monografia de caminos 2...excavadora hidraulica
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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA
CATEDRA : CAMINOS II
CATEDRÁTICO : ING. LIRA MOSCOSO, Wilder Daniel
ALUMNOS : ASTO AYALA, Marleny
CHAHUA POMAYE, Jimy
MACHUCA ESCOBAR, Edwin
TORRES CHUQUILLANQUI, Elvis Cassely
VENTOCILLA PANDURO, karina
CICLO : SEXTO
SECCIÓN : A-1
EXCAVADORA HIDRAULICA
Huancayo – Perú- 2012-II -
DEDICATORIA
El presente trabajo está dedicado a nuestros
Padres por su apoyo en nuestra formación y
Al ingeniero de la cátedra que nos brinda sus
Enseñanzas con mucha experiencia para poder
Ser buenos profesionales
INTRODUCCION
La excavadora hidráulica es frecuentemente usada para la excavación de rocas y tierra, sin
embargo, gracias a sus numerosos accesorios también puede ser usada para el corte de acero,
el rompimiento de concreto, el taladro de hoyos en la tierra, el cimiento de gravilla antes del
pavimento, el destrozo de rocas, acero, y concreto, y hasta para acribillar lugares.
La invención de la excavadora hidráulica, con su fácil operación y barata producción,
reemplazó a la excavadora de cable.
La excavadora hidráulica es un equipo de excavación y carga ampliamente utilizado en
carreteras, canteras y todo tipo de obras públicas y privadas. Puede ser de arranque frontal o
retro. Esta última es la más empleada en explotaciones de canteras, están compuestas por tres
elementos: el montaje (neumáticos u orugas), la cabina, el brazo y el cucharón.
En general se clasifican por el movimiento que les proporcionan los controles hidráulicos del
brazo en el cual se apoya el cucharón.
El giro hacia abajo dictamina un mejor uso del equipo para excavaciones por debajo del nivel
de la máquina. El giro hacia delante de una pala frontal la hace más útil para las
operaciones de carga; por lo tanto, la máquina requerirá una cara de material por encima del
nivel de apoyo del equipo.
Las retroexcavadoras son ideales para la excavación de zanjas o taludes y la carga también de
unidades de transporte. Por su configuración la longitud del brazo es mayor, proporcionándole
una mayor versatilidad por su alcance en cuanto a profundidad y altura.
INDICE
Pagina
CAPÍTULO I………………………………………………………………………………………………………………………….1
1.1 Historia…………………………………………………………………………………………………………….1
Antiguas palas hidráulica………………………………………………………………………………….1
La primera excavadora hidráulica…………………………………………………………………….1
El tractor Gradall……………………………………………………………………………………………..2
Otros avances………………………………………………………………………………………………….2
Excavadoras hidráulicas hoy en día……………………………………………………………….…2
1.2 Definición…………………………………………………………………………………………………………2
1.3 Operaciones…………………………………………………………………………………………………….3
1.4 Aplicaciones…………………………………………………………………………………………………….3
1.5 Equipos de trabajo…………………………………………………………………………………………..3
1.6 Tipos de excavadoras………………………………………………………………………………………4
Excavadoras sobre ruedas o neumáticos…………………………………………………………4
Excavadora sobre oruga………………………………………………………………………………….4
Excavadora de mordazas………………………………………………………………………………..5
Excavadora de empuje frontal………………………………………………………………………..5
Excavadora de empuje exterior………………………………………………………………………6
1.7 vida útil de la excavadora hidráulica 336D……………………………………………………..6
1.8 Cucharones de excavación……………………………………………………………………………..7
1.9 Cucharones de servicio pesado………………………………………………………………………7
1.10 Cucharones de potencia de servicio pesado (HDP)…………………………………..7
1.11 Cucharones de servicio pesado para roca………………………………………………..7
1.12 Sistema de control de herramienta………………………………………………………….8
1.13 Costos…………………………………………………………………………………..................8,9
1.14 Existencia en el mercado de excavadoras hidráulicas 336D………………………9
CAPITULO II…………………………………………………………………………………………………………………….10
2.1 Potencia……………………………………………………………………………………………………….10
2.2 Eficiencia……………………………………………………………………………………………………...11
CAPITULO III……………………………………………………………………………………………………………………12
3.1 Especificaciones técnicas de excavadoras hidráulicas…………………………………13
ANEXOS…………………………………………………………………………………………………..………...13, 14,15
CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………………………………….16
RECOMENDACIONES…………………………………………………………………………………………………….17
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………………………………….18
CAPITULO I
HISTORIA - CONCEPTOS GENERALES
1.1 HISTORIA
Antiguas palas hidráulicas
La pala hidráulica documentada más antigua apareció en el año 1882 y fue producida por Sir
W.G. Armstrong & Co., una compañía Británica que previamente construyó hull docks.
