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Ejercicios de Construcción Vial Ejercicio 1

Calcular la potencia requerida para empujar una carga de 7000 kg, una distancia de 150 m, en 2 minutos. Datos:

F = 7000 kg s = 150 m t = 2 min = 120 s

T=F∗s T=7000∗150 T = 1050 1050000000 kgm kgm P=T/t P = 1050000 120 P=8750(kgms ) ∗ 751hpkgm s P = 116.66 hphp Ejercicio 2

Calcular la fuerza que puede mover un motor con las siguientes características: características: V = 12 km/h P = 320 hp

12km ∗ 1000 ∗ h ∗ min = 3.3333 m/s h km 60 min 60 s m/s 320h 320hpp = 2400 240000 kgm/s kgm/s P=F∗V F = VP F = 24000 3.33 F = 720.72 kgkg

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Ejercicio 3 Datos:

Fuerza al freno: 27100 kg Radio del cigüeñal: 0.045 m Velocidad de rotación: 1855 rpm Calcular la potencia al freno o de entrega de una Excavadora Cat C7.1 ACERT

T=Ft∗R T=27100∗0.045 T = 1219 1219.5.500 kgkgm bhp= 2π∗W∗T 4500 bhp= 2π∗1855∗1219.50 4500 bhp=3158.59 hp Ejercicio 4

Calcular el tiempo requerido para este trabajo Datos:

Maquina = Tractor Caterpillar 834G Potencia Efectiva = 460 hp Potencia al freno = 3500 hp Velocidad de rotación del cigüeñal = 1550 rpmm Radio rueda motriz en metros = 0.55 m Capacidad de la hoja = 6.62 m 3 Densidad del material = 1355 kg/m 3 Distancia en metros = 300 m

bhp= 2π∗W∗T 4500





T=F∗R F = RT 22 F = 1617. 0.55 F = 2940 2940.4.400 kg Trabajo=Fuerza∗distancia Fuer Fuerzaza a apl aplicar icar== 1355 1355∗∗ 6.62= 62 = 8970 8970.1.1 kg Trabajo=8970.10∗300 Trab Trabajajo = 2691 2691030300 kgm kgm = 2691 2691..03 Tm Potencia= Trabajo tiempo Poten Potenciacia = 155 155 hp= hp = 11. 11.63 Tm/s Tm/s 01 tiempo= 2691. 11.63 tiemp iempoo = 231. 231.3939 s = 3.8686 min Tiempo real= 3.80.68min 3 Tiempo empo real real== 4.6565 min min Ejercicio 5

Calcular la distancia recorrida. Datos:

Un motor de combustión interna tiene una potencia de 156 hp. La capacidad de la hoja es = 7.63 m^3 Densidad del material = 1350 kg/m 3 Tiempo de viaje = 24 minutos Hora efectiva = 48 minutos

P = Trabajo t Fuerza=7.63∗1350





eficiencia= 4860 =0.80 t=0.80∗30min t = 24 min Trabajo=156∗75∗24∗60 Trab Trabajo ajo== 16848 16848000 000 kgm kgm Distancia= 16848000 10300.50 Distancia=1635.65 m Ejercicio 6

Calcular la potencia en obra Datos:

Un motor de gasolina Potencia desarrollada = 140 hp Altitud = 2800 msnm Temperatura: 22°C

Perd Perdida ida de pot potenencicia = 0.0001h 001hpphh − 300 300 Perd Perdididaa de pote potencnciaia== 0.0001 0001∗∗ 140 14028280000−− 300 300 Perd Perdididaa de poten potenciacia== 35 hp Poten otencicia en obr obra = 140 140 − 35 Poten Potencicia en obr obraa = 105 105 hp Ejercicio 7

Un tractor opera con un motor de diésel de 4 ciclos. Cuando se probó bajo condiciones estándar el motor desarrollo 130 bhp. ¿Cuál es el caballaje probable a una altura a 2660 metros sobre el nivel del mar, si la temperatura es de 72°F?

/ Hc∗Po∗Ts Ho = Ps∗To/ / 130∗21.61∗60°F Ho = 29.92∗72°F/





Ejercicio 8

Calcular el esfuerzo tractivo para que se mueva sin desarrollar otra actividad. Datos:

Peso maquinaria = 11 Ton Coeficiente de fricción = 0.25

=∗ F=0.25∗11 F = 2.75 Ton Ejercicio 9

Un tractor tiene una potencia de 140 hp y las velocidades en cada engranaje son: 1era = 5.23 Kph 2da = 11.42 kPh 3era = 20.08 kPh 4ta = 34.66 kPh 5ta = 54.48 kPh Determinar el esfuerzo tractivo (rimpull) para cada marcha Eficiencia = 0.85 Cálculo Típico:

Et = 270 hp ∗ Ve Et=270 140 ∗ 0.5.8253 =6143.40 Velocidades (Kph)

Esfuerzo Tractivo (kg)

5.23

6143.40

11.42

2813.49

20.08

1600.10

34.66

927.01

54.48

589.76





Ejercicio 10

Calcular a la resistencia a la rodadura. Datos:

Peso maquinaria: 25 Ton Fr= 53 kg/T

Rr=Fr∗W Rr=53∗25 Rr = 1325 kg Ejercicio 11

Considere el efecto de la pendiente sobre la tracción total de un camión cuyo peso es 15 T. El camión se desplaza en una pendiente del 2%. P= 10 kg/T% Factor de pendiente.

