Maquinaria Pesada

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MAQUINARIA PESADA Y RENDIMIENTOS

CONSTRUCCION I

- 1 -

MAQUINARIA PESADA

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INTRODUCCION Las máquinas para movimiento de tierra se caracterizan por ser,

robustas

y

autopropulsados carreteras,

resistentes

utilizados

y

en

ferrocarriles,

son

en

general

construcción

túneles,

de:

equipos caminos,

aeropuertos,

obras

hidráulicas, y edificaciones. Están construidos para varias funcionas como son: soltar y remover la tierra, elevar y cargar

la

tierra

en

vehículos

que

han

de

transportarla,

distribuir la tierra en camadas de espesores controlados, y compactar la tierra. Algunas máquinas pueden efectuar más de una de estas operaciones. Uno de los aspectos importantes en saber sobre la maquinaria pesada es conocer el rendimiento de cada equipo a utilizar y la forma de organizarlo en el ataque, gasto de combustibles, lubricantes,

refacciones,

kilometraje,

control

de

control horometros

de

acarreos de

cada

según equipo,

movimiento de tierra semanal mediante control topográfico. En

cuanto

a

rendimientos

de

equipos

depende

el

análisis

hecho sobre las condiciones de tal equipo que por lo general no

siempre

deteriorado

se lo

cumple cual

debido

a

influye

gran en

cantidad

de

equipo

descomposturas,

mal

rendimiento de equipo, o la calidad de el operador por lo general el contratista deberá tener conocimiento del manejo de la maquinaria a trabajar para obtener mejores resultados y rendimientos

CONSTRUCCION I

- 2 -

MAQUINARIA PESADA

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OBJETIVO En el presente trabajo se conocerá conceptos básicos del conocimiento de maquinaria pesada el uso recomendable para un buen rendimiento, conocimiento de medidas básicas dentro de estas

y sobre

todo

tener

conocimiento

en saber

los

diferentes tipos de maquinaria pesada.

CONSTRUCCION I

- 3 -

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DESCRIPCION DE MAQUINARIA PESADA BASICA Y SUS RESPECTIVOS RENDIMIENTOS A. Tractor O BULDOZER Un tractor es un vehículo especial autopropulsado que se usa para arrastrar o empujar remolques, aperos u otra maquinaria o cargas pesadas. Hay tractores destinados a diferentes tareas, como la agricultura, la construcción, el movimiento de tierras o para tareas especializadas como los utilizados en estaciones ferroviarias. Se caracterizan principalmente por su buena capacidad adherencia al terreno. Su uso ha posibilitado disminuir sustancialmente la mano de obra empleada. -En la actualidad contamos con una serie de tipos en lo que respecta a tractores siendo el más destacado y por consiguiente para trabajos de movimientos de tierra y construcción el tractor de orugas.

1.

Tractor De Orugas -Máquina autopropulsada sobre cadenas, ejercer una fuerza de empuje o tracción.

diseñada

para

LAMINA

-

CONSTRUCCION I

- 4 -

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-Características de algunos modelos de tractores a Orugas.

MODELO

CARACTERISTICAS

Potencia neta del motor Ancho de la Lámina 550H

CONSTRUCCION I

50 kW 67 hp 96" a 110" 2438 a 2794 mm

Capacidad de la Lámina

1.65 a 1.9 yd3

Peso en Orden de Trabajo

6622 a 6786 lb

- 5 -

1.26 a 1.45 m3

14600 a 14960 kg

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MODELO

1150H

CARACTERISTICAS Potencia neta del motor

88.7 kW

Ancho de la Lámina

110" a 124"

Capacidad de la Lámina Peso en Orden de Trabajo

CONSTRUCCION I

- 6 -

119 hp

2794 a 3150 mm 3.4 a 3.9 yd3 2.6 a 2.98 m3 25300 a 27060 lb 11474 a 12274 kg

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MODELO

650K

CONSTRUCCION I

CARACTERISTICAS Potencia neta del motor

56 kW

Ancho de la Lámina

98" a 124"

75 hp

2489 a 3150 mm

Capacidad de la Lámina

2.00 a 2.60 yd3

Peso en Orden de Trabajo

18200 a 19400 lb

- 7 -

1.53 a 1.99 m3

8244 a 8813 kg

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Rendimiento de los tractores-niveladores (de orugas) El rendimiento de un tractor se expresa en metros cúbicos por hora y depende de varios factores: habilidad del conductor, naturaleza del terreno, humedad y estado de los materiales y organización de las obras. A título indicativo se dan en el siguiente Cuadro algunas cifras. Corresponderá al capataz de las obras interpretarlas y traducirlas en función de las condiciones locales.

