Proyecto de maquinaria
UNIVERSIDAD AUTONOMA “GABRIEL RENE MORENO” F A C U L T A D D E C I E N C IA IA S E X A C T A S Y T E C NO NO L O G I A
“PROYECTO
DE MAQUINARIA”
NOMBRES : Nelson Cardenas Avila CARRERA DOCENTE MATERIA GRUPO FECHA
200880799
: 117-2
: Ing. F. Amelunge : Maquinaria y Equipo de Construccion : “A”
: 12/Julio/2013
SANTA CRUZ – BOLIVIA BOLIVIA I/2013 PROYECTO DE LA MATERIA CIV 247 – SEMESTRE 1-2013
1
Proyecto de maquinaria
0
120km
2500m
BP1
BP2
BP3
7,20m 0,20m
2 1
1,75m
TN terreno natural
50cm
30cm
SF Suelo Fundacion
Banco 30m
30m
Se requiere efectuar la construcción de un camino ripiado de una longitud de 120 Km., de acuerdo a las siguientes características:
El plazo de ejecución de la obra es de un año calendarios. La obra se estima una eficiencia de trabajo del 85 %. Se debe tomar una velocidad máxima de circulación de 50 Km. /hora. La obra tiene un derecho de vía de 30 metros a cada lado del eje. El terraplén tiene una sección típica con los siguientes datos: Ancho de rasante = 11.00 metros. Altura promedio del terraplén = 1.75 metros. Pendiente del talud = 2: 1 (H: V) El pavimento (capa base) tiene un ancho de 7.20 metros y un espesor compactado de 20 cms.
La Obra se pagará en función de los ítems de construcción definidos a continuación: I. EXCAVACION MATERIAL VEGETAL: La obra exige la remoción de la capa vegetal en un espesor de 30 cms., hasta llegar al suelo de fundación. Este material debe ser empujado con tractor hasta fuera del derecho de vía, y amontonado en cordones. Este trabajo se efectuará con tractores D7G
2
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II. CONSTRUCCION TERRAPLEN CON COMPENSACION TRANSVERSAL: Este ítem se efectuará hasta una altura de 50 cms., desde la cota de fundación. Para ello se deberá empujar con el tractor de ambos lados del camino el volumen necesario para conformar el
terraplén, es decir que se asegure el volumen necesario de excavación para el terraplén. El tractor para terraplén será un D7G, trabajando en las siguientes condiciones. Se tomara el ancho del derecho de via como DMT. Operador = Mediano Eficiencia de trabajo = 85% Transmisión directa - Hoja angular (A) - Ancho hoja = 4270 mm. % de eficiencia de empuje = 0.8 Método de zanja Método en tandem III. CONSTRUCCION TERRAPLEN CON BANCOS DE PRESTAMOS LATERALES Los bancos de préstamos de acuerdo al estudio de suelos, se ubican a distancias de 2500 metros entre centros de gravedad, y a una distancia perpendicular de 120 metros al eje de la carretera. Los bancos de préstamos serán excavados y amontonados con tractores D7G. El material del banco de préstamo tiene un ángulo de reposo natural de 42º. Se asume una distancia de cargado de 10 metros en 1ra. Marcha, y el resto 25 metros en 2da. Marcha para transporte. El terraplén compactado tiene las siguientes propiedades mecánicas: Material: densidad en banco = 1780 Kg. /m3. Factor abundamiento = 21%. Factor compactación = 98%. El cargado y transporte se hará con palas cargadoras y camiones volquetes de los indicados mas abajo. IV. PROVISION, TRANSPORTE Y COLOCACION DE CAPA BASE DE 20 CMS DE ESPESOR
El proceso se efectuara partiendo de las canteras ubicadas en las progresivas 0+000, 40+000 y 70+000. La capa base tiene un factor de abundamiento de 1.18 y un factor de compactación de 0.92, La densidad suelta del material triturado es de 1.680 Kg. /m3. La distancia de cada cantera al terraplén es de 2500 metros en las progresivas que corresponden. El material producido debe cumplir con las siguientes especificaciones:
3
Tamiz
Porcentaje que pasa
Porcentaje Retenido (%)
3" 1.1/2" 1” ¾”
100 60 – 80 40 -60 35 -55
0 10 -32 18 -42 35 -55
Proyecto de maquinaria
Para ejecutar estos ítems, se cuenta con el siguiente equipo: 1.- Tractores de Orugas CATERPILLAR D7G, tiene las siguientes características: Velocidad de viaje: (Km. /h.) 1ra. 2da. 3ra. Avance: 3.6 6.5 11.2 Retroceso. 4.3 7.7 13.2 Hoja recta: ancho x alto = 4365 x 1050 mm. Tiempo de maniobras: 0.5 minuto. 2.- Motoniveladoras CATERPILLAR 120G, tiene un ancho de cuchilla de 3.650 mm.; para
