Universidad Nacional De San Martin

ASIGNATURA

:

CAMINOS II

DOCENTE

:

Ing.

TEMA

:

RENDIMIENTO DE MAQUINAS

ALUMNO

:

CICLO ACADEMICO

:

2012 - I

TARAPOTO - PERU

INTRODUCCION

En el presente trabajo nos dispondremos a analizar las funcionalidades de las mquinas y su rendimiento el cual lo hace preferible de las dems maquinas para una cierta obra, en lo que es movimiento de tierras para urbanizaciones en general como para labores forestales de construccin de caminos y otros. Asimismo mencionaremos los respectivos clculos para determinar el rendimiento de las diferentes maquinas a utilizar en lo antes mencionado.

RENDIMIENTO DE MAQUINAS PARA OBRA TRACTORES(sobre oruga y sobre neumticos)Un tractor es una unidad de potencia de traccin que tiene una cuchilla al frente de la mquina. Estn diseados para proporcionar potencia de traccin al trabajo de la barra de tiro. Los tractores pueden estar montados tanto sobre orugas o cadenas como sobre ruedas. CARACTERSTICAS DE LA MAQUINARIA Dimensiones

A B D F H I J K L M N O

4'11 ' ' 6'2 ' ' 7'10 ' ' 20,1 ' ' 9'9 ' ' 9'11 ' ' 4'2 ' ' 8'9 ' ' 10'9 ' ' 14'4 ' ' 2,6 ' ' 10'5 ' '

1495 milmetros 1880 milmetros 2390 milmetros 510 milmetros 2980 milmetros 3025 milmetros 1270 milmetros 2675 milmetros 3285 milmetros 4365 milmetros 65 milmetros 3195 milmetros

Accesorios especiales para los tractores de oruga

Se obtendr un mejor rendimiento si el tractor va dotado de accesorios especiales. Mquinas escarificadoras Escarificadores de traccin o montados. Mullen los suelos demasiado compactos, destruyen las costras o capas superficiales duras, cortan y arrancan las races, etc.

Cuchillas desbrozadoras Estos accesorios son en realidad topadoras de forma especial provista de dientes y construida para el descuaje. Arrancacepas Fleco.

Este accesorio se engancha en la barra porta-herramientas del tractor y est formado fundamentalmente por un gancho robusto de acero fijo sobre un bastidor que puede elevarse con el malacate. Penetra hasta 20 cm. en el suelo.

Rendimiento de los tractores-niveladores El rendimiento de un tractor se expresa en metros cbicos por hora y depende de varios factores: habilidad del conductor, naturaleza del terreno, humedad y estado de los materiales y organizacin de las obras. RENDIMIENTO DE LOS TRACTORES-NIVELADORES Transporte a 30 m. Potencia del tractor Regreso a 4 Km./hora Transporte a 60 m. Regreso a 8 Km./hora Regreso a 4 Km./hora Regreso a 8 Km./hora

150/180 100/125 75/85 Produccin

95 80 60

175 150 105

50 45 35

60 50 40

La frmula para calcular la produccin de tractor en metros cbicos por una hora de 60 minutos es la siguiente: P= V TE + TR + TM

Donde: P es la produccin de la mquina. V es la capacidad de la cuchilla. TE es el tiempo de empuje. TR = es el tiempo de retorno. TM = es el tiempo de maniobras. FUNCIONES DE RENDIMIENTO Si se conoce la capacidad de la cuchilla, puede det. El rendimiento aproximado de una maquina estimando el nmero de pasadas que pueda efectuar en una hora. El tiempo total de un equipo para acarreo de tierra (TT) es, bsicamente, la suma de cuatro componentes; tiempo de carga (TC); tiempo variable de mov. con carga (TVC); tiempo variable de traslado del equipo vaci (TVV); tiempo de vaciado. TT = TC + TVC + TV + TVV. El tiempo total de ciclo del empujador se determina por una modificacin de la ecuacin. TT = TF + TVC` + TVV`.

m3/hr R Q E K F.V T = rendimiento = capacidad de carga de la cuchilla = eficiencia general = coeficiente de carga = factor de abundamiento = tiempo de un ciclo

Comparacin de los tiempos de desplazamiento entre los vehculos de ruedas y los de orugasVelocidad, Vehculo Terreno metros / minuto Mnima Media Mxima Timberjack Vaco A campo traviesa 28 53 78

Carretera principal 50 105 de corta o carretera principal de extraccin Tractores Vacos de orugas A campo 30 43 traviesa Carretera principal 42 55 de corta o carretera principal de extraccin Cargado A campo traviesa 26 48 76

