Tractores de Empuje

UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali Tractores con Hoja de Empuje Definición 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 m á q u i n a s c u a n d o e st st a s l o n e c e s i t e n ( E j . u n a m o t o e sc sc r e p a ) .

Operaciones  

Excavar(a cielo abierto en dimensiones). Acarreo en grandes dimensiones.

grandes

Aplicaciones    

Grandes excavaciones a cielo abierto Ex c a v a ci ci ó n e n b a n c o d e p r é st st a m o L i m p i e z a y d e sb sb r o c e A p e r t u r a d e v í as as

Tipos

Por el sist sist ema de t raslación raslación De Orugas 



Apuntes de Clase:

Maquinaria de Cons Constt rucción rucci ón (5185 )

Su combustible mayormente es el diesel, son equipos de m a y o r p o t e n c i a. a. Chasis Chasis rígid o.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali     

V e l o c i d a d e s m á x i m a s d e e n t r e 7 y 15 15 k m / h . Potenci as de en t re 140 y 770 HP. HP. Transmisiones mecán icas. icas. Pesos Pesos en servicio de e nt re 13, 5 y 68 t. Ca p a c i d a d d e r e m o n t a r p e n d i e n t e s d e h a st st a 4 5 º. º.

De ruedas      



Producen menos compactación en el suel o, se usan usan m ás en agronom ía. Chasis hasis arti culad o con ángul os de 40º a 45º. T r a c c i ó n e n l a s c u a t r o r u e d a s. s. Velocidades máximas de desplazamiento d e e n t r e 1 6 y 60 60 k m / h . Potenci as de ent re 170 y 820 HP. HP. Transmisiones mecánicas o eléctricas. Pesos Pesos en servicio de e nt re 18, 5 y 96 t .

Por la forma en que mueve su barra L a s h o j a s d e e m p u j e p u e d e n r e a l i z a r l o s si si g u i e n t e s movimientos:  Inclinación lateral. ci ó n d e l á n g u l o d e a t a q u e d e l a h o j a .  V a r i a ci ci ó n d e l á n g u l o d e l a h o j a r e sp sp e c t o d e l a d i r e c c i ó n d e a v a n c e .  V a r i a ci  Elevación y descenso de la hoja.

Ex i st st e n d i f e r e n t e s t i p o s d e h o j a s: s:  Hoj a rect a: a c o n s e j a d a p a r a t r a b a j o s d e e m p u j e e n g e n e r a l , e s p e c i a l m e n t e e n a q u e l l o s que requieren pasadas cortas o de media distancia. Es la de mayor ve rsatilidad y capacidad para trabaj os en roca. angulable: able: d i s e ñ a d a p a r a e m p u j a r e l m a t e r i a l l a t e r a l m e n t e , p a r a l o c u a l p u e d e  Hoj a angul situarse en el bastidor de los brazos con ángulos de 25º a la derecha o izquierda r e sp sp e c t o d e l a d i r e c c i ó n d e l t r a c t o r . empuj e amort amort iguado: iguado: s e t r a t a d e u n a h o j a d e p o c o a n c h o , l o q u e l e o t o r g a  Hoj a de empuj m a y o r m a n i o b r a b i l i d a d a l t r a c t o r e n s u l a b or or d e e m p u j e .

Apuntes de Clase:


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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali Otra clasificación según caterpillar     

Hoja Hoj a Hoj a Hoj a Hoja

recta u n i v e r s al al s e m i u n i v e r sa sa l se se m i u n i v e r sa sa l d e r a d i o v a r i a b l e a m o r t i g u ad ad a Hoj a univer sal o en "U": "U": u s a d a p a r a e l e m p u j e d e g r a n d e s volúmenes de material a largas distancias. Por esto, la curvatura de los extremos de la hoja impulsa el material hacia el centro de la misma, disminuyendo los derrames laterales. Las hoj as sem semii univer sal es c o m b i n a n l a c a p a c i d a d d e retención de la carga de las hojas universales con la capacidad de penet ración del t erreno de las hoj as rect as en u n so so l o d i se se ñ o d e a l t o r e n d i m i e n t o . Las hoj as amort amort iguadas s e u s a n p a r a c a r g a r m e d i a n t e e m p u j e t r a í l l a s o t r a c t o r e s d e c a d e n a s. s. E l d i se se ñ o d e s e r v i c i o pesado incluye una placa de revestimiento central r e si si st st e n t e a l d e sg sg a st st e y u n a se c c i ó n r e f o r z a d a d e c u c h i l l a . Las hoj as semiuniv semiuniv ersal es d es d e r a d i o v a r i a b l e so so n e x c e l e n t e s h e r r a m i e n t a s p a r a e l m e j o r a m i e n t o d e t i e r r a s, s, c o n se se r v a ci ci ó n de suelos, desarrollo de emplazamiento de obras y c o n st st r u c c i ó n g e n e r a l

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, p a v i m e n t o v i e j o y su su p e r f i c i e s c o n g e l a d a s. s.

Transporte L a T o p a d o r a se se t r a n sp sp o r t a p o r m e d i o d e l L o w Boy en caso caso de no p oder t ransport arse arse sola, sola, si esta sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede transportarse sola. Se presenta e l m o n t a j e d e u n a t o p a d o r a Bu Bu l d ó ze ze r .

Mantenimiento

En la zona de trabajo 

Co l o c a r l a m á q u i n a e n t e r r e n o l l a n o . B l o q u e a r l a s r u e d a s o l a s c a d e n a s. s.

Apuntes de Clase:


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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali        

Colocar la cuchara apoyada en el suelo. Si se debe mantener la cuchara levantada se i n m o v i l i z a r á a d e c u a d am am e n t e . De sc sc o n e c t a r l a b a t e r í a p a r a i m p e d i r u n a r r a n q u e s ú b i t o d e l a m á q u i n a . No quedarse entre las ruedas o sobre las cadenas, bajo la cuchara o el brazo. N o c o l o c ar ar n u n c a u n a p i e z a m e t á l i c a e n c i m a d e l o s b o r n e s d e l a b a t e r í a . Utilizar un medidor de carga para verificar la batería. N o u t i l i z a r n u n c a un u n m e c h e r o o c e r i l l a s p a r a v er er d e n t r o d e l m o t o r . A p r e n d e r a u t i l i z a r l o s e x t i n t o r e s. s. Co n se se r v a r l a m á q u i n a e n b u e n e s t a d o d e l i m p i e z a .

En taller            

A n t e s d e e m p e z a r l a s r e p a r a c i o n e s, s, e s c o n ve ve n i e n t e l i m p i a r l a z o n a a r e p a r a r . N o l i m p i a r n u n c a l a s p i e z a s c o n g a so so l i n a . T r a b a j a r e n u n l o c a l v e n t i l a d o . NO FUMAR. Antes de empezar las reparaciones, quitar la llave de contacto, bloquear la máquina y coloc ar l e t r e r o s i n d i c a n d o q u e n o se se m a n i p u l e n l o s m e c a n i sm sm o . Si varios mecánicos trabajan en la misma máquina, sus trabajos deberán ser coord inados y c o n o c i d o s e n t r e e l l o s. s. De j a r e n f r i a r e l m o t o r a n t e s d e q u i t a r e l t a p ó n d e l r a d i a d o r . Ba j a r l a p r e si si ó n d e l c i r c u i t o h i d r á u l i c o a n t e s d e q u i t a r e l t a p ó n d e v a c i a d o , a sí sí m i sm sm o c u a n d o se se r e a l i c e e l v a c i a d o d e l a c e i t e v i g i l a r q u e n o e st st é q u e m a n d o . Si se tiene que dejar elevado el brazo y la cuchara, se procederá a su inmovilización antes de empezar el trabaj o. Re a l i z a r l a e v a c u a ci ci ó n d e l o s ga g a se se s d e l t u b o d e e s ca ca p e d i r e c t a m e n t e a l e x t e r i o r d e l l o c a l . Cu a n d o se se a r r e g l e l a t e n si si ó n d e l a s c o r r e a s d e l m o t o r , é st st e e st st a r á p a r a d o . 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  

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L a m á q u i n a a n t e s d e e m p e z a r c u a l q u i e r t r a b a j o , d e b e r á se se r e x a m i n a d a e n t o d a s su s p a r t e s. s. Los exámenes deben renovarse todas las veces que sean necesarias y fu ndamentalmente cuando haya habido un fallo en el material, en la máquina, en las instalaciones o los d i sp sp o si si t i v o s d e s e gu gu r i d a d h a b i e n d o p r o d u c i d o o n o u n a c c i d e n t e . Todos estos exámenes los realizará el encargado o personal competente designa do por el mismo. El nombre y el cargo de esta persona se consignarán en un libro de registro de se g u r i d a d , e l c u a l l o g u a r d a r á e l e n c a r g a d o .

Segur eguridad idad Indust Indust r ial Antes de empezar cualquier trabajo se precisa conocer las reglas y recomendaciones que aco nseja el contratista de la obra. Así mismo deben seguirse las recomendaciones esp eciales que realice el encargado de la obra.

Consejos para el conductor    

No ingerir bebidas alcohólicas antes y durante el t rabaj o. No tomar medicamentos sin prescripción facultativa, especialmente tranquilizantes. N o r e a l i z a r c a r r e r a s, s, n i b r o m a s a l o s d e m á s c o n d u c t o r e s. s. Est a r ú n i c a m e n t e a t e n t o a l t r a b a j o .

Apuntes de Clase:


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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali    

No transportar a nadie en la cuchara. Cu a n d o a l g u i e n d e b e g u i a r a l m a q u i n i st st a , é s t e n o l o p e r d e r á n u n c a d e v i st st a . N o d e j a r n u n c a q u e e s t e a y u d a n t e t o q u e l o s m a n d o s. s. Encender los faros al final del día para ver y ser visto.

Notas ot as sobre el ement os de pr otección ot ección per sonal  

Ca sc sc o p r o t e c t o r d e l a c a b e z a Habitualmente el puesto del conductor está protegido con cabina, pero es indispensable el uso d e l c a sc sc o p r o t e c t o r c u a n d o se se a b a n d o n a l a m i sm a p a r a c i r c u l a r p o r l a o b r a .

