el cuello de ganso.

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacione aplicaciones” s”..

2.1.3. EYECTOR Pared posterior de la caja, se mueve hacia atrás para dejar espacio al material excavado o hacia delante en la descarga. La fuerza para su funcionamiento la proporciona un cilindro hidráulico en el interior del bloque trasero (parachoques).

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacione aplicaciones” s”.. 2.1.4. CUELLO DE GANSO Al frente, tiene t iene una relación vertical de giro con el tractor, que suele ser en dos partes con dos pivotes, superior e inferior, permitiendo giros de 85 a 90 grados a cada lado. El cuello de ganso lleva la dirección de los cilindros y levanta el brazo para palanca de la compuerta. Ingeniería en Construcción. Máquinas de Construcción - Mototraíllas PUCV

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2.2.

UNIDAD MOTORA: TRACTOR

Es la parte de la máquina que proporciona la energía de tracción para empujar las cargas. La conexión articulada entre el tractor y la traílla está dada por el cuello de ganso. Contiene el tren de potencia, el tren de dirección con ruedas motrices, bombas hidráulicas, y la caseta del operador. 2.2.1. TREN DE POTENCIA Permite a la máquina obtener la energía de tracción necesaria. Está formado por un motor diesel en la mayoría de los casos, un convertidor par de capacidad variable que permite distribuir la potencia adecuadamente reduciendo el patinaje de las ruedas. Una transmisión semiautomática semiautomática que combina los cambios automáticos con la transmisión directa y la más eficiente utilizando el convertidor par. En las mototraíllas modernas la transmisión se puede controlar electrónicamente el cambio de potencia de transmisión con ocho velocidades hacia delante y una hacia atrás. 2.2.2. ENGANCHE ARTICULADO AMORTIGUADOR Este enganche se mantiene trabajando durante la carga y se lo destraba durante el proceso de acarreo del ciclo. El trabajo conjunto de dos acumuladores de nitrógeno y el cilindro del enganche permite absorber las cargas, lo que prolonga la vida útil del enganche.

Fuente: www.fabickcat.com www.fabickcat.com De accionamiento electrónico, con varillaje tipo paralelogramo que proporciona una resistencia excepcional, excepcional, con dos acumuladores de nitrógeno (4) y pistones de posición libre (8) para suministrar un desplazamiento uniforme que permite mayor comodidad para el operador y mayor durabilidad de la máquina. El flujo de aceite controlado (6) amortigua la oscilación de rebote. La válvula de nivelación (7) aplica presión mediante un orificio (5) para centrar automáticamente el pistón en el cilindro de carga (1). Se utilizan fundiciones de acero para eliminar el uso de soldaduras en las juntas y aumentar la resistencia. El diseño de doble perno maestro (2, 3) soporta altas fuerzas externas y simplifica las tareas de instalación y extracción. Ingeniería en Construcción. Máquinas de Construcción - Mototraíllas PUCV

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2.2.3. CASETA DE OPERADOR En ella se encuentran todas las funciones de la máquina, tanto las básicas de conducción, como las encargadas del funcionamiento de la traílla, o los sensores para su correcta operación: temperatura, transmisión, combustible… combustible…

Fuente: www.cat.com Fuente: www.cat.com Los controles de las mototraíllas para el movimiento de tierras se aplican todos a una única palanca de control, siendo un control simple y fácil de operar:

1) Caja: arriba y abajo 2) Eyector: adelante y atrás 3) Pulgar en la cabeza del interruptor Posición de la compuerta delantera Dirección y velocidad del elevador 4) Mantener la transmisión 5) Enganche  

Fuente: www.carolinacat.com www.carolinacat.com


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3. TIPOS DE MOTOTRAILLAS.

3. TIPOS DE MOTOTRAÍLLAS. MOTOTRAÍLLAS. Este informe ya ha presentado lo más básico de una mototraílla convencional. A continuación se presentan los diferentes tipos que pueden existir como variación a la mototraílla standard.

3.1.

MOTOTRAILLAS MOTOTRAILL AS STANDARD

Es la identificada como mototraílla convencional. Consta principalmente de dos partes, una caja metálica reforzada que es soportada por un eje con ruedas neumáticas, la compuerta delantera que sube o baja mediante un mecanismo hidráulico, una cuchilla de acero en la parte inferior de la caja que sirve para cortar el material y una placa metálica móvil en la parte interior la cual al desplazarse hacia delante permite desalojar todo el material contenido en ella. Muchas veces necesitan ser empujadas por un bulldozer que les de la potencia requerida en zonas complicadas. Esto se mencionará más tarde, en el apartado de ciclos.

3.2.

MOTOTRAÍLLAS MOTOTRAÍLL AS TANDEM (DOS MOTORES)

Son mototraíllas de doble tracción que se utilizan igual que las anteriores, pero debido a su mayor potencia se adaptan para las f uertes pendientes y disminuyen el tiempo de carga, aunque sigue siendo recomendable el uso de un tractor empujador. Su potencia puede ser duplicada, incluso su tracción a más del doble, al colocar este segundo motor en la parte trasera.

