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PALAS MECANICAS – CAMINOS II 1
UNIVERSIAD ALAS PARUANAS – FILIAL CAJAMARCA
DEDICATORIA
Los integrantes del grupo dedicamos este trabajo a nuestros padres quienes
hacen lo posible para nuestra formación profesional .
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INDICE
INTRODUCCION………………………………………………………………………3
PALAS MECANICAS
Definición……………………………………………………………………………….4
Funcionamiento………...……………………………………………………………...7
Partes básicas y operación de una pala mecánica………………………………..8
Capacidad…………………………….……………………………….……………….9
Rendimiento de una pala mecánica………………………………………………..10
Profundidad óptima de corte………………………………………………..11
Selección de una pala mecánica …………………………………………..11
Tamaño de la maquina………………………………………………………………12
Partes básicas………………………………………………………………………..12
Métodos para incrementar el rendimiento de la pala…………………………….12
Efecto de la altura de corte en la producción………………… ………………….12
Efecto del Angulo de giro……………………………………………………………12
Factor de producción eficiente……………………………………………………...12
Factor de eficiencias ………………………………………...............................13
ciclo de tiempo ……………………………………………………………………..15
Manera de obtener los máximos rendimientos……………...............................16
Tablas auxiliares ……………………………………………………………..…….25
Precauciones a tener en cuenta…………………………………………………..28
Conclusiones…………………………………………………………………………32
Descripción de palas mecánicas más conocidas en Cajamarca………..………33
Anexos…………………………………………………………………………….......39
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INTRODUCCION
En la industria de la construcción, uno de los trabajos en las que se necesita más
trabajo es la partida de movimientos de tierras, y si hablamos en obras de
construcción de carreteras el movimiento de tierra se tiene gran importancia por
la cantidad de material que se moviliza. Dentro de las cuales podemos resaltar
la excavación de zanjas.
Las técnicas de excavación que se empleen van en relación con el tamaño de la
excavación, el tipo de suelo, la presencia de agua y las restricciones del entorno,
el tipo de transporte y la planificación de la operación. La técnica a emplear debe
ser siempre la más segura y además se debe balancear, adicionalmente,
economía, rendimiento, impacto ambiental y otros factores.
En trabajos pequeños y en suelo blando, la tierra se puede excavar con palas.
Si el terreno se encuentra ligeramente compactado se puede utilizar azadones
(picotas) para soltarlo y, cuando se encuentra muy compactado se suelta con
picos (chuzos) o con utilización de aire comprimido.
En excavaciones abiertas con volúmenes mayores de movimiento de tierra se
debe considerar el empleo de equipos especializados, tales como:
Palas mecánicas
Cargadores frontales
Retroexcavadoras
Palas frontales
Cucharones de arrastre
Dragas
Grúas con cucharón de almeja
Zanjadoras y otros
Cada uno de estos equipos existe en varios modelos y tamaños, presentando
características que los hacen eficientes y productivos en ciertas condiciones de
trabajo con respecto a otras.
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PALAS MECANICAS
DEFINICION
La pala mecánica, también llamado cargador delantero, carguero de cubo, el
cargador de cucharada o pala, es un tipo de tractor, por lo general movido por
ruedas, que usa un amplio plano que inclina el cubo al final de sus armas o
brazos móviles para levantar y mover el material. El montaje de cargador puede
ser un accesorio desprendible o permanentemente montado.
A menudo el cubo puede ser substituido por otros dispositivos o instrumentos
por ejemplo, muchos pueden montar tenedores para levantar plataformas
pesadas o contenedores de embarque, y una apertura hidráulica de cubierta que
permite a un cargador actuar como excavador o raspador. Los Cargadores
grandes, por lo general tienen sólo un balde delantero y les llaman Cargadores
Delanteros, mientras que pequeños tractores de cargador también a menudo son
equipados con una pequeña azada trasera y les llaman a cargadores con azada
trasera o cargador backhoes.
La Pala mecánica es usada principalmente para cargar materiales en camiones,
poner tubos, limpieza de escombros, y cavar. Una pala mecánica no es la
máquina más eficiente para cavar porque estas no pueden cavar muy
profundamente debajo del nivel de sus ruedas, como una azada trasera lo puede
hacer.
Su balde profundo por lo general puede almacenar aproximadamente de 3 a 6
metros cúbicos (el número exacto varía con el modelo) de tierra. La capacidad
de cubo del cargador delantero es mucho más grande que la capacidad de cubo
de un cargador trasero. Los cargadores no son clasificados como la maquinaria
de trabajos de terraplenar, ya que su objetivo primario es otro que trabajos de
terraplenar.
Las palas mecánicas en áreas de construcción también son usadas para
transportar materiales de construcción como ladrillos, tubo, barras metálicas, y
herramienta para cavar en distancias cortas.
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Las palas mecánicas también son usadas para el retiro de nieve, usando su
balde o un cesta de nieve pero por lo general se usan un accesorio quitanieves.