Botas ot as de seg segur uridad idad ant ideslizant e   

El c a l z a d o d e se g u r i d a d e s i m p o r t a n t e d e b i d o a l a s co co n d i c i o n e s e n l a s q u e s e su su e l e t r a b a j a r e n l a o b r a ( c o n b a r r o , a g u a , a c e i t e , g r a sa sa s, s, e t c . ) . Pr o t e c c i ó n d e l o s o í d o s Cu a n d o e l n i v e l d e r u i d o so b r e p a se se e l m a r g e n d e se se g u r i d a d e s t a b l e c i d o y e n t o d o c a so so , c u a n d o sea superior a 80 dB, será obligatorio el uso de auriculares o tapones.

Ropa de trabajo  

No se deben utilizar ropas de trabajo sueltas que puedan ser atrapadas por elementos en movimiento. Ev e n t u a l m e n t e c u a n d o l a s c o n d i c i o n e s a t m o sf sf é r i c a s l o a c o n se se j e n y e l p u e st st o d e m a n d o c a r e z c a d e c a b i n a , e l c o n d u c t o r d e b e r á d i sp sp o n e r d e r o p a q u e l e p r o t e j a d e l a l l u v i a .

Guantes 

El c o n d u c t o r d e b e r á d i s p o n e r d e g u a n t e s a d e c u a d o s p a r a p o s i b l e s e m e r g e n c i a s d e c o n se se r v a c i ó n durante el trabajo.

Prot ección ección del aparat aparat o respir respir atori o 

En trabajos con tierras sueltas y finas, se deberá hacer uso de mascarillas.

Medio Ambiente   

 Cont ami nar lo m enos posible el ai re con l os gases gases y part ículas en sus suspensión pensión  N o c a m b i a r d r ás á st i c a m e n t e e l am am b i e n t e  No dañar especie especie s vivas del l ugar

Producción y rendimientos Un tractor es una unidad de potencia de tracción que tiene una cuchilla al frente de la máqu ina. Están d i se se ñ a d o s p a r a p r o p o r c i o n a r p o t e n c i a d e t r a c c i ó n a l t r a b a j o d e l a b a r r a d e t i r o . Los tractores pueden estar montados tanto sobre orugas o cadenas como sobre ruedas. Para ser consistentes con su propósito, como una unidad que trabaja con la barra de tiro, tienen su centro de gravedad muy bajo. Este es un requisito para que sea una máquina efectiva. Cu anto mayor sea la d i f e r e n c i a e n t r e e l e j e d e a p l i c a c i ó n d e l a f u e r z a d e t r a n sm s m i s i ón ón d e l a m á q u i n a y l a e l e j e d e l a f u e r z a d e r e s i st st e n c i a m e n o r se se r á l a e f i c i e n c i a e n e l u so so d e l a p o t e n c i a d e sa sa r r o l l a d a . L o s t r a c t o r e s se se u sa sa n p a r a empujar material, limpiar terreno, romper roca, ayudar a las traíllas en la carga y empujar otros elementos de equipo de construcción. Pueden estar equipados además con un malacate posterior o un desgarrador (Ripper). Para desplazamientos de grandes distancias entre proyectos o dentro de un proyecto, el tractor debe ser transportado por otro equipo. Moverlos con su p ropia potencia aún a v e l o c i d a d e s m u y b a j a s i n c r e m e n t a e l u so so d e l a t r a c c i ó n d i sm sm i n u y e n d o l a v i d a ú t i l d e l a m á q u i n a .

Apuntes de Clase:


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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali Características del desempeño de los tractores Los tractores se clasifican sobre la base de su sistema de tracción: (1) sobre orugas y (2) sobre llanta s. Los tractores de orugas son en realidad las máquinas de tracción. Tienen una cadena continua que se m u e v e e n u n p l a n o h o r i zo zo n t a l a t r a v é s d e u n o s r o d i l l o s f i j o s. s. E n u n d e t e r m i n a d o c am am b i o d e l m o t o r , l a s orugas pasan sobre un disco fijo montado verticalmente. Cuando el disco gira, fuerza a la oruga a avanzar o regresar, impartiendo movimiento al tractor. En el frente de la máquin a, la tracción pasa sobre un disco similar montado verticalmente que está conectado co n un elemento de tensión a j u st st a b l e . E l d i sc sc o m a n t i e n e l a t e n si si ó n a d e c u a d a e n l a c a d e n a y l e p e r m i t e a b so so r b e r f u e r t e s g o l p e s. s. L o s pasos están hechos de acero especial diseñado para resistir el uso y la abrasión. Alguna s compañías o f r e c e n a c t u a l m e n t e o r u g a s c o n p a so so s d e a c e r o c u b i e r t o s c o n c a u c h o . La fuerza disponible para usar en un trabajo está limitada frecuentemente por la tracción. Esta limitación depende de dos factores: ( 1 ) e l c o e f i c i e n t e d e t r a c c i ó n e n l a su su p e r f i c i e q u e s e at at r a v i e sa sa y (2) el peso que llevan las llantas de dirección.

Ef ecto ect o del peso peso en el desempeño desempeño Algunas veces, los usuarios incrementan el peso de las llantas de los tractores de ruedas para s uperar las limitaciones de potencia y tracción. Se recomienda una mezcla de cloruro de calci o y agua como balastro. Debe tenerse especial cuidado para asegurar que el nuevo peso se di stribuya de manera equilib rada ent re t odas las llant as de dirección. Un tren de rodaje de un tractor de cadenas estándar es apropiado para uso general en r oca y terreno moderadamente suave. La presión típica del terreno para un tractor de orugas con un carruaje estándar es de 6 a 9 psi. (41-62 KPa). La configuración del tren de rodaje para una menor p resión del t e r r e n o ( L GP GP) e s t á d i s e ñ a d a p a r a c o n d i c i o n e s d e su s u e l o b l a n d o . L a p r e si si ó n d e l su e l o d e sa r r o l l a d a p o r u n tractor de orugas con un tren de rodaje LGP es de 3 a 4 psi (21-28KPa). Las máquinas con LGP no deben usarse en condiciones de terreno duro o rocoso, ya que reducirían su vida útil. Hay tre nes de rodaje e x t r a - l a r g o s d i sp sp o n i b l e s p a r a l a s m á q u i n a s d e d i c a d a s a t r a b a j o s d e a c a b a d o . En e l c a so so d e t r a c t o r e s co co n n e u m á t i c o s, s, l a s l l a n t a s m á s a n ch ch a s p r o p o r c i o n a n u n a m a y o r á r e a d e contacto e incrementan la flotación. Debe recordarse, sin embargo, que las cartas de desempeño se basan en un equipo estándar, incluyendo las llantas. Unas llantas más grandes reducirán el de sarrollo del empuje. Tanto los tractores de orugas como los de cadenas están tipificados por potencia de giro de lo s d i sc sc o s ( f w h p ) y e l p e so so . N o r m a l m e n t e e l p e so so se se c o n si si d e r a d e o p e r a c i ó n , e s d e c i r , i n c l u y e l u b r i c a n t e s, s, r e f r i g e r a n t e s, s, u n t a n q u e d e c o m b u st s t i b l e l l e n o , u n a c u c hi h i l l a , e l f l u i d o h i d r á u l i c o, o , c a b i n as as d e p r o t e c c i ón ón estándar y el operador. El peso del tractor es importante en muchos proyec tos porque el máximo esfuerzo de tracción que una unidad puede proporcionar está limitada por el producto del peso por el c o e f i c i e n t e d e t r a c c i ó n e n t r e l a u n i d a d y l a su su p e r f i c i e d e l t e r r e n o , i n d e p e n d i e n t e m e n t e d e l a p o t e n c i a q u e t e n ga ga e l e q u i p o . Para movilizar la mayoría de los tractores se usan motores de combustión interna, s iendo los m ás com unes los de d iesel. Los mot ores de gasoli gasoli na se se usan en unid ades más pequeñas. Algunos tractores diseñados para el trabajo en túneles usan energía eléctri ca o aire como si st st e m a d e p r o p u l s i ó n p a r a e v i t a r l o s ga ga se se s d e c o m b u st st i ó n . Como la rotación derivada del motor es generalmente demasiado rápida y no tiene suficiente fuerza (torque), las máquinas tienen transmisiones que reducen la velocidad rotacional e i ncrementan la fuerza disponible para realizar el trabajo La transmisión proporciona al oper ador la habilidad de cambiar la relación velocidad-potencia de la máquina de modo que cumpla lo s requerimientos del trabajo. Los fabricantes han venido implementando los tractores con una varie dad de sistemas de

Apuntes de Clase:


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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali transmisión, pero las opciones principales son la dirección directa y el co nvertidor de torque con t r a n sm sm i si ó n d e p o t e n c i a .

