excavadoras

Seminario de Aplicaciones y Desempeño

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Excavadoras Hidráulicas

Agosto 2011

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Contenido


A Introducción

A Aplicaciones

A Configuraciones

A Relación Excavadora / Camión

A Desempeño














Aplicación y Productividad de Equipos

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Introducción














Excavadorasgrandes

Excavadorasmedianas

Excavadoraspequeñas

Construcción pesadaConstrucción general

Considere también el número de configuraciones disponibles


Pes

o –

To

nel

ad

as M

étri

cas

(Tm

)Introducción

Línea de productos Caterpillar














3XXD L CR

Familia 300 Modificaciones del Modelo•••••

L : Tren de rodado largoES : Servicio Extremo ME : Excavación Masiva FS : Excavación Frontal

Peso aproximadode operación (Tm)

MH : Manipulador de MaterialSerie


Introducción

Nomenclatura de la serie 300














CilindrosHidráulic

os

PlumaCabina Motor y

Bomba principal

Brazo

BastidorSuperior

ContrapesoEslabón depotencia

BastidorPrincipal Mandos

Finales

Tren derodamie

ntos

RuedaguíaCuchara

Aplicación y Productividad de Equipos 6


Introducción

Principales partes de la excavadora














Opciones deConfiguració

n de laMáquina

Fuerza HidráulicaFuerza y Tecnología

del motorCATERPILLAR

Circuito deElevación

Pesada

Monitor yCabinaConfort

able

DurabilidadFlexibilidad de

Fuerzas

Implementos CAT Modos de Consumo


ProductividadVersatilidad

Costos Operacionales Seguridad

Introducción

Principales beneficios de la serie D
















Aplicaciones
















4) Apertura de trocha por el método de desgarramiento

5) Perfilado de taludes

3) Rotura de material rocoso1) Carguío masivo de camiones en cantera

2) Mejoramiento del suelo en la vía de acarreo

Aplicación

Aplicación en carreteras
















2) Tendido de tuberías 3) Oleoductos de petróleo o derivados

1) Excavación en zanja

Aplicación

Aplicación en Saneamiento y Oleoductos
















3) Carguío de camiones - Río2) Excavación en ladera de cerro1) Carguío masivo de camiones

Aplicación

Aplicaciones en canteras














en accesos o pad



2) Carguío a camiones articulados1) Carguío a camiones fuera de carretera

Aplicación

Aplicaciones en minería
















2) Fresado de material caliza1) Limpieza de canales o alcantarillas

Aplicación

Aplicaciones especiales
















Configuraciones














C

Feet Meters

40 12

1135

10

30 99

88

2577

20 66

55

1544

10 3C

2

D345B L

51

0 0B

15

2F

10 3A

E

415

5

20 6

725

8

30 9

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 Meters

50 45 40 3530 25 20 1510 5 0 -5Feet

Escoger la máquina y configuración apropiada para el trabajo maximiza su

desempeño, eficiencia y los ingresos potenciales del cliente.

Consideracionescríticas


< Condiciones del área de trabajo

< R

< A

< R

< Flota de camiones

< Tipo de herramientas de trabajo

< Transporte

< P

< Experiencias Pasadas

equisitos de producción

lcance / Profundidad

equisitos de Elevación

oder financiero

Configuración














La configuración correcta de la excavadora para la aplicación requerida influenciará en

su desempeño y duración.

Líneas hidráulicasProtección de la cabinaauxiliares

Pluma

BrazoContra-peso

Cucharón

Tren de Rodaje• Dimensiones de Cadenas• Dist. entre cadenas• Zapatas

• Guardas• Rueda Guía• Rodillos

Articulación


Configuración














Uso General

345D L

Facilidad deTransporte

345D

Ancho fijo Ancho variable

2390mm (7'10'')retraído

2890mm (9'6'')extendido

2740mm (9'0'')

345D L – FIXAplicación y Productividad de Equipos

345D L – VG17


El rodaje influye en ….....

A

Estabilidad

A

Flotación

A Capacidad de levante

A Facilidad Transporte

A

Maniobrabilidad

Configuración

Selección del tren de rodaje















Presión sobre el suelo – 336DL

Condiciones del Suelo

Configuración

Selección de la zapata














Nuevas Puntas Sistema K

= No usar en excavadorashidráulicas, excepto en

arena suelta o para hacer acabados de taludes o de

zanjas.

