Cargadores Frontales

CARGADORES FRONTALES

CHRISTOPHER LÓPEZ PÉREZ

¿QUÉ ES UN CARGADOR FRONTAL? Es una máquina de uso frecuente en construcción de edificios, minería, obras públicas como pueden ser carreteras, autopistas, túneles, presas hidráulicas y otras actividades que implican el movimiento de suelos en grandes volúmenes y superficies. Se pueden definir dos tipos generales de cargadores: •

De ruedas

•

De orugas

APLICACIONES •

La carga de todos los materiales, con la cuchara apropiada o la herramienta apropiada

•

Excavación, en terreno llano, de materiales sueltos o disgregados

•

Desmonte de terrenos blandos

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Limpieza del terreno

•

Extendido y nivelación de materiales

•

Apoyo en las Plantas de Áridos, Asfaltos, Hormigones entre otras

FORMA DE TRABAJO El mecanismo del cucharón de los Cargadores Frontales se diseña para tener una altura de vaciado comprendida entre 2.4 y 4.5 metros arriba del plano sobre el que se mueve el tractor. Tal altura es proporcional al tamaño del Cargador Frontal. Esto hace posible que el cargador vacíe a un camión o unidad de acarreo de tamaño adecuadamente equilibrado. La operación de un Cargador Frontal entre su posición de carga y la de vaciado, requiere por lo general muchas maniobras. Si es limitado el espacio utilizable entre las posiciones de carga y descarga, puede presentar problemas. Un Cargador Frontal montado en tractor de orugas puede pivotear lentamente

CARGADORES GRAN MINERÍA Existe cargadores frontales de grandes dimensiones usados principalmente en la gran minería. Principalmente encontramos las marcas: Caterpillar, LeTourneau, Komatsu

CARGADORES FRONTALES CATERPILLAR Modelo 986H Wheel Loader

988H Large Wheel Loader Millyard Arrangements 988H Wheel Loader 988H Wheel Loaders Steel Mill Arrangements 988K Millyard Arrangement 988K Wheel Loader 988K Wheel Loader Steel Mill Arrangement 990H Large Wheel Loader Millyard Arrangements

990H Wheel Loader 990H Wheel Loaders Steel Mill Arrangement 990K Wheel Loader 992K Wheel Loader 993K Wheel Loader 994H Wheel Loader

Potencia Neta 305 kW / 409 hp 393 kW / 532 hp 373 kW / 501 hp

373 kW / 501 hp 403 kW / 541 hp 403 kW / 541 hp 403 kW / 541 hp 468 kW / 627 hp 468 kW / 627 hp 468 kW / 627 hp

521 kW / 699 hp 607 kW / 814 hp 726 kW / 973 hp 1092 kW / 1463 hp

CARGADOR FRONTAL CAT 994H

ESPECIFICACIONES

TREN DE POTENCIA (CAT 994) La potencia es enviada del motor a un acople flexible en el mando posterior de bombas desde donde es enviado al mando frontal de bombas y al convertidor de torque. El Convertidor de torque tiene un embrague de impelente (impeller) y un embrague de bloqueo (lockup). Estos embragues son controlados por el ECM de motor

El eje de salida del convertidor sale hacia los engranajes de transferencia de entrada, la transmisión misma y hacia los engranajes de transferencia de salida de donde la potencia se reparte hacia los diferenciales delantero y posterior y finalmente a los mandos finales.

TREN DE POTENCIA

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MOTOR El motor diesel Cat 3516B HD EUI (alta cilindrada) con turbocompresión y posenfriamiento. El 3516B tiene un diseño de cuatro tiempos y 16 cilindros - Turbocompresor (1) - Carcasa de regulador de refrigerante (2) - Enfriador de aceite (3) - Filtro de combustible (4) - Alternador (5) - Enfriador aceite de transmisión (coolant-to-oil) (6) - Sensor speed-timing (7) - Sensor presion aceite (8)

