Traíllas y Mototraíllas

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil Departamento Académico de Construcción

Construcción I Sección:

“G”

Docente:

Ing. Casas Dávila, Oscar

Grupo N° 4 Integrantes:

Acuña Monteza, Edy Román

20110102G

Ccopa Osorio, Daniel Jonatan

20122544J

2014 – I

ÍNDICE 1. Traíllas 1.1 Definición 1.2 Función 1.3 Esquema 1.4 Usos y Aplicaciones 1.5 Tipos 1.6 Ventajas y Desventajas 1.7 Rendimientos y Especificaciones Técnicas 1.7.1 Cálculos de Rendimiento 1.7.2 Especificaciones Técnicas de productos de la línea Caterpillar 1.7.3 Especificaciones Técnicas de productos de la línea Jhon Deere 2. Mototraíllas 2.1 Definición 2.2 Operaciones 2.3 Esquema 2.4 Aplicaciones 2.5 Tipos 2.6 Líneas de Productos Caterpillar y Especificaciones Técnicas 2.7 Características 2.8 Gráficos de Rendimientos Bibiliografía

1.- Traíllas 1.1 Definición Son máquinas de movimientos de que se utilizan para cortar capas uniformes de terrenos de una consistencia suave, abriendo la cuchilla que se encuentra en la parte frontal del recipiente. Al avanzar, el material cortado es empujado al interior del recipiente. Cuando este se llena, se cierra la cuchilla, y se transporta el material hasta el lugar donde será depositado. Para esto se abre el recipiente por el lado posterior, y el material contenido dentro del recipiente es empujado para que salga formando una tongada uniforme. 1.2 Función -

Corte Superficial del Suelo

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Acarreo de Materiales

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Nivelación de Terrenos

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Afirmado del Suelo 1.3 Esquema

Una Traílla Tradicional no motorizada es básicamente una extensión o si se quiere decir una herramienta de un tractor u otro vehículo lo suficientemente potente como para hacer uso de esta mediante el arrastre.

Brazo Hidráulico

Hoja de Corte

Ruedas de Transporte

Chasis

Caja de Almacenamiento Brazo Hidráulico

Hoja de Corte

Como puede apreciarse en los gráficos, la Traílla convencional o de “arrastre” necesita de un elemento motorizado para funcionar, entre sus componentes tienen: -

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Caja de Almacenamiento.- Según el modelo pueden variar las cantidades de material que pueden cargar. Brazo Hidráulico.Este sirve para que la Traílla pueda acoplarse y sujetarse firmemente a un vehículo motorizado que pueda transportar esta maquinaria. Ruedas de Transporte.- Un par de ruedas que sirven para optimizarla labor de transporte de esta maquinaria, ruedas de buen agarre para darle potencia extra al tractor. Hoja de Corte.- Elemento importante en una Traílla, pues esta es la que diferencia la Traílla de cualquier cargador o de cualquier máquina para acarreo, pues la Traílla por medio de esta hoja puede hacer cortes superficiales al suelo, paralelos al terreno; esta hoja inclinada conectada a la caja de almacenamiento, hace que el material que se desprende del proceso de corte se almacene y pueda ser transportado para luego darle diferentes usos.

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Chasis.- Comprende la estructura y armazón de la Traílla que debe de ser bien resistente a los esfuerzos para que pueda soportar altos volúmenes de material y ser transportados.

1.4 Usos y Aplicaciones Las traíllas de empuje o arrastre necesitan un equipo adicional motorizado para que puedan hacer uso de sus capacidades como maquinaria de corte y acarreo, generalmente son tractores, ya sean de ruedas o de oruga; pero los tractores son las maquinarias ideales para realizar esta labor, pues tiene gran potencia de tracción. Las Traíllas sirven para uso agrícola así como para uso en la ingeniería Civil, la diferencia con las dimensiones de estas.

Estas son máquinas empleadas para grandes movimientos de tierra, se recomienda ser utilizadas para distancias no menores de 90 metros ni mayores de 450 metros, para que el uso de estas se la más optima posible; si existe la presencia de material muy rocoso puede adicionarse hojas escarificadores para hacer el terreno más trabajable.

