Capacidades funcionales de las máquinas y su productividad

INTRODUCCION

En el presente trabajo nos dispondremos a analizar las funcionalidades de las máquinas y su rendimiento el cual lo hace preferible de las demás maquinas para una cierta obra, en lo que es movimiento de tierras para urbanizaciones en general como para labores forestales de construcción de caminos y otros.

Asimismo mencionaremos los respectivos cálculos para determinar el rendimiento de las diferentes maquinas a utilizar en lo antes mencionado.

RENDIMIENTO DE MAQUINAS PARA OBRA

TRACTORES(sobre oruga y sobre neumáticos)

Un tractor es una unidad de potencia de tracción que tiene una cuchilla al frente de la máquina. Están diseñados para proporcionar potencia de tracción al trabajo de la barra de tiro. Los tractores pueden estar montados tanto sobre orugas o cadenas como sobre ruedas.

CARACTERÍSTICAS DE LA MAQUINARIA

Dimensiones

A 4'11 ' ' 1495 milímetros

B 6'2 ' ' 1880 milímetros

D 7'10 ' ' 2390 milímetros

F 20,1 ' ' 510 milímetros

H 9'9 ' ' 2980 milímetros

I 9'11 ' ' 3025 milímetros

J 4'2 ' ' 1270 milímetros

K 8'9 ' ' 2675 milímetros

L 10'9 ' ' 3285 milímetros

M 14'4 ' ' 4365 milímetros

N 2,6 ' ' 65 milímetros

O 10'5 ' ' 3195 milímetros

Accesorios especiales para los tractores de oruga

Se obtendrá un mejor rendimiento si el tractor va dotado de accesorios especiales.

Máquinas escarificadoras

Escarificadores de tracción o montados. Mullen los suelos demasiado compactos, destruyen las costras o capas superficiales duras, cortan y arrancan las raíces, 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 está 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 cúbicos por hora y depende de varios factores: habilidad del conductor, naturaleza del terreno, humedad y estado de los materiales y organización de las obras.

RENDIMIENTO DE LOS TRACTORES-NIVELADORES

Potencia del tractor Transporte a 30 m. Transporte a 60 m.

Regreso a 4 Km./hora Regreso a 8 Km./hora Regreso a 4 Km./hora Regreso a 8 Km./hora

150/180 95 175 50 60

100/125 80 150 45 50

75/85 60 105 35 40

Producción

La fórmula para calcular la producción de tractor en metros cúbicos por una hora de 60 minutos es la siguiente:

P = V

TE + TR + TM

Donde:

P es la producción de la máquina. 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 número de pasadas que pueda efectuar en una hora.

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

TT = TC + TVC + TV + TVV.

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

TT = TF + TVC` + TVV`.

R=(60*E*Q*K)/(T*F.V) m3/hr

R = rendimiento

Q = capacidad de carga de la cuchilla

E = eficiencia general

K = coeficiente de carga

F.V = factor de abundamiento

T = tiempo de un ciclo

Comparación de los tiempos de desplazamiento entre los vehículos de ruedas y los de orugas

Vehículo Vacío

v/s

cargado Terreno Velocidad,

metros / minuto

Mínima Media Máxima

Timberjack Vacío A campo traviesa 28 53 78

200 - 215

Carretera principal de corta o 50 105 172

carretera principal de extracción

Tractores de orugas Vacíos A campo traviesa 30 43 71

Carretera principal de corta o 42 55 87

carretera principal de extracción

Timberjack Cargado A campo traviesa 26 48 76

200 - 215

Carretera principal de corta o 45 75 137

carretera principal de extracción

Tractores de orugas Cargados A campo traviesa 32 47 66

Carretera principal de corta o 38 52 75

carretera principal de extracción

PALAS MECANICAS

Es la maquinaria más popular en la construcción y comúnmente las palas mecánicas son maquinarias abusadas en sitios de trabajo.

Palas mecánicas

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.

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.

Pala mecánica

La excavadora equipada como pala mecánica, está diseñada fundamentalmente para excavar un material con máxima dureza de la clase II-A, incluyendo también roca previamente fragmentada con el empleo de explosivos.

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".

Rendimiento de palas mecánicas.

El rendimiento de una pala mecánica está afectado por numerosos factores, entre los que destacan por su importancia los siguientes:

- Clase de material - Condiciones de la obra

- Profundidad de corte - Mantenimiento del equipo

- Angulo de giro - Tiempo de ciclo

- Habilidad del operador

Profundidad optima de corte

Esta es óptima cuando se llena el cucharón de la maquina en el menor tiempo posible.

Tablas auxiliares para determinar rendimientos en Palas Mecánicas.

TABLA 1 TABLA 2

Angulo de Giro

(en gradosº) Factor de Giro

45 1.26

60 1.16

75 1.07

90 1.00

120 0.88

150 0.79

180 0.71

TIEMPO DE CICLO FACTOR DE GIRO

Capacidad

yd3 Tiempo de Ciclo

Seg.

1/2 10

3/4 20

1 21

1 1/2 23

2 1/2 26

3 1/2 27

TABLA 3

FACTOR DE CORTE Para ángulo de giro = 90 º

% Corte factor 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.

TABLA 4

FACTOR DE OPERACION

minutos factor de operación

60 1.00

55 0.92

50 0.83

45 0.75

El rendimiento real se obtiene con la fórmula:

Rend. Real = (R.T. x F x Fc x Fop.) / A

Siendo:

R.T = Rendimiento teórico ; Fc = Factor de corte

F = Factor de ángulo ; Fop = Factor de operación

A = Coeficiente de abundamiento

CARGADOR FRONTAL

Cargador frontal, a los que están montados sobre orugas reciben el nombre de traxcavo.

TIPOS:

Los cargadores frontales pueden ser

* De orugas

* Neumáticos

CAPACIDADES:

La capacidad de un cargador frontal se mide en el tamaño de su cucharon, los cucharones varían en tamaño, desde ¼ de yarda cubica (0.19 m3) hasta más de 25 yardas3 (19.1 m3)

CARGADOR FRONTAL | PEQUEÑO | MEDIANO | GRANDE |

CARGA ÚTIL (kg) | 200-400 | 400-600 | 600-1000 |

CAPACIDAD DE LA CUCHARA (l) | 150-200 | 250-400 | 400-650 |

RENDIMIENTOS:

El rendimiento de un cargador frontal se calcula en m3 por

...