CONVERTIDOR DE PAR

La potencia ingresa a través de los engranajes de transferencia de entrada hacia la caja de la transmisión por engranajes planetarios, controlada por cinco embragues. El eje de salida de la transmisión envía la potencia a través de dos juegos de engranajes locos al eje de salida de la caja de engranajes de transferencia de salida hacia los diferenciales delantero y posterior La caja de transferencia es además el sumidero de aceite de la transmisión y convertidor

SISTEMA DE IMPLEMENTOS El sistema hidráulico utiliza tres bombas axiales fijas que reciben potencia del árbol de mando superior, una bomba de dos secciones (piloto y de enfriamiento) y una bomba de lubricación de mando frontal. Cada bomba principal tiene una válvula de alivio (4410 psi) y una válvula check que independiza cada bomba.

SISTEMA DE IMPLEMENTOS

Cilindros de inclinación (1)

Tanque de aceite hidráulico (2) Bomba de implementos izquierda (tándem) (3) Bomba central de implementos (4) Bomba derecha de implementos (5) Acumulador piloto (6) Bomba de drenaje de carcasa de filtros de aceite (7) Oil screens (8) Cilindros de levante (9)

Filtro piloto de aceite (10) Valvulas de control de implementos (11) Bomba frontal (12) Bomba piloto(13) Bomba de enfriador de aceite de implementos (14) Tanques de expansion (15)

SISTEMA DE FRENOS

SISTEMA DE FRENOS

SISTEMA DE FRENOS (FRENO DE SERVICIOS LIBERADOS, FRENO DE PARQUEO DESENGANCHADO)

SISTEMA DE FRENOS (FRENO DE SERVICIOS LIBERADOS, FRENO DE PARQUEO DESENGANCHADO) La ilustración es un diagrama esquemático para el sistema de frenos servicio, el sistema de frenos de estacionamiento y el sistema de enfriamiento del freno.

En la ilustración, el freno de estacionamiento es desenganchado y se conectan los frenos de servicio. La bomba del freno(4) saca el aceite del tanque de aceite hidráulico de dirección y del freno(12) y provee el aceite a la válvula de freno de estacionamiento (9), los acumuladores de freno(2) y eventualmente a la válvula de freno del servicio(8). La nueva válvula de control del freno de servicio es activada, luego el aceite de los acumuladores se dirige a cada uno de los frenos de servicio los cuales son enganchados. También, la ilustración muestra la válvula de freno de estacionamiento cambiada de posición y dirige el aceite al freno de estacionamiento. La presión del aceite del freno está eliminando la fuerza de los resortes y suelta el freno de estacionamiento. La bomba de enfriamiento saca el aceite del tanque de aceite de enfriamiento de freno y dirige el aceite de enfriamiento al enfriador de cada freno del servicio. Entonces, el aceite vuelve al tanque de aceite de enfriamiento de freno.

SISTEMA DE FRENOS (FRENO DE SERVICIOS CONECTADOS, FRENO DE PARQUEO DESENGANCHADO)

SISTEMA DE FRENOS (FRENO DE SERVICIOS CONECTADOS, FRENO DE PARQUEO DESENGANCHADO)

La ilustración es un diagrama esquemático para el sistema de frenos servicio, el sistema de frenos de estacionamiento y el sistema de enfriamiento del freno.

En la ilustración, el freno de estacionamiento es desenganchado y se conectan los frenos del servicio. La bomba del freno saca el aceite del tanque de aceite hidráulico de dirección y del freno y provee el aceite a la válvula de freno de estacionamiento, los acumuladores de freno y eventualmente a la válvula de freno del servicio. La nueva válvula de control del freno de servicio es activada, el aceite de los acumuladores se dirige a cada uno de los frenos de servicio los cuales son enganchados. También, la ilustración muestra la válvula de freno de estacionamiento cambiada de posición y dirige el aceite al freno de estacionamiento. La presión del aceite del freno está eliminando la fuerza de los resortes y suelta el freno de estacionamiento. La bomba de enfriamiento saca el aceite del tanque de aceite de enfriamiento de freno y dirige el aceite de enfriamiento al enfriador de cada freno del servicio. Entonces, el aceite vuelve al tanque de aceite de enfriamiento de frenos