TRANSPORTE A 30 M. POTENCIA DEL TRACTOR

TRANSPORTE A 60 M.

Regreso a 4 Km./hora

Regreso a 8 Km./hora

Regreso a 4 Km./hora

Regreso a 8 Km./hora

150/180

95

175

50

60

100/125

80

150

45

50

75/85

60

105

35

40

-El rendimiento con cuchilla inclinable es de un 15 a un 25 por ciento mayor que con cuchilla recta.

B. Motoniveladora CONSTRUCCION I

- 8 -

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-Máquina autopropulsada sobre ruedas, con una hoja ajustable situada entre los ejes delantero y trasero que corta, mueve y extiende materiales con fines generalmente de nivelación. -Motoniveladora - Moto niveladora, también conocida por "Grader". Se utiliza para mezclar los terrenos, cuando provienen de canteras diferentes, para darle una granulometría uniforme, y disponer las camadas en un espesor conveniente para ser compactadas, y para perfilar los taludes tanto de rellenos como de cortes. -En el caso de grandes proyectos lineales como son las carreteras o campos aéreos las máquinas usadas para este fin son las motoniveladoras, aunque hay también máquinas especiales que logran el acabado de secciones de pavimento. -Las motoniveladoras son máquinas de usos múltiples usadas para dar acabado, conformar la pendiente de un banco o de una cuneta. Se usan también para mezclar, esparcir, desplegar, nivelar y seleccionar material, en operaciones de desbroce ligero, construcción general y el mantenimiento de caminos de tierra (Ver Figura 7.1). El principal propósito de una motoniveladora es cortar y lo hace con una cuchilla, limitadas a hacer cortes laterales en materiales medios a duros, ya que no pueden usarse para excavación pesada. Una motoniveladora puede mover pequeñas cantidades de material pero no puede realizar el trabajo de un tractor debido a la resistencia de su estructura y la posición de la cuchilla. -Las motoniveladoras son capaces de trabajar en pendientes tan empinadas como Sin embargo, no se recomienda el uso de motoniveladoras para construir cunetas que corren de manera paralela a tales pendientes porque pueden tener un centro de gravedad comparativamente alto y la presión lateral en un punto crítico de la cuchilla puede producir la volcadura de la máquina. Las motoniveladoras son capaces de cortar cunetas de manera progresiva a una profundidad de 90 cm Para cortar cunetas más profundas puede ser más económico usar otro tipo de equipo. -Los componentes de la motoniveladora que realmente hacen el trabajo son la cuchilla y el escarificador. La cuchilla puede rotar en forma circular.

CONSTRUCCION I

- 9 -

POSICION ANGULAR DE LA CUCHILLA

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Los modelos más sofisticados pueden mover la cuchilla en diversas posiciones por debajo de la niveladora o a los lados También puede desplazarse horizontalmente para incrementar su alcance más allá del ancho del equipo.

DESPLAZAMIENTO LATERAL DE LA CUCHILLA

Cuando la cuchilla se inclina más, la velocidad lateral se incrementa, de modo que el material no se empuja hacia delante tan rápido y se puede hacer un corte más profundo. La forma y el mantenimiento de la mayoría de las vías, requiere un ángulo de 25° a 30°. El ángulo debe disminuir para el esparcido e incrementarse para cortes y cunetas. Este ángulo de la cuchilla influirá luego en la producción. Estimación de la producción CONSTRUCCION I

- 10 -

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La producción de una motoniveladora depende mucho del tipo de trabajo en la que se use. Por ejemplo, para nivelar superficies, cortando el material de las salientes y usándolo para rellenar las hondonadas el volumen de material no es significativo, de modo que la producción se mide en unidades de área por hora. De manera similar para las actividades de refine, esparcido y batido de material en obra, aunque para estas dos operaciones se puede usar algunas veces unidades de volumen por hora. En labores de formación o limpieza de canaletas, la producción se mide en unidades de longitud por hora. Schexnayder (2002) recomienda una fórmula para estimar el tiempo que le toma a la motoniveladora realizar un trabajo. La expresión recomendada se expresa en la siguiente ecuación.

p D T

total

=

S E

Donde: p es el número de pasadas requeridas. D es la distancia de viaje en cada pasada. S es la velocidad de la niveladora en cada pasada. E es el factor de eficiencia del trabajo.