efectuar el perfilado y conglomerado del terraplén; se tendrá un trabajo de 3 pasadas de conformación en primera marcha (3.9 Km. por hora) y de 3 pasadas de perfilado en segunda marcha (6.2 Km. por hora); para un espesor de 30 centímetros de terraplén compactado. El tiempo de maniobra es de 0.5 minutos por pasada cada 250 metros; y una eficiencia de trabajo de 60 por ciento. 3.- Compactadores CATERPILLAR 815B
Espesor compactado = 25 CMS. Ancho compactado = 420 cm. (2 pasadas) Número de pasadas = 12 Velocidad compactada = 3500 metros/ hora 4.- Camión cisterna de 8.000 litros: Peso vacío = 8.000 Kg. DMT = 12 Km. Bomba capacidad = 400 GPM Velocidad de acarreo = 15 Km. / hora Velocidad de retorno = 25 Km. / hora Gasto de rociado = 250 GPM. Tiempo maniobra = 3 minutos 5.- Camiones Volquetes de 9 M3. de capacidad nominal
Los camiones volquetes tienen un peso en vacío de 9.540 Kg., y una carga útil de 12 toneladas, y una potencia en el volante de 156 CV. El tiempo de maniobras y descarga es de 4 minutos. Los camiones serán cargados con una cargadora frontal de ruedas, cuyo ciclo de trabajo es de 0.60 minutos. La eficiencia de trabajo de los equipos es del 75% para los camiones, y del 80% para el cargador. Los camiones volquetes circularan a 40 Km. /hora cargados y de 50 Km. /hora vacío. 6. - Crawler Drill: Marca MITSUI DC 25: Profundidad máxima perforación = 5 metros Velocidad máxima de perforación: 4 m/hora, Consumo de aire = 6 M3/min. Presión aire requerida = 7 Kg. /cm2. Diámetro broca = 2.1/4” Longitud barrena = 1800 mm. Densidad suelta = 1610 Kg. /m3. Densidad de corte = 2500 Kg. /m3.
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La modalidad de explotación: Cara vertical bancada Velocidad. Perforación: 8 metros por hora Manipuleo barras: 2.5 minutos/barra. Desplazamiento: 3.5 minutos. Alimento agujeros: 3 minutos. Eventuales: 5% tiempo del ciclo. Los accesorios de perforación tiene una vida útil de 1200 metros puños. 600 metros manguitos 1200 metros barras 150 metros broncas. 7.- Planta Trituradora de 85 TPH: El material proveniente de la cantera es de un tamaño máximo de 40 centímetros, y se requiere una producción de 75 TPH. La trituración se hará en dos etapas, o sea una tritura dora de quijadas como primaria, con una abertura de descarga de 4". La secundaria se hará con una trituradora de rodillos ajustada a 3/4" de salida. Determine si la producción está dentro de especificaciones. En caso de no estar hacer un tanteo adicional variando el ajuste de salida de la primaria. Se podrá estudiar la alternativa de trabajar en dos turnos de 8 horas cada uno, si la obra lo exige.
CALCULAR: 1. LAS CANTIDADES DE CADA ÍTEM DE CONSTRUCCIÓN
I.
II.
Cantidad de material vegetal
Cantidad de terraplén con compensación
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III.
IV.
Cantidad de terraplén con banco de préstamo laterales
Cantidad de capa base del banco de prestamo
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2. DETERMINAR EL TIEMPO ÚTIL DE TRABAJO
I.
II.
Avance del material vegetal
Avance del terraplén con compensación transversal
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III.
Avance del terraplén con banco de préstamo laterales
IV.
Avance del material capa base del banco de prestamo
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3. LA
DISTANCIA REQUERIDA PARA COMPENSACIÓN TRANSVERSAL
CONSTRUIR
EL
TERRAPLÉN
POR
4. LA CANTIDAD DE HORAS DE CADA EQUIPO EN CADA ÍTEM DE CONSTRUCCIÓN I.
Material vegetal 1.- Tractores de Orugas CATERPILLAR D7G, tiene las siguientes características: Velocidad de viaje: (Km. /h.) 1ra. 2da. 3ra. Avance: 3.6 6.5 11.2 Retroceso. 4.3 7.7 13.2 Hoja recta: ancho x alto = 4365 x 1050 mm. Tiempo de maniobras: 0.5 minuto. Factor de eficiencia de empuje =0.8
( ) 9
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II.
