Capacidad de Máquinas

CAPACIDAD DE TRABAJO DE LAS MAQUINAS AGRICOLAS Y EFICIENCIA EN EL USO DE TRACTORES Y MAQUINARIA AGRICOLA 1. CAPACIDAD DE TRABAJO DE LAS MÁQUINAS EN GENERAL La capacidad de trabajo de una máquina, se puede definir como la velocidad de operación. Matemáticamente se expresa como la cantidad de trabajo que realiza la maquina por unidad de tiempo. C=

Q T

  

C: Capacidad de trabajo. Q : Cantidad de trabajo desarrollado por la máquina. T : tiempo

Las unidades de medida difieren para cada máquina y trabajo que desarrolla y pueden ser: Superficie, peso, volumen, longitud, unidades, etc. en función de tiempo.

Tipo de trabajo Superficie Peso Volumen Longitud Unidades

Unidad de medida m 2/h , ha/h, Acre/h, … Kg/h, Ton/h , Lib/h, … m3/h, L/h, gal/h m/h, km/h. ft/h…. Unidades/h …

2. Capacidad de trabajo teórico ( C T ) La capacidad de trabajo teórico es la velocidad de producción, sin considerar las ineficiencias que pudiera existir en su desarrollo. Por ejemplo si el trabajo es aradura de un terreno, la capacidad teórica vendría ser el producto de ancho y velocidad con la que la maquina tira el implemento. C T =a× v Para el caso de una hoja topadora, la capacidad teórica vendría ser, la capacidad de carga dividida por el tiempo que demora en arrastrar el material hasta el punto de descarga, es decir el tiempo efectivo. C T=

Q t ef

3. Factores de eficiencia (Ef) Es la relación de resultado real con lo establecido o nominal. Matemáticamente se puede expresar como un tanto por uno o tanto por ciento. 3.1. Eficiencia operativa ( Ef op) Es la relación matemática de tiempo efectivo de trabajo entre el tiempo total o ciclo. Ef op=

t ef T  

t ef : tiempo efectivo de trabajo. T: tiempo total.

Ejemplo01: un tractor bulldozer de 300 HP con hoja recta empuja material suelto. Los tiempos de trabajo comprenden el siguiente:    

Tiempo de carga (tc): 0.42 min Tiempo con carga (tcc): 1.32 min Tiempo de descarga (td): 0.06 min Tiempo de retorno sin carga (tsc): 1.08 min

Solución: Tiempo total (T) T =tc +tcc+ td +tsc=0.24+1.32+0.06+ 1.08=2.7 min El ciclo comprende 2,7 min. El tiempo efectivo de trabajo (tef) es el tiempo con carga (tcc). Ef op=

t ef 1,32 = =0,49=49 % T 2.7

Ejemplo 02: Para una máquina que arrastra un arado reversible:    

Ancho de trabajo 1.20 m Velocidad de avance de máquina: 6 km/h Longitud de terreno arado 100 m Tiempo de giro en las cabeceras: 8 segundos

100 m Solución: Tiempo efectivo (tef), es el tiempo del recorrido del arado a lo largo de la melga. El tiempo total (T) es la suma de tiempo efectivo más el tiempo muerto (tm), que vendría ser el tiempo de giro en la cabecera. T =tef + tm El tiempo efectivo se puede calcular como: t ef =

L v

Reemplazando las ecuaciones, tenmos: L T = +tm v Finalmente la eficiencia operativa:

Ef op=

L V L +tm V

La velocidad de 6 km/h transformamos a m/s y resulta 1.67 m/s

100 m 1,67 m/ s Ef op= =0.88=88 % 100 m +8 s 1.67 m/ s

3.2. Eficiencia de ancho de corte (Efac) Cuando existe la superposición de franjas de corte en araduras o nivelaciones de terreno se puede estimar esta eficiencia, caso contrario se puede asumir como 1 o 100%. Ejemplo 03: Se tiene una motoniveladora cuya hoja mide 3.2 m de largo, la hoja es conducida con ángulo de vertedera de 45° con respecto a la línea de avance y en cada pasada se traslapa 22 cm en promedio. Determinar la eficiencia de ancho de corte y ancho de trabajo. Solución:

Le

L

a e

Longitud de la vertedera (L) Angulo de la vertedera (θ) Longitud de corte efectivo (Le) ¿=L. sen(θ) El ancho de traslape es (e) El ancho de trabajo por cada pasada es (a) a=¿−e=L. sen ( θ )−e a L . sen ( θ ) −e Ef .ac= = ¿ L . sen (θ)

Ef .ac=

3.2 . sen ( 45 ° ) −0.22 =0.902=90.2 % 3.2 . sen (45 ° )

3.3. Eficiencia de carga (Efc) Es la relación matemática entre capacidad de cucharon o tolva en el campo con respecto a la capacidad nominal o de catálogo. Este factor depende mucho de tipo de material y condiciones de carga. 3.4. Eficiencia de Profundidad de Corte (Efpc) Toda cuchilla o pala cuya labor sea la de cortar el suelo, a una profundidad determinada, su profundidad tampoco es uniforme. Por lo que, será preciso corregir respecto a la profundidad de corte establecido o nominal. Esto repercute en el tiempo de llenado de la pala. Al igual que la anterior, su magnitud deberá establecerse sobre la base de las observaciones in situ. 3.5. Eficiencia Horaria (Efh): Durante toda la jornada de trabajo establecido, siempre existen tiempos muertos por diversas circunstancias, como paradas para revisar las transmisiones, ruidos, supervisión, necesidades fisiológicas, etc. Según Caterpillar: De una hora establecida de trabajo se estima que el día solo se cumple de 50 min por cada 60 min. Y en la noche es 45 min por cada 60 min. 50 min =0,83 o 83 % en el día 60 min 45 min =0,75 o 75 % en la noche 60 min 3.6. Eficiencia por Patinamiento (Efp): Es factor de corrección de la velocidad de una maquina debido al resbalamiento, está afectado por condiciones de terreno, los neumáticos, etc. Se expresa: Efp=( 1−r ) =100 %−r (%) 

r: Patimaniemto

4. Capacidad de Trabajo Operativo (C’t) Capacidad de trabajo operativo es la capacidad de trabajo teórico corregidito por factor de eficiencia correspondiente. C ’ t=C T × Ef op 

C T : Capacidad de trabajo teórico.



Ef op: Eficiencia operativa.

C ’ t=C T × Ef op =

C ´ t=

Q t ef Q × = t ef T T

Q T

5. Capacidad Efectivo de Trabajo (C’’t) Es la capacidad de trabajo que, se determina tomando en cuenta los diversos factores de eficiencia, que son eventos independientes. Viene a ser una estimación de lo que sucederá en el campo, tomando en cuenta las eficiencias para una determinada labor 6. Capacidad de Trabajo de Campo (C’’tcampo) Es la capacidad efectiva de trabajo en el campo, producto de la medición del trabajo terminado de la máquina. Por lo tanto el trabajo efectivo de campo será.

C ’ ’ t campo=C ’ t × Ef 1 × Ef 2 × Ef 3 ×… .. Efn