-El número de pasadas depende de los requerimientos del proyecto y se estima antes de iniciar el trabajo. La distancia por pasada también debe establecerse con anterioridad. Conociendo además el ancho efectivo de la cuchilla (Bef) es posible determinar la producción, dividiendo el producto de la distancia y el ancho entre el tiempo hallado anteriormente, como se expresa en la siguiente ecuación. D Bef P =

CONSTRUCCION I

T

total

- 11 -

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El ancho efectivo se considera como la proyección del ancho de la cuchilla en un plano perpendicular al eje longitudinal de la motoniveladora. Conociendo el ángulo con que se coloca la cuchilla para hacer el trabajo se puede estimar con la siguiente ecuación. Bef = B cos a Al reemplazar en la ecuación de la producción el valor de Ttotal se obtiene la producción en función del ancho, la velocidad y el número de pasadas, según la ecuación siguiente. Bef S E P = p

La velocidad es el factor más difícil de estimar. Conforme el trabajo avanza, las condiciones pueden requerir que la velocidad estimada se incremente o disminuya. Se debería registrar la velocidad de trabajo cada vez, porque depende mucho de la habilidad del operador y el tipo de material. Siempre debería trabajarse a la máxima velocidad que el operador y las condiciones del terreno lo permitan. Si se requiere una menor velocidad, es mucho mejor usar un cambio menor que correr a menos de la máxima velocidad. En el siguiente cuadro se muestran los rangos más apropiados de los cambios a usar en las diferentes operaciones, bajo condiciones normales. Rango de cambios motoniveladora.

CONSTRUCCION I

adecuados

para

las

operaciones

OPERACIÓN Mantenimiento de caminos Preparación de solares

CAMBIO Segunda a tercera Tercera a cuarta

Mezcla o batido de material

Cuarta a sexta

Trabajos en pendientes laterales

Primera

Construcción y limpieza de zanjas

Primera a segunda

Nivelación de acabado

Segunda a cuarta

- 12 -

de

la

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-En cuanto a la eficiencia, un valor aceptable para las niveladoras es de 60% ó 36 min. /h. Este valor considera la variación en el número de pasadas durante el trabajo en el campo. La habilidad del operador junto con el planeamiento es lo más importante para eliminar las pasadas innecesarias. Por ejemplo, si se requiere de 4 pasadas para completar un proyecto, cada pasada adicional implica un incremento de tiempo y dinero. Cuando se hace un número de pasadas sobre una distancia relativamente corta (menos de 300 m.), es más eficiente mover en reversa la niveladora hasta el punto de inicio que girar y continuar el trabajo a partir del punto final. El giro puede dañar la superficie, especialmente si se trata de trabajos de acabado y nunca debe girarse sobre una capa bituminosa. Por otro lado, una presión excesiva de las llantas puede causar una pérdida de contacto con la superficie del camino, produciendo una pérdida de tracción. Una diferencia de presión de aire entre las llantas posteriores produce deslizamiento y el colapso de la niveladora. Es necesario mantener las llantas infladas a la presión correcta para obtener buenos resultados. Otra posible fórmula para el cálculo de la producción manera muy rápida está en función de la potencia, con expresión de siguiente. P [m3 / h]

de la

= 2.3HP

Esta fórmula considera una eficiencia de 50 min. /h. Para valores de eficiencia distintos, será necesario aplicar un factor de corrección equivalente a E/50, siendo E el nuevo valor de eficiencia en min./h.

