UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA

LA MOLINA

ANALISIS DEL CICLO DE OPERACIN DE

MAQUINARIA PARA OBRAS

ALUMNO:

Hurtado Mena , Enzo Pablo 20090325

2014-I

CURSO: MAQUINARIA PARA OBRAS

PROFESOR: Dionisio Flix Salas Pinto

Alexis Enrique Rubio Valle

I. INTRODUCCION En el manejo de grandes proyectos de gran envergadura, tenemos que pensar en la

utilizacin de mquinas pesadas para diferentes usos, de acuerdo a necesidad

deseada para dicho proyecto, ya que muchas veces si pensamos en peones el costos

nos sale ms elevado y el tiempo se prolonga a mayor tiempo de entrega el proyecto y

no es tan eficiente, tambin tenemos que ver la seleccin de mquinas para elegir

segn su capacidad de potencia o traccin.

Es motivo por el cual es necesario conocer e identificar las etapas en el trabajo que

desarrollan cada una de las maquinas, puesto que ante una mala administracin o

ante un deficiente planeamiento en la labor de estas, generarn un sobre costo

excesivo, puesto que las partidas de maquinaria, dentro de cualquier obra de

construccin suelen ser las ms costosas.

II. OBJETIVOS

Reconocer las etapas de operacin en alguna maquinaria pesada.

Generar valores de tendencia central a partir del tiempo requerido para cada etapa de la operacin de maquinaria.

Generar rangos de tiempo promedio, para cada etapa, as como para el ciclo

completo.

III. MARCO TERICO

TIEMPO O DURACIN DEL CICLO DE OPERACIN

El tiempo necesario para hacer un viaje de ida y vuelta se denomina tiempo de ciclo,

en cualquier trabajo de movimiento de tierras, las maquinas se adaptan a un ciclo de

trabajo determinado. En este ciclo estn incluidas las operaciones de carga, acarreo,

descarga y retorno al lugar original, con algunas variaciones en ciertos casos. El

tiempo de ciclo es el que invierte una mquina para llevar a cabo todas estas

operaciones.

Una vez que se planea una obra y se inicia el trabajo, es relativamente simple

determinar el tiempo de ciclo para cualquiera de las unidades con solo medir varias

veces el tiempo invertido por la maquina en un ciclo completo y luego obtener el

tiempo promedio.

Qu mtodo puede emplearse si no se ha comenzado el trabajo?, este es el

problema que tiene que resolver un contratista que est preparando una oferta para

hacer cierto trabajo, o posteriormente cuando trate de idear el plan ms adecuado

para la ejecucin del trabajo y la mejor utilizacin posible de su equipo. Es factible que

sus clculos demuestren la necesidad de obtener ms mquinas para ejecutar el

trabajo. Conociendo la capacidad de una mquina, los requerimientos de potencia y

las limitaciones que hay en una obra, el contratista puede determinar, con bastante

exactitud, el tiempo del ciclo de la mquina.

El tiempo del ciclo, como ya se mencion, consiste de dos partes: el tiempo fijo y

tiempo variable. El tiempo fijo es el que invierte una mquina, durante el ciclo, en todo

aquello que no sea acarreo y retorno. Incluye el tiempo para cargar, descargar y

maniobrar en el curso del trabajo. Todos estos tiempos son ms o menos constantes,

sea cual sea la distancia a que se lleve o acarree el material.

El tiempo variable es el que necesita para el acarreo, o en otras palabras, el tiempo

invertido en el camino acarreando el material y regresando vaco, y varia con la

distancia a recorrer y la velocidad de las maquinas.

La razn para considerar el tiempo de ciclo en dos partes es que este sistema

simplifica enormemente el procedimiento de clculo. Por ejemplo, en los cargadores

frontales, el tiempo para cargar, descargar, retornar, hacer los cambios de velocidad,

frenar, etc., es casi siempre constante y no hay razn para calcular por separado el

tiempo de cada unidad, a no ser que existan circunstancias especiales.