Efecto de la tracción en el desempeño Los requerimientos de tracción o flotación se pueden conseguir con un adecuad o tren de rodaje o neumáticos. Las unidades sobre orugas están diseñadas para aquellos trabajos que requieren gran esfuerzo de tracción. No hay otras piezas de equipo que puedan proporcionar la potencia , tracción y f l o t a c i ó n n e c e s ar a r i a s e n c o n d i c i o n e s t a n v a r i a d a s. s. U n t r a c t o r d e o r u g a s p u e d e o p e r a r e n p e n d i e n t e s m u y empinadas de hasta 45°. Y a se se e x p l i c ó e n l í n e a s a n t e r i o r e s q u e l a f u e r z a d e e m p u j e q u e p u e d e u sa sa r se se d e p e n d e d e l p e s o y la tracción del tractor completamente equipado. Esto debe servir de alerta sobre la potencia disponible. Aún cuando el motor puede desarrollar una determinada fuerza en la barra de tiro o una fuerza de empuje, toda esta fuerza no estará disponible para hacer el trabajo. Po r e j e m p l o , si s e t i e n e n d o s t r a c t o r e s, s, u n o so so b r e o r u g a s c o n 2 0 0 HP HP y o t r o so b r e n e u m á t i c o s d e 216HP, aunque la potencia es muy similar, la fuerza de tiro final no es la misma. En un terreno limoarcilloso seco, el coeficiente de tracción ya es distinto para llantas y para neumáticos. En la tabla si g u i e n t e , se t i e n e l o s v al al o r e s r e sp sp e c t i v o s d e 0 . 9 y e l r a n g o e n t r e 0 . 5 y 0 . 7 A su su m i e n d o u n v a l o r d e t r a c c i ó n p r o m e d i o p a r a l o s n e u m á t i c o s d e 0 . 6 s e e st st i m a r í a u n a f u e r z a d e t i r o d e 2 0 , 6 5 0 k g p a r a e l t r a c t o r d e o r u g a s y d e 2 0 , 5 0 0 k gs gs. p a r a e l t r a c t o r d e n e u m á t i c o s e n l a s c a r t a s d e f u e r z a d e t i r o . Si n e m b a r g o , p o r e f e c t o d e l a t r a c c i ó n l a f u e r z a d i sp sp o n i b l e s e r á m e n o r a e st st e v a l o r y se p u e d e a p r o x i m a r a l v a l o r a n t e r i o r m e n t e h a l l a d o m u l t i p l i c a d o p o r e l c o e f i c i e n t e d e t r a c ci c i ó n . P ar ar a e l tractor de orugas, la fuerza disponible sería igual a 20,650 kg multiplicado por 0.9, igual a 18,585 kg. Para el mismo tractor pero montado sobre ruedas, fuerza disponi ble se multiplicaría por 0.6, r e su su l t a n d o e n 1 2 , 3 0 0 k g . Co Co m o s e d e m u e s t r a , l a s d o s m á q u i n a s t i e n e n a p r o x i m a d a m e n t e e l m i sm sm o p e so so de operación y la misma potencia, pero debido al efecto de tracción, el tractor de orugas es capaz de proporcionar 1. 5 veces más la potencia út il de ot ro de ruedas. En la mayoría de los terrenos, el coeficiente de tracción de los neumáticos es menor que e l de orugas. Por lo tanto, un tractor de ruedas deberá ser considerablemente más pesado ( a p r o x i m a d a m e n t e u n 5 0 %) %) q u e l o s t r a c t o r e s d e o r u g a s p a r a d e sa sa r r o l l a r l a m i sm sm a c a n t i d a d d e f u e r z a útil. Al incrementar el peso, se requerirá a su vez de un motor más grande para manten er la relación peso-potencia. Esto establecerá un límite hasta el cual puede añadirse peso y permita a ún tener una m á q u i n a c o n l a s v e n t a j a s d e v e l o c i d a d y m o v i l i d a d r e s p e c t o a l t r a c t o r d e o r u g a s. s. Una ventaj a de un t ract or de rued as en comp aración con uno de orugas es la gran velocidad que p u e d e d e s a r r o l l a r l a m á q u i n a , l l e g a n d o e n a l g u n o s c a so so s h a st st a 4 8 Km Km / h . Pa r a c o n se se g u i r u n a a l t a v e l o ci c i d a d , s in i n e m b a r go g o , u n t r a c t o r d e r u e d a s d e b e sa sa c r i f i c a r e l e m p u j e . A d e m á s, s, c o m o e l c o e f i c i e n t e de tracción entre las llantas y algunos terrenos es bajo, los tractores de ruedas pu eden deslizar sus l l a n t a s a n t e s d e d e sa sa r r o l l a r su e sf sf u e r z o d e e m p u j e e st st a b l e c i d o .

Estimación de la producción de los tractores Un tractor o dozer es una unidad de tracción provista de una cuchilla en la parte frontal. E sta cuchilla se u sa sa p a r a e m p u j a r , c o r t a r y n i v e l a r o e sp sp a r c i r m a t e r i a l h a c i a d e l a n t e d e l t r a c t o r . L o s t r a c t o r e s so n l a s máquinas de movimiento de tierras más eficientes y versátiles. Se usan generalmente para iniciar la limpieza del terreno, el corte y la nivelación de la subrasante y en la producción de lo s agregados en las canteras de material. Las operaciones específicas son: • Em p u j e d e t i e r r a y r o c a e n d i st st a n c i a s c o r t a s, s, h a st st a 9 1 m . , e n e l c a so so d e t r a c t o r e s g r a n d e s. s. • Esp a r c i d o d e r e l l e n o s d e t i e r r a y r o c a . • Re l l e n o d e t r o c h a s. s. • A b e r t u r a d e c a m i n o s a t r a v é s d e m o n t a ñ a s o e n t e r r e n o s r o c o so so s. s.

Apuntes de Clase:


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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali • L i m p i e z a d e t e r r e n o d e m a l e za z a , r a íc íc e s, s, e t c . • L i m p i e z a d e su su p e r f i c i e s e n c a n t e r a s o z o n as as d e p r é st st a m o . • A y u d a e n l a c a r g a d e t r a í l l a s. s. En cada uno de estos trabajos la gran diferencia la hacen las cuchillas. Las cuchillas son elementos en forma de placa que tiene unos bordes cortantes. Están conectadas al tractor a t ravés de b r a z o s h i d r á u l i c o s. s. T i e n e n d i s t i n t o s d i se se ñ o s y f o r m a s. s. A d e m á s, s, l a f o r m a d e m o v i m i e n t o d e l a s c u ch ch i l l a s t a m b i é n d e f i n e a l g u n o s n o m b r e s co co m o e l b u l l d o z e r , t i l t d o z e r , a n gl gl e d o ze ze r , e t c . El t i p o d e c u c h i l l a p u e d e i n f l u i r d i r e c t a m e n t e e n l a c a n t i d a d d e m a t e r i a l q u e e s c ap ap a z d e c ap ap t a r y m o v i l i z a r y , p o r t a n t o , i n f l u y e e n l a p r o d u c ci c i ó n d e l t r a c t o r . P o r e l l o , se d e sa sa r r o l l a r á c on on d e t a l l e l o s t i p o s d e c u c h i l l a d e l o s t r a c t o r e s. s.

Acti vidades vidades de de empuj e de mater ial U n t r a c t o r n o t i e n e u n a c a p ac ac i d a d v o l u m é t r i c a d e t e r m i n a d a . N o h a y n i n gú g ú n c o n t e n e d o r o t o l v a; a ; e n su su l u g ar ar , l a c a n t i d a d d e m a t e r i a l q u e e l t r a c t o r m u e v e d e p e n d e d e l a c a nt nt i d a d q u e q u e d a e n f r e n t e d e l a c u c h i l l a d u r a n t e e l a v a n c e . L o s f a c t o r e s q u e c o n t r o l a n l a s t a sa sa s d e p r o d u c c i ó n so so n t r e s: s: (1) el tipo y condiciones de mat erial, (2) el tipo de cuchill a y (3) el tiempo del ciclo.

a) Tipo y condiciones del material El t i p o y l a s c o n d i c i o n e s d e m a t e r i a l q u e s e m a n i p u l a a f e c t a l a f o r m a d e l a m a s a q u e se se e m p u j a delante de la cuchilla. Los materiales cohesivos (arcillas) se acomodarán como una b ola. Los materiales que tienen una calidad densa o que tienen un alto contenido de mica rodarán so bre el terreno y se colmarán. Los materiales sin cohesión (arenas) se conocen com o materiales m u e r t o s p o r q u e n o m u e st st r a n p r o p i e d a d e s d e e sp sp o n j a m i e n t o o c o p e t e .

b) Tipo de cuchil cuchil la Ex i st st e n e n g e n e r a l t r e s t i p o s d e c u c h i l l a s p a r a l a s a c t i v i d a d e s d e e m p u j e d e m a t e r i a l : r e c t a ( S) S) , universal (U) y semiuniversal (SU), además la tipo cojín (C), usada para actividades de empuj e de otros equipos. Cada una de ellas, por su forma específica, logra acomodar el material frent e a ella de una determinada manera, de modo que un mismo tractor puede tener r endimientos d i f e r e n t e s se g ú n e l t i p o d e c u c h i l l a u sa sa d o .

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali Las cuchillas rectas (S) llevan el material en frente de la cuchilla, mi entras que las cuchillas universales (U) y semiuniversales (SU) controlan el material q ue se desparrama lateralmente dentro de la cuchilla. Como las cuchillas U y SU fuerzan al mater ial a moverse h a c i a e l c e n t r o , h a y u n m a y o r g r a d o d e e sp sp o n j a m i e n t o y l a c an an t i d a d d e m a t e r i a l su su e l t o se se r á m a y o r q u e e n l a s c u c h i l l a s r e c t a s. s. P e r o l a r e l a c i ó n d e e s t a d i f e r e n c i a n o e s l a m i s m a c u a n d o s e considera volumen en banco. Esto se debe a que el factor de conversión de volumen sue lto a v o l u m e n e n b a n c o p a r a l a s c u ch c h i l l a s d e t i p o u n i v e r s a l ( U ) n o e s e l m i sm sm o q u e e l d e l a s cu cu c h i l l a s r e c t a s ( S) S) . El e f e c t o e n v o l v e n t e d e l a s cu cu c h i l l a s U o SU SU p r o d u c e e s t a d i f e r e n c i a . El mismo tipo de cuchilla viene en diversos tamaños para un mismo tipo de tractor. La c a p a c i d a d d e l a c u c h i l l a e n t o n c e s e s u n a f u n c i ó n d e l t i p o d e l a c u c h i l l a y su su d i m e n si si ó n f í si si c a . L a s h o j a s d e e s p e c i f i c a c i o n e s d e l o s f a b r i c a n t e s p r o p o r c i o n a r á n l a i n f o r m a c i ó n n e c e sa sa r i a relacionada con las dimensiones de las cuchillas. L a c a r ga ga q u e u n a c u c h i l l a l l e v a r á se se p u e d e e s t i m a r c o n d i v e r so so s m é t o d o s: s: ( 1 ) p o r l a e st st i m a c i ó n d e su su g e r i d a p o r e l f a b r i c a n t e , (2) por la experiencia previa (condiciones de material similar, equipo o trabajo) y (3) por med idas en el campo. Los fabricantes proporcionan una capacidad de cuchilla teórica, basada en la prácti ca SAE J1265. Para una cuchilla recta, la capacidad V S p u e d e e s t i m a r s e c o n l a s i g u i e n t e e c u a c i ó n , e n f u n c i ó n d e l a n c h o d e l a c u c h i l l a ( W ) y l a a l t u r a e f e c t i v a ( H) H) o a l t u r a d e m a t e r i a l .