Unrelated Armstrong también construyó palas hidráulicas para agua. Otra compañía que
también intentó producirlas fue Kilgore Machina Co. de Minneapolis, Minnesota, quienes
patentaron la pala en 1897.
En 1948, un prototipo con ruedas de la excavadora fue desarrollado por Carlo y Mario Bruneri.
Ellos cedieron las patentes y derechos de autor a una compañía Francesa llamada SICAM en
1954, el mismo año que SICAM construyó el Yumbo. El Yumbo, una excavadora S25, poseía
una cadena montada. Los rodadores y las orugas abrieron su camino en la industria por lo que
los clientes se interesaron en estos productos.
La primera excavadora hidráulica
La primera excavadora hidráulica, la TU, fue producida en 1951 con la ayuda de Poclain. La
excavadora no podía producir un giro completo y la energía hidráulica era obtenida con ayuda
de una bomba. Poclain introdujo el TY45, la primera máquina giratoria, en 1960.
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El tractor Gradall
El tractor Gradall fue inventado por RayFerwerda de Cleveland, Ohio. Ferwerda es conocido
por crear una excavadora telescoping-boom la cual era única por haber sido montada a un
camión.
Otros avances
H-2: producido por Milwaukee Hydraulics Corp. en 1948, fue la primera excavadora hidráulica.
El H-3 y el H-5 fueron versiones más avanzadas e introducidas después.
O&K RH-300: una pala excavadora con una capacidad de excavación de 30 yardas cúbicas (23
m3); fue producida en 1980.
Excavadoras hidráulicas hoy en día
Modelos como el Hitachi 570-ton EX5500 y el Caterpillar 360-ton Modelo 523OB se
encuentran entre las más notables máquinas en la industria. Sin embargo, estas no igualan en
tamaño a Lieber R996, la cual pesa 720 toneladas y tiene una capacidad de 44 yardas cúbicas
(34 m3); el Komatsu PCS8000, un modelo de 755 toneladas con una capacidad de 46 yardas
cúbicas (35 m3); o el Terex/O&K RH-400, una maquina capaz de excavar 57 yardas cúbicas (44
m3) y 1,000 toneladas. (RITCHIE WIKY)
1.2 DEFINICIÓN
Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar
una rotación de 360º, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una
cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin que el chasis o la estructura portante se
desplace.
La excavadora se emplea habitualmente para abrir surcos destinados al pasaje de tuberías,
cables, drenajes, etc. así como también para excavar cimientos o rampas en solares. La
máquina Incide sobre el terreno con una cuchara con la que arranca los materiales que
arrastra y deposita en su interior, en un movimiento de abajo hacia arriba. En general, no
supera pendientes del 30% en terrenos deslizantes. El chasis puede estar montado sobre
cadenas o bien sobre neumáticos. En este último caso están provistas de gatos hidráulicos para
fijar la máquina al suelo.
CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORA Página 2
La potencia hidráulica es la clave de las ventajas que ofrecen estas máquinas. El control
hidráulico de los componentes de la máquina proporciona mayor rapidez en los tiempos de los
ciclos, mejor control de los accesorios, mejor eficiencia total, suavidad y facilidad de
operación y un control positivo que permite una mayor precisión
1.3 OPERACIONES
Excavar
Cargar
Girar
Desplazar
Movilizar y desmovilizar
1.4 APLICACIONES
Excavación de zanjas
Excavación de zanjas de gran tamaño
Excavación para estructuras
Excavación de material
Peinado y perfilado de taludes
Como grúa
1.5 EQUIPOS DE TRABAJO
CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORA Página 3
Figura 1: equipos de una excavadora
1.6 TIPOS DE EXCAVADORAS
Según su sistema de traslación:
Excavadora sobre ruedas o neumáticos: Menor adherencia a suelos húmedos pero
tienen mayor velocidad de 0 a 20km/h
Excavadora sobre orugas: mayor adherencia a los suelos húmedos o a cualquier tipo
de suelo pero con menor velocidad de 0 a 3km/h. podiendo subir pendientes hasta 45°
Excavadora de Mordazas
CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORA Página 4
Figura 2: excavadora sobre ruedas
Figura 3: excavadora sobre oruga
Este tipo de excavadoras tiene la particularidad de utilizar un accesorio que trabaja a peso
propio, con mecanismos que permiten excavar en un material apilado, la cuchara tiene
mordazas que se abren y cierran. Este tipo de equipos tiene muy poca aplicación en
movimiento de tierras, pero si se aplica en construcción de edificios, ya que transporta
material suelto. La capacidad de este equipo está dada por la cuchara de mordazas cuya
capacidad varia de 0.3 a 2 m3 sueltos. Los pesos de este tipo de excavadoras oscilan entre 10 y
30 toneladas y su velocidad de traslación de 1 a 4 KPH. La cuchara pesa alrededor de una
tonelada. Existen varios diseños de cucharas de mordazas.
