PROBLEMAS Xa El Examen

 

TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN SECCIÓN G MAQUINARIAS PESADAS

PROBLEMAS PROPUESTOS PARA EL EXAMEN

GRUPO 1: EXCAVADORAS EXCAVADORAS Y RETROEXCAVADORAS

1.- PROBLEMA 1: DESCRIBA EL FUNCIONAMIENTO DE UNA EXCAVADORA BIVALVA RPTA: La excavadora Bivalva presenta un trabajo de tipo vertical, esta abre las valvas sobre el material que se busca manejar, con un pequeño empuje se hincan los dientes, se cierran las valvas y al elevarse, se recoge el material atrapado.

2.- PROBLEMA 2: SE TIENE EN OBRA LA RETROEXCAVADORA RETROEXCAVADORA CATERPILLAR 432E CUYO VOLUMEN DE CUCHARA ES 1,2 M3 (Vc). TENTIENDO UN OPERARIO CUYA EFICACIA ES 75% (Fe). HALLAR EL RENDIMIENTO DE LA MÁQUINA SEGÚN LOS SIGUIENTES DATOS. CONSIDERE EL TERRENO DE TIERRA, ESPONJADO Y DE TERRENO MEDIO.

3600 ×  × × ′′ ×    (3ℎ   ) =   × 3600  Dónde:

Vc: Volumen de la cuchara Fe: Factor de eficacia del operario Fe’: Factor de eficacia de la cuchara 

Ct: Coeficiente de transformació transformación n del material esponjado Tc: Tiempo de duración del ciclo

 

Fe’ 

Tc

Terreno flojo

95%

17s

Terreno medio

85%

22s

Terreno duro

68%

25s

CLASE DE

S/perfil

Esponjado

Compactado

Tierra

1.00

1.25

0.90

Arcilla

1.00

1.40

0.90

Arena

1.00

1.10

0.95

CLASE DE TERRENO

SUELO

RPTA: Considerando los factores dados y tomando en cuenta el factor de esponjamiento esponjamien to del terreno al momento de cargarlo, los factores serían: Vc = 1,2 m3

Fe = 0,75

Fe’ = 0,85 

Ct = 1,25

Tc = 22s

3600 × 0,75 0,75 × 0,8 0,855 × 1,2 1,255   (3ℎ   ) =  1,2 × 3600 22 ∴  (3ℎ  ) = 156,48 3ℎ   GRUPO 2: MOTONIVELADORAS, TRACTORES DE RUEDAS Y CADENAS

3.- PROBLEMA 3 Se tiene una motoniveladora cuya hoja hoj a 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. Z = 1,2 min.

 

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

SOLUCION 1) Ciclo de trabajo t rabajo C=

D F



Z

500 m. 400



1,2 

30 4



1.2  

6

C = 8,7 min. 2) Número de franjas f’ =

W

W

11 m.



a



0,82 L sen 60

11 

0,82 (3.2) sen 60

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

108,4 

n

m² / min .  

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

4) Tiempo para nivelar T=fn

C 

E

5x3x

8,7 0,83

 = 157.23 min.

4.- PROBLEMA 4

Calcular la producción de un D8R/8SU que mueve arcilla compactada una distancia de 45 m en zanja, cuesta abajo con una pendiente de 15%. El operador es mediano y la eficiencia de la obra es de 83% (50minhr). De la producción estimada para este equipo se obtiene el dato de 460

suelto/hr.

 

Factores de corrección aplicables: -  -  -  -  - 

Arcilla muy compactada: 0.80. Corrección de pendiente: 1.18. Método de Zanja: 1.20. Operador mediano: 0.75. Eficiencia del trabajo: 0.83.

