utilizacion de maquinaria en canteras

Utilización de Maquinaria en Canteras

Profesora: Johana García.

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

CAMINOS 2

SEXTO CIVLO

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Hugo Renato Pando Manco. Karen Crisologo Bazán. Juan Carlos Tapia Aliaga. Vilma

I. RESUMEN

El jueves 19 de setiembre, fuimos de visita a la Cantera Rodolfo para el estudio de la utilización de maquinaria en la explotación de canteras como parte del curso Caminos 2 dictado por la profesora Johana García, en este lugar pudimos encontrar al controlador quien nos dio algunas referencias sobre la explotación que se venía haciendo en dicha cantera.

La cantera Rodolfo produce un promedio de 400 cubos diarios desde las 8:00 am. de la mañana hasta las 5: 30 pm. de la tarde, y está ubicada en la carretera Cajamarca-Ciudad de Dios teniendo como coordenadas en el Google Earth:

LATITUD 7°11'51.28"S LONGITUD 78°30'34.17"O

MAQUINARIA EN CANTERAS UAP Page 1

II. Introducción.

La industria de la construcción supone uno de los mayores contribuyentes a la economía global en el mundo. En esta industria, tradicionalmente, muchas partes están involucradas en los procesos de diseño y producción. Para establecer la calidad de la construcción o del proyecto infraestructural, todas estas partes necesitan trabajar conjuntamente y una de estas es el abastecimiento de material para dicha industria, por lo que es necesario tener como punto de partida al lugar donde y como se extraen agregados entre otros materiales de construcción.


III. OBJETIVOS:

GENERALES:

Reconocer el tipo de maquinaria para la explotación de una cantera. Asumir a una cantera como punto de partida de la investigación. Conocer el criterio económico, geológico y medios de explotación del material.

ESPECÍFICOS:

Hacer el análisis del uso de la maquinaria. Comprender el criterio y los principios para extracción de los diversos agregados con

maquinaria. Estudiar el proceso de extracción de agregados por intermedio de maquinaria.


IV. MARCO TEORICO

A. Cargador Frontal

Los cargadores son tractores equipados con un cucharón excavador montado sobre brazos articulados sujetos al tractor y que son accionados por medio de dispositivos hidráulicos.

Estas máquinas están diseñadas especialmente para trabajos ligeros de excavación de materiales suaves o previamente aflojados.

Básicamente existen dos tipos de cargadores, dependiendo de su tipo de tracción, pudiendo ser de carriles y de llantas neumáticas.

Los botes para cargadores por su utilización se dividen de la manera siguiente:

Bote ligero, para rezaga de tierra, material de poco peso volumétrico.

Bote de espada, que se utiliza en operaciones de carga de roca; está debidamente reforzado para el uso que se le da.

Bote o cucharón de dientes, para ataque y carga de materiales pesados.

La cuchara normal posee un borde cortante en la parte inferior, con o sin dientes de penetración. Existen numerosos tipos de cucharas según los trabajos a que se destinen: cuchara corta reforzada para canteras, cuchara con nervios y cuchara con borde de ataque en V para carga de rocas en pila. Por ser una máquina versátil se puede cambiar el cucharón por otros implementos como: rompehielos, perforadora, etc.


UTILIZACIÓN DEL CARGADOR FRONTAL.

Muy ligera de empleo, la pala cargadora es utilizada para

- La carga de todos los materiales, con la cuchara apropiada.

- La excavación, en terreno llano, de materiales sueltos o disgregados.

- El desmonte de terrenos blandos.

- La limpieza.

- El extendido y la nivelación de materiales.

- El ripado de vía férrea, etc.

DETERMINACION DEL RENDIMIENTO DE UN CARGADOR.

La producción en este tipo de equipo se calcula multiplicando la cantidad de material que mueve el cucharón en cada ciclo por el número de ciclos/hora, siendo la capacidad nominal del cucharón afectado por un determinado factor de carga.