Estas limpian la nieve de calles y carreteras y también aparcamientos. A veces
cargan la nieve en los camiones que lo lleven lejos. A diferencia de la mayor
parte de excavadoras, algunas palas mecánicas usan y no son arrastradas por
cadenas. Sin embargo, las palas mecánicas de cadenas o pista realmente
existen. Estas son acertadas donde hay materiales muy agudos, afilados o
filosas en ruinas de construcción dañarían ruedas de goma. Las ruedas
proporcionan mejor movilidad y velocidad y no dañan los caminos pavimentados
tanto como las de pistas, pero esto viene a costa reducir la tracción.
Cabe resaltar que las palas mecánicas empleadas en la minería, son
maquinarias modernas de gran tamaño y peso, cuyos baldes son capaces de
mover entre 23 y 28 metros cúbicos, es decir, entre 70 y 77 toneladas de mineral
de una sola vez. Estas palas son eléctricas y su potencia la obtienen
conectándose al tendido de alta tensión o a camiones generadores de
electricidad.
Las palas en general, constan de tres unidades principales: la maquinaria
inferior, el puente giratorio y el equipo frontal.
La maquinaria inferior sirve, de base para el bastidor rotatorio y
contienen el equipo necesario para propulsar la pala.
El puente giratorio incluye, el bastidor rotatorio, el depósito de lastre y la
casa de máquinas, conteniendo esta última, toda la maquinaria necesaria
para las funciones de levante, giro y empuje, como asimismo, los
controles para comandar las operaciones mecánicas. La casa de
máquinas dispone además, de un sistema filtrador de aire para reducir al
mínimo la acumulación de calor y polvo en su interior. La cabina del
operador va montada en posición elevada sobre la casa de máquinas y
contiene todos los controles para operar la pala.
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El equipo frontal, ubicado en la parte delantera de la pala, comprende el
caballete "A", el balde excavador, el brazo del balde, la pluma, los cables
móviles y los tirantes estructurales de la pluma.
Las palas electromecánicas tienen un funcionamiento bien característico. Están
compuestas de varias maquinarias o transmisiones mayores, donde cada una
de éstas se podría describir como una gran caja reductora, ya que a través de
una configuración de varios engranajes, reducen la velocidad de giro que entrega
Un motor eléctrico, para transmitir la potencia a unos tambores que enrollan unos
cables o a los ejes motrices para el desplazamiento. Estas maquinarias mayores
dan las funciones de levante, giro, empuje y propulsión.
Según sea el tipo de trabajo a que fundamentalmente se destine la máquina, el
fabricante pueden suministrarla sobre el tipo de montaje o sistema de propulsión
más adecuados, los que primordialmente se dividen en:
montaje de propulsión sobre orugas,
montaje con autopropulsión sobre llantas neumáticas y
montaje sobre camión.
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FUNCIONAMIENTO
A diferencia de las palas traseras o tractores estándar empotrados con un cubo
delantero, muchos cargadores grandes no usan mecanismos de dirección de
automotor. En cambio, estos son dirigidos por un sistema hidráulico. Esto se le
conoce como " dirección articulada " y permite al eje delantero ser fuerte,
permitiéndolo llevar una carga más pesada. La dirección articulada también da
un radio reducido al giro (y la maniobrabilidad por lo tanto más alta) para la
distancia entre ejes. Ya que las ruedas delanteras y el accesorio giran sobre el
mismo eje, el operador es capaz "de dirigir" su carga. El problema es que cuando
la máquina se tuerce a un lado y hay una carga pesada es levantada alta, y esto
tiene un riesgo muy grande de vuelco amplio. Estas maquinas Cargadoras
delanteras ganaron popularidad durante las dos décadas pasadas, sobre todo
en proyectos urbanos de ingeniería y pequeños trabajos de movimientos de tierra
o terraplenes. Muchos fabricantes de vehículo de ingeniería ofrecen una amplia
gama de estos.
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PARTES BASICAS Y OPERACIÓN DE UNA PALA MECANICA.
Las palas mecánicas se compones todas de las que pueden llamarse una
“UNIDAD BÁSICA” a la que se adaptan diversos implementos según la clase de
trabajo que se quiere realizar.
La Unidad Básica se compone:
Una Caseta.- En el cual va el motor que mueve todo el sistema y los
procedimientos que realiza el maquinista, esa caseta va montada sobre un
sistema de orugas o sobre la plataforma de un camión, en el primer caso la
pala es autopropulsora. El motor puede ser eléctrico, a gasolina o diesel, y
pocos frecuentes que usan motores a vapor.
Los implementos de la pala constan de:
Una pluma o aguilón.- Se acopla a la unidad básica y algunos accesorios
que a su vez a acoplan a una pluma. El conjunto es operado por sistema de
cables que se controlan desde la caseta.
La caseta el operador y la pluma o aguilón con la que se opera el cucharon y
que está sujeta a un eje en la base de la caseta, guía en conjunto sobre su
eje vertical que está fijado a un sistema de orugas o camión permitiendo una
rotación de 360°del conjunto de la caseta y pluma, permaneciendo fija la
oruga o la plataforma del camión.