ó = ó á    ó.  Producción = 460 *0.80*1.18*1.20* *0.80*1.18*1.20*0.75*0.83 0.75*0.83 Producción = 324.38 m3 sueltos/ hora. 5.- PROBLEMA 5

Dados los siguientes datos, calcular el rendimiento del tractor C = 6m3; E = 0.8; F = 1.25 Distancia media de transporte = 50.00 m Velocidad de recorrido = 3 km/h Velocidad de regreso = 6 km/h Solución:

Para calcular el tiempo T, recuérdese que se integra con los tiempos fijos y los variables. Los primeros incluyen los cambios de velocidad, que puede estimarse en 10 segundos. Los tiempos variables dependen de las velocidades, por lo tanto.  T = 2 x 10s / 60s + 50m x 60min / 3000 m + 50 x 60 in / 6000m T = 0.33 + 1.0 + 0.5 = 1.83 in V = 6 x 0.80 x 60 / 1.83 x 1.25 = 125.9 m 3 / hr. V = 125.90 m 3/hr Parte de este volumen se pierde a través de la distancia de acarreo, por ello conviene colmar la cuchilla para compensar esta pérdida que se calcula en 5% por cada 25 ó 30 m de recorrido. Como una norma puede establecerse que una cuchilla empuje 1.30 m3/m2 de su propia pr opia superficie, en material cuyo paso volumétrico sea 3

1600 kg/m  y con una eficacia de 100% del equipo. Se sobreentiende

 

que el material está suelto y que la operación se lleva a cabo sobre un terreno plano y sólido.

GRUPO 3: MINICARGADORES, CARGADORES DE RUEDAS Y CADENAS

6.- PROBLEMA 6

Ejemplo de aplicación, se presenta los siguientes daos y se pide hallar el rendimiento del cargador. Datos: •  Cargador frontal modelo

CAT 930H

•  Eficiencia

83%

E

•  Factor de llenado

1.195

K

•  Capacidad del cucharón

2.5m3

Q

•  Tiempo del ciclo de trabajo

1.7 min

T

Usando la fórmula: R = 60*Q*K*E/T Reemplazando los datos en la ecuación: R= 60*(2.5) *(1.195) *(0.83) / [(1.7) *(0.5)] = 87.516 m3/h 7.- PREGUNTA 1: ¿Cuál es la diferencia entre un tractor y un cargador? La función del cargador es el del transporte, carga y descarga de materiales, también puede realizar la labor de empuje pero con menos eficiencia que un tractor que tiene como función principal la operación de empuje y corte en terrenos muy tenaces donde son necesarias grandes potencias.

GRUPO 4: MOTOTRAÍLLAS, TRAÍLLAS Y ESCARIFICADORES

8.- PROBLEMA 7: RIMPULL Y TRACCIÓN

 

Una mototraílla de 36 T de peso propio y 36 T de carga útil trabaja sobre una superficie de arcilla seca con una pendiente del 6% (factor de tracción de 0,6; resistencia a la rodadura del 2%), a 2000 m de altitud, a una temperatura de 15ºC y con una humedad relativa del 80%. La carga se distribuye al 50% sobre cada eje, siendo uno de ellos tractor. El rendimiento total del sistema de transmisión es del 80%. Dispone de un motor térmico de aspiración natural que desarrolla su potencia nominal con un par de 1250 N·m que gira a una velocidad de 2500 rpm medidos según la norma DIN 70.020 (presión atmosférica de 760 mmHg, temperatura de 20ºC y humedad relativa del 60%). Calcular lo siguiente:

a) Potencia nominal de la máquina en las condiciones de trabajo b) Máximo rimpull utilizable c) Rimpull disponible (la fuerza f uerza de tracción motriz transmitida aplicada entre las llantas de las ruedas y la superficie del suelo), sabiendo que las velocidades de desplazamiento correspondientes correspondientes a cada una de llas as marchas son las siguientes: • 1° marcha 5 km/h • 2° marcha 12 km/h  • 3° marcha 18 km/h  • 4° marcha 40 km/h 

d) Rimpull necesario para vencer la resistencia a la rodadura y a la pendiente e) La velocidad de la mototraílla en subida y cargada SOLUCIÓN

a) La potencia es el producto del par y de la velocidad de giro

()= 1250(.)×2500 /×1/60×2/×1/1000=327,25  Esta potencia se debe corregir para las condiciones de trabajo: - 

2000 m de altitud significa un 20% de pérdida de potencia (1% de pérdida por cada 100 m) -  15ºC equivale a un 1% de aumento de potencia (1% de aumento por cada 5ºC que baje de 20ºC) -  80% de humedad relativa equivale a 1% de pérdida de potencia (1% de disminución por cada 20% de humedad que suba de 60%)