CONSTRUCCION I

- 13 -

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C. Cargador Frontal

Los cargadores son tractores equipados con un cucharón excavador montado sobre brazos articulados sujetos al tractor y que son accionados por medio de dispositivos hidráulicos. Estas máquinas están diseñadas especialmente para trabajos ligeros de excavación de materiales suaves o previamente aflojados. Básicamente existen dos tipos de cargadores, dependiendo de su tipo de tracción, pudiendo ser de carriles y de llantas neumáticas. Los botes para cargadores por su utilización se dividen de la manera siguiente: Bote ligero, para rezaga de tierra, material de poco peso volumétrico. Bote de espada, que se utiliza en operaciones de carga de roca; está debidamente reforzado para el uso que se le da. Bote o cucharón de dientes, para ataque y carga de materiales pesados. La cuchara normal posee un borde cortante en la parte inferior, con o sin dientes de penetración. Existen numerosos tipos de cucharas según los trabajos a que se destinen: cuchara corta reforzada para canteras, cuchara con nervios y cuchara con borde de ataque en V para carga de rocas en pila. Por ser una máquina versátil se puede cambiar el cucharón por otros implementos como: rompehielos, perforadora, etc.

CONSTRUCCION I

- 14 -

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UTILIZACIÓN DEL CARGADOR FRONTAL. Muy ligera de empleo, la pala cargadora es utilizada para - La carga de todos los materiales, con la cuchara apropiada. - La excavación, en terreno llano, de materiales sueltos o disgregados. - El desmonte de terrenos blandos. - La limpieza. - El extendido y la nivelación de materiales. - El ripado de vía férrea, etc.

DETERMINACION DEL RENDIMIENTO DE UN CARGADOR. La producción en este tipo de equipo la cantidad de material que mueve el por el número de ciclos/hora, siendo cucharón afectado por un determinado

se calcula multiplicando cucharón en cada ciclo la capacidad nominal del factor de carga.

Factores de carga para diversos materiales MATERIAL SUELTO Material húmedo Agregado de de de

1/8" 3/8 3/4

de concreto -

mayores de

CONSTRUCCION I

FACTOR 0.95 0.95

7/8" 3/4" 1½

0.90 0.92 9.87

1½

0.60 - 0.85

- 15 -

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Factores de Excavación

MATERIAL EN BANCO

FACTOR

Clase I

0.85

Clase II

0.78

Clase II-A

0.71

El tiempo de ciclo se compone de

CONSTRUCCION I

Tiempo de carga

básica (fijo)

Tiempo de ida

traslación (variable)

Tiempo de descarga

básica

Tiempo de regreso

traslación

Tiempo de acomodo

básico

- 16 -

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EJEMPLO DE RENDIMIENTO DE UN CARGADOR FRONTAL CATERPILLAR CAT 922 – B Capacidad

:

1.15 m 3

Potencia

:

80HP

Peso

:

7,530 Kilos

El rendimiento es:

3.600x Q x F x E x K R=

(m 3 /h) Cm

Donde : Q = Capacidad del cucharón = 1.15 m

3

F = Factor de conversión = 1.3 E = Factor de eficiencia de la máquina = 0.8 K = Factor de eficiencia del cucharón

= 0.8

Cm= Tiempo que dura un ciclo de trabajo = 20 seg. Reemplazando estos valores:

3,600 x 1.15 x 0.8 x 0.8 x 1.3 3

R=

=172 m /h 20

R= 172 x 8 3

R= 1,376 m /día

CONSTRUCCION I

- 17 -

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D. Volquete

-Camión dotado de una tolva con accionamiento hidráulico, dependiendo del tamaño y capacidad de la tolva podemos clasificarlos como volquetes de 6, 8, y 15 m3. -Existen también camiones industriales de gran tonelaje de 50 a 180 Tn. -Los volquetes pueden recorrer grandes distancias, transportando material, siendo en movimiento de tierras el elemento indispensable para ejecutar los trabajos.

USOS -

Recolección, traslado y descarga del material., etc.

EJEMPLO EN EL TRANSPORTE PAGADO CON VOLQUETES Marca

:

Dodge

Capacidad

:

5.00 m

Potencia

:

190 HP

3

Cálculo del número de volquetes – hora que se necesitan para transportar el material abastecido por un cargador frontal. Utilicemos la siguiente fórmula:

CONSTRUCCION I

- 18 -

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Y (T + D + L) N = 60 x C x E

Donde: N = Número de volquetes Y = Volumen abastecido por el cargador frontal T = Tiempo de viaje en minutos L = Tiempo de carga en minutos D = Tiempo de descarga en minutos C = Capacidad de cada volquete en m

3

E = Factor de eficiencia -Tomando como unidad básica al cargador frontal CA1 cuyo rendimiento es .

922 –B

3

Y = 172 m /h Asumimos distancia a la cantera = 5 km.