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CAPACIDAD La capacidad de las palas mecánicas es designada por el tamaño
de su cucharón excavador, el cual se suele expresar en yardas cúbicas que
corresponde a la capacidad volumétrica del mismo, cuando se encuentra lleno
al "ras".
1yard.cubicaΞ0.76455486 metros cúbicosΞ764554.857984 centímetros cúbicos
Los tamaños comerciales frecuentemente utilizados en la industria de la
construcción son designados por la capacidad volumétrica de sus cucharones
son de: 1/2, 3/4, 1, 1 1/2, 2 1/2, y 3 1/2 yardas cúbicas respectivamente,
realizando la descarga por su parte inferior.
USO DE PALAS MECANICAS Y ELECCION DE TIPOS DE IMPLEMENTOS
Conociendo la clase y el volumen del trabajo por realizar se escoje el tipo de
maquina apropiada. La clase de motor (Diesel, gasolina, eléctrica,etc.), si debe
ser sobre oruga o montada sobre camión, la clase de implementos (cucharones
y plumas), lo que el fondo manda.
Usable.- uso continuo no es suficiente y deben usarse en caso que no tengan
equipos más apropiados para esa operación, o el tiempo que va a trabajar se
reduzca y no justifique traer otra máquina.
El tipo y dimensiones de la maquina requerida para una operación determinada
dependen:
a. Del área del proyecto y de la cantidad de tierra a moverse.
b. Del contenido de humedad y el tamaño de las partículas del material.
c. De la profundidad de la excavación.
d. De los sistemas de transporte y del tipo y dimensiones de las unidades de
transporten que se usen.
e. Distancia a la cual los camiones deben de llenar el material excavado. Las
palas son indicadas cuando la distancia es 900 mt. a más.
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En la tabla siguiente sedara se dará el uso de las palas con sus distintos
implementos para distintas clases de trabajo.
Excelente: se toma el coeficiente uso del equipo
Aceptable: cuando no hay otro equipo más indicado para el trabajo
Usable: cuando el uso continúo no es suficiente, utilizando la pala solo por no
disponerse otro equipo.
RENDIMIENTO DE PALAS MECANICAS.
El rendimiento de una pala mecánica está afectado por numerosos factores,
entre los que destacan por su importancia los siguientes:
a.- Clase de material
b.- Profundidad de corte
c.- Angulo de giro
d.- Habilidad del operador
e.- Condiciones de la obra
f.- Mantenimiento del equipo
g.- Tiempo de ciclo
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Profundidad óptima de corte
Esta es óptima cuando se llena el cucharón de la maquina en el menor
tiempo posible, los valores de las alturas para obtener esta relación
dependen de cada máquina y dependen de su altura y capacidad
mecánica.
Selección de una pala mecánica.
Para elegir una pala mecánica en necesario determinar el trabajo que esta
va a realizar y el tiempo que se espera para que el trabajo este realizado,
además sea importante considerar los siguientes puntos:
Tamaño del trabajo, entre más grande sea este, justifica una maquina mayor.
El costo de transportar una maquina grande es mayor que el de una chica.
La depreciación de una pala grande es mayor a la de una chica y al final
de la obra es más fácil vender una chica.
Una pala grande tiene capacidad para manejar rocas de mayores
tamaños, por lo tanto, el costo por metro cubico y los costos de explosivos
se reducen.
Las siguientes condiciones de trabajo deben ser consideradas:
Altura de los depósitos de material.
Tamaño máximo de las rocas a excavar.
Si el material es muy duro, funciona mejor una pala grande.
Si el tiempo que se tiene para la excavación es poco, es mejor la pala
grande.
Es importante conocer la disponibilidad de palas antes de hacer una
elección.
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TAMAÑO DE LA MAQUINA
Este depende de la capacidad de su cucharón y se expresa en yardas cubicas,
entre más grande es el cucharón, la maquina tendrá más capacidad para cargar
material por razones lógicas.
PARTES BASICAS
Las partes básicas de la maquina son el cucharón, el brazo, y las orugas o llantas
en las que está montada.
METODOS PARA INCREMENTAR EL RENDIMIENTO DE LA PALA
El método más común es el correctivo, este supone cambiar las condiciones de
trabajo para obtener una mayor eficiencia. Esto se puede lograr sobre la base de
cambios en los depósitos de material, en el operador, dándole un tratamiento
previo al material o bien, en casos extremos, cambiando la maquina por una de
capacidad más adecuada para el trabajo.
EFECTO DE LA ALTURA DE CORTE EN LA PRODUCCION
Si la altura de corte es muy alta, el cucharón no podrá ser llenado en su totalidad,
por lo tanto, el operador tiene dos opciones; dar dos pasadas para llenar el
cucharón o bien, vaciar un cucharón a medias en el lugar de depósito. Ambas
opciones entorpecen el trabajo por lo cual es indispensable elegir la maquina
adecuada para el trabajo que se desea realizar.