Factores de carga para diversos materiales

MATERIAL SUELTO FACTOR

Material húmedo 0.95

Agregado de concreto 0.95

de 1/8" - 7/8" 0.90

de 3/8 - 3/4" 0.92

de 3/4 - 1½ 9.87

mayores de 1½ 0.60 - 0.85


Factores de Excavación

MATERIAL EN BANCO FACTOR

Clase I 0.85

Clase II 0.78

Clase II-A 0.71

El tiempo de ciclo se compone de

Tiempo de carga básica (fijo)

Tiempo de ida traslación (variable)

Tiempo de descarga básica

Tiempo de regreso traslación

Tiempo de acomodo básico


3.600x Q x F x E x K

EJEMPLO DE RENDIMIENTO DE UN CARGADOR FRONTAL CATERPILLAR CAT 922 – B

Capacidad : 1.15 m3

Potencia : 80HP

Peso : 7,530 Kilos

El rendimiento es:

R=

Donde :

Q = Capacidad del cucharón = 1.15 m3

F = Factor de conversión = 1.3

E = Factor de eficiencia de la máquina = 0.8

K = Factor de eficiencia del cucharón = 0.8

Cm= Tiempo que dura un ciclo de trabajo = 20 seg.

Reemplazando estos valores:

R=


Cm(m

3/h)

=172 m3

/h

20

3,600 x 1.15 x 0.8 x 0.8 x 1.3

R= 172 x 8

R= 1,376 m3

/día

B. Volquete

Camión dotado de una tolva con accionamiento hidráulico, dependiendo del tamaño y capacidad de la tolva podemos clasificarlos como volquetes de 6, 8, y 15 m3.

-Existen también camiones industriales de gran tonelaje de 50 a 180 Tn.

-Los volquetes pueden recorrer grandes distancias, transportando material, siendo en movimiento de tierras el elemento indispensable para ejecutar los trabajos.

USOS

- Recolección, traslado y descarga del material., etc.

EJEMPLO EN EL TRANSPORTE PAGADO CON VOLQUETES

Marca : Dodge

Capacidad : 5.00 m3

Potencia : 190 HP

Cálculo del número de volquetes – hora que se necesitan para transportar el material abastecido por un cargador frontal.


Utilicemos la siguiente fórmula:

Y (T + D + L)

N =

60 x C x E

Donde:

N = Número de volquetes

Y = Volumen abastecido por el cargador frontal

T = Tiempo de viaje en minutos

L = Tiempo de carga en minutos

D = Tiempo de descarga en minutos

C = Capacidad de cada volquete en m3

E = Factor de eficiencia

-Tomando como unidad básica al cargador frontal CA1 922 –B cuyo rendimiento es .

Y = 172 m3

/h

Asumimos distancia a la cantera = 5 km.

Cálculo del tiempo que dura un ciclo de trabajo:

Si consideramos:

Velocidad del volquete cargado = 20 Km. /h

Velocidad del volquete descargado = 40 Km. /h

Tiempo total de viaje =


5 . 000mx60mín40 km /h1 ,000m +

5 .000mx 60mín20km /h1 ,000m

R= 22.5 mín.

Tiempo de descarga = 3 mín.

Tiempo de descarga = 2 mín.

Tiempo total por ciclo = 22.5 + 3 + 2 = 27.5 mín.

Reemplazando valores:

172(22 .5+3+2)60 x5 x 0.8

N = 19.71

N = 20 volquetes

CUADRO DE RENDIMIENTO PARA VOLQUETES CON DISTANCIA VELOCIDAD DE TRANSPORTE

Velocidad del camión cargado 20km/h 20 Km./h 30 Km./h

Velocidad del camión descargado 30 Km./h 40 Km./h 40 Km./h

Tiempo de carga y descarga 5 mín. 5 mín. 5 mín.