Cálculo del tiempo que dura un ciclo de trabajo:

Si consideramos: Velocidad del volquete cargado

=

Velocidad del volquete descargado

=

CONSTRUCCION I

- 19 -

20 Km. /h 40 Km. /h

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Tiempo total de viaje = 5.000 mx60mín 40km / h1,000 m

+

5.000 mx60mín 20km / h1,000 m R= 22.5 mín. Tiempo de descarga

= 3 mín.

Tiempo de descarga

=

2

mín.

Tiempo total por ciclo = 22.5 + 3 + 2

= 27.5 mín.

Reemplazando valores: N

= 172(22.5 + 3 + 2) 60 x5 x 0.8

N

=

19.71

N

= 20 volquetes

CUADRO DE RENDIMIENTO PARA VOLQUETES CON VELOCIDAD DE TRANSPORTE Velocidad del camión cargado Velocidad del camión descargado Tiempo de carga y descarga Tiempo de recorrido cargado Tiempo de recorrido descargado Tiempo total por ciclo

20km/h

20 Km./h

30 Km./h

30 Km./h

40 Km./h

40 Km./h

5 mín.

5 mín.

5 mín.

4 d

3 d

2 d

2 d

1.5 d

1.50d

5+5d

5+4.5d

5+3.5d

Tiempo útil / día de trabajo = 480 mín. x 0.90

CONSTRUCCION I

DISTANCIA

- 20 -

= 432 mín. / día

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Número de viaje es

=

432 mín ciclo

Rendimiento =

432 mín 3 x 5 m x volquete ciclo

Rendimiento =

2162 mín 3 (m / día) ciclo

E. Rodillo Vibratorio Y Neumático CONSTRUCCION I

- 21 -

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VIBRATORIO VIBRATORIO PATA DE CABRA

VIBRATORIO LISO

-

Es un equipo pesado que sirve para la compactación de grandes superficies, es utilizado principalmente en la construcción de carreteras. -El rodillo cuenta con una masa en forma de cilindro envuelto en una plancha de acero a manera de coraza, dependiendo del peso de esta masa denominada " ROLA ", se define el tipo de máquina pudiendo ser de 8, 10, 15 o más toneladas, dependiendo del uso marca y modelo. -El rodillo puede ser autopropulsado, o de tiro, siendo en el segundo caso, jalado por otra máquina que puede ser un tractor agrícola, o sobre ruedas, un cargador, etc. -El diseño de la rola puede ser liso o con cocada, el segundo se denomina comúnmente "Pata de Cabra". -Estas máquinas, por su sencillo manejo y por consistir su trabajo en ir y venir repetidas veces por el mismo camino, son las que mayores índices de accidentabilidad presentan, fundamentalmente por las siguientes causas: -Trabajo monótono que hace frecuente el despiste del maquinista provocando atropellos, vuelcos y colisiones. Es necesario rotaciones de personal y controlar períodos de permanencia en su manejo. -Inexperiencia del maquinista pues, en general, se dejan estas máquinas en manos de cualquier operario con carnet de conducir o sin él, dándole unas pequeñas nociones del cambio de marcha y poco más. El conductor estará en posesión del carnet de

CONSTRUCCION I

- 22 -

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conducir pesada.

y

de

capacitación

para

el

manejo

de

maquinaria

-Los compactadores tienen el centro de gravedad relativamente alto, lo que les hace muy inestables al tratar de salvar pequeños desniveles produciéndose el vuelco. -Se prohibirá realizar máquina en marcha.

operaciones

de

mantenimiento

con

la

-Se asegurará el buen estado del asiento del conductor con el fin de absorber las vibraciones de la máquina y que no pasen a operario. -Se dotará a la maquinaria de señales acústicas intermitentes de marcha hacia atrás.

NEUMATICO

RODILLO NEUMATICO

El rodillo neumático es particularmente adecuado para el acabado de superficies, debido a una mejor y más precisa adecuación del agregado en la mezcla.

