Cálculo de la Producción Horaria de una Motoniveladora

Cálculo de la Producción Horaria de una Motoniveladora: P (m²/hr.) Para ejecutar el cálculo puede emplearse la siguiente fórmula: P=p

E C

=pME

Donde: P(m²/hr) o P(Ha/hr)  p(m²) C (min) M (1/min) E

: Productividad horaria : producción por por ciclo o área nivelada en cada cada ciclo : duración del ciclo : número de ciclos ejecutados cada minuto : eficiencia de trabajo

A. Producción por ciclo: es el área nivelada en cada ciclo (m²)  p = a D Con a (m) : ancho de trabajo D (m) : longitud l ongitud nivelada en cada ciclo

Ancho de trabajo de una motoniveladora : Debido a que esta máquina conduce la hoja casi siempre en ángulo, y en cada pasada traslapa alrededor de 30 cm. con la pasada anterior, normalmente el ancho de trabajo es menor que la longitud de la hoja a = Le – Lo L (m) : longitud de la hoja a (m) : ancho de trabajo Le (m) : longitud efectiva = Lsen  Lo (m) : traslape = 0.18 Le a = Le – 0,18 Le = 0,82 Le Le = L sen  = 0,82 L sen  Por lo expuesto, la producción por ciclo puede expresarse como  p = 0,82 L sen sen  x D

B. Ciclos de trabajo de una motoniveladora a) Avance nivelando nivelando y retorno en retroceso. Caso de nivelar calles calles de urbanización. C=

D F



D R 

Z

D  50 a 300 m F  2 a 8 Km/hr. R  3 a 12 Km/hr. Z  0,05 min.  b) Trabajo en avance y giro. Cuando el tramo a nivelar es lo suficientemente extenso como para justificar el giro de la máquina y además existe el espacio suficiente para ejecutar el giro sin tardanza. C=

D F

Z

D > 300 m F  2 a 8 Km/hr  Z  0,5 a 1 min. c) Trabajo en avance.- cuando el tramo es tan largo que hace despreciable los tiempos invertidos en dar vueltas en los extremos (Z = 0), tenemos, para calcular la  producción horaria. P=aD

E D F

si Z = 0, se simplifica D quedando

Z

P=aFE

reemplazando para corregir unidades,

P(Ha/hr.) = a (m) F (Km/hr) E x

1 000 m /  Km. 10 000 m² /  Ha .

Simplificando quedan: P Ha / hr  

1   Ha .  

 Km    a m F  E 10  m Km    hr   

Por tanto: P=

1 10

Siendo:

aFE P (Ha/hr.) a (m) F (km/hr) E

: : : :

área nivelada por hora ancho de trabajo velocidad de trabajo Eficiencia

Ó, en su lugar, para obtener el resultado en m²/hr. P = 1 000 a FE

Cuando a(m); F(Km/hr.)

Número de franjas y número de pases por franja  Normalmente el área a nivelar es más ancha que el ancho de trabajo por lo cual se tiene que dividir en franjas f=

A a

siendo: f A (m) a (m)

: : :

número de franjas ancho del área a nivelar  ancho de trabajo de la motoniveladora

El número de franjas es entero

Número de pases por franja Asimismo para nivelar cada franja puede requerir una o varias pasadas. Sea: n: número de pasadas por franja necesarias para quedar satisfactoriamente nivelada

Total de pasadas (N): El número total de pasadas es igual al producto del número de franjas por el número de pases por franja.  N = f n

Producción horaria ( m2 /hr), para el ciclo de avance y retroceso P =  p

E 60 C N

aD

E 60

 D D      Z  f  n   F R   

Tiempo necesario para nivelar una superficie .- Se puede calcular dividiendo el área a nivelar entre la producción horaria de la máquina. Para una pasada por franja, se tiene: T=

área  P 



 A  x  D  A  x  D  x C   f   x C      E  a  D  E   E   p  x C 

Para n pasadas por franja, se tendría: *El número de franjas por el número de pases por franja, por el ciclo y dividiendo entre la Eficiencia. T=fnC

1 E

=NC

1  E 

Es decir que, para nivelar una superficie, el tiempo necesario resulta de multiplicar  →*

PROBLEMAS RESUELTOS PROBLEMA 1 Se tiene una motoniveladora cuya hoja mide 3.2 m de largo, en cada pasada traslapa 18% y debe pasar 3 veces por franja. Está nivelando una calle de 7m. de ancho por  100m. de largo, operando en avance y retroceso DATOS

SOLUCION

F = 4 Km/hr.