SISTEMA DE DIRECCION

Esta ilustración muestra los componentes del sistema hidráulico de dirección en el cargador 994F. El código de color de los componentes del sistema de dirección es: Naranja- Sistema piloto de dirección

Rojo - Sistema principal de dirección Verde - Sistema de refrigeración de dirección

SISTEMA DE DIRECCIÓN (SIN GIRAR)

SISTEMA DE DIRECCIÓN (SIN GIRAR) Cuando el motor esta funcionando y el control de la dirección esta en CENTRADO, el aceite piloto de la bomba de dirección derecha fluye a la válvula reductora selectora 2. La válvula selectora reduce el aceite piloto a la presión apropiada. El aceite piloto es bloqueado en el carrete de control de la dirección. Las dos bombas de la dirección toman aceite del tanque de dirección y freno. El aceite desde las bombas fluye a través de las respectivas válvulas check, a través de las mallas de alta presión a la válvula de control. Sin presión piloto actuando en los lados del carrete que controlen la válvula de control, el carrete bloquea el flujo a los cilindros de dirección. El aceite hidráulico que esta entre los cilindros de dirección y la válvula de control es bloqueado.

Ningún aumento de presión es sensado a través de la válvula de resolución(4) en la válvula de control para ambas bombas. La válvula de control piloto distribuye aceite al actuador grande y al actuador pequeño para controlar el flujo de las bombas de dirección. En la posición CENTRADA, la fuerza del actuador grande sobre pasa la fuerza del actuador pequeño y el plato se mueva a la posición de BAJA PRESION STANDBY. En BAJA PRESION STANDBY, la bomba produce el flujo adecuado para compensar las fugas del sistema y una presión suficiente para proporcionar una respuesta instantánea para cuando la válvula de control es movida.

SISTEMA DE DIRECCIÓN (GIRO A LA DERECHA)

SISTEMA DE DIRECCIÓN (GIRO A LA DERECHA) Cuando la válvula es gradualmente movida a la derecha, aumenta el flujo de aceite piloto a través la válvula de control y la válvula neutralizadora derecha al lado izquierdo del carrete de control. La presión piloto mueve el carrete de la válvula de control a la derecha. El aceite de las bombas de dirección izquierda y derecha fluye a través de las respectivas válvulas check, mallas de alta presión, a la válvula de control de la dirección. Luego, el aceite fluye alrededor de la válvula de control a los cilindros de dirección. Como la presión aumenta en los cilindros de dirección y una presión de señal es sensada en la válvula de control en cada bomba de dirección. La presión del sistema esta fluyendo a través del orificio en el actuador pequeño. Al mismo tiempo, la presión de aceite cambia el carrete de control y el aceite es liberado hacia afuera del actuador a través del orificio.

El actuador pequeño en ambas bombas de dirección tiene mas fuerza que el actuador grande. En la bomba del lado derecho, el actuador se mueve a la izquierda y el plato se angula a máximo flujo. En la bomba del lado izquierdo, el pistón actuador se mueve a la derecha y el plato se angula a máximo flujo. El aumento en el ángulo de ambos platos aumenta el flujo de las bombas de dirección y aumentan el flujo hacia la válvula de dirección. Si hay necesidad de mas presión, la presión de señal aumenta y aumenta la señal en las válvulas de control de las bombas, aumentando el flujo.

SISTEMA DE DIRECCIÓN (GIRO A LA DERECHA AL TOPE)