Excavadora de empuje frontal
Los dientes orientados hacia el exterior, y para su arranque , el caso se mueve alejandose y
elevandose a un plano superior
Aplicaciones
- Excavacion de bancos en altura( porencima del plano de apoyo).
- Caraga en frente de cantera des pues de la voladura.
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Figura 4: excavadora de mordaza
Figura 5: excavadora de empuje frontal
Excavadora de empuje exterior
El caso tiene los dientes orientados hacia la máquina. El arranque se produce acercándose a la
máquina y si está el frente en un plano inferior de abajo hacia arriba
Aplicaciones
- Excavaciones por debajo del plano de apoyo de la maquina
- Zanjas
- Excavación de cimientos para edificios etc.
1.15 VIDA ÚTIL DELA EXCAVADORA HIDRÁULICA 336D
• Los cucharones Caterpillar aumentan la vida de servicio y reducen los costos de
reparación.
• Diseño de radio doble para proporcionar mayor espacio libre en la talonera y menor
desgaste
• Soldadura robótica del conjunto de bisagra para una mayor penetración de la soldadura y
vida útil prolongada
• Incorpora el nuevo sistema agresivo fácil de instalar de herramienta de corte K Series™
• Acero termo tratado de alta resistencia que excede T-1 en áreas de alto desgaste
Vida económicamente útil (10,000 horas-5 años)
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Figura 6: excavadora de empuje exterior
1.8 CUCHARONES DE EXCAVACIÓN
Cucharones de excavación (X) para excavar en materiales moderadamente abrasivos de bajo
impacto, como tierra, grava y arcilla.
1.9 CUCHARONES DE SERVICIO PESADO
Los cucharones de servicio pesado (HD) se usan en una amplia gama de aplicaciones
moderadamente abrasivas, como tierra mezclada, arcilla y roca. Los cucharones HD tienen las
mejores características de carga y descarga y se vacían más fácilmente en material cohesivo.
Tienen una construcción más robusta que los cucharones GP.
1.10 CUCHARONES DE POTENCIA DE SERVICIO PESADO (HDP)
Para ser utilizados en aplicaciones moderadamente abrasivas donde la fuerza de
desprendimiento y los tiempos de ciclo son fundamentales. Maximizan la fuerza de la punta y
mejoran los tiempos de ciclo en la mayoría de los materiales. No se deben usar en condiciones
donde haya material pegajoso. Se aumentó el tamaño de la cuchilla y la GET.
1.1 1 CUCHARONES DE SERVICIO PESADO PARA ROCA.
Cucharón de servicio pesado para roca para carga agresiva en aplicaciones altamente
abrasivas, como roca triturada o granito. Entre las características se incluyen:
• Planchas de desgaste más gruesas para prolongar la vida útil del cucharón en aplicaciones
exigentes.
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Figura 7: cucharones de excavación
• Las planchas de desgaste laterales se extienden aún más hacia arriba del lado del cucharón a
fin de proporcionar la máxima protección en suelos rocosos.
• Los cucharones aceptan protectores de barra lateral para obtener mejor protección de dicha
barra o aceptan orejetas para obtener las mejores características de llenado y protección
contra el desgaste del cucharón Herramientas de corte (GET) Caterpillar. La nueva herramienta
de corte Caterpillar K Series está incorporada en los cucharones nuevos. Este nuevo sistema de
herramienta de corte usa retén vertical sin martillo, más fácil de quitar e instalar que el
pasador de la serie J de Cat. La nueva forma de los dientes es más agresiva y ofrece mejor
penetración que la generación anterior de puntas. También hay una variedad de cortadores
laterales y protectores de barra lateral para adaptarse a las condiciones de operación.
