maquinaria pesada

CAPITULO I

COMPONENTES GENERALES DE LA MAQUINARIA PESADA

1.1 POTENCIA Y FUENTES DE ENERGA EN MAQUINARIA PESADA

Potencia

Estos conceptos los vemos con frecuencia en las tablas de especificaciones del motor de un automvil o camin. Pero, qu significan?, Cmo los interpretamos?

Empecemos con una analoga: Al sentirnos enfermos visitamos al mdico para consultarle sobre nuestro malestar. Luego de

escuchar nuestra narracin, nos realiza algunas pruebas sencillas: nos toma el pulso y la presin sangunea. Estas pruebas le permiten conocer el estado de

funcionamiento del corazn. Es decir con qu rapidez y fuerza est trabajando nuestro motor. El torque y la potencia son dos indicadores del funcionamiento del motor, nos dicen qu tanta fuerza

puede producir y con qu rapidez puede trabajar. El torque es la fuerza que producen los cuerpos en rotacin, recordemos que el motor produce fuerza

en un eje que se encuentra girando. Para medirlo, los ingenieros utilizan un banco freno dinamomtrico que no es ms que una instilacin en la que el motor puede girar a toda su capacidad conectado mediante un eje a un freno o balanza que lo frena en forma gradual y mide la fuerza con que se est frenando.

Mientras observa la figura superior, tome un lpiz por los extremos con la punta de los dedos de ambas manos. Con los dedos de la mano izquierda trate de hacerlo girar (motor) y con la mano derecha trate de impedir que gire. Mientras ms fuerza haga para impedir que gire, mayor ser el esfuerzo que debe hacer para hacerlo que girar.

Se llama Torque mximo a la mayor cantidad de fuerza de giro que puede hacer el motor. Esto sucede a cierto nmero de revoluciones. Siguiendo el ejemplo de la grfica en la figura inferior: Un motor con un torque mximo de 125 Nm @ 2500rpm significa que el motor es capaz de producir una fuerza de giro (Tcnicamente conocido como momento o par torsional) de hasta 125 newton metro cuando est acelerado al mximo y gira a 2500 revoluciones por minuto. Recuerde que el motor esta acelerado al mximo (Tcnicamente conocido como WOT wide open throttle) y no gira a las mximas revoluciones ya que se encuentra frenado por el freno dinamomtrico.

Mientras mayor sea el torque mximo de un motor, ms fuerte este es. Esto es interesante al momento de comparar motores ya que sin importar el tamao, el tipo, el sistema de encendido el de inyeccin, un motor tendr ms fuerza que otro cuando su torque mximo sea mayor. La tendencia mundial es lograr motores con el torque ms alto posible en todas las revoluciones y principalmente al arrancar. Este efecto se conoce como motor plano Qu pas con la potencia?

La potencia indica la rapidez con que puede trabajar el motor. La potencia mxima es el mayor nmero obtenido de multiplicar el torque del motor por la velocidad de giro en que lo genera. En el caso de la figura, el motor tiene una potencia mxima de 38 kW @ 3000 rpm. Potencia = Torque x velocidad angular Veamos las unidades: En el sistema internacional el torque se expresa en Nm (Newton metro) La potencia se expresa en W (Vatios) Debido a que los motores usados en la industria automotriz, tienen muchos vatios se acostumbra usar el kW (Kilovatio) 1kW = 1000 W

Relaciones tiles: Potencia (en kW) = (Torque (Nm) . Revoluciones por minuto del motor (rpm)) / 9550 1kW = 1,34 hp (Horsepower caballo de potencia) El PS es el caballo en el sistema mtrico. 1kW = 1,359 PS 1Nm = 0,73756 lbf ft

Fuentes de energa

Rudolf Diesel desarroll la idea del motor diesel y obtuvo la patente alemana en 1892. Su logro era crear un motor con alta eficiencia. Los motores a gasolina fueron inventados en 1876 y, especficamente en esa poca, no eran muy eficientes.