Por tanto, la potencia nominal en las condiciones de trabajo será:   327,25(1−0.20) = 261,80



b) El máximo rimpull utilizable se calcula como el producto de la carga total que le llega al eje tractor multiplicado por el factor de tracción. Como de las 72 T del peso total del equipo cargado le llegan el 50% al eje tractor:

 =36000×0,6×9,81/1000=211,90 

 

  c) El rimpull disponible es la fuerza motriz transmitida por el neumático al suelo y tiene la siguiente expresión:

 =/  donde  es la potencia,  la velocidad del vehículo y  es el rendimiento total del sistema de transmisión.

Rimpull disponible en 1°marcha = (0,8×261,80( / × /3600 ×1000 / )=150,80  

))/(5

Rimpull disponible en 2°marcha = (0,8×261,80( / × /3600 ×1000 / )=62,83  

))/(12

Rimpull disponible en 3°marcha = (0,8×261,80( / × /3600 ×1000 / )=41,89  

))/(18

Rimpull disponible en 4°marcha = (0,8×261,80( / × /3600 ×1000 / )=18,85  

))/(40

 ℎ ℎ



 ℎ ℎ



 ℎ ℎ



 ℎ ℎ



 



 



 



 



Como el rimpull disponible en 1° marcha es inferior al utilizable, las ruedas no deslizarán.

d) El rimpull necesario para vencer la resistencia a la rodadura es el peso total del equipo multiplicado por la resistencia a la rodadura:

 

72000×2/100×9,81/1000=14,13

 Análogamente ocurre con con el rimpull necesario para vencer la resistencia resistencia a la pendiente

 

72000×6/100×9,81/1000=42,38

Por tanto, el rimpull necesario total será 14,13

+42,38=56,51 

e) La mototrailla dispone de suficiente rimpull en 2° marcha para subir la pendiente, a una velocidad de 12 km/h. También se puede observar que se puede utilizar la 4° marcha cuando no hay pendiente. Además, si fuera necesario cargar la mototraílla en 1° marcha, tendríamos un rimpull disponible de 150,80 −56,51 =94,29 , que se podría utilizar, por ejemplo, para arrastrar una carga. 







9.- PREGUNTA 2: ¿Qué procesos constructivos incluye el movimiento de tierras y que función cumple la traílla en el movimiento de tierras?

 

El movimiento de tierras sigue estos procesos: •  •  •  • 

Preparación del movimiento de tierra. Trabajos de replanteo antes de la excavación. Despeje del terreno. Excavaciones Excavaciones y vaciados: -Desmonte, vaciado, terraplenad terraplenado o -Tierra y roca.

•  Cimentación.

Las traíllas durante el movimiento de tierras realizan las siguientes funciones: arranque, carga, transporte, descarga y nivelación de suelos.

GRUPO 5: COMPACTADORES DE SUELOS-CAMIONES DE OBRA 10.- PREGUNTA 3:

¿Qué es un camión de obra? Explique en pocas palabras.

Se puede definir como camión de obra a la Máquina autopropulsada sobre ruedas, que transporta materiales y los descarga. La carga es efectuada por medios externos y en algunos casos es realizada en forma autónoma. 11.- PREGUNTA 4:

¿Cuáles son las empresas fabricantes de compactadores?, además explique en breves palabras el funcionamiento de un compactador, mencione algunos factores en la compactación de suelos.

Empresas fabricantes: VOLVO, DYNNAPAC, CASE, CATERPILLAR, IngersollRand, RayGo, YTO FRANCE, BOMAG, HAMM, müller El funcionamiento de un compactador tiene su fundamento en la presencia combinada del peso estático y de una fuerza dinámica generadora de vibración. Utilizan una masa excéntrica que gira dentro de un rodillo liso, produciendo una fuerza centrífuga que se suma al peso de la máquina al producir la correspondiente presión sobre el suelo y la cual la compacta a su paso.

 

 Algunos factores en la compactación de suelos son: número de pasadas, naturaleza del suelo, equipo, humedad, velocidad de trabajo, espesor de capa, densidad.