Recomendación:Use la punta que obtenga el mayor factor de llenado en el tiempo mas corto de ciclo de

carga.PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Configuración
















Para un alto rendimiento

Configuración

Selección de las puntas para el cucharón














100 KN12 Cm=> 100 KN / 12 Cm x 5 = 1.66 KN / Cm

1X

50 Cm=> 100 KN / 50 Cm x 5 = 0.40 KN / Cm

X2

6 Cm=> 100

KN / 6 Cm x 5 = 3.33 KN / Cm

X3

4 Cm=> 100

KN / 4 Cm x 5 = 5 KN / Cm

100 CmX6

2 Cm=>100 KN/2 Cm x 5 = 10 KN / Cm

1 KN / cmAplicación y Productividad de Equipos 21


Configuración

Distribución de la Fuerza de Penetración














C

MáximaProfundidad de Excavación

Máxima altura de carga

10 M9 áx8 im7 o6 Alc5

a4nc3e 2al 1

0

35 30 Ni25vel 20del 15Sue10lo5 0

Feet

40

Meters

12

1135

10

930

825

7

20 6

515

4

10 3

25

1

0 0

15

2

10 3

415

5

20 6

725

8

30 9

-3 r

50 45 40 -5

22


MáximaProfundidad de Excavación

Máxima altura de carga

C

345

B LD

B

Mete

Feet

F

A E

14 13 1211

Máximo Alcance al

Nivel del Suelo

-1 -2

336DL

Pluma de Excavación

MasivaPluma deAlcance

Pluma deAlcance

Brazo 2.15 m 2.15 m 2.8 m

A 6.39 6.50 7.20

B 9.79 10.09 10.62

C 6.20 6.53 6.99

Configuración

Límites de alcance
















A = Alcance. Menos Fuerza.Cucharones más pequeños.

M = Masiva. Más fuerza (20-30%) Cucharones de mayor capacidad.

Configuración

Configuración del brazo y pluma














Aplicación



EXCAVADORA EXCAVACION MASIVA ALCANCE

DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO

Fuerza de Penetración Mayor Menor

Capacidad del Cucharón Mayor Menor

Estructuras Robustas Mayor Menor

Alcance y Profundidad Menor Mayor

Producción ??? ???

Configuración

Configuración del brazo y pluma














Volada



CarbonCapa superior de l suelo

Marga

Travertino

Caliza BienVolada

Caliza Pobre

SERVICIO EXTREMOSERVICIO SEVERO Arcilla

Arena BasaltoRipeado

Esquisto Hielo

Grava

Caliche

GranitoVolado

Grava

OroArenisca

EscoriaFracturada

Arena ySílice

Cuarsita yGranito

SERVICIO PESADOSERVICIO GENERAL

Configuración

Configuración del cucharón
















Relación Camión / Excavadora
















Selección de la capacidad de los camiones














La regla general para seleccionar los camiones se basa en el número de pasadasideales para llenar el camión.

La producción de los camiones varía según:

El tipo de material

El tamaño de la pila

Las condiciones del área de carga.

La configuración del cucharón

La habilidad del operador


















Las combinaciones de cargador/unidad de acarreo que se indican enla tablatípicos

siguiente son con el número de pases y gama de producción



330D LME 345D LME 365C LME 385C LME

Cucharón [m3] 1.8. 2.0 2,4-3,1 3,6 - 4,6 4.8- 5,7

725 5 3

730 5-6 4-5 3-4

735 7-8 5-6 4 3-4

740 7-8 4-5 4

770 (36 mt) 7-8 5 4-5

771 (40 mt) 5-6 5

773 (55 mt) 7 6-7

775 (60 mt) 7-8
















Tipo de material

Cucharón seleccionado

Factor de llenado

Número de pasadas

: arena y grava

m3: 2.4

:110% (depende del tipo de material)

:

:

6

6

(N° de pasadas ideales)

m3 m3Volumen en 6 pasadas: x 2.7 x 110% = 15.84

Camiónde 15 m3




Selección de la capacidad de los camiones - Ejemplo














Ciclo de trabajo de los camiones

La estimación de la cantidad de camiones de acarreo depende delos distintos tamaños de camiones disponibles, la capacidad del

cucharon de la excavadora, la integración con los equiposcomplementarios y los requerimientos de producción.

16

2

53

4





Cantidad de camiones óptima














Cantidad optima = Ciclo de trabajo de los camiones = 25 = 10 camiones

de camiones Tiempo de carguío del camión 2.5




Cantidad optima = Ciclo de trabajo de los camiones = 25 = 10 camiones

de camiones Tiempo de carguío del camión 2.5


Cantidad de camiones óptima
















Desempeño














Rapidezmáxima

El ciclo de excavación consta de 4 partes:

1.Carga del cucharón

2.Giro con carga

3.Descarga del cucharón

4.Giro sin carga

Rapidezmáxima práctica

Zonatípica

El tiempo de ciclo depende de:

AA

−

−−−−−

El tamaño de la máquinaLas condiciones de la obra El

tipo de material Profundidad

de la excavaciónÁngulo de giro

Cantidad de obstáculosAltura del camiónEl posicionamiento de la máquina y el camión

CLAVEA – ExcelenteB – Muy buenaC – BuenaD – MalaE – Pésima

Lento


B

C

D

E

A

Desempeño

Tiempo de ciclo














Capacidad al ras Capacidad colmado ISO 7451 1:1

Paso N° 1: Determine el tipo de material y el factor de llenado.