Las Aplicaciones de las Traíllas abarcan campos amplios e importantes como los agrícolas e ingenieriles, en este informe tomaremos énfasis en la aplicación práctica al campo de la Ingeniería Civil. - Procesos Iniciales en Construcción.- Las traíllas sirven para hacer accesible terrenos para construcción de carreteras, zonas urbanas, aeropuertos, explanaciones para edificaciones, etc. Los terrenos óptimos para la Traílla son aquellos no muy rocosos y que no tengan pendiente elevada, los suelos pantanosos pueden dificultar el trabajo; si bien hay maquinaria mas adaptable a las condiciones del terreno, la Traílla puede realizar cortes superficiales, extender el terreno y reducir pendientes al mismo tiempo y esto resulta ventajoso, pues otras maquinarias realizan una sola tarea, - Brindar Trabajabilidad al Terreno.- Para empezar una obra en terreno agreste nos enfrentamos a muchas dificultades, entre ellas el suelo natural; pues este posee muchos elementos en su superficie que obstaculizan el transporte de la maquinarias como puede ser malezas, terreno irregular, rocas, etc. Mediante la Traílla y su capacidad de corte superficial, estos residuos pueden ser removidos y hacer el terreno más accesible y trabajable. - Extensión de Material.- Si bien existen maquinarias mas especializadas que mueven mayores cantidades de material suelto, no pueden retirar los sobrantes; esto es un punto a favor de la Traílla que mediante su hoja de corte puede extender los materiales sueltos, afirmarlos y retener en la caja de almacenamiento, los sobrantes que pueden desecharse o usarse para completar zonas donde se necesita relleno. 1.5 Tipos de Traíllas Existen 2 tipos de Traíllas

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Traíllas de Arrastre.- Necesitan de una maquinaría motorizada para poder ser eficientes. Mototraíllas.- Estas son autopropulsadas, son Traíllas fusionadas con un tractor de 2 ruedas mediante un soporte que le da balance y potencia.

Las Traíllas de Arrastre usualmente son de menor envergadura y capacidad que las Mototraíllas, pues al ser muy grandes su transporte por medio de tractores nos ería eficiente, aunque muchas han compensado esta deficiencia mejorando sus sistema de transporte, con mas pares de rueda o reduciendo la fricción de la hoja de corte con mejores diseños que penetren más fácilmente la superficie del suelo.

1.6 Ventajas y Desventajas de las Traíllas de Arrastre Al hacer una comparación entre las traíllas de arrastre y las Mototraíllas podemos destacar los siguientes puntos a favor y desfavorables para la traílla de arrastre: 

Ventajas

 Al ser usualmente equipos de menor envergadura, pueden ser utilizados en obras de pequeña y mediana envergadura, siendo económicamente rentables.  Son menos propensos a atascos o hundimientos en suelos de baja capacidad soportante.  Al ser una herramienta usualmente del tractor, puede aumentarse la productividad de este mismo (tractor) y así se reducen costos en alquiler de maquinaria (Mototraíllas).  Ocupan poco espacio y pueden ser guardados con facilidad.

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Desventajas

 Necesidad de una maquinaria para que tenga productividad en obra.  La eficiencia para la extensión del terreno es menor comparada con las Mototraíllas  Las traíllas remolcadas con tractor de orugas son eficientes para distancias de transporte entre 90 y 450 metros, en cambio para distancias de 300 a 2000 metros son más eficaces las Mototraíllas, debido a su mayor velocidad.  En algunos casos la dureza de los materiales obligará al uso de un segundo tractor empujador, para aumentar la eficiencia de excavación y del cargado.

1.7 Rendimientos y Especificaciones Técnicas 1.7.1 Cálculos de Rendimiento Para poder realizar la estimación de la producción horaria de las Traíllas o Mototraíllas se realizan los cálculos de: Carga útil, ciclos/hora, factor de eficiencia y factores de corrección necesarios. 

Q (Carga útil): Hace referencia a la carga por ciclo, la cual depende de la capacidad de la caja de la Traílla. Para hallar la capacidad útil, se necesita conocer la capacidad indicada en las especificaciones técnicas de la máquina.