SISTEMA DE DIRECCIÓN (GIRO A LA DERECHA AL TOPE) Cuando el control es movido a la derecha, aumenta el flujo piloto a través de la válvula de control a la válvula neutralizadora derecha. El neutralizador derecho esta en contacto con el pulsador y el aceite piloto es bloqueado y todo el aceite piloto en la cavidad derecha es drenada al tanque. Sin presión piloto en el lado izquierdo el carrete de control queda centrado. El aceite es bloqueado entre la válvula de control de la dirección y los cilindros de dirección. El aceite desde la bomba izquierda y derecha fluye a través de las respectiva válvula check, a través de las mallas de alta presión a la válvula de control. Sin presión piloto en el lado izquierdo del carrete de control, no fluye aceite a través de la válvula de control de la dirección. El aceite hidráulico que esta entre los cilindros de dirección y la válvula de control esta bloqueado No aumenta la presión sensada por la válvula de resolución a las válvulas de control de las bombas de dirección. La válvula de control distribuye el aceite al actuador grande y pequeño para controlar el flujo de salida de las bombas de dirección. En posición CENTRADA, la fuerza del actuador grande sobrepasa la fuerza del actuador pequeño y el plato se mueva a la posición BAJA PRESION STANDBY

La válvula neutralizadora previene que le bastidor delantero contacte al bastidor trasero cuando gira COMPLETO A LA DERECHA o COMPLETO A LA IZQUIERDA

SISTEMA DE DIRECCIÓN AUXILIAR

SISTEMA DE DIRECCIÓN AUXILIAR La ilustración muestra el sistema de dirección del 994F cuando la dirección secundaria esta activada. Si el motor no esta funcionando, la bomba de dirección no suministra aceite al sistema. El aceite a través de la válvula selectora y reductora de presión 1 esta a presión de tanque. El carrete de descarga sensa la perdida de presión en el sistema primario de dirección, el carrete de descarga dirige el aceite de la dirección secundaria al sistema. La bomba bi-direccional de dirección secundaria esta estriada al engranaje en la caja de transferencia y gira cuando la maquina esta en movimiento. La válvula diverter esta equipada con una válvula de alivio secundaria que limita la presión máxima en el sistema secundario. La válvula diverter dirige aceite desde el tanque al lado de entrada del la bomba y el aceite desde la salida de la bomba al sistema principal dependiendo de si la maquina esta rodando ADELANTE o ATRAS. El aceite de la dirección secundaria fluye sobre la válvula check en la válvula de control

El flujo de aceite desde la bomba secundaria es bloqueado por las respectivas válvulas check para fluir a las bombas de dirección. también, el flujo del sistema secundario fluye a la válvula selectora reductora 1 para suministrar presión piloto. En la ilustración , la válvula de control piloto es movida a la derecha. El aceite piloto suministrado por la bomba secundaria fluye a través del neutralizador derecho, hacia las válvulas check y luego mueve el carrete de control hacia la izquierda. La maquina se articula a la derecha.

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE ACEITE DE DIRECCION

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE ACEITE DE DIRECCION La bomba de engranajes toma aceite desde el tanque de dirección y frenos. El flujo de la bomba pasa a través de la válvula de muestreo, a través del filtro, a través del enfriador, y vuelve al tanque de refrigeración de frenos.

La válvula bypass del enfriador permite que el aceite de la bomba no pase por el enfriador en la partida de la maquina cuando esta frio. La válvula bypass del enfriador esta ajustada a 345 kPa (50 psi).

TAREAS DE MANTENIMIENTO Cada 50 hor as de ser vi ci o o cada semana 

Filt ro de aire de la c abina Lim piar/ Reem plazar



Par de apriet e del perno del pas ador del c ollar - Com probar



I nf lado de los neum át ic os Com probar

A l as pr i mer as 250 hor as de ser vi ci o 

Puent e y j uego de la v álv ula del m ot or - Com probar



Rot av álv ulas del m ot or I ns pec c ionar

Cada 250 hor as de ser vi ci o



M ues t ra de ac eit e del m ot or Obt ener

C ada 250 hor as de ser vi ci o o cada m es  A l ternador - Ins pec c i o na r  C oj i netes de os c i l ac i ón del ej e Lubri c ar  B atería - Li m pi ar  C orreas Ins pec c i o na r/A j u s t ar/ R e em p l a z a r  S i s t em a de f renos - P robar  N i v el del ac ei te del di f erenc i al y m andos fi nal es - C om probar  E s t rías del ej e m ot ri z (de c ent ro) Lubri c ar  A c ei te y fi l tro del m ot or - C am bi ar  E j e m otri z de l a bom ba (del ant era) Lubri c ar  C oj i nete de apoyo del ej e de m ando de l a bom ba (Tras ero) – Lubri c ar P r im er as 500 hor as de ser vi ci o  R i el es l ateral es del as i ent o - A j us t ar