Cantidad de equipos para terraplén con compensación transversal
Factor de correccion Operador =0,75 Eficiencia de trabajo =0.85 % de empuje =0.8 Metodo de la zanja=0.8
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III.
Cantidad de equipos para terraplén con banco de préstamo
1.- Tractores de Orugas CATERPILLAR D7G , tiene características: Velocidad de viaje: (Km. /h.) 1ra. 2da. Avance: 3.6 6.5 Retroceso. 4.3 7.7 Hoja recta: ancho x alto = 4365 x 1050 mm. Tiempo de maniobras: 0.5 minuto. Factor de eficiencia de empuje =0.8
Eficiencia de trabajo =0.85
( ) 11
las siguientes 3ra. 11.2 13.2
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2.- Camiones Volquetes de 9 M3. de capacidad nominal
Los camiones volquetes tienen un peso en vacío de 9.540 Kg., y una carga útil de 12 toneladas, y una potencia en el volante de 156 CV. El tiempo de maniobras y descarga es de 4 minutos. Los camiones serán cargados con una cargadora frontal de ruedas, cuyo ciclo de trabajo es de 0.60 minutos. La eficiencia de trabajo de los equipos es del 75% para los camiones, y del 80% para el cargador. Los camiones volquetes circularan a 40 Km. /hora cargados y de 50 Km. /hora vacío.
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IV.
Cantidad de equipos para capa base con banco de préstamo
Camiones Volquetes de 9 M3. de capacidad nominal
Los camiones volquetes tienen un peso en vacío de 9.540 Kg., y una carga útil de 12 toneladas, y una potencia en el volante de 156 CV. El tiempo de maniobras y descarga es de 4 minutos. Los camiones serán cargados con una cargadora frontal de ruedas, cuyo ciclo de trabajo es de 0.60 minutos. La eficiencia de trabajo de los equipos es del 75% para los camiones, y del 80% para el cargador. Los camiones volquetes circularan a 40 Km. /hora cargados y de 50 Km. /hora vacío.
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Ancho de hoja: 3680 mm., Velocidad de trabajo promedio: 4500 metros por hora. Numero de pasadas estimada para conformacion: 6 pasadas Numero de pasadas estimada para perfilado: 4 pasadas Tiempo de manionbras cada 120 metros: 1.50 minutos.
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Compactadores CATERPILLAR 815B para el terraplen
Espesor compactado = 25 CMS. Ancho compactado = 420 cm. (2 pasadas) Número de pasadas = 12 Velocidad compactada = 3500 metros/ hora
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Compactadores CATERPILLAR 815B para capa base
Espesor compactado = 20 CMS. Ancho compactado = 420 cm. (2 pasadas) Número de pasadas = 12 Velocidad compactada = 3500 metros/ hora
Crawler Drill: Marca MITSUI DC 25: Profundidad máxima perforación = 5 metros Velocidad máxima de perforación: 4 m/hora, Consumo de aire = 6 M3/min. Presión aire requerida = 7 Kg. /cm2. Diámetro broca = 2.1/4” Longitud barrena = 1800 mm. Densidad suelta = 1610 Kg. /m3. Densidad de corte = 2500 Kg. /m3.