Luego se procede con la siguiente fórmula

Q = q x fv q = capacidad indicada fv = factor volumétrico 

Ciclos/Hora(Ch) : Se obtiene dividiendo 60 min por el tiempo del ciclo en minutos (Cm)

Ch = 60/Cm 

Tiempos de Ciclo (Cm) Comprendido por el tiempo de Carga, tiempo de Acarreo, tiempo de Descarga, y el tiempo de Retorno.

Producción de la Traíllas

La producción está dada por la siguiente fórmula:

P = Q x Ch x E P= Producción por hora Q = carga útil Ch = Ciclos/Hora; E = Factor de eficiencia 1.7.2 Especificaciones Técnicas de productos de la línea Caterpillar

1.7.3 Especificaciones Técnicas de productos de la línea Jhon Deere

MOTOTRAILLAS 2.1 Definición Las Mototraílla cortan y cargan rápidamente, tienen altas velocidades de desplazamiento, extienden en operación y eventualmente compactan por peso propio durante la operación. Una Mototraílla debe tener la potencia, tracción y velocidad para una producción alta y continua, con una amplia gama de materiales, condiciones y aplicaciones. 2.2 Operaciones 1. Corte del suelo 2. Carga de Material removido 3. Transporte del material 4. Vaciado o descarga y su conjunta compactación 2.3 Esquema Al eliminarse las ruedas delanteras de una traílla y acoplársele un tractor de dos ruedas, se forma una sola unidad, denominada Mototraílla. La construcción de la Mototraílla permite que casi todo el peso del tractor recaiga sobre las ruedas motrices del equipo o ruedas delanteras.

Fig. 3.1 Partes Mototraílla

Fig. 3.2 Mototraílla

Fig. 4 Perfil y planta mototraílla 2.4 Aplicaciones 1. Ciclo completo de movimiento de tierras 2. Acarreo de bancos de préstamo 3. Velación de plataformas 4. Excavación en bancos de préstamo amplios y la descarga o extendido para terraplenes o grandes rellenos. 5. Se aplica en construcción de carreteras donde la calidad de los terrenos es relativamente homogéneo. 6. Movimiento de tierras 2.5 Tipos 1. Mototraílla Estándar: consta principalmente de dos partes, una caja metálica reforzada soportada por un eje con ruedas neumáticas, una

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compuerta curva que puede bajar o subir mediante un mecanismo hidráulico, una cuchilla de acero en la parte inferior de la caja que sirve para cortar el material y una placa metálica móvil en la parte interior la cual al desplazarse hacia delante permite desalojar todo el material contenido en ella. Mototraílla de doble motor: también conocidas como Mototraílla de doble tracción, tienen un segundo motor que impulsa el eje trasero de la maquina con la que se obtienen una tracción en las cuatro ruedas lo que permite prescindir del tractor de ayuda, y puede trabajar en pendientes mayores así como en material granular. Mototraílla de tiro y empuje: también llamadas sistema Push-pull, tienen la ventaja como la eliminación del tractor empujador, es un equipo balanceado con menor inversión. Mototraílla auto cargables: tienen un mecanismo elevador que funciona a base de paletas que van cargando el material dentro de la caja, no requieren del tractor para su carga sin embrago su uso se limita a trabajos con materiales suaves. Escrepas, escrepa de arrastre: las cuales son jaladas por un tractor de orugas, las cuales perdieron popularidad por su bajo rendimiento. Mototraílla Eléctricas: las mototraílla con propulsión eléctrica poseen motores que mueven todos los órganos de trabajo del equipo, accionándolos directamente (ruedas) o a través de transmisiones simples (puerta, pared eyectora, etcétera). La corriente eléctrica es suministrada por generadores que, a su vez, son acondicionados por el motor de petróleo de la máquina. Mototraílla Tandem: algunas firmas constructoras han diseñado una mototraílla de dos módulos, es decir, un solo tractor de silla que arrastra dos traíllas, formando un solo conjunto. El yugo de la primera va montando sobre el eje propulsor del tractor de la manera usual. El yugo de la segunda traílla se coloca en forma similar sobre el eje trasero de la primera.