EFECTO DEL ANGULO DE GIRO EFECTO
Este es un dato importante para él cálculo de producción real de la maquina
puesto que si el ángulo es diferente de 90 grados, este tiempo aumentara.
FACTOR DE PRODUCCION EFICIENTE
Como todos saben, no existen dos obras iguales, por lo que hay que considerar
factores que podrían afectar el rendimiento de la maquina como los siguientes:
Mantenimiento del equipo
Disponibilidad de refacciones
Condiciones del terreno
Localización de área de descarga
Competencia de administradores
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Cada persona debe crear su propio factor de eficiencia para obtener la capacidad
real de la máquina. Este se debe de basar en la experiencia y en las condiciones
de cada obra.
FACTOR DE EFICIENCIA DE LAS CUCHARAS USADAS EN PALAS
TIPO DE TRABAJO TIPO DE IMPLEMENTOS
CUCHARON DE
PUNTAS (Shovel)
CUCHARON DE
ARRASTRE
(Drugline)
Excavación Liviana
Material movido, suave, libre de
elementos escurridizos. Materiales con
aglomerante que no solo llenan
fácilmente la cuchara sino que con
frecuencia la colman. Arena seca o
grava menuda, arena húmeda o grava
menuda mojada, tierra movida; arena-
arcilla, escorias o cenizas. Roca o
materiales tienen removidos con
explosivos.
95% a 100%
95% a 100%
Excavación De Tipo Medio
Materiales duros que no necesitan
explosivos, pero sin ser rotos con las
uñas y que causan vacíos en las
cucharas.- arcilla seca o húmeda.-
grava gruesa. Terrones.
85% a 90%
80% a 90%
Excavaciones de Tipo Medio Duro
Materiales que requieren algo de
explosivos poco poderosos (pólvora),
70% a 80%
65% a 75%
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pero que pueden recogerse, causando
vacíos en las cucharas.
Caliza bien triturada, arenisca y otras
rocas trituradas por explosivos.
Excavación Dura
Rocas trituradas con explosivos,
terrones duros y otros materiales
aglomerantes que son difíciles de
penetrar y dejan grandes vacíos en las
cucharas.
Calizas
Granitos. Areniscas – conglomerantes-
caliches. Todos aquellos que al
moverse con explosivos producen
trozos grandes mezclados con
pequeños y con polvo.- arcillas rojas
que están en estratos.
50% a 70%
40% a 55%
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CICLO DE TIEMPO PARA PALAS MECANICAS
CAPACIDAD EN: M3 YARDAS
3
CICLO DE TIEMPO EN SEG.
Para con cuchara de
punta 90º de rotación
(SHOVEL)
0.38
0.57
0.76
0.95
1.15
1.52
1.91
2.29
3.05
½
¾
1
1 ¼
1 ½
2
2 ½
3
4
Excavación
liviana
15
18
18
18
18
18
20
22
24
Excavación
Mediana
18
20
20
20
20
20
22
24
26
Excavación
Dura
24
26
26
26
26
26
28
30
32
Cucharon de arrastre
110º de rotación
0.38
0.57
0.76
0.95
1.15
1.52
1.91
½
¾
1
1 ¼
1 ½
2
2 ½
20
22
24
24
24
28
28
24
26
28
28
28
33
33
30
32
35
35
35
40
40
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2.29
3.05
3
4
30
32
35
38
42
45
NOTA:
Para el incremento de 10º en el movimiento debe aumentar 2 segundos en el ciclo, por
cada 10º de disminución debe descontarse dos segundos en el ciclo
TRABAJOS CON PALAS
MANERA DE OBTENER LOS MAXIMOS RENDIMIENTOS
Para obtener los máximos rendimientos en el trabajo de las palas, debe tenerse en cuenta lo
expuesto a continuación, para cada tipo de ellas.
TRABAJO CON PALAS DE CUCHARA (SHOVELS)
Este tipo de palas es de excavación general, cuando el frente de trabajo o pared de donde
hay que excavar es de gran altura. Todo el material debe ser previamente aflojado y las rocas
y pedrones deben de ser de tamaño tal, que puedan entrar en la cuchara de la pala. La pala
debe de trabajar en lo posible a nivel. Si el material del suelo en que esta parada la pala es
muy flojo, las orugas deberán de asentarse sobre una cama de material duro preparada
previamente.
TIEMPOS PARA LA MANIOBRA DEL CUCHARON DE ALMEJA
El cucharon carga el material.
La pala gira hasta el lugar donde hay que descargar el material.
Se descarga el cucharon.
La pala gira y regresa a su primera posición, de carga.