CALCULO DEL CICLO DE TRABAJO

Dnde:

D/F (min): Es el tiempo que demora el tractor en la fase de excavacin,

empuje y distribucin de tierras, en marcha hacia delante.

D/R (min): Es el tiempo que demora el tractor en la fase de retorno

retrocediendo.

D (m): Distancia recorrida avanzando y simultneamente, excava, acarrea y

distribuye; enretorno.

F (m/min): Velocidad de avance.

R (m/min.): Velocidad de retroceso.

Z (min.): Tiempo fijo

CICLOS DE TRABAJO DE LA TOPADORA.

A. Excavacin y terraplenado en llano, en distancias cortas

B. Excavacin y terraplenado en ladera, en distancias muy cortas.

C. Desplazamiento de un montculo o relleno de una zanja, en distancias muy

cortas.

En el clculo de los tres ciclos citados se emplea la misma frmula, slo hay que

seleccionar con buen criterio, las velocidades adecuadas.

FACTORES DE CORRECCIN, SEGN MTODO Y TIPO DE HOJA

IV. RESULTADOS

CICLO DE CARGA -EXCAVACION DE POZA (1000m3)

CARGADOR SOBRE RUEDAS: KOMATSU WA320-6

POTENCIA

Bruta: 127.3 kW 171 HP @ 2000 rpm

Neta: 125 kW 167 HP @ 2000 rpm

CAPACIDAD DE CUCHARN: 2.13.2 m3

N prueba Tc Tcc Td Tsc

1 00:00:00 00:00:13 00:00:15 00:00:27

2 00:00:31 00:00:38 00:00:45 00:00:55

3 00:00:59 00:01:07 00:01:09 00:01:20

4 00:01:23 00:01:33 00:01:42 00:01:49

5 00:01:51 00:01:55 00:02:15 00:02:22

6 00:02:27 00:02:37 00:02:39 00:02:47

7 00:02:51 00:03:01 00:03:03 00:03:09

8 00:03:14 00:03:17 00:03:38 00:03:40

9 00:03:42 00:03:52 00:04:01 00:04:09

10 00:04:11 00:04:28 00:04:33 00:04:39

11 00:04:47 00:04:53 00:04:58 00:05:07

12 00:05:09 00:05:16 00:05:20 00:05:28

13 00:05:33 00:05:39 00:05:45 00:05:52

14 00:05:56 00:06:06 00:06:12 00:06:19

15 00:06:25 00:06:31 00:06:36 00:06:46

16 00:06:53 00:06:59 00:07:04 00:07:13

RESULTADOS DE LOS CICLOS DE TRABAJO DEL CARGADOR FRONTAL Tabla Nro. 01 Ciclo Operativo del Cargador Frontal (Tiempos Acumulados).

Tabla Nro. 02 Ciclo Operativo del Cargador Frontal (Tiempos Individuales).