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Camión cisterna de 8.000 litros: Peso vacío = 8.000 Kg. DMT = 12 Km. Bomba capacidad = 400 GPM Velocidad de acarreo = 15 Km. / hora Velocidad de retorno = 25 Km. / hora Gasto de rociado = 250 GPM. Tiempo maniobra = 3 minutos La densidad suelta del material triturado es de 1.680 Kg. /m3 AH=3.12%
Tc= [ Tc= [
]*
]*
+ [
+ [
] * 60 + tiempo de maniobra
] * 60 + 3
Tc= 85.93 min
Incremento de H
H= ∆H * DC H=
3
* 1680 Kg/m 3
H= 52.416 lt/m
Vol=
→ Vol=
3
152.62 m
R= R=
R= 79.927m3/Hr
5. Hacer dos tanteos con la granulometría en las plantas trituradoras
Planta Trituradora de 85 TPH: El material proveniente de la cantera es de un tamaño máximo de 40 centímetros, y se requiere una producción de 75 TPH. La trituración se hará en dos etapas, o sea una tritura dora de quijadas como primaria, con una abertura de descarga de 4". La secundaria se hará con una trituradora de rodillos ajustada a 3/4" de salida. Determine si la producción está dentro de especificaciones. En caso de no estar hacer un tanteo adicional variando el ajuste
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de salida de la primaria. Se podrá estudiar la alternativa de trabajar en dos turnos de 8 horas cada uno, si la obra lo exige. PROVISION, TRANSPORTE Y COLOCACION DE CAPA BASE DE 20 CMS DE ESPESOR
El material producido debe cumplir con las siguientes especificaciones: Tamiz
Porcentaje que pasa
Porcentaje Retenido (%)
3"
100
0
1.1/2"
60 – 80
10 -32
1”
40 -60
18 -42
¾”
35 -55
35 -55
Diseño primario Asumir R=5
A=16
C=16/3 = 3¨ Tabla XIII 85tph Tamiz
Porcentaje que pasa
3" 1.1/2" 1” ¾”
100 -60 60 – 80 40 -60 35 -55
Porcentaje % Retenido TAMAÑO (%)
Diseño secundario A=4¨ C=1.1/2"
− ´
19
0 10 -32 18 -42 35 -55
40 20 20 20
TPH
34 17 17 17
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20
Tamiz
Porcentaje que pasa
3" 1.1/2" 1” ¾”
100 -60 60 – 80 40 -60 35 -55
Porcentaje % Retenido TAMAÑO (%) 0 10 -32 18 -42 35 -55
40 20 20 20
TPH
34 17 17 17
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6. Planilla Excel: EQUIPO
Pala cargadora Camión volquete Camión cisterna Motoniveladora
Modelo
CALCULO DE LOS RENDIMIENTOS DE CADA EQUIPO Eficienci Volume Capacida Velocida Nº de Espesor de a n d d E V C V Pasada compactació s n
CAT - 950
0,85
CAT - 769 C
0,85
8000 Lt
0,85
CAT - 120 G
0,85
2,95
_
Rendimient o
_
_
_
0,53
250,47
_
_
_
_
5,62
188,17
_
_
_
_
_
93,76
79,40
_
_
_
_
441,6
21,8
911,56
23,5
_
A
Tiemp o de ciclo
_
_ 165,43
Area
CALCULO DEL TIEMPO NECESARIO PARA CADA EQUIPO Item
Descape vegetal Terraplen compactado
EQUIPO
Modelo
Duración del Proyecto
Volumen
Area
Rendimiento
Horas de uso
Tractor
D8K
2170
10080000
_
726,75
13869,96904
Pala cargadora Camión volquete Camión cisterna Motoniveladora
CAT - 950
2170
19053000
_
250,47
76068,9903
CAT - 769 C 8000 Lt
2170
19053000
_
188,17
101254,185
2170
19053000
_
CAT - 120 G
2170
_
25200000
79,4
239962,2166
911,56
27644,91641
21
Proyecto de maquinaria
CALCULO DEL COSTO PARA CADA ITEM Ítem
Descape vegetal
EQUIPO
Modelo
Duración del proyecto
Volumen
Área
Tractor
D8K
2170
10080000
_
Pala cargadora
CAT 950 CAT 769 C CAT 815 b 8000 Lt
2170
19053000
_
2170
19053000
2170
19053000
2170
19053000
_
CAT 120 G
2170
_
25200000
Terraplen
Camión volquete
compactado
Pata de cabra Camión cisterna Motoniveladora
Rendimiento
Horas de uso
Precio por hora
Costo del equipo
13869,96904
80
1109597,52
250,47
76068,9903
35
2662414,66
_
188,17
101254,185
18
1822575,33
_
580,5
32821,70543
35
1148759,69
79,4
239962,2166
30
7198866,5
911,56
27644,91641
35
967572,074
Total
16210095,4
Proyecto de maquinaria
CALCULO DEL COSTO PARA CADA ITEM Ítem
Descape vegetal
EQUIPO
Modelo
Duración del proyecto
Volumen
Área
Tractor
D8K
2170
10080000
_
Pala cargadora
CAT 950 CAT 769 C CAT 815 b 8000 Lt
2170
19053000
_
2170
19053000
2170
19053000
2170
19053000
_
CAT 120 G
2170
_
25200000
Terraplen
Camión volquete
compactado
Pata de cabra Camión cisterna Motoniveladora
Rendimiento
Horas de uso
Precio por hora
13869,96904
80
1109597,52
250,47
76068,9903
35
2662414,66
_
188,17
101254,185
18
1822575,33
_
580,5
32821,70543
35
1148759,69
79,4
239962,2166
30
7198866,5
911,56
27644,91641
35
967572,074
Total
22
Proyecto de maquinaria 7. Anexos
Costo del equipo
16210095,4
Proyecto de maquinaria 7. Anexos
23
Proyecto de maquinaria
Planta trituradora
24