172

200 - 215

71

87

Vaco v/s cargado

Timberjack

Carretera principal de 45 corta o carretera principal de extraccin 200 - 215 Tractores Cargados de orugas A campo 32 traviesa Carretera principal de 38 corta o carretera principal de extraccin

75 137

47 66

52 75

PALAS MECANICASEs la maquinaria ms popular en la construccin y comnmente las palas mecnicas son maquinarias abusadas en sitios de trabajo. Palas mecnicas 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 depsito de lastre y la casa de mquinas, conteniendo esta ltima, toda la maquinaria necesaria para las funciones de levante, giro y empuje, como asimismo, los controles para comandar las operaciones mecnicas. 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 mviles y los tirantes estructurales de la pluma. Pala mecnica La excavadora equipada como pala mecnica, est diseada fundamentalmente para excavar un material con mxima dureza de la clase II-A, incluyendo tambin roca previamente fragmentada con el empleo de explosivos. Capacidad. La capacidad de las palas mecnicas es designada por el tamao de su cucharn excavador, el cual se suele expresar en yardas cbicas que corresponde a la capacidad volumtrica del mismo, cuando se encuentra lleno al "ras". Rendimiento de palas mecnicas. El rendimiento de una pala mecnica est afectado por numerosos factores, entre los que destacan por su importancia los siguientes: - Clase de material - Profundidad de corte - Angulo de giro - Habilidad del operador - Condiciones de la obra - Mantenimiento del equipo - Tiempo de ciclo

Profundidad optima de corte Esta es ptima cuando se llena el cucharn de la maquina en el menor tiempo posible.

Tablas auxiliares para determinar rendimientos en Palas Mecnicas.

TABLA 1 TIEMPO DE CICLO Capacidad yd3 1/2 3/4 1 1 1/2 2 1/2 3 1/2 Tiempo de Ciclo Seg. 10 20 21 23 26 27

TABLA 2 FACTOR DE GIRO Angulo de Giro (en grados) 45 60 75 90 120 150 180 1.26 1.16 1.07 1.00 0.88 0.79 0.71 Factor de Giro

TABLA 3 FACTOR DE CORTE % Corte 40 60 80 100 120 140 160 factor Corte 0.80 0.91 0.98 1.00 0.97 0.91 0.85 Para ngulo de giro = 90

% de Corte = Altura Real / Altura terica Altura ptima de corte = 2.76 m. TABLA 4

FACTOR DE OPERACION minutos 60 55 50 45 factor de operacin 1.00 0.92 0.83 0.75

El rendimiento real se obtiene con la frmula: Rend. Real = (R.T. x F x Fc x Fop.) / A Siendo: R.T = Rendimiento terico F = Factor de ngulo A = Coeficiente de abundamiento ; Fc = Factor de corte

; Fop = Factor de operacin

CARGADOR FRONTALCargador frontal, a los que estn montados sobre orugas reciben el nombre de traxcavo. TIPOS: Los cargadores frontales pueden ser * De orugas * Neumticos CAPACIDADES: La capacidad de un cargador frontal se mide en el tamao de su cucharon, los cucharones varan en tamao, desde de yarda cubica (0.19 m3) hasta ms de 25 yardas3 (19.1 m3) CARGADOR FRONTAL CARGA TIL (kg) CAPACIDAD DE LA CUCHARA (l) | PEQUEO | 200-400 | 150-200 | MEDIANO | 400-600 | 250-400 | GRANDE | 600-1000 | 400-650 | | |

RENDIMIENTOS: El rendimiento de un cargador frontal se calcula en m3 por hora. Puede determinarse estimando la carga real medida en bancos de material, y calculando el tiempo que tomo el manejar cada cucharon lleno.

R=Q x F x E x 60Cm Cargador frontal modelo930 H E = Eficiencia 50/60=0.83 F = Factor de esponjamiento 1.195 Q = Capacidad del cucharn en 2.5m Cm = Tiempo del ciclo de Trabajo 1.7 minutosRENDIMIENTO STANDARD DE CARGADOR FRONTAL Modelo Potencia HP Tipo de Trabajo Costa Sierra Hasta 2300 a Ms de 2300 m. 3800 m. 3800 m. 700.00 610.00 550.00 950.00 840.00 750.00 620.00 550.00 490.00 840.00 740.00 690.00 1,050.00 900.00 790.00 550.00 480.00 430.00 750.00 660.00 610.00 930.00 800.00 700.00 Selva

CAT. 930

100

Transporte de Material (m3/d) (Camin 7 m3)