Fuente: Fuente: www.finningsudamerica.com Este segundo motor cuenta con cuatro velocidades hacia delante y una marcha atrás. A pesar de ser menos, menos, estas velocidades velocidades se sincronizan sincronizan con las las del primer motor. motor.


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3.3.

MOTOTRAÍLLAS MOTOTRAÍLL AS AUTOCARGABLES CON PALETAS

Esta máquina es verdaderamente útil como auto-carga. No necesita de un tractor empujador, y si lo hace, por lo general es situaciones en las que el suelo es demasiado resbaladizo para los neumáticos y ha de operarse con cuidado para evitar daños en el ascensor. Se usan con materiales suaves que serían más complicados de cargar con los otros tipos de mototraíllas. Está limitada a acarreos cortos y de pendientes suaves.

Fuente: http://www.asb.sk/ Utiliza un sistema de ascensor compuesto por dos cadenas de rodillos con un número de barras cruzadas llamados vuelos paletas. Su base se encuentra cerca del filo de la caja, inclinado de 40º a 45º hacia atrás y tiene una altura algo superior a la de la caja. Los vuelos pueden cortar el suelo delante del filo. El arreglo varía entre las diferentes marcas y modelos. Ventajas: Cada mototraílla es una unidad independiente que puede trabajar sólo o

como miembro de una gran flota con la misma eficacia. Se eliminan los problemas de coste, planificación y supervisión de los empujadores. El suelo grueso o duro se rompe en pequeños trozos, lo que reduce los huecos de carga y los problemas en la difusión de la misma. Inconvenientes: El sistema de ascensor es caro y requiere de mantenimiento. Su peso

produce una pérdida de aceleración y de velocidad. Además, no se puede usar cuando hay piedras grandes.


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3.4. MOTOTRAÍLLAS (BARRENA)

AUTOCARGABLES

CON

SISTEMA

HELICOIDAL

Al igual que la anterior, pero el sistema es distinto. Aquí, una hélice que funciona con un motor de dos velocidades permitiendo permitiendo subir el material dentro de la caja. El material entrante va hacia arriba y no tiene que forzarse a través del otro material que ya ha sido cargado. Esto reduce la resistencia de corte en el borde y aumenta la vida del neumático. Hay pocos huecos y el material quebrado es conservado fácilmente por el apretado cierre de la compuerta.

Fuente: www.cat.com Este tipo de mototraílla puede ser también de dos motores para duplicar el poder de ayuda a la carga. Eso permite extraer material en rebanadas más gruesas y acortar el tiempo de carga completa.

3.5.

MOTOTRAÍLLAS MOTOTRAÍLLAS PUSH-PULL

Más que un tipo de mototraílla diferente (pues no lo son, ya que son del mismo tipo que las de dos motores) se las distingue por el método de trabajo, de tiro y empuje, al utilizarse agrupando varias de estas máquinas que se conectan en línea mediante el parachoques (de tiro) o de los ganchos o soportes (empuje), que se accionan hidráulicamente. Con este sistema la potencia de las dos mototraíllas se concentra en una de ellas que comienza a cargar, y cuando está llena su caja se levanta para dar paso a la carga de la segunda.

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacion aplicaciones” es” Ingeniería en Construcción. Máquinas de Construcción - Mototraíllas PUCV

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3.6.

MOTOTRAÍLLAS MOTOTRAÍLLAS ELÉCTRICAS

Las mototraíllas con propulsión eléctrica poseen motores que mueven todos los órganos de trabajo del equipo, accionándolos directamente (ruedas) o a través de transmisiones simples (compuerta, eyector, etc). La corriente eléctrica es suministrada por generadores que, a su vez, son acondicionados por el motor de petróleo de la máquina.


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4. CICLOS DE TRABAJO.

4. CICLOS DE TRABAJO. 4.1.

CICLO DE TRABAJO CLÁSICO

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacion aplicaciones” es” El ciclo de producción de una mototraílla consta de seis operaciones: carga, acarreo, descarga, vuelta para regresar, viaje de regreso y vuelta para comenzar de nuevo el ciclo de carga. Para que el transporte resulte más fácil y más ágil, debe tenerse en cuenta lo siguiente:    



El estado del camino influirá en las velocidades. velocidades. Se debe emplear la potencia total del motor. Las pendientes desfavorables deben evitarse. Las maniobras de vuelta deben deben llevarse a cabo lo más rápido rápido posible y consumiendo la mínima distancia. Se tiene que cuidar la presión presión óptima de los neumáticos para que la fuerza de tracción aporte su máximo rendimiento.

Para obtener un máximo rendimiento debe procurarse:  

Excavar en capas de igual espesor, de 15 a 20 cm. Trabajar a la máxima velocidad que sea posible.