CONSTRUCCION I

- 23 -

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Se usa generalmente para la segunda compactación en un asfalto, que deben seguir a la compactación inicial tan de cerca como sea posible y mientras la mezcla está aún a una temperatura que permita alcanzar la máxima densidad. Combina las virtudes de la compactación tradicional con el estado del arte de la tecnología de la tracción. Esta combinación usa un ensayado y comprobado diseño con 8 ruedas junto a un nuevo sistema de tracción hidrostática. Bomag utiliza una eficiente tracción directa hidráulica. La aceleración y el frenado se consiguen casi exclusivamente con el pedal acelerador. -A continuación algunos compactadores de mayor uso

cuadros

con

características

de

Compactadores De Tierra

Modelo

815F

825H

Motor Cat 3176 ATAAC C15 CAT ACERTTM

Potencia bruta

Peso en orden de trabajo

240 hp / 179 kW

20.755 kg

354 hp / 264 kW

32.734 kg

Compactadores De Rellenos Sanitarios

CONSTRUCCION I

- 24 -

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Modelo

816F

826H

836H

Motor Cat 3406E ATAAC Cat C15 ACERTTM Cat C18 ACERTTM

Potencia bruta

Peso en orden de trabajo

240 hp / 179 kW

23.748 kg

401 hp / 299 kW

36.967 kg

544 hp / 413 Kw

53.682 kg

COMPACTADORA VIBRATORIOS DE SUELOS

CONSTRUCCION I

- 25 -

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Modelo

Ancho del tambor

Potencia bruta

Peso en orden de trabajo

CP - 323C

1.270 mm

83 hp / 62 kW

4.620 kg

CP - 433E

1.700 mm

100 hp / 75 kW

7.145 kg

CP - 533E

2.130 mm

130 hp / 97 kW

11.320 kg

CP - 563E

2.130 mm

150 hp / 112 kW

11.555 kg

CP - 663E

2.134 mm

173 hp / 129 kW

16.800 kg

CS - 323C

1.270 mm

83 hp / 62 kW

4.390 kg

CS - 423E

1.700 mm

83 hp / 62 kW

6.745 kg

CS - 433E

1.700 mm

100 hp / 75 kW

6.745 kg

CS - 533E

2.134 mm

130 hp / 97 kW

10.485 kg

CS - 563E

2.130 mm

150 hp / 112 kW

11.120 kg

CS - 573E

2.130 mm

150 hp / 112 kW

13.570 kg

CS - 583E

2.130 mm

150 hp / 112 kW

15.100 kg

CS - 663E

2.134 mm

173 hp / 129 kW

17.100 kg

CS - 683E

2.134 mm

179 hp / 134 kW

18.500 kg

COMPACTADORES VIBRATORIOS DE ASFALTO

CONSTRUCCION I

- 26 -

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Ancho del

Modelo

Potencia bruta

tambor

Peso en orden de trabajo

CB - 113

880 mm

22 hp / 16.1 kW

1.500 kg

CB - 114

800 mm

22 hp / 16.1 kW

1.500 kg

CB - 214E

1.000 mm

32.7 hp / 24.4 kW

2.450 kg

CB - 224E

1.200 mm

32.7 hp / 24.4 kW

2.630 kg

CB - 225E

1.200 mm

32.7 hp / 24.4 kW

2.300 kg

CB - 334E

1.300 mm

46.0 hp / 34.1 kW

3.940 kg

CB - 335E

1.300 mm

50.0 hp / 37.3 kW

3.670 kg

CB - 434D

1.500 mm

63.0 hp / 62.0 kW

4.400 kg

CB - 534D

1.700 mm

130.0 hp / 97.0 kW

10.380 kg

CB - 534D XW

2.000 mm

130.0 hp / 97.0 kW

11.300 kg

CB - 634D

2.130 mm

145.0 hp / 108.0 kW

12.800 kg

REDIMIENTO DE RODILLOS -Con el Tipo tandem estático autopropulsado Potencia

:

90HP

Peso

:

12,000 Kilos

La fórmula del rendimiento es: a)

Material compactado

R

=

Ex60 xFxSxDxW N

m

3

/h

Donde:

CONSTRUCCION I

- 27 -

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E=Factor de eficiencia de la máquina = 0.8 F= Factor de conversión (material suelto a compactado) = 0.75 S= Velocidad de compactación = 3.98 km/h = 66.3 m/seg. D= Espesor del material suelto W=Ancho efectivo del rodillo N=Número de pasadas

= 0.15 mt. = 1.90 mt.