Material suelto Roca suelta Roca fija

760.00 680.00 610.00 1,040.00 920.00 820.00

600.00 520.00 470.00 810.00 710.00 640.00 1,000.00 860.00 750.00

CAT. 950B

155

Transporte de Material suelto Material (m3/d) Roca suelta (Camin 10 m3) Roca fija Transporte de Material suelto Material (m3/d) Roca suelta (Camin 10 m3) Roca fija

200 CAT. 966D

1,290.00 1,180.00 1,110.00 1,010.00 880.00 970.00

Nota: Rendimientos estndar por da de 8h

Fuente: Libro: "Costos y Tiempos en Carreteras" 1ra Edicin 199 Autor: Ing Walter Ibaez

FACTORES DE CARGA MATERIAL SUELTO | FACTOR DE CARGA AGREGADOS HMEDOS MEZCLADOS | 95-100% AGREGADOS UNIFORMES HASTA DE 1/8" | 95-100% AGREGADOS DE 1/8" A 3/8" | 85-90% AGREGADOS DE 1/2 A 1/4 | 90-95% AGREGADOS DE 1" O MAS | 85-90% MATERIAL DINAMITADO BIEN FRAGMENTADO DE FRAGMENTACIN MEDIA MAL FRAGMENTADO | FACTOR DE CARGA | 80-85% | 75-80% | 60-65%

| | | | | | | | | |

MOTONIVELADORAEl tiempo necesario para completar el trabajo de la niveladora depende del nmero de pasadas que deben de hacerse y de la velocidad en cada pasada, por otra parte la velocidad esta en intima relacin con la clase de material que se trabaje. Para estimar el tiempo en horas necesarias para efectuar un trabajo completo con una niveladora, se puede usar la siguiente frmula:

Tiempo Total=(P*D)/(S*E)+(P*D)/(S1*E) En la que: P: Numero de pasadas requeridas. D: La distancia recorrida en cada pasada. E: El factor de eficiencia de la niveladora. S: La velocidad del tractor o de la moto niveladora. CALCULO DEL RENDIMIENTO: R = ( D x a )tR = 0.30 x 60.703 hR = 2557.8 m/h Longitud por perfilar en metros 300m. Ancho de la calzada ms bermas 6.00 m

RENDIMIENTO STANDARD DE MOTONIVELADORA Tipo de Trabajo Modelo Potencia HP 125 Costa Hasta 2300 m. Acabado de Sub-Rasante Conformacin de Terraplen Sub-Base Seleccionada Base Granular Escarificado de Pavimento 140 G 140 Acabado de Sub-Rasante Conformacin de Terraplen Sub-Base Seleccionada Base Granular Escarificado de Pavimento 14 G 180 Acabado de Sub-Rasante Conformacin de Terraplen Sub-Base Seleccionada Base Granular Escarificado de Pavimento m2 m3 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m3 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m3 m2 m2 m2 m2 m2 3,220.00 1,050.00 2,860.00 2,600.00 2,490.00 2,340.00 3,480.00 3,410.00 1,140.00 3,080.00 2,780.00 2,640.00 2,420.00 3,700.00 3,670.00 1,220.00 3,250.00 2,950.00 2,820.00 2,560.00 3,970.00 3,150.00 1,030.00 2,820.00 2,530.00 2,420.00 2,310.00 3,410.00 3,370.00 1,110.00 3,000.00 2,710.00 2,600.00 2,380.00 3,630.00 3,590.00 1,190.00 3,200.00 2,860.00 2,780.00 2,520.00 3,890.00 Sier ra 2300 a 3800 m. 2,860.00 940.00 2,560.00 2,340.00 2,240.00 2,090.00 3,110.00 3,080.00 1,020.00 2,750.00 2,490.00 2,380.00 2,200.00 3,330.00 3,290.00 1,090.00 2,900.00 2,610.00 2,520.00 2,310.00 3,550.00 Selva Ms de 3800 m. 2,420.00 790.00 2,160.00 1,940.00 1,870.00 1,760.00 2,600.00 2,600.00 870.00 2,340.00 2,130.00 2,020.00 1,870.00 2,820.00 2,740.00 910.00 2,430.00 2,180.00 2,140.00 1,920.00 2,940.00 2,820.00 920.00 2,530.00 2,270.00 2,160.00 2,050.00 2,040.00 3,000.00 1,000.00 2,710.00 2,450.00 2,340.00 2,130.00 3,260.00 3,200.00 1,060.00 2,860.00 2,560.00 2,480.00 2,260.00 3,460.00

