Rendimiento de Equipo Pesados en el

movimiento de TierrasALUMNOS:• Mandujano Aguilar, Franci• Suaña Aguilar, Julio Joel• García Flores, Ángel• Ferrua Huillca, Karla

RENDIMIENTO DE LA EXCAVADORA

La productividad de las excavadoras depende de las dimensiones de su cucharón, de la longitud de su pluma, de la profundidad de excavación, de la potencia del motor, del tipo de suelo (dureza, granulometría, forma de partículas, contenido de humedad), de la habilidad del operador, etc.

Formula General

Forma de Calculo escogida:

PRODUCCION POR CICLO ( Q )

Q = Capacidad del Cucharon x Factor de llenado

Factor del Cucharon ( K )

K = Grado de Penetración del cucharon y resistencia a la abrasión

Factor de conversión de Suelos ( Fs )

FACTOR DE EFICIENCIA DE TRABAJO ( E )

E = 0.8 x Factor Experiencia del Operador x Factor (Tº)

Factor (Tº) = 1-(0.01*(Tº-16)/5)+(0.01*(a/100))

CONDICIONES OBRA

Excavadora condiciones de Obra Promedio

45 min/Hr = 2700 seg / Hr

Ejercicio Propuesto

Determinar el rendimiento de una excavadora en una cantera de cerro recientemente se dinamito roca bien fragmentada para su extraccion, si el tiempo de cargado es 10s, giro 4s, descarga 6s y vuelta de giro 4s. La excavadora tiene 4200 hrs de uso con un rendimiento bueno, las condiciones de obra son promedio regular, la obra se encuentra a 2300 msnm a una temperatura de 12ºC, el grado de experiencia del operador es bueno. El grado de penetracion del cucharon es del 60%. Calcular el volumen por hora (m3/hr).

BULDOSER

CONCEPTO GENERAL:

Equipo de trabajo de excavación y empuje.

Esta compuesto por un tractor sobre orugas o sobre dos ejes neumáticos y chasis rígido o articulado y una hoja horizontal, perpendicular al eje longitudinal del tractor, situada en la parte delantera del mismo

Debe medirse como el costo por unidad de material movido, una medida que incluye tanto producción como costo. Influyen directa- mente en la productividad factores tales como la relación de peso a potencia, la capacidad, el tipo de transmisión, las velocidades y los costos de operación, de todo lo cual trata en detalle este manual. Hay otros factores menos directos que influyen en el funcionamiento y productivi- dad de las máquinas, pero no es posible mostrarlos en tablas ni gráficas.

RENDIMIENTO:

Formula para el rendimiento del buldócer

Ve : capacidad de la cuchilla en m3 de material esponjado.

Fe: factor de eficacia de la maquina, la maquina no trabaja de forma continua, esta depende del conductor, estado de la maquina y tipo de trabajo a realizar. 70-80%.

Ct: coeficiente de transformación. Se puede dar varios valores como se muestra:

Tc: tiempo empleado en el ciclo en min, suma del tiempo fijo( en maniobras) y variable (depende de la distancia y de la velocidad de marcha)

N: coeficiente de gestión acoplamiento al tajo y adapatacion, varia entre 0.8 y 0.9.

CALCULO DE PRODUCCION POR FORMULA

Se puede calcular según los factores de corrección aplicable:

Producción (m sueltos/hora) = producción x factores de

(yd sueltas /horas) Máxima corrección

Las graficas de producción dan la producción máxima que no es corregida de las hojas empujadoras:

-recta

-semiuniversal

-universal

Para ellos nos basaremo en lo siguiente:

1.- 100% d eficiencia (60 min por hora)

2.- tiempos fijos de 0.05 min en maquina con servotransmision.

3.- la maq ecava 15 m (50 pies) y empuja la carga para arrojarla por encima de una pared alta.

4.- densidad del suelo: 1370 kg/m suelto 8 (2300 lb/yd).

5.- coeficiente de tracción a) maquinas de ruedas: 0.5 o mas.

b)maquinas de redas 0.4 o mas.

6.- se utilizan hojas de control hidráulico.

7.- excavación en avance:

Acarreo: en 2ª de avance

Regreso: en 2ª de retroceso

APLICACIÓN:

EJEMPLO:

UN TRACTOR EQUIPADO CON UNA HOJA DE 3.90 M. DE LARGO Y 1.20M DE ALTURA, CON POTENCIA DE 190 HP. MUEVE EL MATERIAL QUE ES ARENOSO SECO A UNOS 30 M HORIZONTALES.

Primero:

-Determinación de la graBa total arrastrada por el tipo de hoja.

-estimación del material suelo.

V1= (1.5 x 1.2) x 1.2 x 1.2 x 3.9 = 4.21 metros cubicos

2

Vb = v1 = 4.21 metros cúbicos = 3.69 metros cúbicos medida en banco

Vb : vol medido en banco.

W : base

H : 1 .12

Angulo : aprox 30 grados a 33 grados.

Segundo:

Para el ciclo del tractor este avanza a primera velocidad 2.4km/hr (40Mpm) y retrocede en reveersa 3.2 km/hr (33Mpm)

Tiempo de viaje : TVC + Tvv = 30 +30 = 0.75 + 0.57 = 1.32 minutos

40 53

TVC: tiempo variable carga.

TVV: tiempo variable descargado.