N prueba Tc Tcc Td Tsc T. TOTAL

1 00:00:00 00:00:13 00:00:02 00:00:12 00:00:27

2 00:00:04 00:00:07 00:00:07 00:00:10 00:00:28

3 00:00:04 00:00:08 00:00:02 00:00:11 00:00:25

4 00:00:03 00:00:10 00:00:09 00:00:07 00:00:29

5 00:00:02 00:00:04 00:00:20 00:00:07 00:00:33

6 00:00:05 00:00:10 00:00:02 00:00:08 00:00:25

7 00:00:04 00:00:10 00:00:02 00:00:06 00:00:22

8 00:00:05 00:00:03 00:00:21 00:00:02 00:00:31

9 00:00:02 00:00:10 00:00:09 00:00:08 00:00:29

10 00:00:02 00:00:17 00:00:05 00:00:06 00:00:30

11 00:00:08 00:00:06 00:00:05 00:00:09 00:00:28

12 00:00:02 00:00:07 00:00:04 00:00:08 00:00:21

13 00:00:05 00:00:06 00:00:06 00:00:07 00:00:24

14 00:00:04 00:00:10 00:00:06 00:00:07 00:00:27

15 00:00:06 00:00:06 00:00:05 00:00:10 00:00:27

16 00:00:07 00:00:06 00:00:05 00:00:09 00:00:27

T.PROMEDIO 00:00:04 00:00:08 00:00:07 00:00:08

DESVIACION

ESTANDAR00:00:02 00:00:03 00:00:06 00:00:02

MEDIANA 00:00:04 00:00:08 00:00:05 00:00:08

MODA 00:00:05 00:00:10 00:00:02 00:00:07

VARIANCIA 00:00:00 00:00:00 00:00:00 00:00:00

Figura Nro. 01 Tiempos Individuales de Cada Operacin del Cargador Frontal.

Figura Nro. 02 Distribucin Porcentual Promedio de cada Etapa de Operacin del Cargador Frontal. Dnde:

TC: TIEMPO DE INICIO DE CARGA. TCC: TIEMPO DE CARGA. TD: TIEMPO DE DESCARGA.

TSC: TIEMPO SIN CARGA.

Calculo de los tiempos muertos:

Como se puede observar en este cuadro, se obtuvo la amplitud de la lnea tendencial, esta amplitud est por encima y por debajo de la lnea, as longitudes que resulten muy por encima o por debajo de la amplitud son los tiempos muerto que presenta la maquina con las respectivas condiciones. El rango se obtuvo restando los valores de la funcin menos los valores del promedio para todos los casos, hubo valores que caan muy fuera de lugar, solamente hubo unos cuantos valores que estn dentro del rango. Para hallar el

tiempo muerto total se procede a sumar todos los Z.

Una vez calculado el tiempo muerto total se puede proceder a calcular la duracin del ciclo de operacin:

D= distancia (m)

F =velocidad de avance (m/min)

R =velocidad de retroceso (m/min)

Z =tiempo muerto (min)

Tc Tcc Td Tsc

1 00:00:04 00:00:05 00:00:05 00:00:04

2 00:00:00 00:00:01 00:00:00 00:00:02

3 00:00:00 00:00:00 00:00:05 00:00:03

4 00:00:01 00:00:02 00:00:02 00:00:01

5 00:00:02 00:00:04 00:00:13 00:00:01

6 00:00:01 00:00:02 00:00:05 00:00:00

7 00:00:00 00:00:02 00:00:05 00:00:02

8 00:00:01 00:00:05 00:00:14 00:00:06

9 00:00:02 00:00:02 00:00:02 00:00:00

10 00:00:02 00:00:09 00:00:02 00:00:02

11 00:00:04 00:00:02 00:00:02 00:00:01

12 00:00:02 00:00:01 00:00:03 00:00:00

13 00:00:01 00:00:02 00:00:01 00:00:01

14 00:00:00 00:00:02 00:00:01 00:00:01

15 00:00:02 00:00:02 00:00:02 00:00:02

16 00:00:03 00:00:02 00:00:02 00:00:01

Z 0:00:25 0:00:44 0:01:03 0:00:27

De acuerdo al catlogo se tiene que las velocidades son:

Se trabaj en 1 marcha:

F = 4 Km/h

R= 13 Km/h

Distancia de recorrido: 20 m

CICLO DE OPERACIN TEORICO:

V. DISCUCIONES

Durante la labor de movimiento de tierras, con el cargador frontal, se pudo notar que una vez que el volquete estuvo lleno, se tuvo un tiempo muerto, ya que se esper a que el volquete regrese para continuar con la labor.

De acuerdo al grafico obtenido se puede ver que existen muchas curvas de que se salen del valor promedio o la tendencia establecida , los cuales son los tiempos muertos (z) , que son mucho ms exagerados en la curva del tiempo de descarga .Esto se expresa en la desviacin estndar , la cual tambin es mayor en el tiempo de descarga.