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PARA EXCAVAR
La cuchara de la pala se ubica a unos sesenta a noventa centímetros delante de las orugas,
la cuchara se desplaza de frente y hacia adelante llenándose así. Las palas dan su trabajo
más eficiente cuando la pared o frente que se va a excavar tiene cuando menos 1.50 m. de
alto, esto permite que la cuchara corte en una capa superficial y se evita un corte pesado
profundo y lento; cuando se desea trabajar con pala en cortes profundos este debe ser
preparado en forma de escalones cuando se trata de materiales duros o húmedos, en los que
la cuchara la pala no se llena de una sola pasada, se recomienda hacer otra pasada antes
de girar y visear por ejemplo:
el ciclo total del tiempo de una pala en material duro con una pasada es de 30 segundos y se
llena solo 6 décimos de la capacidad de la cuchara con una segunda pasada la cuchara se
llena 9/10 de su capacidad en un tiempo adicional de 6 segundos de esta manera la carga
de la cuchara se abre en un 50% solo con un incremento de tiempo de 25 % del ciclo total o
sea de un incremento de la capacidad de un 25% en una hora de trabajo en 50min.
GIRO DE LA PALA
El giro de la pala del frente de trabajo al camión y viceversa debe de procurarse que sea lo
menor posible, este puede reducirse estudiando cuidadosamente la ubicación de los
camiones de modo que se aproximen lo más posible al frente de trabajo. Cuando el operador
experimentado combina el giro con la descarga, la carga con el giro no deben combinarse
porque obligan a la pluma y brazos que sostienen la cuchara a esfuerzos intensos e
innecesarios, para los que no están preparados.
DESCARGA DE LA CUCHARA
La descarga de la cuchara se hace ya sea en algún lugar donde se desea hacer una pila de
material en los alrededores de la pala, o en un volquete, si es que este debe ser transportado.
Según lo expuesto, para ganar tiempo los operadores experimentados, descargan
combinando con el movimiento de rotación.
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 18
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TRANSPORTE DEL MATERIAL
El transporte del material excavado, se hace procurando, como hemos dicho que los
camiones se aproximen lo más posible al frente de trabajo y, si es posible, a ambos lados de
la pala. El número de camiones requeridos varia con la distancia de transporte, con la
capacidad de la pala, con la capacidad de los camiones y con la clase y condiciones del
material que se está excavando. Debe de tenerse en cuenta el importantísimo principio que
la pala no debe nunca de esperar a los camiones.
CALCULO DE NUMERO DE CAMIONES QUE REQUIERE UNA PALA DETERMINADA
PARA SU EFICIENTE TRABAJO
La fórmula siguiente se usa para estimar el número de camiones requeridos para tener una
pala trabajando a s máxima capacidad.
nCm
Tv
dT
v
d
N
22
11
60
1
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 19
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Donde:
N: es el número de camiones requeridos
n: el número de ciclos requeridos para llenar un camión.
60: el número de segundos en un minuto.
V1: velocidad de un camión cargado en metros por minuto. (se multiplica la velocidad en Km.
Por hora por 16.7)
T1: tiempo en min. Necesario para vasear el volquete.
V2: velocidad del camión descargado en metros por min.
T2: tiempo en min. Requerido para que el camión se cuadre bajo la pala.
d: distancia de transporte en metro.
Cm: ciclo total en segundos.
Esta fórmula puede usarse en estimaciones preliminares, una vez que el trabajo ha
comenzado, el ingeniero irá cambiando el número de camiones hasta conseguir que la pala
trabaje con su capacidad máxima.
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 20
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POR EJEMPLO:
Sea un trabajo de excavación con una pala de 0.57 m3. (¾ de yarda) la capacidad de los
camiones es de 2,28 m3 (3 yardas cubicas).
Según esto: el número de ciclos requeridos para llenar un camión será de :
n = 2.28: 0.57 = 4 ciclos
La velocidad del camión cargado es de 30 Km. Por hora p sea:
V1 = 30 x 16.7 = 500 mts. Por min.
El tiempo necesario para vaciar el volquete es
T1= 0.5 min.
La velocidad del camión descargado es de 60 Km. Por hora.
V2= 60 x 16.7 = 1000 mts. Por min.
El tiempo requerido para que el camión se cuadre es:
T2= 2 minutos.
La distancia de transporte es
D = 2000m.
El ciclo total de la pala de 0.57m3, para excavación mediana con una rotación de 90º
según tabla es de:
Cm= 20 segundos.
Según estos datos sustituimos en la fórmula:
204
2100
20005.0
500
200060
1x
N
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N= 7 camiones.
Que es el número de camiones requeridos para eficiente operación en este caso.
TRABAJO COMBINADO DE TRACTORES Y PALAS
Se recomienda usar los tractores con empujador para acumular el material a la pala. Se los
usa también para rebajar la cabeza de los cortes altos y ponerse el material a la pala.
Para terminar con los trabajos con los cucharones de puntas daremos las siguientes
recomendaciones:
1º.- debe de cuidarse al proyectar la excavación, que el drenaje esta siempre asegurado.
2º.- la pólvora es siempre más barata que el equipo. Aflójense los bancos de material con
explosivos, cuando sea necesario.
3º.- el ángulo más conveniente de la pluma con la horizontal es de 45º y 50º
4º .- no deje caer la carga de la cuchara sobre el camión desde altura, acérquese lo más
posible la cuchara a la plataforma del camión.
5º.- los camiones deben de cargarse de modo que la cuchara no pase sobre la caseta.