Suponiendo que se cambie Tf =0.3

Tf= 1.32 + .30 = 1.62 minutos

PRDUCTIVIDAD:

Qo = 60 Vb = 60 (3.69) = 13.7 m3 / hora

Ct 1.62

para una hora de trabajo de 50 minutos: Qn = 50 x 137 = 114 m3/hora

DATO CURIOSO

D575A-3 SD (SUPER DOZER) DE KOMATSUEl caso más extremo de esto que os comento es el modelo D575A-3 SD (Super Dozer) de Komatsu; un gigante equipado con un motor turbo de doce cilindros y 46300 cc (sí; habéis leído bien: cuarenta y seis mil trescientos centímetros cúblicos) que rinde 1150 CV y es capaz de ejercer una fuerza de empuje de 220 toneladas. Esta máquina posee el récord de ser el bulldozer construído en serie más grande del mundo gracias a sus casi doce metros de largo por cinco de alto.

Su cuchilla delantera pesa mil kilos y puede mover 82 metros cúbicos de material, por lo que en poco tiempo puede alisar una gran superficie de terreno. En la parte trasera lleva acoplado un conjunto de una o tres garras capaces de abrir surcos en suelos de roca de hasta un metro de profundidad.

CARGADOR

FRONTAL

• EL CARGADOR frontal es un equipo tractor, montado en oruga o ruedas, que tiene una cuchara de gran tamaño en su extremo frontal.

• Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancia cortas.

• El uso de cargadores de soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la producción

DEFINICION:

De acuerdo a la forma de efectuar la descarga:• Descarga frontal • Descarga lateral • Descarga trasera

De acuerdo a la forma de rodamiento:• De neumático (bastidor rígido o articulado)• De orugas

CLASIFICACION DE LOS CARGOS

PARTES DEL CARGADOR FRONTAL:

ESPECIFICACIONES DETALLADAS

Motor

Potencia en el volante 149 kW (200 hp)

Modelo de motor Cat 3126 DITA

Potencia máx. en el volante 154 kW (207 hp)

Pesos

Peso en orden de trabajo 18578 kg (40960 lb)

Cucharones

Capacidad máx. del cucharón 3.8 m3 (5 yd3)

Especificaciones de operación

Velocidad de desplazamiento 37 km/h (23 mph)

Altura de descarga 3040 m (10 pies)

Carga límite de equilibrio estático a giro pleno 11042 kg (24340 lb)

Fuerza de desprendimiento 140.7 kN (31550 lb)

Tiempo de ciclo hidráulico - Subida 6.3 Segundos

Tiempo de ciclo hidráulico - Descarga 2.2 Segundos

Tiempo de ciclo hidráulico - Bajada, vacío 2.2 Segundos

Tiempo de ciclo hidráulico - Total 10.7 Segundos

Tanque de combustible

Capacidad del tanque de combustible 295 L (78 gal)

• La productividad de los cargadores frontales depende del volumen del cucharon y de la duración de su ciclo de trabajo. Este resultado será un valor teórico de su producción horaria “Qt”

• Donde:• q = Producción por ciclo (Vol. del cucharón)• T = Duración del ciclo

PRODUCTIVIDAD DE CARGADORES FRONTALES Y DE PALAS MECANICAS:

• Es el mas grande cargador frontal sobre ruedas en el mundo, con una potencia de 2300 HP (1715 KW), el cargador L-2350 ofrece una capacidad de operación de 160000 LB (72574 KG) y una capacidad de la cuchara de 53 yd3 equivalente a 40.52 m3.

CAMIÓN VOLQUETE

COMPONENTES DE CICLO DE TRANSPORTE

Es el tiempo necesario que invierte una máquina en hacer el trabajo completo en un viaje de ida y vuelta. En este tiempo de demora están incluidas todas las operaciones necesarias para realizar el trabajo correspondiente, por una vez, por ejemplo, el circuito que cumple: excavación, carga, acarreo, descarga y retorno al lugar original. Entonces, el ciclo es el tiempo invertido por la máquina en realizar todas estas operaciones completas cada vez. Pero cuando aún no se inicia una obra es necesario determinar este ciclo basándose en la capacidad de la máquina, requerimientos de potencia, limitaciones de obra, etc., a fin de idear el plan más adecuado para la utilización del equipo.

PRODUCCIONES HORARIAS DE LOS VOLQUETES

La producción horaria de un volquete se determina mediante la expresión:

El tiempo total de ciclo se obtiene sumando a los tiempos fijos de carga, maniobras, etc. Los tiempos invertidos en el trayecto de ida, cargada y en el de vuelta vacío. A continuación, se expone la metodología de cálculo del rendimiento y dimensionamiento de una flota de volquetes.

Metodología de la investigación:

Para los cálculos de los tiempos de ciclo de los volquetes según su capacidad de volumen se ha utilizado las siguientes formulas:a) El tiempo del ciclo:Es la suma de los tiempos de carga, de ida, de descarga y de regreso.

b) Tiempo de carga

c) Tiempo de carreo

d) Tiempo de regreso

CICLO DE TRANSPORTE

Este concepto cubre todos los trabajos necesarios para efectuar el ciclo básico de transporte, incluido los tiempos fijos y los tiempos variables:

Donde:

Entonces se tendrá:

• t1 = Tiempo para la maniobra de carga del volquete (minutos) • t2 = Tiempo para la maniobra de descarga del volquete (minutos) • v1 = Velocidad del volquete cargado (metros/ minuto) • v2 = Velocidad del volquete vacío (metros/ minuto) • d = Distancia de transporte en ms.

Entonces se tendrá:

No. de viajes = (Duración de la jornada) / (Duración del ciclo) Volumen Transportado = (Capacidad del volquete) * (No. de viajes) Rendimiento/ día = (Volumen transportado) Costo del Transporte/ m3 = (Costo del equipo + M.O.) / Rendimiento