2.6 LÍNEA DE PRODUCTOS CAPTERPILLAR Y ESPECIFICACIONES 1. Mototraílla estándar

2. Mototraílla en tándem de empuje y tiro

3. Mototraílla autocargardoras

4. Mototraílla con transportador sinfín

5. Mototraílla con sinfín en tándem

3 CARACTERÍSTICAS  Motores de potencia variable que entregan un 10% más de potencia entre las marchas terceras a octava en los modelos 620, 630 y 650.  Cambios de marcha con aceleración controlada prolongan la duración del tren de fuerza al reducir el régimen de inyección de combustible justo antes de cambiar de marcha en los modelos 620, 630 y 650.  Los Inyectores unitarios electrónicos hidráulicos (HEUI) y los Inyectores unitarios electrónicos (EUI) mantienen automáticamente los ajustes de combustible y reducen automáticamente la potencia en función de la altitud y de las restricciones en los filtros de aire.  El retardador hidráulico protege el motor contra excesos de velocidad y prolonga la duración de los frenos en pendientes en los modelos 620, 630 y 650.  El control electro-hidráulico del accesorio reemplaza la válvula piloto y las tuberías correspondientes en la cabina de la 620 G.  Control del accesorio con una sola palanca — la caja de la traílla, la compuerta, el expulsor, la posición fija de la transmisión, el enganche amortiguado y el sinfín/estribo optativo se controlan con una sola palanca en la 620G.  Control simplificado de la transmisión en la 620G. Las marchas seleccionables son 1, 2 y D. El operador puede anular la transmisión seleccionando manualmente la marcha más alta.  El motor trasero de la 627G puede arrancarse desde la cabina. El tacómetro puede vigilar el motor delantero o el trasero.  La información del EMS de la traílla en la 627G puede verse en la cabina presionando un interruptor. Si el sistema EMS detecta una falla en la traílla, volverá automáticamente a mostrar la información de la traílla.  Servotransmisiones semi-automáticas de ocho velocidades en máquinas de las series 620, 630 y 650.  Servotransmisiones de seis velocidades en la serie 610.  La traba del diferencial conecta ambas ruedas motrices del tractor para obtener tracción positiva en terrenos en malas condiciones.  El enganche amortiguado en las máquinas de las series 620, 630 y 650 (suspensión del eje en la 615C Serie II) absorbe los choques del camino, evita ondulaciones del terreno y aumenta la comodidad del operador.  Motores en tándem:  La configuración de empuje y tiro permite que las traíllas con motores tándem se ayuden una a otra durante la carga. Se recomienda para aplicaciones de alta producción. 4 GRÁFICOS

1. Gráficas de Tracción en las ruedas –Velocidad – Rendimiento en Pendiente Conociendo el peso bruto de la máquina y la pendiente total efectiva (resistencia total), se pueden obtener de las gráficas de las siguientes páginas la velocidad máxima alcanzable, la gama de marchas y la fuerza de tracción disponible. a. Tracción en las ruedas es la fuerza medida en kg, kN o lb, limitada por las condiciones del suelo que hay disponible en las ruedas para mover la máquina. b. Peso se define como el peso bruto del vehículo (en kg o lb) resultante de la suma de los pesos del tractor, de la mototraílla y de la carga útil. c. Pendiente total efectiva (o resistencia total) es la resistencia de la pendiente más la resistencia a la rodadura, expresada como un porcentaje de pendiente Ejemplo 1: Con una pendiente del 6% y resistencia a la rodadura de 40 kg/tonelada ¿Cuál es la resistencia total? Solución Resistencia a la rodadura = 40 kg/tonelada ÷ 10 = Pendiente efectiva del 4%. Resistencia total = 4% de resistencia a la rodadura + pendiente del 6% = 10% d. Tracción en las ruedas – Velocidad – Rendimiento en Pendiente Para determinar el rendimiento en pendiente use el peso bruto de su máquina y baje hasta el % de resistencia total. Desde este punto peso-resistencia, vaya horizontalmente hasta la curva con la gama de velocidad más alta obtenible y desde allí baje hasta la velocidad máxima. La tracción utilizable depende de la tracción y del peso en las ruedas propulsoras. Ejemplo 2: Una 631E Serie II con una carga útil estimada de 34.020 kg está trabajando en una pendiente total efectiva del 10%. ¿Cuál es la tracción en las ruedas y la velocidad máxima obtenible? Solución