Estas recomendaciones agregadas a las ya expuestas, harán que se obtenga una eficiente
operación de esta clase de palas.
2º TRABAJOS CON CUCHARONES DE ARRASTRE
Los cucharones de arrastre son indicados para efectuar excavaciones bajo el nivel del suelo
de la máquina y pueden usarse para excavar bajo el agua, cuando se desea sacar el
material lo más lejano posible, la caseta puede inclinarse ligeramente con la pluma lo mas
bajo posible, de esta manera puede obtenerse un alcance adicional. Se recomienda para
ensanches de cursos de agua, limpieza de canales, desatancados y otros trabajos en que la
maquina no pueden entrar.
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 22
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Para excavar con cucharones de arrastre, se coloca el cucharon en el punto más bajo de la
excavación y se le hala arrastrándolo hacia la máquina, hasta que esté lleno. No debe
consentirse movimiento giratorio mientras la cuchara se arrastra cargando porque la pluma
puede doblarse.
Una vez cargado el cucharon, se levanta y se gira la maquina hasta ubicarlo sobre el punto
de descarga. Se recomienda que tanto los movimientos giratorios de la pala como los de
levantado del cucharon sean reducidos a un mínimo.
Debido a que los cucharones de arrastre son difíciles de descargar en un lugar más o
menos preciso, se les usa generalmente para acumular materiales. Si fuese indispensable
descargarla en un volquete o tolva el tiempo que se considera para la descarga al computar
el ciclo total Cm debe de tomarse el doble.
Una vez descargado el cucharon, se gira la máquina y se regresa al lugar de carga,
impulsando el cucharon hacia afuera una distancia que depende de la habilidad del
operador y que varía de la ter cera parte a las dos terceras partes de la altura de descarga,
el cucharon debe de bajarse a medida que es impulsado.
Además de lo indicado, deben de tenerse presentes las siguientes recomendaciones: en
general, dado lo difícil de la descarga los cucharones de arrastre no son apropiados para
cargar equipo de transporte, como camiones, etc. Como la cuchara se carga raspando o
arrastrándose sobre el suelo debe de tenerse cuidado que los dientes del cucharon estén
bien aguzados y sean del tamaño apropiado, para hacer más rápida la carga. Llénese bien
la cuchara, se recomienda la operación en un ángulo de la pluma con la horizontal de 30º y
por ultimo téngase cuidado que el cucharon no caiga de gran altura o sea fuertemente
golpeado en el suelo.
TRABAJOS CON CUCHARONES DE ALMEJA
Los cucharones de almeja son los indicados para ejecutar trabajos bajo agua, para llenado
de tolvas de descarga y en trabajos de excavaciones que debe controlarse con cuidado
tales como zanjas para alcantarillas y cimientos.
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 23
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PARA EXCAVAR MATERIALES
Para excavar materiales duros con el cucharon de almeja se le adaptan juegos de
dientes que facilitan la excavación. Cuando se excava materiales blandos, se
descarga carros con material o se trabaja descargando en tolva no es necesario
usar dientes, esto evita daños en los carros o tolvas y permite limpiar los carros hasta
el fondo.
La acción de excavación de los cucharones de almeja es vertical, se lo deja caer
sobre el material apilado con las mandíbulas abiertas y se les cierra abajo en el
mismo material, después se levanta el cucharon, se obtienen así cargas completas.
ACCION DE LEVANTAR EL CUCHARON Y GIRAR LA MAQUINA
Se hacen simultáneamente. Se recomienda que el ángulo de la pluma sea de 40 º a
60º, no mayor de este último ya que en ese caso hay peligro que el cucharon pueda
golpear y dañar la pluma, al ser levantado.
Se recomienda usa guías en los cables con el fin de mantener el cucharon alineado
con la máquina, que no gire incontroladamente cuando se suelta el cucharon y
además para evitar que los cables puedan enredarse.
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EXCAVACION
Para los trabajos de excavación controlada se debe de tener un hombre cerca del
lugar donde se excava, de modo que el maquinista solo suelta el cucharon cuando e
hace una señal que está en el lugar preciso.
Los cucharones de almeja son los indicados para usarse en los trabjos de dragado
en las dragas flotantes.
TRABAJOS CON GRUAS
Las palas tienen una vasta aplicación en trabajos como grúa hasta adaptarla en el extremo
de la pluma el sistema de enganche más apropiado, tales como ganchos, etc.
TRABAJOS COMO RETROEXCAVADORA
Para el uso de la pala como retroexcavadora, se le adapta un brazo especial que permite
abrir zanjas bajo el nivel de las orugas de la máquina. Tiene amplia aplicación para hacer
zanjas para tuberías y para fundiciones.
DRENAJE DE LAS EXCAVACIONES
| Los cortes deben de proyectarse de manera que la lluvia y el agua del subsuelo
sean rápidamente eliminadas. Siempre que ese posible el corte cabe de iniciarse en
el punto más bajo y con la inclinación del corte hacia la pala. Si fuese necesarias
zanjas de drenaje estas se van efectuando burdamente a medida que prosigue el
corte.