Tiempo de recorrido cargado 4 d 3 d 2 d

Tiempo de recorrido descargado 2 d 1.5 d 1.50d

Tiempo total por ciclo 5+5d 5+4.5d 5+3.5d

Tiempo útil / día de trabajo = 480 mín. x 0.90 = 432 mín. / día

Número de viaje es =

432mínciclo


Rendimiento =

432mínciclo x 5 m

3x volquete

Rendimiento =

2162mínciclo (m

3/ día)

C. EXCAVADORAS

Se denomina pala excavadora a una máquina utilizada en construcción para excavar.

-Aunque no es preceptivo, las excavadoras modernas tienden a ser del tipo retroexcavadora, las cuales son en esencia un tractor que en su parte delantera lleva una pala cargadora y en la trasera un brazo excavador, por lo cual excavan zanjas mientras avanzan. Esa disposición permite que la máquina se desplace por un terreno todavía no excavado, y permite que el brazo tenga buena movilidad hacia los costados.

-Las excavadoras más potentes son las giratorias sobre ruedas. Las máquinas giratorias también se pueden desplazar sobre orugas, con lo cual pueden aumentar substancialmente su potencia, también se incrementa su versatilidad para desplazarse por terrenos abruptos.


DETALLES GRAFICOS DE LA PRESENTACION DE UNA RETROEXCAVADORA


-El equipo retroexcavadora permite:

- La extracción del material bajo el nivel del suelo, pudiendo efectuarse el trabajo también bajo el agua.

- La excavación de zanjas estrechas.

- La excavación de canales (saneamiento, riego, etc.)

- La carga sobre medio de transporte, etc.

- Acarreo de material a distancias cortas.

- Carguío de material.

Funciones De Rendimiento De Una Retroexcavadora

Una retroexcavadora, tiene una capacidad teórica que varia con las clases de tierras y con el tamaño de sus aditamentos. Si se conoce la capacidad de sus aditamentos, puede determinar. El rendimiento aproximado de una maquina estimando el número de pasadas que pueda efectuar en una hora.

Según el jefe de movimientos de tierras de la obra el rendimiento de la maquina es de unos 60 metros cúbicos por hora.

La capacidad aprox. De del cargador de la retro puede determinarse a través de la carga que traslada este las mediciones reales de las cargas representativas darán mejores resultados que las estimaciones.

El tiempo total de un equipo para la carga de tierra (TT) es, básicamente, la suma de cuatro componentes; tiempo de carga (TC); tiempo variable de movimiento con carga (TVC); tiempo variable de traslado del equipo vació (TVV); tiempo de vaciado.

TT = TC + TVC + TV + TVV.

Para estimar la productividad de una retroexcavadora se debe descomponerse su ciclo de trabajo en partes significativas. La retroexcavadora estará cargada durante una parte de su recorrido, por lo que no es necesario separar el tiempo de carga de esta operación. Se tiene el tiempo variable (TVC`) que usa el empujador en su recorrido con la carga, y el tiempo (TVV`) que utiliza en regresar en reversa para tomar la siguiente carga, lo cual hace con el cargador levantado y vacío. Cada uno de estos tiempos variables puede determinarse simplemente dividiendo la distancia recorrida entre la velocidad de marcha, en metros por minuto (m/min.) para el engranaje empleado.

-Los tiempos variables determinados de esa manera, no toman en cuenta el tiempo que toma llegar del reposo hasta la velocidad regulada del trayecto, o viceversa. A este tiempo adicional se le conoce como tiempo de aceleración o de desaceleración, y se le considera como tiempo fijo (TF) a causa de su naturaleza constante. Si se hace el viaje en cualquier dirección en un engranaje que


solo requiera el cambio de marcha hacia delante a reversa, se puede considerar que el tiempo fijo del empujador es de 0.10 a 0.15 minuto. Si es necesario un cambio adicional a una velocidad mas alta en cualquiera de las dos direcciones, el tiempo fijo podría estimarse en 0.20 a 0.30 minuto.

El tiempo total de ciclo del empujador se determina por una modificación de la ecuación.

TT = TF + TVC` + TVV`.