Para la capacidad de la cuchilla universal VU se sugiere la siguiente ecuación, en función de la capacidad de la zona recta, más la fracción equivalente a la zona angular, como se indica a continuación:

donde: V u = capacidad capacidad de la cuchil la universal, universal, en m 3 suelto. V s = capacidad capacidad de l a cuchilla en la zona rect a, en m 3 suelto. W = ancho de la cuchilla, en m et ros, ros, excl uyendo los bordes. bordes. H = a l t u r a e f e c t i v a d e l a c u c h i l l a , e n m e t r o s. s. Z = l o n gi gi t u d d e l t r a m o a n g u l ar a r , m e d i d o d e m a n e r a p a r al al e l a a l a n c h o d e l a c u c hi hi l l a , e n m e t r o s . X = ángulo de la sección angular.

O t r o e x c e l e n t e m é t o d o d e e st st i m a c i ó n e s u sa sa r l a e x p e r i e n c i a p r e v i a d e b i d a m e n t e d o c u m e n t a d a . La documentación requiere que el área excavada se divida en secciones para determinar el volumen total del material a mover y que se registre el número de ciclos del tractor. Los estudios de pr oducción pueden hacerse con base en el peso del material que se mueve. En el caso de tractores, los mecanismos para pesar el material son muy difíciles de conseguir para tales volúmenes. Por ello puede ser más p r á c t i c o e l t e r c e r m é t o d o , t o m a n d o m e d i d a s e n c am am p o . L o p r i m e r o q u e d e b e h a c e r se se e s o b t e n e r l a c a r g a d e u n a c u c h i l l a normal, haciendo que el tractor empuje una cuchilla de carga normalizada sobre un área nivelada. El tractor se detiene, mientras que la cuchilla se mueve ligeramente hacia adelante para crear una p i l a si si m é t r i c a .

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali L u e go go e l t r a c t o r r e g r e sa sa y se r e t i r a r d e l a p i l a , p r o c e d i e n d o a m e d i r l a a l t u r a ( H ) y e l a n c h o ( W ) d e l a pila en el borde interior de cada extremo, así como la mayor longitud (L) de la pila, que no n e c e sa sa r i a m e n t e e st st a r á a l c e n t r o , c o m o a q u í se se m u e s t r a . Co m o l o s va va l o r e s H y W n o se se r á n u n i f o r m e s, s, s e p u e d e n t o m a r v a l o r e s a a m b o s e x t r e m o s y p r o m e d i a r l o s . Si las medidas están es metros, la carga de la cuchilla en m 3 su e l t o s se se p o d r á c a l c u l a r c o n l a e c u a c i ó n :

c) Tiempo del del ciclo ci clo El c i c l o d e u n t r a c t o r p a r a l a s o p e r a c i o n e s d e e m p u j e d e m a t e r i a l se se c o m p o n e d e t r e s l a b o r e s : empujar , regreso y maniobras. El tiempo requerido para empujar y regresar puede calcularse para cada modelo de tractor, considerando las distancias de empuje y obteniendo una velocidad de la carta de desempeño de la máquina. El tiempo será el resultado de la división de la distancia entre la velocidad . Algunas cartas o f r e c e n e l t i e m p o d i r e c t a m e n t e , i n g r e sa sa n d o c o n l a d i st st a n c i a . El t r a c t o r e o se se r e a l i z a ge ge n e r a l m e n t e a u n a v e l o ci c i d a d b a j a , e n t r e 2 . 4 a 3 . 2 K m / h . L a v e l o c i d ad ad de retorno es la máxima que puede lograrse en la distancia disponible. Cuando se usan las cartas de desempeño para determinar las velocidades posibles, hay que recordar que las cartas identifican la m á x i m a v e l o c i d a d i n st st a n t á n e a . Pa r a c a l c u l a r l a d u r a c i ó n d e l c i c l o se se d e b e u sa sa r u n a v e l o c i d a d p r o m e d i o que tome en cuenta el tiempo requerido para acelerar hasta la velocidad que indica la carta. Generalmente el operador no puede activar la máquina después del segundo cambio en el caso de distancias menores de 91 m. Si la distancia es mayor que 91 m. y el terreno está nivelado , es posible conseguir la máxima velocidad. El tiempo de maniobras para hacer los cambios en los tractor es es de alrededor de 0.05 min.

d) Pr Pr oducción La fórmula para calcular la producción de tractor en metros cúbicos por una hora de 60 minutos es la siguiente:

Donde: P es la produ cción de la m áquina. V es la capacidad de l a cuchilla. TE es el tiem po de empuje. TR es el tiem po de retorno. T M es el tiempo de maniobras.

Esta producción se basa en un trabajo continuo durante una hora de 60 minutos, que sería una c o n d i c i ó n i d e a l . S i n e m b a r g o , l a e f i c i e n c i a d e l t r ab a j o s e v e r á a f e c t a d a p o r l a b u e n a d i r e c c i ó n e n e l campo, las condiciones del equipo y la dificultad misma de las labores. La eficiencia de una operación se cuenta reduciendo el número de minutos que realmente se trabaja en una hora. El factor de eficiencia se expresa entonces como minutos de trabajo en una hora, por ejemplo, 50 minutos por hora o u n f a c t o r d e e f i c i e n c i a d e 0 . 8 3 ( 50 50 / 6 0 m i n ) .

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali E x i s t e n c o n d i c i o n e s p a r t i c u l a r e s q u e p u e d e n f a v o r e ce r l a p r o d u c c i ó n , c o m o e l t r a b a j o d e d o s tractores lado a lado (Ver figura). Con esta disposición, las dos cuchillas comp ensan la pérdida de m a t e r i a l h a c i a l o s c os o st a d o s, s, i n c r e m e n t a n d o l a p r o d u c c i ó n e n t r e u n 1 5 % a u n 2 5 %. %. T a m b i é n e x i st st e n f ó r m u l a s p a r a c a l c u l a r l a p r o d u c c i ó n , d e s a r r o l l a d a s p o r l o s f a b r i c a n t e s, s, b a sa sa d a s en la potencia del tractor y la distancia de empuje. Otros fabricantes han desarrollado a demás curvas d e p r o d u c c i ó n , c o m o l a d e l a Fi F i g u r a q u e se se m u e st st r a , q u e p r o p o r c i o n an an e l m á x i m o v o l u m e n d e m a t e r i a l suelto que puede mover en una hora, en condiciones ideales, de acuerdo al modelo y la distancia de empuje. Para estimar la tasa de producción en campo más real debe aju starse de acuerdo a las c o n d i c i o n e s d e t r a b a j o e sp sp e r a d a s. s.

Est as curvas of recen val ores de producci ón ideal ( ef icie ncia del 100%) 100%) y asum asum en que l os t r a c t o r e s t i e n e n u n t i e m p o d e m a n i o b r a d e 0 . 0 5 m i n u t o s, s , q u e e l t r a c t o r t r a b a j a c o r t a n d o 1 5 m . y l u e go go 3 e m p u j a n d o e l m a t e r i a l a u n s i m a , q u e l a d e n si si d a d d e l m a t e r i a l e s d e 1 36 3 6 4 k gs gs. / m - S , c o n c o e f i c i e n t e s de tracción entre el suelo y la oruga de 0.5 y con el neumático de 0.4 o más, y que los controles son h i d r á u l i c o s. s. Si Si e st st a s c o n d i c i o n e s c a m b i a n , c a m b i a r á l a p r o d u c c i ó n d e m a n e r a m á s o m e n o s p r o p o r c i o n a l a ell os. os. Se puede entonces plantear un factor de corrección que permita realizar este ajuste, y que multiplicado por la producción ideal hallada en la curva de producción ofrezca un valor más cercano a l o e s p e r a d o . E st st e f a c t o r d e c o r r e c c i ó n se se p u e d e e x p r e sa sa r c o n l a e c u a c i ó n s i gu gu i e n t e :

Donde: f es el factor de corrección total. f o e s e l f a c t o r d e c o r r e c c i ó n p o r h a b i l i d a d d e l o p e r a d o r ( e x ce ce l e n t e , p r o m e d i o , p o b r e ) . f m e s e l f a c t o r d e c o r r e c c i ó n p o r t i p o d e m a t e r i a l , s i e st st á s u e l t o , c o m p a c t o o e s d u r o d e c o r t a r . f w es el factor de corrección por tipo de trabajo, si trabajan los tractores solos o lado a lado. f v es el factor de corrección por visibilidad. f t r es el factor por el sistema de transmisión directa.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali f p e s e l f a c t o r p o r p e n d i e n t e d e l t e r r e n o , d e a c u e r d o c on on l a p e n d i e n t e e n p o r c e n t a j e .

f d e s e l f a c t o r d e c o r r e c c i ó n p o r d e n si si d a d d e l m a t e r i a l , i g u a l a

Los valore s de f o , f m , f w , f v y f t r se m u e st st r a n e n l a T a b l a si si g u i e n t e :

Acti vidades vidades de limpi eza de de t err eno La limpieza de terreno consiste en el retiro de árboles, maleza y vegetación en la zona del camino porque su efecto en la estructura del pavimento es funesto por su degradac ión en el tiempo o la g e n e r a c i ó n d e a se s e n t a m i e n t o s n o d e s e ad ad o s. s. Est o o c u r r e c o n f r e c u e n c i a c u a n d o s e a b r e u n n u e v o t r a z o . Existen cuchillas especiales para limpieza de terreno, pero pue den usarse cualquiera de las a n t e r i o r m e n t e m e n c i o n a d as a s. Las tareas concretas en la limpieza de terreno pueden comprender la remoción de árboles y r a í c e s, s, v e g e t a c i ó n , e l a l m a c e n a m i e n t o d e e st s t e m a t e r i a l y q u e m a p o st st e r i o r . A l g u n a s v e c e s se e sp sp e c i f i c a en los proyectos las tareas que se espera realice el contratista dentro de esta partida, pero por lo g e n e r a l n o se se h a c e m a y o r i n d i c a c i ó n a l r e sp sp e c t o .