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4.2.

CICLO DE TRABAJO CON EMPUJADOR

Con las mototraíllas estándar se emplean bulldozers para ayudar durante la operación de carga, reduciendo el tiempo del ciclo. Si se utiliza el empuje con bulldozer, el número de bulldozer debe corresponder con el de mototraíllas disponibles en cada momento. El ciclo empujador incluye el tiempo que dedica el bulldozer a propulsar, más el tiempo necesario para llegar a la posición de la siguiente mototraílla. Este tiempo puede variar con las condiciones en la zona de carga, el tamaño de las máquinas y el método de carga.

Fuente: “Motoescrepas y sus aplicacion aplicaciones” es” La figura presenta tres métodos de carga. El primero permite traillar en la misma dirección con un espacio entre máquinas. El segundo permite traillar más rápidamente porque el bulldozer tiene menos camino que hacer. En el tercero no se trailla en la misma dirección, aunque si más rápidamente. Ingeniería en Construcción. Máquinas de Construcción - Mototraíllas PUCV

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5. VENTAJAS E INCOVENIENTES.

5. VENTAJAS E INCONVENIENTES. 5.1.

VENTAJAS

Es una máquina de movimiento de tierras que puede trabajar independientemente de cualquier otra, ya que excava, carga, acarrea, descarga y compacta por sí sola. La capacidad de realizar carga y acarreo es una ventaja en muchas obras. Distribuyen el material en capas delgadas uniformes, que facilitan las operaciones de extendido. Alta producción en condiciones condiciones favorables y economía economía de mano mano de obra. Descargan al progresar sobre la traza y van creando una compactación previa al ir circulando. Son muy rentables hasta 1.200 m de distancia de acarreo.

5.2.

INCONVENIENTES.

Éstas máquinas están limitadas en la profundidad de corte no permitiendo, no permitiendo mezclar capas estratificadas. Sensibles a las condiciones meteorológicas en el momento de operar, con bajo grado de aprovechamiento si no son las adecuadas. Además, trabajan a poca altura sobre el suelo, lo que exige pistas bien cuidadas y niveladas y de conductores experimentados. El coste de la maquinaria y combustible es elevado. Las traíllas dan averías, conviene tener una de repuesto.

5.3.

CRITERIOS DE SELECCIÓN

Convencionales  

Especialmente indicadas en materiales duros, ya que han de trabajar conjuntamente conjuntamente con un tractor. Son necesaria de 3 a 5 traíllas traíllas por tractor, dependiendo dependiendo de la distancia de de acarreo.

Tándem  

Especialmente Especialment e indicadas en pendientes negativas dada su mayor tracción. Por ese mismo motivo están indicadas indicadas en condiciones condiciones de humedad, con suelo mojado.

Con elevador de paletas 

Si las condiciones condiciones del material son muy muy buenas (tierras (tierras blandas blandas sin piedras), piedras), ya que cuentan con mayor velocidad de carga,


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6. MANTENIMIENTO. MANTENIMIENTO.

6. MANTENIMIENTO. MANTENIMIENTO. En el caso de las traíllas con remolque, el tractor empujador requiere un mantenimiento preventivo (lubricante y grasas en forma periódica), también contempla el análisis en laboratorio usado de la máquina. Mantenimiento correctivo que consiste en el cambio de repuestos que necesita la mototraílla. Verificar dispositivos de enganche, la hoja de penetración y la cuchilla incorporada a la hoja. Cada turno de 8 o 10 horas debe hacerse una lubricación del chasis. Los cambios de acuite varían de acuerdo con las recomendaciones recomendaciones de los fabricantes y las condiciones de polvo. Hay que tener un control especial sobre los neumáticos, que influyen en gran medida en el rendimiento de la máquina.


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7. CONCLUSIÓN.

II

7. CONCLUSIÓN. Tras todo lo visto en éste informe se puede decir que la mototraílla es una máquina ideada para el óptimo movimiento de tierras. Puede excavar, cargar, acarrear, descargar, distribuir y compactar el material con su propio peso, todo ello en sin dejar de estar en movimiento, pudiendo sustituir a muchas otras que desempeñan la misma tarea, si se tiene el conocimiento adecuado y disposición de ella. El ingeniero cualificado que organice y planifique las tareas y ciclos de esta máquina podrá ahorrar en tiempo de trabajo y por lo tanto en coste general de la obra, ya que las mototraíllas desempeñan su función en ciclos rápidos y consecutivos, mientras lo hace con menos equipamiento y operarios. Pero para que el ahorro sea real, hemos visto que hay que tener un conocimiento exacto de los tiempos de maniobra que emplean, ya que en la mayoría de las ocasiones son ayudadas por bulldozers y han de estar perfectamente sincronizados. Por último recordar que también, según unos criterios de selección enumerados en el informe, conviene más escoger entre los diferentes tipos de mototráillas definidos. definidos.


Máquinas de construcción: Mototraillas

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