Las diferencias principales entre el motor a gasolina y el Diesel son:

Un motor a gasolina aspira una mezcla de gas y aire, los comprime y enciende la mezcla con una

chispa. Un motor diesel slo aspira aire, lo comprime y entonces le inyecta combustible al aire

comprimido. EL calor del aire comprimido enciende el combustible espontneamente.

Un motor diesel utiliza mucha ms compresin que un motor a gasolina. Un motor a gasolina comprime a un porcentaje de 8:1 a 12:1, mientras un motor diesel comprime a un porcentaje de 14:1 hasta 25:1. La

alta compresin se traduce en mejor eficiencia.

Los motores diesel utilizan inyeccin de combustible directa, en la cual el combustible diesel es inyectado directamente al cilindro. Los motores a gasolina generalmente utilizan carburacin en la que

el aire y el combustible son mezclados un tiempo antes de que entre al cilindro, o inyeccin de

combustible de puerto en la que el combustible es inyectado a la vlvula de aspiracin (fuera del

cilindro).

Observe que el motor diesel no tiene buja, toma el aire y lo comprime, despus inyecta el combustible

directamente en la cmara de combustin (inyeccin directa). Es el calor del aire comprimido lo que enciende el combustible en un motor diesel.

Una gran diferencia entre un motor diesel y un motor a gasolina est en el proceso de inyeccin. La mayora de los motores de barcos utilizan inyeccin de puerto o un carburador en lugar de inyeccin directa. en el motor de un barco, por consiguiente, todo el combustible es guardado en el cilindro durante el choque de aspiracin, y se quema todo instantneamente cuando la buja dispara. Un motor diesel siempre inyecta su combustible directamente al cilindro, y es inyectado mediante una parte del choque de poder. Esta tcnica mejora la eficiencia del motor diesel. La mayora de motores diesel nos ofrecen un testigo de luz de algn tipo que no se muestra en la figura. Cuando el motor diesel est fro, el proceso de compresin no debe elevar el aire a una temperatura suficientemente alta para encender el combustible. El tapn de luz es un alambre calentado elctricamente (recuerde los cables calientes que hay en una tostadora) que ayuda a encender el combustible cuando el motor est fro.

Combustible Diesel Si usted ha comparado el combustible diesel y la gasolina, sabr que son diferentes. Huelen diferente. El combustible diesel es ms pesado y aceitoso. El combustible diesel se evapora mucho ms lento que la gasolina , su punto de ebullicin es ms alto que el del agua. Usted oir a menudo que al combustible diesel lo llaman gasoil por lo aceitoso. El combustible diesel se evapora ms lento porque es ms pesado. Contiene ms tomos de carbn en cadenas ms largas que la gasolina (la gasolina tpica es C9H20 mientras el diesel es tpicamente C14H30). Toma menos tiempo refinar para crear el combustible diesel, ya que es generalmente ms barato que la gasolina. El combustible diesel tiene una densidad de energa ms alta que la gasolina. En promedio, un galn de combustible diesel(3'875 L.) contiene aproximadamente 147x106joules, mientras que un galn de gasolina contiene 125x106joules. Esto, combinado con la eficiencia mejorada de los motores diesel, explica porqu los motores diesel poseen mejor kilometraje que el equivalente en gasolina.

Conclusiones

Para concluir, es bueno recordar que: * El torque y la potencia son indicadores de lo que el motor puede hacer

* Los valores de torque y potencia que publican los fabricantes cumplen normas internacionales las cuales pueden variar segn el origen del motor, y lo que leemos en las especificaciones se trata de los valores mximos.

* Se dice caballo de potencia y no caballo de fuerza

* El torque es la fuerza del motor ya que la entrega en forma de giro * La potencia se obtiene a partir del torque y las revoluciones

* Un motor tiene torque mximo y potencia mxima y en los motores de combustin interna estos no se presentan a las mismas revoluciones.

1.2-TREN DE FUERZAS (MOTORES, CONVERTIDORES, TRANSMISIONES

DIFERENCIALES, MANDOS FINALES)

Introduccion:

La fuerza es todo agente capaz de modificar la velocidad o la forma de los objetos. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o energa.