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali Factores de corrección para el cálculo de producción de tractores. Los tractores usados para las actividades de limpieza de terreno tienen potencias entre 160 y 460 HP. La dimensión del tractor influye en la velocidad que puede desarrollar, además de las condi ciones del terreno. La mejor y más segura forma de estimar la producción siempre s erá usando información histórica de proyectos similares. Cuando no se disponga de información se puede aplicar lo s métodos sugeridos a continuación. En cualquier método que se use para la estimación de la producción se debe tomar en cuenta como factores críticos la naturaleza de la vegetación (número, dimensión, tipo de madera y raíces de los árboles), las condiciones del terreno (cohesión, humedad, presencia de roca y nivel freático), las c o n d i c i o n e s t o p o g r á f i c a s , l a s c o n d i c i o n e s c l i m á t i c as ( t e m p e r a t u r a y l l u v i a ) a s í c o m o l a s e sp sp e c i f i c a c i o n e s d e t r a b a j o . Es indispensable visitar el lugar para recoger la información pertinente y evaluar l as posibles v a r i a c i o n e s q u e p u e d a n t o m a r s e e n c u e n t a a l a p l i c a r l o s m é t o d o s d e c á l c u l o . Cuando se tiene poca vegetación y es posible limpiar el terreno con una velocidad constante , l a p r o d u c c i ó n s e p u e d e e st st i m a r c o n u n a f ó r m u l a b a sa sa d a e n l a v e l o c i d a d y e l a n c h o d e p a s ad ad a . Donde: P es la produ cción, en m 2 / h r . W es el ancho de cort e o ancho de la cuchilla, en m . V es la velocidad con que se se hace el trabaj o, en m / seg. E e s l a e f i c i e n c i a d e l t r a b a j o , su g er er i d a e n 4 9 . 5 e n m i n / h r .

El ancho de corte no siempre coincidirá con el ancho de la cuchilla. Si ésta se trabaja con una d e t e r m i n a d a i n c l i n a c i ó n , e l a n c h o s e r á l a p r o y e c c i ón d e l a n c h o e n u n p l a n o p e r p e n d i c u l a r a l e j e d e l t r a c t o r . Cuando no es posible visitar la zona o tener información detallada de la vegetación o el número de árboles por hectárea, s e p u e d e u s a r u n m é t o d o m á s r á p i d o q u e r e l a c i o n a e l á r e a c o n factores de eficiencia y de producción unitaria.

Donde: T es el tiempo que demora limpiar un área A considerando una eficiencia (E) y un facto r de producción ( F p ) dados, según según se muestra enseguida. enseguida. Est Est os valores valores consideran consideran u n m áximo de 124 árbol es por hect área, con diámetros no mayores a 45 cm. Unas condiciones distintas a éstas implicarán un inc remento o una reducción en l os valores valores sugeridos sugeridos en est est a t abla.

U n a v e g e t a c i ó n l i v i a n a s e c o n s i d e r a c u a n d o l o s á r b ol e s t i e n e n m e n o s d e 3 0 c m d e d i á m e t r o y una vegetación espesa, alrededor de 45 cm de diámetro. En la tabla se muestran los valores de producción en horas por hectár ea para difer ent es capacidades de t ractor es y de vegetación.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali Cuando se tienen datos más aproximados sobre el tipo de vegetación y número de árboles, es p o si si b l e a p l i c a r u n t e r c e r m é t o d o su su g e r i d o p o r Ro Ro m e I n d u st st r i e s, s, s u ge ge r i d o t a m b i é n p o r Ca Ca t e r p i l l a r . El método se basa en una fórmula que calcula el tiempo para limpiar una hec tárea de terreno con determinadas características de vegetación y adiciona un tiempo determinado por cada árbol ad icional q u e h a y q u e r e t i r a r . Est e m é t o d o c o n si si d e r a d o s e c u ac a c i o n e s, s, u n a p a r a l a s t a r e a s d e c o r t e y o t r a p a r a l a s tareas de apilamiento. Si se realizan ambas tareas, es necesario sumar los tiempos para hallar uno t o t a l . P a r a l a s t a r e a s d e c o r t e , s e su su g i e r e l a e c u a c i ó n :

Donde: H es el f actor de dur eza de la m adera. Es igual a 1.3 si más del 75% de la m adera es dura; y 0. 7 si si lo es menos del 25%. A es el factor de densidad de los árboles, siendo igual a 2 si hay más de 1480 árboles por hectá rea y 0.7 si hay menos de 990 árboles árboles por hect área. B es el tiempo básico que representan el tiempo mínimo que requiere un trac tor de determinada p o t e n c i a p a r a l i m p i a r u n a h e c t á r e a d e t e r r e n o , c o m o s e v e e n l a si si g u i en en t e t a b l a , e n m i n . / H a . M 1 . s o n l o s m i n u t o s q u e d e m o r a u n t r a c t o r d e d e t e r m i n a d a p o t e n c i a p a r a c o r t a r u n á r b o l d e d e t e r m i n a d o d i á m e t r o , c o m o f i g u r a en en l a T a b l a si si g u i e nt nt e . es el número de árboles por hectárea de un det erminado diámet ro. N 1. 1. D es la suma de los diámetros en incrementos de 30 cm de todos los árboles por hectárea de más de 180 cm de diámetro al nivel del suelo. F e s e l t i e m p o q u e d e m o r a e n c o r t a r 3 0 c m d e u n á r b o l d e m á s d e 18 1 8 0 cm cm d e d i á m e t r o . Los valor es de B, M 1 , M2 , M3 , M 4 y F se se muestr an en la Tabla presentada a cont inuación, según según la pot encia de los t ract ores. ores.

Estos valores son aplicables con tractores que tienen servotransmisión, están en buen estado de conservación y trabajan con terrenos de pendiente moderada. Pa r a l a s t a r e a s d e a p i l a m i e n t o , se su su g i e r e l a si g u i e n t e e c u a c i ó n :

Donde: X es el factor de trabajo de los tractores. Si se usa n tres o más tractores al mismo tiempo, e ste factor se convierte en 0.5 ó 0.75, según la cantidad y tam año de los árboles. Cuando la obra requiera ap ilar árboles y tocones desarraigados desarraigados de m ás de 30 cms. de diám et ro, est est e fact or se se conviert e en 1.25. C es el fact or de densidad de la vegetación. En m ator rales densos densos con tr oncos de poco diám et ro y pocos árboles o ninguno ninguno o cuando las lianas dif icult an el cort e, este f actor llega a ser ser 0.7. B e s e l t i e m p o b á si si c o q u e r e p r e se se n t a n e l t i e m p o m í n i m o q u e r e q u i e r e u n t r a c t o r d e d e t e r m i n a d a p o t e n c i a p a r a l i m p i a r u n a h e c t á r e a d e t e r r e n o , c o m o s e v e e n l a t a b l a an an t e r i o r , e n m i n . / H a . M i so n l o s m i n u t o s q u e d e m o r a u n t r a c t o r d e d e t e r m i n a d a p o t e n c i a p a r a a p i l a r u n á r b o l d e d e t e r m i n a d o diámet ro, como f igura en la tabla anterior.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali N i i e s e l n ú m e r o d e á r b o l e s p o r h e c t á r e a d e u n d e t e r m i n a d o d i á m e t r o . D es la suma suma d e los diámet ros en incremen t os de 30 cm de t odos los árboles árboles por hect área de m ás de 180 c m d e d i á m e t r o a l n i v e l d e l s u el el o . F e s e l t i e m p o q u e d e m o r a e n a p i l a r 3 0 cm cm d e u n á r b o l d e m á s d e 1 8 0 c m d e d i á m e t r o . Los valor es de B, M 1 , M2 , M 3 , M4 y F se se mu est est ran en la Tabla ant erior, según la potenci a de los tract ores. ores.

Excavación en roca La excavación de roca normalmente se realiza usando explosivos. Algunas veces, por la magni tud del t r a b a j o y l a s c o n d i c i o n e s d e l a r o c a e s p o si si b l e r e a l i z a r l a e x c a v a c i ó n c o n u n a c c e so s o r i o l l a m a d o ripper o desgarrador, que consiste en unas uñas colocadas en la parte posterior del tractor, que penetran el su e l o y so so n j a l a d a s p o r e l e q u i p o , a f l o j a n d o e l m a t e r i a l . Puede trabajar en roca, terreno duro de excavar o pavimentos antiguos. Por lo general se p r e f i e r e n l o s t r a c t o r e s d e o r u g a s, s, p o r l a g r a n f u e r z a d e t i r o q u e n e c e si si t a e st st e t r a b a j o . El proceso de excavación de roca con tractor se denomina desgarramiento y puede reducir los cost cost os hast hast a en un 50% respect o al uso de explosivos y su su poster ior acar reo con eq uip o de t ransport e. Esto es posible gracias a los modelos más grandes y con mayor capacidad y la facilidad para evaluar la f a c i l i d a d d e l a r o c a a se r d e sg sg a r r a d a . Est a e v a l u a c i ó n d e l a r o c a c o n si si st st e e n d e t e r m i n a r e l t i p o d e r o c a y su su d e n s i d a d . Si Si u n a r o c a e s ígnea, como los granitos y basaltos, es casi imposible pensar en la excavación con tractor; pero en r o c a s se d i m e n t a r i a s, s, q u e t i e n e n u n a e st st r u c t u r a e st st r a t i f i c a d a , e s p o si si b l e d e sg sg a r r a r l a . L a s r o c a s m e t a m ó r f i c a s c o m o l o s gn gn e i ss ss, c u a r c i t a o l o s e sq sq u i st st o s t i e n e n u n a m a y o r v a r i a b i l i d a d e n su su f a c i l i d a d d e d e sg sg a r r a m i e n t o . Un método muy sencillo y moderno para determinar la facilidad de excavación es rela cionarla c o n l a v e l o c i d a d sí sm sm i c a . L o s m é t o d o s d e r e f r a c c i ó n s ís í sm i c a m i d e n l a v e l o c i d a d c o n q u e se p r o p a g a n l a s o n d a s g e n e r a d a s p o r e l e q u i p o , d e m o d o q u e u n a b a j a v e l o c i d a d ( m e n o s d e 2 1 0 0 m . / se g . ) i n d i c a n u n a r o c a b l a n d a , f á c i l d e d e sg sg a r r a r , m i e n t r a s q u e u n a a l t a v e l o c i d a d ( m á s d e 3 0 0 0 m . / se g . ) i n d i c a r í a l a necesidad de usar explosivos. Algunos fabricantes como CATERPILLAR ofrecen unas gráfic as donde i n d i c a n l a f a c i l i d a d c o n q u e d e t e r m i n a d o s m a t e r i a l e s p u e d e n se se r d e s ga ga r r a d o s c o n t r a c t o r e s y a c c e so so r i o s a d e c u a d o s, s, c o m o l a q u e s e m u e s t r a e n s e gu gu i d a :