V.CANTERA RODOLFO PRODUCCION:

Tipo Costo por cubo(soles) Costo por transporte de 17 cubos (soles)

Over 3 70Afirmado 8 70Piedra 10 70

Para la explotación del material de construcción se utilizaba diferente maquinaria pesada como:

Excavadoras. SANNY

Regulaciones de Emisión Euro II, Norma Internacional, brindando más potencia y menos consumo de combustible.

Última generación de motor de alto rendimiento, brindando más poder, pero menos ruido. Avanzado sistema electrónico de control hidráulico flujo positivo, movimiento exacto y ágil, operación más cómoda y eficiente.

Diseño humano, perfecto sistema de post venta, menos costo de mantenimiento.


Peso de operación: 20,900 kg

Capacidad del cucharón: 0.93m3

Potencia nominal: 129kW/2150rpm

Velocidad de desplazamiento (alta/baja): 5.6/3.3km/h

Cargador Frontal. Cresko SEM 659B

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL CARGADOR FRONTAL SEM MODELO 659CMOTORModelo C6121 Fabricado con Tecnología CATTipo De 6 cilindros en linea, refrigerado por aqua, de 4 tiempos, inyección

directa con turboPOUflCia Nominal 162KW/217HP @2200rpmDiámetro x Carrera del cilindro

126mm x 130mm

Torque máximo 843NmDesplazamiento 10.5UDIFERENCIALESMarta SEM disonado para trabajo pesado, con cubos reductores, tracción 4x4Eje Frontal Fijo a la estructuraEje Posterior Oscilante con un ángulo de +/• 12B

TRANSMISIONModelo SEM 160A (con Tecnología CAT)Convertidor de Torque ZFD340 de tres elementos, simple etapaVelocidades Ira 2da 3ra 4ta

Adelante Km/h 7.3 13.0 22 35.3

Retroceso Km h 7.3 13.0 22


SISTEMA HIDRÁULICO

Sistema de direcciónBomba TANDEM (de dos cuerpos)marcaPERMCOP124deengránate

Sistema de trabajo (levante y volteo del cucharón)

Bomba de engranajes con Tecnología CAT

Bomba de dirección Caudal: 80ml'rpm Presión: 16MPa

Caudal 89ml/rpm

Bomba Piloto Caudal: lOml'rev Presión: 2.5MPa

Presión 19MPa

Orbitrol EATON BZZ6 1000

Control de Válvulas Con Tecnología CAT, de 2 ó 3funciones; DJS2

Válvula Pitólo De dos controles P:2.5 Mpa

NOTA: AL REALIZAR EL TRABAJO DE DESPRENDIMIENTO DE MATERIAL (BREAK OUT FORCE) Y LEVANTE DEL CUCHARON. LA BOMBA TANDEM Y DE TRABAJO, TRABAJAN JUNTAS

CICLO DE TRABAJO DEL CUCHARONTiempo de elevación 5 80 seg 1 Tiempo de bajada | 3.70 segTiempo de descarga 0.90 seg

SISTEMA DE FRENOS

Freno de servicio Frenos secos en las 4 ruedas con caliper, discos y pastillas, accionadas por aire y liquido de freno

Freno de parqueo Tipo ¿apata.Freno de emergencia Freno automatico de corte de aireCAPACIDAD DEL TANQUETanque de ;:omt:iisM)l" /s GalTangue de aceite 78 Qa

LLANTASDelanteras 23.5x25 • 18 • PR • L-3 con cámara. Presión de aire: 4barPasterices 23.5x25 • 16 • PR - L-3 con cámara, Presión de aire: 3.5barEspecificaciones del PerformanceMáxima Fuerza de RIM-PULL(Fuerza de ataque) 155 KNBreak Out forcé (Fuerza de desprendimiento) 186 KNCABINAJoystick, Aire Acondicionado, Calefacción, Ventilador, Radio AM FM, Timón Regulable, Cabina Estandar.

Volquetes. SCANIA 17 CUBOS.


La producción promedio diaria de esta cantera es de 500 cubos al día .

VI.ANEXOS


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