TAREAS DE MANTENIMIENTO Cada 500 horas de servicio  M u e s t r a d e r e f r i g e r a n t e d e l s i s t e ma d e e n f r i a mi e n t o ( N i v e l 1 ) - O b t e n e r

 M u e s t r a d e a c e i t e d e l d i f e r e n c i a l y ma n d o final - Obtener  M u e s t r a d e a c e i t e d e l s i s t e ma h i d r á u l i c o (Accesorio)- Obtener  M u e s t r a d e a c e i t e d e l ma n d o d e l a b o mb a Obtener

 M u e s t r a d e a c e i t e d e l a t r a n s mi s i ó n Obtener Cada 500 horas de servicio o cada 3 meses  R e s p i r a d e r o d e l c á r t e r - L i mp i a r  F i l t r o p r i ma r i o d e l s i s t e ma d e c o mb u s t i b l e L i mp i a r / I n s p e c c i o n a r / R e e mp l a z a r  F i l t r o s e c u n d a r i o d e l s i s t e ma d e c o mb u s t i b l e - R e e mp l a z a r

 Ta p a y c o l a d o r d e l t a n q u e d e c o mb u s t i b l e L i mp i a r  F i l t r o d e l a c e i t e d e l s i s t e ma h i d r á u l i c o ( d r e n a je d e l a c a ja d e l a b o mb a d e l a c c e s o r i o ) - R e e mp l a z a r  F i l t r o d e a c e i t e d e l s i s t e ma h i d r á u l i c o ( p i l o t o ) - R e e mp l a z a r

Cada 1000 horas de servicio o cada 6 meses  A c e i t e d e l ma n d o d e l a b o mb a ( d e l a n t e r a ) C a mb i a r  A c e i t e d e l a t r a n s mi s i ó n - C a mb i a r C a d a 1 0 0 0 H o r a s d e S e r v i c i o o C a d a Añ o  A c e i t e d e l s i s t e ma h i d r á u l i c o ( D i r e c c i ó n , F r e n o s ) - C a mb i a r

Cada 2000 horas de servicio o cada año  A c e i t e d e l d i f e r e n c i a l y d e l o s ma n d o s f i n a l e s - C a mb i a r  A c e i t e d e l s i s t e ma h i d r á u l i c o ( E n f r i a mi e n t o d e l o s f r e n o s ) - C a mb i a r  A c e i t e d e l s i s t e ma h i d r á u l i c o ( A c c e s o r i o ) C a mb i a r  F i l t r o d e l a c e i t e d e l s i s t e ma h i d r á u l i c o ( R e ji l l a d e l e n f r i a d o r d e l h i d r á u l i c o ) L i mp i a r  F i l t r o d e a c e i t e d e l s i s t e ma h i d r á u l i c o ( R e ji l l a d e l e n f r i a d o r d e l a d i r e c c i ó n ) ( R e ji l l a d e l e n f r i a d o r d e l f r e n o ) - L i mp i a r  Receptor-secador (Refrigerante) R e e mp l a z a r

CARGADOR FRONTAL LETOURNEAU LeTourneau es un fabricante que tiene la reputación de batir récords en construcción de equipo pesado. Esta compañía desarrolló y todavía produce el cargador frontal más grande del mundo conocido como el L-2350. Este cargador es primordialmente usado en minería de superficies y posee 2300 HP con un cucharón roquero con capacidad de 53-yardas cubicas (40.5-m3) de 80 toneladas y una esplendida fuerza de 266,000 libras. De altura, hasta la parte de arriba de la cabina y el cucharon totalmente elevado mide 43 pies con nueve pulgadas (13.23 m). La maquina fue diseñada para cargar de 300 hasta 400 toneladas los camiones mineros de cuatro a cinco cargas