1.12 SISTEMA DE CONTROL DE LA HERRAMIENTA
El sistema de control de la herramienta optativo maximiza la productividad de la herramienta
al configurar el flujo hidráulico, la presión y los controles del operador para adaptarse a una
herramienta específica. La versatilidad del sistema permite el uso de una amplia variedad de
herramientas.
1.13 COSTOS
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Figura 8: sistema de control
Figura 9: excavadora hidráulica 336D LME
La nueva 336D está diseñada específicamente para elevar al máximo la productividad y los
resultados para del cliente. El tren de rodaje de la excavadora diseñado por Cat es estable,
duradero y requiere poco mantenimiento.
Categoría Operador : A
Potencia Equipo : 268. 00HP
Costo Maquina Seca : US$ 66.00
Consumo Combustible : 10.00gl/h
Costo Consumo Combustible: US$41.50
Tarifa Todo Costo : 123.84US$/h
Sueldo Planilla Operador : 14.27US$/h
1.14 EXISTENCIA EN EL MERCADO DE EXCAVADORAS HIDRÁULICAS 336D
El mercado deseaba una alternativa al alto precio y los largos tiempos de procesamiento de los
repuestos de los fabricantes de equipo original y Excel intervino para responder a la demanda.
A través de nuestras capacidades de ingeniería impulsadas por las aplicaciones y específicas
para los sitios de trabajo, nuestra oferta de repuestos para excavadoras hidráulicas y para
palas hidráulicas ha ganado aceptación y se ha ganado la confianza de las operaciones mineras
en todo el mundo. Desde juegos especializados de pasadores y bujes hasta repuestos enteros
de chasis, Excel es su súper tienda de repuestos para excavadoras hidráulicas y para palas
hidráulicas.
CAMINOS II-MAQUINA EXCAVADORA Página 9
CAPITULO II
POTENCIA-EFICIENCIA
2.1 POTENCIA
La potencia, la velocidad y la eficiencia del combustible hacen que las excavadoras hidráulicas
grandes CAT sean una elección excepcional para aplicaciones de grandes movimientos de
tierras y elevaciones pesadas.
MOTOR:
MODELO DE MOTOR MOTOR DIESEL CAT 3066T
POTENCIA EN EL VOLANTE 103 KW 138hp
ISO 9249 103 Kw 138hp
SAE J1349 103 Kw 138hp
EEC 80/1269 103 Kw 138hp
CALIBRE 102 mm 4,02 pulg
CARRERA 130 mm 5,12plg
CILINDRADA 6,37L 389 pulg3
Las 320C/320C L cumplen con los requisitos de emisiones, US Tier 2 y EU Stage II. La potencia
neta publicada es la potencia disponible en él. Volante cuando el motor está equipado con
ventilador, filtro, De aire, silenciador y alternador. No se requiere de reducción de potencia del
motor a. Altitudes inferiores a 2.300 m (7.500 pies)
2.2 EFICIENCIA
Configuraciones (0,60 yd3) Excavación (0,80 yd3) Zanja
1.- Profundidad máxima de excavación 11,88 m (39'0") 11,75 m (38'7")
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2.- Alcance máximo a nivel del suelo 15,72 m (51'7") 15,59 m (51'2")
3.- Altura máxima de corte 13,29 m (43'7") 13,23 m (43'5")
4.- Altura máxima de carga 11,01 m (36'1") 11,14 m (36'6")
5.-Altura mínima de carga 1,97 m (6'6") 2,09 m (6'10")
6.-Pared vertical máxima
7.-Profundidad de excavación 10,7 m (35'1") 11,31 m (37'1")
8.-Fuerza de excavación del cucharón (ISO) 60 kN (13.500 lb) 60 kN (13.500 lb)
9.-Fuerza de excavación del brazo (ISO) 46 kN (10.300 lb) 46 kN (10.300 lb)
10.-Fuerza de excavación del cucharón (SAE) 54 kN (12.100 lb) 60 kN (13.500 lb)
11.-Fuerza de excavación del brazo (SAE) 46 kN (10.300 lb) 46 kN (10.300 lb)
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Figura 10: excavadora hidráulica 336D LME
CAPITULO III
ESPECIFICACIONES TECNICAS
ACA VAMOS A HACER IMPRIMIR APARTE LAS ESPECIFICACIONES TECNICAS PORK EL JYMI
HISO COPIAR PEGAR NOMAS Y NO SE ACOPLA A ESTE FORMATO Y LO ADJUNTAMOS
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ANEXOS
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