De acuerdo a los resultados obtenidos se puede apreciar que el tiempo muerto (z) es mucho mayor en el tiempo de descarga (1.05 min) y caso contrario durante el tiempo de carga (0.42 min).Adems el tiempo muerto total es de 2.65 min los cuales son altos considerando que el tiempo de operacin total es de 7.21 min

El valor del ciclo de operacin terico (8.3 min) es mayor al tiempo de

operacin en campo (7.21 min), esto debido a que durante la labor influyeron muchos factores como la eficiencia del operador, la planificacin, topografa del terreno, estado de la maquinaria y muchas otras causas que ocasionaron que su eficiencia fuese baja, lo cual se manifest en el ciclo de operacin. Cabe aadir que el valor terico, pese a que toma en cuenta el tiempo muerto, se aleja de la realidad en la cual se lleva a cabo el trabajo.

La distribucin porcentual promedio de cada etapa de operacin del cargador frontal es de tipo uniforme, ya que en cada etapa tiene el mismo porcentaje de distribucin que es del 25 % para cada una. Esto queda demostrado en el valor de la varianza que es nula para cada etapa de operaciones.

En un intervalo de las pruebas 4-10 es donde existe mayor variacin de los tiempos a su valor de media, los cuales se manifiestan como tiempos muertos dentro de cada prueba.

VI. CONCLUSIONES Se pudo observar que las labores realizadas con las maquinarias, eran

procesos de movimiento de tierras a gran escala, por lo cual se podra reducir el margen de error de operacin, puesto que, por lo general, se encarga dichas labores a personal calificado.

En todas las etapas de operacin del cargador frontal, podemos concluir tambin que el tiempo para cada una de estas, bien podran estar definidas por cualquier valor de tendencia central (media, mediana y moda), puesto que estos prcticamente son constantes.

El valor del ciclo de operacin terico es mayor al tiempo de operacin en campo esto debido a que existe una prdida de eficiencia durante la labor donde influyeron muchos factores como la eficiencia del operador, la planificacin, topografa del terreno, estado de la maquinaria y muchas otras causas que ocasionaron que su eficiencia fuese baja, lo cual se manifest durante el ciclo de operacin.

Mientras mayor sea el tiempo o periodo de trabajo, existir una mayor

posibilidad de presencia de tiempos fijos o muertos, lo cual tambin depender de la complejidad del tipo de labor que se lleve a cabo.

Valores como la desviacin estndar o la varianza nos permite determinar si existe una variacin muy pronunciada en los datos de tiempo o saber si se aleja mucho del valor medio.

Conocer sobre los ciclos de operacin es muy importante ya que nos permitir identificar en qu etapa presenta deficiencias, escoger maquinaria adecuada para la labor, escoger operadores para su uso y saber si otros factores influyen en la eficiencia de operacin ante los cuales se deber de plantear las medidas adecuadas para su solucin.

VII. RECOMENDACIONES

Cuando se vaya a tomar los tiempo de operacin, se recomienda que haya

ms de una persona que lleve a cabo la labor ya que permitirn que se lleve a

cabo la toma de datos de una manera mucho ms rpida e ininterrumpida

Asegurarse de que la toma de tiempos sea de manera continua y sin parar ya

que eso podra afectar los resultados.

Tener a la mano los datos de especificaciones tcnicas del equipo con el que

se vaya a trabajar para poder llevar a cabo los clculos correspondientes.

Al momento de ir al lugar de la obra, no olvidar de llevar el equipo

reglamentario de seguridad (casco, botas, chalecos, etc.) con el fin de prevenir

posibles accidentes.

VIII. BIBLIOGRAFA

Maquinaria y Rendimientos, [En lnea]. [25 de mayo de 2013].Disponible en la web: http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/3271/Capitulo6.pdf

ORTIZ CAAVATE. J. 1989.Tenica de la Mecanizacin Agraria .3raedicion

.editorial Mundi Prensa. 641 p

Catlogo de cargador sobre ruedas modelo KOMATSU WA320-6

IX. ANEXOS

CARGADOR SOBRE RUEDAS : KOMATSU WA320-6

ESPECIFICACIONES TECNICAS