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali Estas gráficas pueden usarse como referencia para iniciar los cálculos, per o siempre será necesario hacer verificaciones posteriores más detalladas. Una vez ubicado el modelo de tractor más a d e c u a d o , s e p u e d e r e c u r r i r a l a s g r á f i c a s d e p r o d u c c i ó n d e d e sg sg a r r a m i e n t o d e r o c a . Este método se basa en las mediciones de velocidad sísmica de la roca . Las gráficas de producción ideal de un determinado modelo de equipo ofrecen un rango de rendimiento según la velocidad sísmica de la roca (ver figura siguiente). Para condiciones ideales se esp erará una mayor p r o d u c c i ó n y p a r a c o n d i c i o n e s a d v e r sa sa s, s, u n a m í n i m a . La producción de los tractores en este tipo de trabajos se puede estimar con un método rápido, basados en una prueba de desgarramiento in situ una d e t e r m i n a d a d i st st a n c i a y m i d i e n d o e l tiempo que toma hacerlo, tal y c o m o l o e st st a b l e c e l a e c u a c i ó n :

El tiempo debería incluir las m a n i o b r a s a l f i n a l d e c a d a p a sa sa d a , y debería ser un promedio de varios ciclos de trabajo. La cantidad o v o l u m e n d e m a t e r i a l e n c a d a p a sa sa d a se determina midiendo la longitud, ancho y profundidad del área desgarrada. La experiencia indica que el resultado de este método ofr ece valor es 20% 20% m ayores a los finales, de modo que la ecuación anterior, incluye un factor de corrección. En c u a l q u i e r a d e l o s c a so so s, s, l a p r o d u c c i ó n d e b e a j u st st a r se se c o n f o r m e se a v a n z a e n e l p r o y e c t o y e s más bien el costo el que sufre una variación importante. Un trabajo de desgarramiento no sólo d e t e r i o r a l a s u ñ a s d e l d e sg sg a r r a d o r si si n o q u e e sf sf u e r z a e l m o t o r y t o d a l a m á q u i n a e n g e n e r a l . L o s c o st st o s de posesión y operación entonces se incrementarán por los mayores gastos en reposición de piezas, consumo de combustible y aceite, entre otros rubros. Por ello, se recomienda que el costo horario del t r a c t o r p a r a e st st e t r a b a j o se se i n c r e m e n t e e n u n 3 0 a 4 0 % r e sp sp e c t o a l v a l o r h a b i t u a l .

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali La elección de una excavadora para su empresa lleva a varias consideraciones importantes que usted necesita saber. Aquí podrá ver mucho más para poder tomar esa decisión. A finales de 1800 en América, el término "destrucción" se utiliza para describir el uso de la fuerza en empujar más o empujar a través de algún obstáculo. En el decenio de 1930 el término se utiliza para describir una máquina que se utiliza para empujar más a través de obstáculos. En términos generales, una Excavadora es una máquina con placa de metal adjunta al frente. La placa que se conoce como la hoja, y se utiliza a sentir el peso de las capas del suelo o dos tallos de árboles cortados o empujados y otros obstáculos de distancia. Tal vez Caterpillar es el fabricante más conocido de excavadoras, pero a lo largo de los años los ingenieros hacen los equipos necesarios para completar las operaciones a gran escala en la tierra, al igual que otras empresas, Komatsu, Fiat Allis, John Deere, International Harvester, por nombrar algunos, Desarrolladores y fabricadores en sus versiones de la gran pista en la tierra de todo tipo de máquinas. A través de los años se han convertido en excavadoras más grandes y poderosas, y mucho más sofisticados. sofisticados. Algunas de las áreas de mejora, es que se incluyen motores más potentes, más fiables que se conducen en trenes, las vías superiores, criados y cabañas adjuntas, hidráulica y armas que permiten la precisión en el movimiento y control de la hoja. Todos estos acontecimientos han hecho indispensables las excavadoras comerciales e incluso militares para la construcción. construcción. El peso y el equilibrio de la excavadora se encuentran entre los factores más importantes que deben tenerse en cuenta para elegir un excavador comercial. 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 transmisión de la excavadora es otra importante i mportante especificación. especificación. Más a menudo el poder de las pesadas topadoras se conecta con la trasmisión que operada por pulsadores, que preferiblemente las manejan tipos que lo controlan con palancas. La Facilidad de la operación hace que el operador tenga menos fatiga. Los Excavadoras cambian la transmisión de potencia con tres adelante y tres velocidades atrás. El Uso de la tercera velocidad durante largos períodos de tiempo puede ser perjudicial para el bastidor de la topadora. Las transmisiones Hidrostática dan a las excavadoras pequeñas más maniobrabilidad y velocidades variables. Las Transmisiones hidrostática, sin embargo, tienen más probabilidades de estar contaminados, lo que los hace más pesados e indeseables para los Excavadoras. El Torque separador de las transmisiones son más caras y requieren más espacio que las transmisiones del convertidor de par, con lo que se los considera la mayoría de las veces topadoras más grandes y pesadas. El Directivo de una excavadora es un elemento más de la especificación de que deben ser objeto de consideración. consideración. El freno de embrague tiene un sistema de dirección que le permitirá a la empujadora su manejo cuando la pista de un lado está bloqueada y la que en el otro lado se encuentra activada. La Diferencia en los sistemas de dirección, es que son más caras, pero dan para poder girar y contrarrestar la rotación, lo que permite convertir a espacios más estrictos.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali 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 el consumo de combustible debe ser de cierta consideración, sobre todo en los momentos en que el costo del combustible está aumentando a umentando 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. La pala de una excavadora, por supuesto, está instalada en la parte delantera del tractor. La función de la pala de metal pesado es empujar objetos, manipular obstáculos aproximados, y en algunos casos llevar a la arena, suciedad, o residuos. Hay tres tipos de hojas de excavadoras. Una hoja recta, que es generalmente denominada hoja S, es un período relativamente corto placa de metal que tiene una superficie plana, sin alas a los lados. Un típico uso de la cuchilla S es la falta de clasificación. La clasificación universal de las cuchillas es generalmente designada como aU Blade. Este tipo de cuchilla esta en comparación con la S hoja. Tiene una superficie curva y grandes alas a cada lado. Este diseño permite a la hoja para llevar los materiales que se han dormido. El tercer tipo de cuchilla combina las características de los otros dos. Una S cuchilla es más corta que la U de hoja, pero más alto que S hoja. Tiene alguna curvatura y hay alas más pequeñas a cada lado abajo aU Blade. Este tipo de pala es mucho más habitual de las excavadoras que se van a impulsar grandes montones de tierra o rocas, por ejemplo, en un pozo o cantera de arena. La elección de la cuchilla que desea instalar en su excavadora en gran parte es determinada por el tipo de empresa comercial en la que vas a utilizar la excavadora. Los fabricantes de excavadoras ofrecen un surtido de accesorios para sus topadoras básicos con el fin de adaptar la máquina a la empresa comercial particular, que el usuario tiene para vehículo. La más frecuente es los archivos adjuntos en la parte trasera de la excavadora podría ser un destripador o un cabrestante. Los Excavadoras utilizados en la explotación forestal a veces se les proporcionan en la parte de atrás. El Ripper(destripador) se encuentra con mayor frecuencia en las grandes excavadoras, como el tipo que se utilizan en la explotación de canteras o tira de la minería. La función del destripador es la de romper la superficie de la roca en trozos pequeños que será más fácil de manejar y permitir la clasificación a tener lugar con la cuchilla en la parte delantera de la excavadora. Hay varios tipos de rippers(destripador), como el de varios vástagos o el único vástago. La elección de qué tipo destripador instalar será dictado por el tipo de empresa en la que el Excavadora se apoyará. Otro accesorio a considerar para su excavadora es una topadora. El campamento se adjunta en la parte superior de la empujadora y está destinado a ser una estructura de protección para ayudar a evitar lesiones en caso de vuelco del vehículo, o quizás que a la excavadora caiga en algo. Para determinar si procede o no a añadir un toldo a su topadora le pesaría el costo de la vela con el costo de los daños causados a su operador de la excavadora. Campanas y los cinturones de seguridad han salvado muchas vidas. La elección de una excavadora para su empresa comercial significa que usted necesita ver a varios fabricantes de excavadoras para determinar qué empresa de excavadoras le ofrece la mejor calidad, la mayor versatilidad de su vehículo, y, por supuesto, al mejor precio. Tradicionalmente, el primer nombre que viene a la mente cuando se está pensando en una excavadora comercial es el de Caterpillar. Tienen una larga historia en una amplia línea de topadoras en la cual elegir. Ellos tienen una buena reputación por su durabilidad, potencia, y la calidad. Pero no son el único fabricante de excavadoras comerciales. Las máquinas que han sido competitivos a Caterpillar y ha de proporcionar el equipo que tal vez es un poco más barato, o un poco más de gran alcance que la