Rp=P∗W∗G =10∗15∗2  = 300  Explicación: El camión deberá entregar a las ruedas motrices 300 kg, para vencer el efecto de la gradiente. Ejercicio 12

Calcular la gradabilidad de un tractor cuya potencia es 120 hp, pesa 9T y su velocidad es 3 kph.

DBPP=Et−Rrodadura−Rpendiente DBPP=270Hp∗ Ve−Rrodadura−Rpendiente Rr=50∗9 Rr = 450 kg Et = 270 hp ∗ Ve Et=270∗120∗ 0.383

Todo el esfuerzo tractivo debe emplearse en vencer un gradiente entonces la DBPP = 0







Rp = 8964 − 450 = 8514 kgkg 8514 G = 10∗9 G=94.6 Ejercicio 13

Determinar la tracción disponible para un tractor cuyo esfuerzo tractivo es 9100 kg. Peso 22 T y asciende una pendiente del de l 10%. El factor de rodadura es 40 kg/T.

Rp=P∗W∗G Rp=10∗22∗10=2200 Rr=Fr∗W Rr=40∗22=880 DBPP=9100−880−2200 DBPP DBPP== 6020 6020 kg Ejercicio 14

Un tractor que pesa 22 T, es jalado por otra maquinaria a lo largo de un camino plano y con una velocidad uniforme de 5 kPH. El dinamómetro señala una tensión del cable igual a 500 kg. ¿Cuál es el factor de rodadura?

Rr=Fr∗W 500=Fr∗22 Fr = 500 22 Fr= Fr = 22.7 22.722 kg/ kg/TT Ejercicio 15

Un tractor tiene una potencia de 210 hp y pesa 24 T, la pendiente del camino piloto es





Rr=Fr∗W Rr = 50 ∗ 22 = 1100 kg DBPP=Et−Rrodadura−Rpendiente DBPP=4860−1100−2160 DBPP DBPP== 1600 1600 kg Ejercicio 16 Datos: 

Rendimiento o material suelto entregado en la obra: 1500 m3/h



Altura del material extendido: 0.6 m



Humedad natural del suelo: 5%



Humedad óptima: 8%



Capacidad de los tanques: 1850 lts



Ancho de la flauta: 5 m



Tiempo de vaciado: 30 min



Velocidad de acareo: 6 Kph



Velocidad de retorno: 10 Kph



Capacidad de carga de la bomba: 80 GPM



Distancia desde la fuente: 3 km



Factor de compactación: 0.8



Densidad del material: 1350 kg/m 3



Eficiencia: 0.85

Volume Volu menn comp compacactatadodo== VoVol.l.susuelelto∗ to ∗ fc VoVolulume menn compa compactctadadoo = 4500 4500∗∗ 0.9 Volumen compactado=4050 m Vc = hlong ong ∗ anch anchoo flauta auta∗∗ long long rieriegogo





Capacidad de camion iempo empo dede carg cargaa = Capacidad de carga de la bomba tiempo empo dede carg cargaa = 500040 gls tiemp tiempoo de car cargaga== 125 125 min Distancia a la fuente tiemp tiempoo de acarr acarreoeo = Velocidad de acarreo tiempo empo de acar acarrereoo = 36 tiempo empo dede acar acarrereoo = 0.5 h Distancia a la fuente tiempo de retorno= Velocidad de retorno tiempo de retorno= 103 tiempo empo de reto retornrnoo = 0.3 h= h = 18 min tiempo de regado= Tiempo de vaciado del camion cisterna tiempo empo dede rega regadodo = 30 min min tiempo de ciclo=0.7+125+30+18+30 tiempo de ciclo=203.70 min Tciclo Tiempo del ciclo ciclo considerando derando eficiencia= ciencia = eficiencia 70 Tiempo del ciclo ciclo considerando derando eficiencia eficiencia = 203. 0.83 Tiempo del ciclo considerando eficiencia=245.42 min Número de viajes en cada hora = Tc60real





Peso suelo extendido por hora ( kgh )=1450∗1350 Peso suelo extendido por hora ( kgh )=1957500 Cantidad de agua a agregar (kgh ) : Peso Peso del del suel suelo ∗ hume humedadadd a añadi añadir Cantidad de agua a agregar (kgh ):1957500∗0.03=58725 Cantidad Cantidad dede agua agua a agregar agregar = 11284.56 galones hora Galones requeridos Número Número de camiones cisterna cisterna necesarios necesarios== Galoneshorapor camión cisterna hora 11284.56 Número Número de camiones cisterna cisterna necesarios necesarios== 0.24∗190000/3. 79 Núme Númeroro de cam camion ioneses cister sternana nece necesasaririos= os = 0.9393 = 1 Ejercicio 17 

Se requiere excavar 300000 m3 de arcilla dura y gruesa en un plazo de 130 días.



El banco es estrecho y la altura de corte es de 3 m las volquetas se ubican a 60°



Se trabaja en jornadas de 8 horas



Por el tiempo se estima una pérdida del 25%, La distribución es regular



Determinar el tamaño del cucharon y el número de palas

Diasas habi habilesles = 130 130 ∗ 0.75= 75 = 97.5 97.5 díasas Horas jornada=97.5∗8=780 horas  300000 m Rendimiento requerido= 780 = 384. 384.6262  h  C∗e∗60

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