= 4

Reemplazando:

b)

0.8 x60 x0.75 x 66.3x 0.15 x1.93 4

R

=

R

= 172 m

R

= 1.382 m

3

/h 3

/día

Rendimiento en m2/h

R

=

Ex60 xSxW N

R

=

0.8 x60 x66.3 x1.93 4

R

=

1,535 m 2 /h

R

=

12,284 m 2 /día

CONSTRUCCION I

- 28 -

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F. EXCAVADORAS

CONSTRUCCION I

- 29 -

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-Se denomina pala excavadora construcción para excavar.

a

una

máquina

utilizada

en

-Aunque no es preceptivo, las excavadoras modernas tienden a ser del tipo retroexcavadora, las cuales son en esencia un tractor que en su parte delantera lleva una pala cargadora y en la trasera un brazo excavador, por lo cual excavan zanjas mientras avanzan. Esa disposición permite que la máquina se desplace por un terreno todavía no excavado, y permite que el brazo tenga buena movilidad hacia los costados. -Las excavadoras más potentes son las giratorias sobre ruedas. Las máquinas giratorias también se pueden desplazar sobre orugas, con lo cual pueden aumentar substancialmente su potencia, también se incrementa su versatilidad para desplazarse por terrenos abruptos.

DETALLES GRAFICOS DE LA PRESENTACION DE UNA RETROEXCAVADORA

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-El equipo retroexcavadora permite: - La extracción del material bajo el nivel del suelo, pudiendo efectuarse el trabajo también bajo el agua. - La excavación de zanjas estrechas. - La excavación de canales (saneamiento, riego, etc.) - La carga sobre medio de transporte, etc. - Acarreo de material a distancias cortas. -

Carguío de material.

Funciones De Rendimiento De Una Retroexcavadora

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Una retroexcavadora, tiene una capacidad teórica que varia con las clases de tierras y con el tamaño de sus aditamentos. Si se conoce la capacidad de sus aditamentos, puede determinar. El rendimiento aproximado de una maquina estimando el número de pasadas que pueda efectuar en una hora. Según el jefe de movimientos de tierras de la obra el rendimiento de la maquina es de unos 60 metros cúbicos por hora. La capacidad aprox. De del cargador de la retro puede determinarse a través de la carga que traslada este las mediciones reales de las cargas representativas darán mejores resultados que las estimaciones. El tiempo total de un equipo para la carga de tierra (TT) es, básicamente, la suma de cuatro componentes; tiempo de carga (TC); tiempo variable de movimiento con carga (TVC); tiempo variable de traslado del equipo vació (TVV); tiempo de vaciado. TT = TC + TVC + TV + TVV. Para estimar la productividad de una retroexcavadora se debe descomponerse su ciclo de trabajo en partes significativas. La retroexcavadora estará cargada durante una parte de su recorrido, por lo que no es necesario separar el tiempo de carga de esta operación. Se tiene el tiempo variable (TVC`) que usa el empujador en su recorrido con la carga, y el tiempo (TVV`) que utiliza en regresar en reversa para tomar la siguiente carga, lo cual hace con el cargador levantado y vacío. Cada uno de estos tiempos variables puede determinarse simplemente dividiendo la distancia recorrida entre la velocidad de marcha, en metros por minuto (m/min.) para el engranaje empleado. -Los tiempos variables determinados de esa manera, no toman en cuenta el tiempo que toma llegar del reposo hasta la velocidad regulada del trayecto, o viceversa. A este tiempo adicional se le conoce como tiempo de aceleración o de desaceleración, y se le considera como tiempo fijo (TF) a causa de su naturaleza constante. Si se hace el viaje en cualquier dirección en un engranaje que solo requiera el cambio de marcha hacia delante a reversa, se puede considerar que el tiempo fijo del empujador es de 0.10 a 0.15 minuto. Si es necesario un cambio adicional a una velocidad mas alta en cualquiera de las dos direcciones, el tiempo fijo podría estimarse en 0.20 a 0.30 minuto. El tiempo total de ciclo del modificación de la ecuación.

empujador

se

determina

por

una

TT = TF + TVC` + TVV`.

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G. Cisterna

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-Utilizado en la construcción principalmente en el traslado de agua para la complementación el la preparación del concreto y otros tipos de componentes empleados en una obra. -los camiones cisternas son de diferentes capacidades y volúmenes, dependiendo de la magnitud y tamaño del proyecto y acorde con las utilidades de la empresa esta maquinaria cobrara mayor importancia.