Peso neto + carga útil = Peso bruto 44.200 kg + 34.020 kg = 78.220 kg Usando la gráfica de la página siguiente, encuentre el punto de 78.220 kg (172.460 lb) (punto A) en la parte superior de la escala de peso bruto y siga hacia abajo (línea B) hasta que intersecte la línea de la resistencia total del 10%. Siga horizontalmente desde este punto “B’’ hasta la escala de Tracción en las Ruedas de la izquierda (punto D). Así encontrará la tracción en las ruedas requerida: 7756 kg (17.100 lb). Siga verticalmente hacia abajo desde el punto en donde la línea atraviesa la curva de velocidad (punto C) para encontrar la velocidad máxima posible para una pendiente efectiva del 10% (punto E): 12,9 km/h (8,0 mph). REPUESTA: Este vehículo subirá la pendiente efectiva del 10% a una velocidad máxima de 12,9 km/h (8 mph) en cuarta (4a). La tracción en las ruedas disponible es de 7756 kg (17.100 lb).

2. U S O D E L A S G R A F I C A S D

EL TIEMPO DE DESPLAZAMIENTO Conociendo la distancia de desplazamiento en una dirección y la resistencia total (en % de pendiente) se puede determinar el tiempo de desplazamiento en una dirección (medio ciclo) usando las gráficas de las siguientes páginas. Si la resistencia total es negativa (la ayuda de la pendiente es mayor que la resistencia a la rodadura) la máquina puede acelerarse al descender, y habría que emplear los frenos o el retardador. Como en estos casos no se pueden utilizar las gráficas de tiempo de viaje, consulte la gráfica respectiva con retardador, a fin de hallar la velocidad máxima de descenso sin que haya riesgos. Hay dos gráficas para cada máquina de acarreo: Una para la máquina con la carga útil nominal y otra para la máquina vacía. Los tiempos de desplazamiento se han calculado usando el Programa de simulación de máquinas Caterpillar y considerando neumáticos estándar. Hay pequeñas variaciones cuando se calculan los tiempos de desplazamiento para máquinas equipadas con neumáticos optativos más grandes. Ejemplo: Una 631E Serie II lleva su carga útil nominal de 34.020 kg, o sea 19,1 metros cúbicos en banco, por un camino de 610 m con resistencia total del 4%, y regresa por un camino de 760 m con resistencia total del 0%. ¿Cuál es el tiempo del ciclo?  Acarreo Utilice la gráfica para el vehículo cargado. A partir de 610 m en la escala de distancias de desplazamiento (medio ciclo), avance hasta la línea diagonal del 4% (Punto A), y desde ahí descienda hasta la escala de tiempos de desplazamiento (medio ciclo), y hallará que el tiempo de desplazamiento es de 1,4 minutos

 Regreso Utilice la gráfica para máquinas vacías. A partir de 760 m en la escala de distancias avance hasta la línea de resistencia total de 0% (punto A). Desde A, descienda hasta la escala de tiempo de desplazamiento y determinará que el tiempo de regreso es de 1 min.

 Tiempo de ciclo = Carga* + acarreo + maniobras y esparcir* + regreso = 0,6 + 1,4 + 0,7 + 1,0 = 3,7 minutos *Para tiempos fijos (carga, maniobras y esparcimiento), utilice la tabla de abajo.

Se puede calcular la productividad cuando se conocen el tiempo de ciclo y la carga útil.

BIBLIOGRAFÍA http://es.wikipedia.org/wiki/Maquinaria_de_movimiento_de_tierras http://www.losantonios.com/traillas-hidraulicas-de-empuje.php http://www.ecured.cu/index.php/Tra%C3%ADlla http://www.construmatica.com/construpedia/Movimiento_de_Tierras http://www.doggettgroup.com/uploads/doggett/new/dkatrsces.pdf