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali comparables modelo Caterpillar. Entre los fabricantes de la base americana, Fiat Allis está desapareciendo las excavadoras del mercado, pero John Deere es otro nombre fiable en equipo pesado. Allis Chalmers tiene una buena reputación y la buena historia con sus excavadoras. También en la fabricación de excavadoras en América son el asunto de International Harvester. Un fabricante japonés de excavadoras, Komatsu se está convirtiendo en una empresa muy importante en la excavadora en el mercado comercial. Komatsu es comparable a Caterpillar en el poder y la calidad y tiene un muy competitivo precio. Komatsu tiene una amplia gama de excavadoras en la cuales elegir. La fabricación mundial de la excavadora, tiene un motor que produce más de 1000 cv. También hacen pequeñas excavadoras con orugas de caucho que se acaba de derecho de paisajismo, incluso en los pequeños astilleros. Las orugas de caucho les permiten trabajar en superficies pavimentadas sin destruir el pavimento. Las huellas no son tan duraderas, y no proporcionan tanta tracción como la típica y vías. Pero son versátiles y de capacidad para trabajar en superficies pavimentadas, lo que las hace atractivas para algunas empresas comerciales. Las pistas sobre una excavadora son muy prácticas. Esparcen el peso del vehículo a fin de que el Excavadora pueden ir allí donde los tractores ordinarios de ruedas no pueden ir. El dar pistas de excelente tracción, así como la movilidad en terreno difícil. La ampliación de las pistas también puede ayudar a distribuir la forma de la excavadora en una zona más amplia que es la disminución de la presión sobre el terreno. Esto permite hundirse menos en el suelo blando. El diseño de la pista es darle doble tracción y permitir que la excavadora utilice su propio peso en la función de atravesar obstáculos que se encuentran en el terreno. Para excavadoras de menor tamaño es posible tener pistas de goma en lugar de las de hierro que son estándar en la mayoría de los grandes Excavadoras. Las vías están hecho de cable de acero integrado y un núcleo de metal con componentes de caucho. Para mantener la goma de las pistas de deslizamiento fuera de los compartimentos que se estabilizó en el interior del núcleo de hierro se asigna a la rueda motriz. Una de las principales razones para considerar la posibilidad de orugas de caucho en las pequeñas excavadoras comerciales es que pueden trabajar en superficies pavimentadas y cruzar caminos y aceras sin destruir el pavimento. Esto es muy conveniente para aquellas excavadoras que se utilizan en los proyectos de paisajismo. El momento de beneficiarse de estas orugas de caucho es que cuando el rastreador hace una acción hay vibraciones bajas y con un reducido nivel de ruido. El beneficio de ello es que hay menos fatiga de los conductores de un día sobre un Excavadora, que promueve la seguridad. Hay otros factores menores que pueden desempeñar un papel en la decisión a tomar con respecto a su adquisición de una excavadora comercial. Hay opciones que se ocupan de la comodidad del operador. La excavadora puede ser equipada con una cabina cerrada que permite tener el aire acondicionado. Los sistemas de vigilancia de los controles y los mecanismos que estén disponibles. Un controlador de motor puede ayudar a gestionar el flujo de combustible y de aire al motor, que proporciona el máximo rendimiento del vehículo. La visión de Líneas de la operación que están en la parte delantera y trasera del área de trabajo es algo a considerar en la elección de una excavadora. Esas características de diseño como una campana cónica, un tanque de combustible que se apuntó y de un solo vástago destripador pueden contribuir a la capacidad del operador de la excavadora para ver claramente lo que está sucediendo cuando él trabaja. La colocación de los controles en la cabina puede hacer una diferencia para el operador. Si se coloca correctamente a un operador podría estar en condiciones de controlar la excavadora con una mano. Hay mucho para considerar en la selección de una excavadora comercial. Para obtener una buena producción se requiere adecuada relación entre la hoja empujadora y el tractor. Considere primero la clase de trabajo que hará el tractor la mayor parte del tiempo. ti empo. Luego, halle lo siguiente: 9 Materiales que se van a mover. 9 Limitaciones de los tractores. Si bien la mayoría de materiales se pueden mover con la hoja, su rendimiento varía de acuerdo con las características de cada uno, tales como las siguientes: a) Tamaño y forma de las partículas. Cuanto más grandes sean las partículas, más difícil es la penetración de la

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali cuchilla. Y como las partículas de bordes cortantes se oponen a la acción natural de volteo que imparte la hoja empujadora, se necesita más potencia que para mover igual cantidad de tierra con partículas de bordes redondeados. b) Vacíos. Cuando no hay vacíos, o son muy pocos, la mayor parte de la superficie de cada partícula está en contacto con otras. Esto constituye una ligazón li gazón que debe romperse. Un material bien nivelado carece de vacíos y es generalmente muy denso, de modo que es difícil extraerlo del banco o tajo. c) Contenido de agua. En casi toda materia seca es mayor la ligazón entre las partículas, y es más difícil la extracción. Y si está muy húmeda, pesa más y se necesita más potencia para moverla. Con un grado óptimo de humedad, es muy bajo el contenido de polvo, resulta muy fácil empujar y el operador no se fatiga. El efecto de congelamiento depende del grado de humedad. Se intensifica la ligazón entre las partículas en función del mayor contenido de humedad y del descenso de temperatura. El enfriamiento de una materia completamente seca no altera sus características. La penetración fácil de la hoja depende de la relación de Kw. por metro (o hp por pie) de la cuchilla. Cuanto más alta sea la relación de Kw./m, mejor es la penetración. La relación de potencia por m3 de material suelto indica la capacidad de la hoja para empujar tierra. Cuanto mayor sea la relación Kw./m 3 suelto, más capacidad tiene la hoja para empujar la tierra con más velocidad. 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) accesorios) por el factor correspondiente, a fin de hallar la fuerza máxima de empuje utilizable de la hoja topadora. — los amplios flancos flancos de esta hoja incluyen incluyen una cantonera y por lo menos una sección de cuchilla que facilitan el empuje de grandes cargas a largas distancias como en trabajos de recuperación de terrenos, apilamiento, alimentación de tolvas y amontonamiento para cargadores. Como no tiene muy buena penetración por su menor relación de kW/metro (hp/pie) (hp/pie) de cuchilla que la Hoja S o la hoja SU, la penetración no debe ser el factor primordial. Aunque su relación de kW/m3 Suelto (hp/yd3S) sea menor que la de la Hoja S o la Hoja SU, esta hoja es excelente con material liviano o más fácil de empujar. Si se equipa con un cilindro de inclinación, retiene algo de la versatilidad de la Hoja S. Un cilindro de inclinación mejora su capacidad para abrir zanjas, para nivelar, y su fuerza de desprendimiento. Así aumenta su utilidad en muchos trabajos generales. — La hoja “SU”(semiuniversal) combina combina las mejores características de las hojas S y U. Tiene mayor capacidad por habérsele añadido alas cortas que incluyen sólo las cantoneras. Las alas mejoran la retención de la carga y permiten conservar la capacidad de penetrar y cargar con rapidez en materiales muy compactados y de trabajar con una gran variedad de materiales en aplicaciones de producción. Un cilindro de inclinación aumenta la productividad y versatilidad de esta hoja. Equipada con una plancha de empuje, es buena para cargar traíllas.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali — La hoja CD (para tractores topadores transportadores) transportadores) está disponible solamente para el tractor topador transportador CAT-D11R. Está construida con los mismos requisitos de integridad estructural que las hojas topadoras “U” y “SU”. La hoja CD tiene una forma de “cucharón” que le permite transportar varios metros cúbicos de material en la hoja. Este material actúa como contrapeso descartable que permite que el tractor topador transportador empuje más material por pasada que el D11R normal. La hoja CD no es tan eficaz como las hojas “U” y “SU” en materiales muy comprimidos o poco dinamitados. Sufre más a causa de material retenido en la hoja al trabajar con materiales pegajosos. pegajosos. — La hoja recta es la más adaptable de todas. Como es más pequena que la hoja “U” o “SU”, es más fácil de maniobrar, y puede empujar una gran variedad de materiales, y puesto que su relación de kW/metro (hp/pie) de cuchilla es mayor que en la hoja “U” o “SU”, tiene mejor penetración, y recoge buenas cargas. Un cilindro de inclinación mejora su rendimiento y su versatilidad. Debido a su mayor relación de kW/m3Suelto kW/m3Suelto (hp/yd3S), la hoja “S” puede mover con facilidad materiales densos. — La versatilidad es la característica principal de esta hoja al poder realizar una gran variedad de trabajos desde desarrollos de sitios hasta trabajo general de empuje y aplicaciones de servicio pesado. En algunas máquinas el ángulo y la inclinación se controlan con dos palancas, mientras que en otras máquinas se usa una palanca solamente. La hoja VPAT (orientable e inclinable a potencia con cuchilla variable) puede inclinarse mecánicamente hacia adelante para obtener mejor penetración o para desmenuzar material pegajoso o hacia atrás para conseguir mayor productividad y facilitar el nivelado de acabado. La Hoja SU de radio variable combina los beneficios de una Hoja SU, o sea la habilidad de corte y penetración del suelo con las características de la Hoja U de mayor retención y menos derrame de material. Esto se obtiene con la vertedera de radio variable. Esta hace que la tierra se mueva hacia el centro de la hoja y crea por esto una mayor acción de rodadura del material. Las planchas laterales extendidas retienen el material y aumentan su capacidad. La Hoja SU de radio variable es una herramienta excelente para mejoramiento de terrenos, conservación del suelo, desarrollo urbano o construcción construcción en general. Caterpillar y otros fabricantes de hojas suministran modelos especiales para ciertos trabajos. Estas hojas se diseñan para elevar la producción en algunas tareas, pero la especialización tiende a reducir la adaptabilidad de una hoja. Mostramos aquí las hojas de uso especial más utilizadas. — se puede situar en posición recta recta o en ángulo de 25° a derecha o izquierda. Está diseñada para derrame lateral de material, corte inicial de caminos, rellenos, apertura de zanjas y otras tareas similares. Puede reducir las maniobras necesarias para hacer estas tareas. Su bastidor en “C’’ se utiliza para accesorios de empuje, desmonte de tierras o retirada de nieve. No se recomienda esta hoja para aplicaciones severas ni para roca pesada. — Esta hoja amortiguada se usa para el empuje y carga de traíllas sobre la marcha. Los tacos de caucho absorben los impactos al hacer contacto con el bloque de empuje de la traílla. Es también útil en conservación y en trabajos generales de empuje. El bastidor en “C’’ estrecho aumenta la maniobrabilidad de la máquina en zonas de corte congestionadas congestionadas y reduce el riesgo de dañar los neumáticos como con las hojas SU y U.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali — Puede mover un gran volumen de materiales livianos, no pegajosos, pegajosos, como carbón y virutas de madera. También se ofrecen Hojas U más pesadas para trabajos de recuperación y de empuje con la hoja.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali CÁLCULOS DE PRODUCCIÓN I.-Tractores con hoj hoj a ó barr barr a t opadora opadora “ cat cat erpil lar” 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, u sa sa n d o l a si si g u i e n t e f ó r m u l a :