DIMENSIONES L2350

TREN DE POTENCIA ELECTRICO

MOTOR MOTOR DETROIT Model Series 4000

Type 4-Cycle Turbocharged/Aftercooled Rated Power 2300 HP (1715 kW @ 1900 RPM)

Cylinders Sixteen (16) Displacement 3967 cu. in. (65.0 liters) MOTOR CUMMINS Model QSK 60 Type 4-Cycle Two Stage (Twin) Turbocharged/Aftercooled Rated Power 2300 HP (1715 kW @ 1900 RPM) Cylinders Sixteen (16)

Displacement 3672 cu. in. (60.2 liters)

GENERADOR AC Model LeTourneau 12C Generator

Type Alternating-Current, 3-Phase, 4-Pole Excitation Solid State Feature Standby Power Capability

MOTOR DE TRACCION DC TRACTION MOTORS Model LeTourneau J2 Traction Motor

Type Direct-Current, 4-Pole, ShuntWound, Number Four (4)

SISTEMA HIDRAULICO

BASTIDORES BASTIDOR PRINCIPAL Es una estructura sólida que soporta todos los componentes del tren de potencia y se divide en dos secciones:

• Bastidor de trabajo.- Donde se ancla el aguilón, el cucharon, etc. • Bastidor de potencia.-Donde va el tren de potencia. AGUILÓN O ESTRUCTURA DE LEVANTAMIENTO

Es la estructura que les proporciona rigidez al cucharon en el momento de llenado del Material

BASTIDORES 1) Área de montaje del eje. Las fundiciones de soporte del eje más gruesas, junto con una estructura de pluma en caja, agregan resistencia y rigidez al área de montaje del eje.

2) Fundiciones de montaje pivote. Las fundiciones en el área de montaje pivote de los brazos de levantamiento han sido rediseñadas para distribuir mejor las cargas de esfuerzo y aumentar la integridad estructural.

3) Montajes del cilindro de dirección. Los montajes del cilindro de dirección son más gruesos para transmitir más eficazmente las cargas de dirección al bastidor

CUCHARON Es la herramienta principal del cargador frontal su construcción es resistente a los esfuerzos de carguío. El punto donde termina el cuerpo del cucharon curvado y comienza la base plana se le llama “TALÓN DE CUCHARON” en la parte superior del cucharon hay una rejilla antirebose para evitar que el material grueso caiga por detrás del cucharon. Las cuchillas, uñas y puntas están hechas de material acerado de tipo DH2, con un alto porcentaje de Boro, Carbono, Wolframio que lo hace resistente al rozamiento y los Impactos.

TIPOS DE CUCHARON CUCHARON DE USO GENERAL. M.P.B. ( Multi Purpose Bucket ) Se usa para trabajar con todo tipo de material, tierra o materiales de mediana densidad.

TIPOS DE CUCHARON CUCHARON DE USO PESADO O SEVERO H.D.B. ( Heavy Duty Bucket ) Las cuchillas uñas y puntas van reforzadas resistentes se utiliza en materiales altamente densos y abrasivos.

TIPOS DE CUCHARON CUCHARON PARA ROCAS R.B. ( Rock Bucket ) Son cucharones extra reforzados resistentes a los impactos del material. Son adecuados para trabajar con material fragmentado por volcadura con mediana y alta densidad

TIPO DE CUCHILLAS

TIPO DE CUCHILLAS

REFERENCIAS  http://cdn9.psndealer.com/e2/dealersite/images/heavymachinesinc/L23 50.pdf  http://es.slideshare.net/orosco_catt/manual-de-cargadorfrontal-tec-oroscocatt-14185733?next_slideshow=1  http://www.ceduc.cl/aula/lebu/materiales/MP/MP110/CARGADOR%20FRONTAL%20%20994F-1.pdf  http://www.kellytractor.com/esp/imagenes/pdf/demolicion_de sechos/cargadores_ruedas/994f.pdf  https://es.scribd.com/doc/64907968/CARGADOR-FRONTAL994F-1

 https://sis.cat.com/  http://s7d2.scene7.com/is/content/Caterpillar/C790373