RENDIMIENTO DE UN CAMION CISTERNA MARCA DODGE 1-500 Potencia

:

Capacidad :

190HP 2,000 galones

Distancia media de transporte

= 2.00 Km.

Cálculo del tiempo que dura un ciclo de trabajo Tiempo de llenado de vaciado Tiempo de recorrido cargado

= 30 (V = 30 Km. / h)

Tiempo de recorrido descargado

(V

mín. = 4 mín.

= 40 Km. / h) = 3 mín.

Tiempo total por ciclo

= 37 mín.

Tiempo por día de trabajo

= 480 mín. / día

Tiempo útil por día de trabajo

= 480 x 0.9

Número de viajes por día

=

432 = 11.68 = 12 viajes / día 37

Volumen transportado por día = 2,000 GAL x 12 = 24,000 GAL / día

Volumen en m 3 por día

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=

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24,000(3.875) =93 m 3 /día 1,000

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DATOS IMPORTANTES PARA MAQUINARIAS FACTORES DE CONVERSION DE MATERIALES

CLASE DE MATERIAL CONVERTIDO A ESTADO ACTUAL

NATURAL

SUELTO

COMPACTADO

1 0.9 1.05

1.11 1 1.17

0.95 0.86 1

1 0.8 1.11

1.25 1 1.39

0.9 0.72 1

ARENA NATURAL SUELTO COMPACTADO TIERRA ARCILLOSA ARENOSA NATURAL SUELTO COMPACTADO

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ARCILLAS NATURAL SUELTO COMPACTADO

1 0.7 1.11

1.43 1 1.39

0.5 0.63 1

FACTORES DE EFICIENCIA EN MAQUINARIAS

ESTADO

FACTOR

Excelente

83%

Buena

78%

Normal

72%

Pobre

63%

Muy pobre

52%

-Se considera excelente a una maquina nueva, a partir de buena hasta muy pobre la maquina tendrá. un uso mayor al año.

CONCLUSIONES -La tendencia actual en el diseño pesada en la construcción civil es:

de

la

maquinaria

-Aumento del rendimiento sin aumentar considerablemente el tamaño de la máquina, incidiendo en la mayor rapidez del trabajo. -Ejecución máquina.

de

operaciones

diversas

con

una

misma

-Mandos reguladores en controles más precisos y fáciles de maniobrar.

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-Aumento de la potencia de motores y de capacidades de las máquinas. -Mejores materiales y detalles de construcción mejor concebidos y realizados.

Algunos ejemplos de maquinaria pesada -se ejecuta un trabajo de excavación con buldózer en un terreno arcillo – arenoso y cuya distancia de trabajo es de 30 metros con una capacidad de lampon de 2.5 m3 cuya maquina trabaja con una eficiencia de 80% y la velocidades de carga y vacío son de 2.4 y 4 k/h respectivamente, determinar el rendimiento de la maquina. Solución Formula de rendimiento

Q x E x F x 60 R= Cm

Donde: R

= rendimiento de la maquina m3/h

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Q

= capacidad del lampon m3

F = factor de conversión naturaleza del terreno) E

de

materiales

(depende

de

la

= eficiencia

Cm = tiempo que demora un ciclo de trabajo (min.) 60 = min. X hora de trabajo En el problema tenemos Q

= 2.5 m3

E

= 80%

De la distancia y velocidad sacamos el tiempo que demora un ciclo = 1.53 min. F

= 1.25

según cuadro de conversión

Reemplazando: 2.5 x 0.8 x 1.25 x 60 R= 1.53

R= 98 m3/h -Se ejecuta un trabajo con empujador angulable, un material que será compactado en un terreno constituido por arcilla. Se recorre una distancia de 40 metros. Determinar el rendimiento de la maquina que actúa con una eficiencia normal cuya capacidad del lampon es de 2.65 m3 , al trabajar sin carga esta maquina aplica una velocidad de 4.5 Km./h y con carga 2.4 Km./h. Solución De la formula Q x E x F x 60 R= Cm Q

= 2.65

E

= eficiencia norma = 0.72 = 72%

F

= 0.63

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Cm = 1.86 min. Reemplazando en la formula tenemos: 2.65 x 0.72 x 0.63 x 60 R= 1.86

R= 38.77 m3/h

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