Producci ón en m 3-S/h -S/hr. r.

(Producci (Producci ón máxima(1) ) x (Factor (Factor es de corrección) corr ección)

=

Las gráficas de producción dan la producción máxima no corregida de las barras empujador as (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:  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 avance Regreso en 2ª. velocidad de reversa reversa

Para hallar la producción en m 3 /hr en banco (m3 /hr-B), se aplica aplica el factor de carga apropiado apropiado a la producción producción corregida, como se muestra a continuación:

Producción en m3 /hr / hr -B.

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=

(Producci (Produ cción ón en m 3 /hr-S) x (Factor de carga)


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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali PRODUCCION MÁXIMA DE TRACTORES “Caterpillar” CON BARRA EMPUJADORA E MPUJADORA

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali Se puede calcular la producción de una hoja usando las gráficas de producción que siguen y los factores de corrección aplicables. Use esta fórmula:

Las gráficas de producción dan la producción máxima no corregida de las hojas empujadoras recta, semiuniversal y universal. Se basan en las siguientes condiciones: 1. 100% de eficiencia (60 min. por hora). 2. Tiempos fijos de 0.05 min. en máquinas con servo transmisión. 3. La máquina excava 15 m (50 pies), y luego empuja la carga para arrojarla por encima de una pared alta. (Tiempo de descarga — 0 segundos) 4. Densidad del suelo: 1370 kg/m3 suelto (2300 lb./yd3). 5. Coeficiente de tracción:* a. Máquinas de cadenas: 0,5 o más. b. Máquinas de ruedas: 0,4 o más. 6. Se utilizan hojas de control hidráulico. 7. Excavación en 1a. de avance** Acarreo en 2a. de avance** Regreso en 2a. de retroceso** Para hallar la producción en m 3 en banco (yd3 b), se aplica el factor de carga apropiado (Sección de Tablas) a la producción producción corregida, como se calcula en la fórmula de arriba.

*Se supone que el coeficiente mínimo de tracción es 0,4. Aunque las malas condiciones del suelo afectan a los vehículos de cadenas y a los de ruedas — y hay que reducir las cargas a fin de compensar la pérdida de tracción — los efectos en los tractores de ruedas son mucho mayores, y su producción baja con mayor rapidez. No hay reglas exactas para predecir esta reducción, pero, según una regla empírica, los tractores de ruedas (con hoja) pierden 4% de producción por cada centésimo de disminución en el coeficiente de tracción por debajo de 0,40. Por ejemplo, si es 0,30 habría una diferencia de 0,10, y la producción sería el 60% (10 3 4% = 40% de disminución).

**Este orden de velocidades está basado en suelos desde horizontales hasta cuesta abajo, material de densidad ligera a mediana y sin extensiones de hoja como planchas contra derrames, protectores contra rocas, etc. Si se exceden estas condiciones puede ser necesario acarrear el material en primera velocidad de avance, y la productividad debe ser igual o mayor que las “condiciones estándar” porque se pueden acarrear mayores cargas en primera velocidad de avance.

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Mostramos a continuación los tres métodos más aceptados en general para medir la producción con hoja topadora. El tercer método es empírico, pero su ejecución es la más sencilla. 1. Uso de la técnica de levantamiento de planos. a. Para determinar el volumen del material extraído del corte, mida el tiempo invertido y luego obtenga la sección transversal del corte. (Producción en m 3 b o yd3 b por unidad de tiempo.) b. Después de medir el tiempo invertido, obtenga la sección transversal del relleno, a fin de calcular su volumen. (La producción se estima en m3 s o yd 3 s por unidad de tiempo.) 2. Peso de las cargas de la hoja: Registre los tiempos y halle el peso del material movido por la hoja pesando las cargas del cucharón del cargador. 3. Medición de las cargas de la hoja: (1) Recoja la carga y condúzcala hasta un espacio horizontal.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali (2) Haga ascender la hoja y, cuando se acerque a la cúspide de la pila, hágala avanzar un tanto a fin de que la pila quede simétrica. (3) Retroceda para dejar la pila. (1) La altura media (H) de la pila en m (pies). Mantenga la cinta vertical en el borde interior de la huella de cada cadena. Dirija una visual a ras con la cúspide de la pila, para medir bien la altura. (2) El ancho (W) medio de la pila en m (o pies). Mantenga la cinta horizontal sobre la pila, y ubique en ella la proyección desde el borde interior de cada una de las marcas de las cadenas y el lado correspondiente al otro lado de la pila. (3) La longitud máxima (L) de la pila en metros (o pies). Mantenga la cinta horizontal sobre la pila, y tome como referencia los dos puntos extremos de la pila. (1) Halle la altura media (H). (2) Halle el ancho medio (W). (3) Carga en m3 s (o yd3 s) = 0,0138 3 (HWL) (4) Carga en m3 b (o yd3 b) = m3 s (o yd3 s) F.V. d. Para hallar la producción, producción, combine la carga calculada de la hoja con las medidas del tiempo invertido.

(desprendimiento) en kilonewtons (y libras) — La fuerza máxima continua hacia arriba, generada por los cilindros de levantamiento del desgarrador, medida en la punta del desgarrador. La fuerza de desprendimiento se mide con el vástago colocado en el agujero superior, en posición vertical y con el desgarrador completamente abajo. La fuerza de desprendimiento puede estar limitada por la capacidad hidráulica o por el equilibrio. en kilonewtons (y libras) — La fuerza máxima continua hacia abajo, generada por los cilindros de levantamiento del desgarrador, medida en la punta del desgarrador, que se requiere para levantar el extremo trasero del vehículo con la punta en el suelo y el vástago en posición vertical (con el pasador colocado en el agujero superior). Compare los costos de desgarramiento con otros métodos para aflojar o fragmentar materiales — sobre todo con el de perforación y voladura — a base del costo por m 3 (yd3) en banco. Por lo tanto, hay que estimar exactamente el rendimiento con desgarrador a fin de hallar el costo por unidad de volumen. Hay tres métodos usuales para estimar la producción del desgarrador: 1. El mejor método consiste en medir el tiempo invertido en desgarrar, y luego sacar (mediante traíllas o cargadores y camiones) el material desgarrado y pesarlo. El peso total dividido por el tiempo usado dará la producción por hora. Si al contratista se le paga por volumen, se debe utilizar un factor de densidad, recordando que el grado de precisión de los cálculos estará determinado por la exactitud del valor de densidad que se use. Si se paga por volumen sacado, el método 2 puede ser el más conveniente. Se debe tener cuidado de que sólo se quita el material que ha sido desgarrado. 2. Otro método consiste en hacer cortes transversales del sitio y luego medir el tiempo invertido en desgarrar. Después que se haya sacado el material, haga de nuevo un corte transversal para determinar el volumen de roca sacado. El volumen dividido por el tiempo invertido da la velocidad de desgarramiento por minuto o por hora.

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería ía,, Campus Mexicali exi cali 3. El método menos exacto, pero usado con frecuencia en la obra por su rapidez, consiste en medir el tiempo en que el desgarrador necesita para avanzar una cierta distancia. Para obtener el tiempo medio de un ciclo se deben utilizar los tiempos medidos durante varios ciclos, incluyendo el tiempo invertido en giros y retrocesos. Se mide, además, la distancia media de desgarramiento, el espaciamiento y la penetración del desgarrador. Con estos datos, se halla el volumen por ciclo, que es la base para calcular la producción en m 3 en banco. Se sabe por experiencia que los resultados de este método son del 10 al 20% más alto que los obtenidos por el método de cortes transversales, que es más exacto.

Dimensiones: Del desgarrador a la cadena Longitud del desgarrador detrás de la cadena, A Con bloque de empuje B Sin bloque de empuje C Con bloque de empuje D Sin bloque de empuje E Desgarrador levantado F Desgarrador bajado

Vástago de desgarrador* G Prof. máx. de excavación H Ajuste de excavación I Ajuste total de excavación J Hacia adelante K Hacia atrás (C) del suelo L Alcance máximo al nivel del M Espacio libre máx. debajo de la punta (vástago en el agujero inferior) N Máx. ángulo de rampa, desgarrador arriba (vástago con pasador en agujero inferior) Sección del vástago Viga de desgarrador O Ancho total P Altura Q Longitud Espacio libre debajo de la viga, vástago vertical R Desgarrador levantado S Desgarrador bajado Número de cavidades T Distancia entre cavidades U Distancia entre vástagos V Espacio libre a la cadena con zapatas estándar más ancha de los cilindros de levantamiento levantamiento W Ancho en la parte más

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Tractores de Empuje

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