120 G

e=0.30 e=0.15 e=0.20 e=0.15 e=0.20

e=0.30 e=0.15 e=0.20 e=0.15 e=0.20

e=0.30 e=0.15 e=0.20 e=0.15 e=0.20

Nota: Rendimientos estndar por da de 8 horas. Fuente: Libro: "Costos y Tiempos en Carreteras" 1ra Edicin 1992 Autor: Ing Walter Ibaez

TRAILLAS Y MOTOTRAILLASTRAILLAS Son mquinas transportadoras que tienen capacidad para excavar, auto cargarse, transportar, descargar y desparramar los materiales en capas uniformes. Las traillas pueden ser del tipo arrastrado por un tractor o autopropulsados (mototraillas). Las trallas remolcadas con tractor de orugas son eficientes para distancias de transporte entre 90 y 300 metros, en cambio para distancias de 300 a 2000 metros son ms eficaces las trallas remolcadas con tractores de neumticos o las mototrallas, debido a su mayor velocidad. T= tiempo en efectuar el trabajo N= numero de pasadas hasta el termino del trabajo S= distancia de recorrido por pasadas V= velocidad durante el trabajo R = rendimiento en m3/hr Q = capacidad de la maquina E = factor de rendimiento F.V = factor de abundamiento T = tiempo en efectuar el trabajo MOTOTRAILLAS Son remolques excavadores montados sobre dos ruedas neumticas y jaladas por un tractor de un solo eje y dos ruedas, que prcticamente se integran para formar una sola unidad. Su capacidad de carga pude ser de 10 a 40 m3.

RODILLOSLa cantidad de material de relleno compactado por hora por rodillo, depende de la clase de suelos, de su contenido de humedad, del espesor de la capa que se trata de compactar y de la velocidad del rodillo. El clculo puede hacerse en metros cbicos compactados o en metros cuadrados de superficie compactada. La cantidad de metros cbicos de material suelto que rodillo puede compactar por hora, puede calcularse con la siguiente frmula: un

m3 de material suelto = (E*60*S*W*D)/N En la que: E: Factor de eficiencia. S: La velocidad de recorrido en metros por minuto. W: El ancho efectivo del rodillo en metros. D: El espesor de la capa de material suelto en metros. N: El numero de pasadas del rodillo.

Modelo

Potencia H.P.

Capacidad Tn

RENDIMIENTO STANDARD DE Costa Tipo de RODILLOS Trabajo

Hasta 2300 m.

Autopropulsado CA-15Liso CA-15 P Pata Cabra CA25Liso CA-25D Liso CA-25 P (Pata Cabra) CC-43 Tandem CG-11 Tandem Tipo CH-44 Liso CF-44 Pata Cabra 60 60 5.00 5.60 1,160.00 1,010.00 1,130.00 990.00 101 108 127 125 125 140 13 6.58 7.40 9.00 9.40 11.10 10.10 1.90 Compactacin Material Suelto (m3/da) 1,300.00 1,140.00 1,700.00 1,700.00 1,470.00 1,490.00 210.00 1,290.00 1,110.00 1,670.00 1,670.00 1,440.00 1,460.00 210.00

S 2300 ai e 3800 m. r r a 1,080.00 930.00 1,400.00 1,400.00 1,210.00 1,220.00 170.00

Selva Ms de 3800 m.

980.00 850.00 1,270.00 1,270.00 1,100.00 1,110.00 160.00

1,000.00 1,150.00 1,290.00 1,290.00 1,500.00 1,120.00 160.00

950.00 830.00

860.00 750.00

890.00 1,020.00

Nota: Rendimientos estndar por da de 8 horas Fuente: Libro: "Costos y Tiempos en Carreteras" 1ra Edicin 1992 Autor: Ing Walter Ibaez

CAMIONEl rendimiento de los transportes, que incluye en forma general a los camiones para dentro y fuera de las carreteras, puede ser calculado a travs de la formula: R = rendimiento en m3/hr Q = capacidad de la maquina E = factor de rendimiento T = tiempo empleado en un ciclo de trabajo

El tiempo completo de un ciclo ser:

CONCLUSIN

Se puede concluir de todo este trabajo que la maquina en estudio, un bulldozer, nos otorga un gran poder de trabajo en cualquier estado del terreno con la excepcin de los pantanosos como ya se ha mencionado pero no lo aleja de trabajar en pendientes mas inclinadas de lo comn en donde trabajan otras maquinas de ruedas ya que otorga mayor estabilidad por la mejor dispersin de la carga propia sobre el terreno. Con este trabajo queda abierta una brecha para realizar el siguiente trabajo sobre un cargador frontal o una motoniveladora que son utilizadas en movimientos de tierra.

BIBLIOGRAFIA

www.monografias.com www.elingenierocivil.com