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TABLAS AUXILIARES PARA DETERMINAR RENDIMIENTOS EN PALAS
MECANICAS
TABLA 1
TIEMPO DE CICLO
CAPACIDAD yd3 CAPACIDAD M3 TIEMPO DE CICLO
½ 0.38226 10
¾ 0.57339 20
1 0.76452 21º
1 ½ 1.14678 23
2 1/2 1.91130 26
3 1/2 2.67582 27
TABLA 2
FACTOR DE GIRO
ANGULO DE GIRO
EN (GRADOS°)
FACTOR DE GIRO
45 1.26
60 1.16
75 1.07
90 1.00
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120 0.88
150 0.79
180 0.71
Para ángulo de giro = 90 º
TABLA 3
FACTOR DE CORTE
% CORTE FACTOR DE CORTE
40 0.80
60 0.91
80 0.98
100 1.00
120 0.97
140 0.91
160 0.85
% de Corte = Altura Real / Altura teórica
Altura óptima de corte = 2.76 m.
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 27
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TABLA 4
FACTOR DE OPERACIÓN
MINUTOS FACTOR DE OPERACION
60 1.00
55 0.92
50 0.83
45 0.75
El rendimiento real se obtiene con la fórmula:
A
FFFTRREALREND OPC
.
.
Siendo:
R.T : Rendimiento Teórico.
F : Factor de Angulo.
Fc : Factor de Corte.
Fop : Factor de Operación.
A : Coeficiente de Abundamiento.
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 28
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PRECAUCIONES A TENER EN CUENTA.
A continuación los procedimientos para trabajo seguro con Palas Mecánicas:
Manténgase en el asiento de operador cuando este la maquinaria en
operaciones y colóquese el cinturón de seguridad cuando maneje el
vehículo o utilice la pala frontal. Manténgase en control en todo momento.
Observe y escuche descomposturas. Deténgase si detecta algo
incorrecto en las operaciones. Corrija el problema inmediatamente o
repórtelo al supervisor.
Nunca permita que una persona no autorizada o sin la capacitación
adecuada maneje la pala mecánica.
No utilice la pala como plataforma o elevador de personal.
Observe el área antes de manejar en reversa y coloque la pala trasera
en la posición de cerrado.
Conozca los puntos giratorios y de atrapamiento en todo el vehículo.
Maneje despacio cuando trabaje en áreas congestionadas.
De la preferencia de paso a todos los vehículos cargados. Mantenga una
distancia segura en relación a otros vehículos. Rebase con precaución.
No obstruya su visión cuando maneja el vehículo o mientras esta en
operaciones. Lleve la pala frontal en la parte de abajo para mayor
visibilidad y estabilidad cuando maneja. Opere el equipo a una velocidad
que lo mantiene en control en todo momento. Por supuesto maneje
despacio en superficies disparejas, mojadas, terracerías y pendientes.
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 29
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Precauciones para pala frontal
Mantenga la transmisión engranada cuando viaje bajo cuesta. No la coloque en
neutral. Mantenga las RPM adecuadas para tener funciones de frenos y
dirección. Utilice el mismo engranaje cuando viaja bajo cuesta que usaría
viajando hacia arriba.
Utilice los frenos y frenos de emergencia de acuerdo a las indicaciones en el
manual de operador.
Cuando trabaje en áreas peligrosas manténgase aun más alerta.
Cuando opere la pala frontal, asegúrese que la pala trasera está en la posición
de cerrado para evitar movimientos inesperados.
Si se ha quitado la pala trasera asegúrese que tiene suficiente contrapeso. Siga
las recomendaciones del fabricante para el peso apropiado.
Utilice mayor precaución cuando este rellenando, puesto que el peso del material
de relleno y del equipo puede ocasionar un derrumbe en áreas recién
construidas.
Nunca corte una pendiente en la parte de abajo.
Cuando trabaje en la base de un acantilado o pendiente, esté alerta sobre
derrumbes de rocas, árboles u otros obstáculos.
Utilice mayor precaución cuando trabaje en orillas de acantilados, pendientes y
mantenga una distancia segura entre el equipo y la orilla.
Observe las ramas bajas y árboles muertos estos pueden ocasionar problemas.
Antes de entrar en túneles, puertas, o áreas bajas, observe los peligros
potenciales de obstrucción y por supuesto la altura.
Evita acantilados muy angulados y superficies inestables. Si maneja en un
acantilado lleve la carga cerca del piso y con mucho cuidado. No maneje en a lo
ancho del acantilado bajo ninguna circunstancia. Únicamente maneje hacia
arriba y hacia abajo.
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 30
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Evite dar vuelta en acantilados si es posible. Si es necesario dar vuelta deberá
hacerlo con mucho cuidado y con vueltas abiertas y muy despacio.
Cuando maneje objetos hágalo con cuidado. Levantar demasiado la carga o girar
la pala puede ocasionar que la carga caiga sobre el operador.