Tipo de material

Factor de llenado

: Arcilla dura

: 85% (Ver tabla ↓)

1

1


Factor de Llenado - % de la capacidad colmadaA

B C

A 100 – 110% Carga mojada o arcilla arenosa

B 95 – 100% Arena y Grava

C 80 – 90% Arcilla dura y compactada

60 – 75% Roca bien fragmentada por voladura, y material de río

40 – 50% Roca mal fragmentada por voladura

Capacidad colmado ISO 7451 1:1Capacidad al ras

Desempeño

Cálculo de producción horaria














Paso N° 2: Calcule el tiempo de ciclo.

Modelo de excavadora

Tiempo de ciclo

: 365C

: 0.48 min (Según tablas 0.43 a 0.52 min.)


Desempeño















Paso N° 3: Calcule los ciclos efectivos por hora.

Para calcular los ciclos efectivos por hora debemos considerar la habilidad y eficiencia

del operador, la disponibilidad de la máquina y la eficiencia general de operación.

Habilidad del operador

Disponibilidad del equipo

Eficiencia de la operación

: 0.9

: 0.95

: 0.83

(90%)

(95%)

(50 minutos por hora)

Ciclos por hora (ideal) = 60 minutos / 0.48 min = 125 ciclos/h.

= 89 ciclos/h.Ciclos efectivos por hora = 125 x 0.9 x 0.95 x 0.83

Paso N° 4: Calcule la producción horaria

: 2.4 m3

: 85%

Capacidad de cucharon

Factor de llenado

Producción horaria = 89 x 2.4 x 0.85 = 181.56 m3/h


Desempeño















A La altura del banco debe permitir limpiar con facilidad el área de acceso

camiones.

La altura del banco depende del ángulo de reposo natural del material.

de los

A


Desempeño

Técnicas de operación – Altura de banco














A Cuando el material es estable, la altura del banco debe ser aproximadamente igual a

la longitud del brazo. Si el material es inestable, la altura del banco debe ser menor.

345B LME

345B LME


Desempeño

Técnicas de operación – Altura de banco














La posición ideal del camión es con la paredcercana de la caja del camión situada debajo del pasador de articulación de la pluma con el brazo.

Brazo vertical (90o) cucharón lleno

Muy alejado: fuerza de excavación reducida

Muy cerca: corte bajo las orugas y ciclos más largos


Desempeño

Técnicas de operación – Distancia al camión














Ángulo de la zona de trabajo

Para obtener la máxima producción, la zona detrabajo debe estar limitada a 15° a cada lado del centro de la máquina o aproximadamente igual al ancho del tren de rodaje

Ángulo de giro de la carga 30 – 60o

Los camiones deben colocarse tan cerca como seaposible de la línea central de la máquina. El ángulo de giro debe ser el menor posible


Desempeño

Técnicas de operación – Ángulos de giro














A Excavadora en diagonal para unmáximo equilibrio.

A Mínimo tiempo de intercambio delacamión sin tiempo muerto para

excavadora.

A Carga siempre a la vista del operador.

A No necesita preparar el material.

A Ciclos cortos = máxima producción


Desempeño

Técnicas de operación – Máxima eficiencia con llenado “fly-by”














A Si es posible cargue sobre el lado. Esto

permite ganar el tiempo de intercambio de

los camiones pero el ciclo de carga se

incrementa (ahora es 90º vs 60º)

A Requiere de gran habilidad del operador.

A Depende mucho del material.

A Puede causar daños en las llantas.

Posición del camión sintener que maniobrar


Desempeño

Técnicas de operación - Área de carga y rotación














A Plataforma amplia = muy buenaestabilidad

Óptimo:

Mejor estabilidad

A

Cavar– Cavar en frente, sobre las ruedasguías

Descargar por los lados

De arriba a abajo––

A Con pluma de alcance Descarga Descarga– Cavar sobre la diagonal

Cavar

Mejor estabilidad


Desempeño

Técnicas de operación - Posiciones de excavación














A En materiales blandos los dientes deben siempre empezar en forma horizontal y amedida que aumenta la resistencia el ángulo de ataque debe ser menor.

En materiales duros, el ángulo debe oscilar entre 15 a 30 grados para una mejor

penetración.

A

A

A

En movimiento de tierra comience con el primer cucharón por la parte de arriba.

Con voladora, comience en la parte de abajo.


Desempeño

Técnicas de operación - Recomendaciones














A Para un buen factor de llenado cierre el

cucharón contra el brazo de tal manera

que los lados queden paralelos al suelo

A Siempre tratecolmados

de obtener cucharones

A Evite los medios pases.

A Primer cucharón en la parte traseradel camión o delantera pero en

orden.

Nunca sobrecargue el camión.

Nunca cargue por sobre la cabina

del conductor del camión.

32 41

A

A


Desempeño

Técnicas de operación - Recomendaciones














A

A

A

Desgarrar por etapas desde arriba hacia abajo.

Aplicar la fuerza del brazo primero. (En ángulo de 90º)

Aplicar la fuerza del cucharón solo para dislocar en caso de que la fuerza

no sea suficiente.

Usar los cilindros de la pluma para levantar el banco ya dislocado.

del brazo

A

1

23


Desempeño

Técnicas de operación - Ataque en banco con desgarrador














excavadoras

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