F = 4 Km/hr x

R = 7 Km/hr.

R=

Z = 0,05 min. E = 0,83

700

1000m / Km. 60min / hr .

C=

D

D



F

R 

Z

6

C=

6 4



6 7

 0,05

a = 0,82 L sen 45 = 0,82 (3.2) sen 45 a = 1,86 m. a

7 m. 1,86 m.

= 3.77 redondeando a entero f = 4

3) Producción Horaria P=p

P=

E C.n

63,9 3

m / min.

100 100   0.05 400 700

2) Número de franjas



6

m/min.

6

C = 2,41 min.

w

400

1) Ciclo de trabajo

= 45° L = 3,2 n=3 Traslape = 18% W = 7 m. D = 100 m. 

f’ =



a.D

E Cn

 1.86 x 100 m.

0,83 2,41 n

 21,3 m²/min.

Respuestas P’ = 63,9 m²/min. a una pasada por franja



63,9 n

6

P = 21,3 m²/min. con 3 pasadas (nivelación acabada) P = 1 278,0 m²/hr. = 0,13 Ha/hr. 4) Tiempo para nivelar  T1 = f n C/E = 4 x 3 (2.41)/0.83 = T2 =

área P



7 x100 m ² 21.3 m ² / min .

28.92 0.83

= 34.84 min.

= 32.47 min.

T1 es mejor estimación porque tiene en cuenta el número de franjas, que fue redondeado a 4.

PROBLEMA 2 Se tiene una motoniveladora cuya hoja mide 3.2 m. de largo, en cada pasada traslapa 18% y debe pasar 3 veces por franja para dar buen acabado, ángulo de trabajo 60° Está nivelando una carretera de 11 m. de ancho por 500 m. de longitud. DATOS F = 4 Km/hr.

SOLUCION 1) Ciclo de trabajo

Z = 1,2 min.

C=

L = 3,2 m.  = 60° E = 0.83 D = 500 m. W = 11 m. n=3

C = 8,7 min.

D F

Z

500 m. 30  1,2   1.2 400 4 6

2) Número de franjas f’ =

W a



W 0,82 L sen 60



11 m. 0,82 (3.2) sen 60



11 2,27

= 4,84

f = 5 franjas (redondeado) 3) Producción horaria P=px

E Cxn

a D

E Cxn

 2,27 x 500

0,83 8,7 x n

P = 36,13 m²/min. = 2 167,97 m²/hr. = 0,22 Ha/hr.



108 ,4 n

m² / min .

4) Tiempo para nivelar  C

T=fn

5x3x

E

8,7 0,83

= 157.23 min.

PRBLEMA 3 La misma motoniveladora, está nivelando una carretera de 13 m. de ancho por varios Km. de largo. DATOS F = 4 Km/hr E = 0,77  = 53° L = 3,2

SOLUCIÓN 1) Ciclo de trabajo Rpta. No hay datos; Z = 0

W = 13

f=

2) Número de franjas W a



13 0,82 (3.2) sen 53 

 6,2 franjas ,

Se redondea a 6 porque Lo = 0,18 (L sen 53) El traslape es 0.18 casi 0,2 3) Producción P= P=

1 10

aV

E

0,696 3

n



1 10

0,82 3,2 sen 53

Ha / hr . 

4 Km / hr . x

0,83 3

0,232 Ha/hr = 2 319,15 m²/hr.

4) Tiempo para nivelar 5 Km. de carretera T=

área P



5,000 m. x 13 m. 2,319 .15 m ² / hr 

= 28,03 hr.

PROBLEMA 4 Una motoniveladora posee hoja de 4,01 cm. de largo, la lleva a un ángulo de 60° y traslapa 30 cm. Hallar el tiempo necesario para reparar un camino de grava de 9m. de ancho, por 10 Km. de largo, con una sola pasada a 5 Km/hr. DATOS L = 4,01 m.  = 60° Lo= 0,3 T=?

SOLUCIÓN Ancho efectivo: Le = L sen  = 4,01 sen 60° = 3,47 m. Ancho de trabajo: a = Le  – Lo = 3,47  – 0,3 m. = 3,17 m.

A = 9m.

Número de franjas: f =

D = 1 Km.

A a



9m. 3,17

= 2,84

F = 5 Km/hr.

Redondeando

n=1

Tiempo de Trabajo: T = T3

f=3

1,0 Km. 5 Km / hr . x 0,83

área Pr oducción

 7,22 hr .



AxD a Fe

 f  x

D FE