Mantenga el área de trabajo tan nivelada como sea posible. Evite crear canales
con las llantas.
Utilice la pala ocasionalmente para nivelar la superficie
Seguridad de pala trasera
Asegúrese que el área esta libre antes de empezar a trabajar.
Antes de iniciar operaciones; coloque el freno de emergencia, baje la pala
frontal hasta el piso. Coloque la transmisión en neutral, baje los
estabilizadores y nivel el vehículo lo más posible.
Nunca entre o permita que otros entren en la circunferencia de trabajo de
la pala.
Nunca opere los controles de la pala trasera desde el piso o fuera de la
cabina.
No escarbe debajo del vehículo o los estabilizadores. Puede ocasionar
un derrumbe ocasionando la caída del vehículo en la excavación.
Asegúrese que el vehículo no puede rodar en la excavación cuando eleve
los estabilizadores.
Asegúrese que el chofer del camión esta fuera de la cabina antes de
cargar el camión. Nunca mueva la pala sobre la cabina del camión.
Cuando opere el vehículo en acantilados, gire la pala hacia el lado
elevado si es posible. Si es necesario cargar hacia el lado bajo del
acantilado, únicamente mueva la pala lo suficiente para descargar. Utilice
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 31
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mayor precaución y coloque los estabilizadores antes de iniciar la
excavación.
Mantenga una distancia apropiada entre la trinchera y el vehículo para
evitar derrumbes.
Antes de mover el vehículo, el operador debe estar sentado y con
cinturón de seguridad puesto. Eleve la pala frontal y estabilizadores lo
suficiente para librar el piso y poder mover el vehículo. Una vez que el
vehículo se ha colocado en la nueva posición, coloque el freno de
emergencia, coloque la transmisión en neutral, coloque la pala frontal y
los estabilizadores para nivel el vehículo.
Aun cuando los operadores deben observar otras precauciones, este
repaso proporciona una guía básica de operaciones para palas
mecánicas.
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CONCLUSIONES
Es la maquinaria más popular en la construcción y comúnmente las palas
Mecánicas son maquinarias abusadas en sitios de trabajo.
Se utilizan, principalmente para excavar cualquier tipo de tierra y cargarla.
Pueden estar montadas sobre llantas o sobre orugas.
Para el tipo de pala se debe tener en cuenta: concentración del trabajo
Para el tamaño de la pala se deben tener en cuenta: costo en volumen del
material de excavado y condiciones de la obra
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 33
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DESCRIPCION DE PALAS MECANICAS MAS CONOCIDAS EN CAJAMARCA
EXCAVADORAS CON ORUGAS Y NEUMATICOS
EXCABADORA DE ORUGAS.
EXCAVAROA DE ORUGA. COMATSU – PC 300 LC
DESCRICCION
PESO OPERATIVO
30.8 toneladas
FABRICANTE DEL MOTOR
Komatsu
TIPO DE MOTOR
S6D125
DIMENCIONES
Energía del motor 147kw
Capaciad de cable 1.2 m3
Anchura de zapata 760mm
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 34
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EXCAVADORA DE ORUGA. CAT 336 D L ME
DESCRICCION
MOTOR
CAT C9 ACERT
POTENCIA NETA AL VOLANTE
200 KW
CARRERA
149 MM
CILINDRADA
8.8 L
PESOS
Peso en orden de trabajo 36498 kg
Peso en orden de trabajo mínimo 35668 kg
Peso en orden te trabajo máximo37631 kg
Contra peso 6020 kg
ESPESIFICACIONES DE OPERACION
Capacidad máxima de cucharon 2.55 m3
PALAS MECANICAS – CAMINOS II 35
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Capacidad de llenado
Capacidad del tanque de combustible 620 L
Sistema de enfriamiento 40 L
Aceite de motor 40 L
Mando de giro 19 L
Mando final a cada lado 8L
Sistema hidráulico incluido el tanque 410 L
Tanque hidráulico 175 L
Mecanismo de rotación
Velocidad de giro 10 rpm
Mando
Velocidades de desplazamiento máximo 5km /h
Cadena estándar con tren de rodaje largo de 800mm
Dimenciones
Ancho para el transporte 3390mm
Altura de embarqué 3630mm
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EXCAVADORA DE NEUMATICOS
EXCAVADORA. CAT 950-F
DESCRIPCION
MODELO
CAT 950-F
CUBO DE CARGA
2.5m3
PESO OPERATIVO
15 toneladas
MOTOR
Oruga
ORIGEN
Japan
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MINI CARGADOR DE NEUMATICO. 216B
DESCRIPCION
MOTOR
CAT C2.2
POTENCIA NETA AL VOLANTE
35kw
POTENCIA BRUTA
38 kw
PESO
Peso en orden de trabajo 2581kg
DIMENCIONES
Distancia entre ejes 986mm
Longitud con el cucharon sobre el suelo 3233mm
Longitud sin el cucharon 2519mm
Altura hasta la parte superior de la cabina 1950mm
Ancho del vehículo sobre las ruedas 1525m
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ANEXOS
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