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) y en el Cegesimal (cgs), el hecho de definir la fuerza a partir de la masa y la aceleracin (magnitud en la que intervienen longitud y tiempo), conlleva a que la fuerza sea una magnitud derivada. Por en contrario, en el Sistema Tcnico la fuerza es una Unidad Fundamental y a partir de ella se define la unidad de masa en este sistema, la unidad tcnica de masa, abreviada u.t.m. (no tiene smbolo). Este hecho atiende a las evidencias que posee la fsica actual, expresado en el concepto de Fuerzas Fundamentales, y se ve reflejado en el Sistema Internacional de Unidades. Sistema Internacional de Unidades (SI) newton (N) Sistema Tcnico de Unidades kilogramo-fuerza (kgf) o kilopondio (kp) Sistema

Cegesimal de Unidades dina (dyn) Sistema Anglosajn de Unidades Poundal KIP Libra fuerza (lbf)

Equivalencias 1 newton = 100 000 dinas 1 kilogramo-fuerza = 9,806 65 newtons 1 libra fuerza 4,448 222 newtons

El tren de fuerza es la parte ms importante y es el encargado de convertir la energa del combustible en movimiento de los neumticos para impulsarlo, puede ser de diversas arquitecturas de acuerdo al propsito a que se destine el vehculo. A continuacin los esquemas ms comunes utilizados en los automviles de hoy. En todos los casos es necesaria la existencia de un elemento de desconexin/conexin entre el motor y el resto de la transmisin conocido como embrague.

Tren de fuerzas (Motores, convertidores, transmisiones diferenciales, mandos finales)

Tren de fuerzas

El tren de fuerzas de una maquinara es aquel conjunto de dispositivos encargado de convertir toda la energa en movimiento, ya sea para trasladar a la mquina o a que esta misma desarrolle cierta accin. En otras palabreas es la encargada de transmitir la fuerza al suelo.

9 Diagrama del flujo de aceite dentro de un convertidor de par.

Entre los dispositivos que conforman el tren de fuerza de la maquinaria generalmente se encuentran los:

Motores

Un motor es una mquina capaz de transformar cualquier tipo de energa (elctrica, de combustibles fsiles,...), en energa mecnica capaz de realizar un trabajo. En los automviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento. Existen diversos tipos, siendo los ms comunes:

Motores trmicos: cuando el trabajo se obtiene a partir de energa trmica.

Motores de combustin interna: son motores trmicos en los cuales se produce una combustin del fluido motor, transformando su energa qumica en energa trmica, a partir de la cual se obtiene energa mecnica. El fluido motor antes de iniciar la combustin es una mezcla de un comburente (como el aire) y un combustible, como los derivados del petrleo, los del gas natural o los biocombustibles. Motores de combustin externa: son motores trmicos en los cuales se produce una combustin en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado trmico de mayor energa mediante la transmisin de energa a travs de una pared. Motores elctricos: cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente elctrica.

Generalmente en la actualidad la maquinaria pesada usa motores diesel, el motor diesel es un motor trmico de combustin interna cuyo encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresin del aire en el interior del cilindro.

Ventajas y desventajas de los motores diesel

La principal ventaja de los motores diesel, comparados con los motores a gasolina, estriba en su menor consumo de combustible. En automocin, las desventajas iniciales de estos motores (principalmente precio, costos de mantenimiento y prestaciones) se estn reduciendo debido a mejoras como la inyeccin


electrnica y el turbocompresor. No obstante, la adopcin de la precmara para los motores de automocin, con la que se consiguen prestaciones semejantes a los motores de gasolina, presenta el inconveniente de incrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos motores prcticamente desaparece. Tomando como referencia a la compaa Caterpillar los motores se pueden dividir en 3 categoras o niveles; motores nivel I, nivel II y nivel III; que deriva del trabajo que la mquina realizar. A continuacin se enlistan las partes de cada motor:

Motor nivel I Anillos de pistn Cojinetes de bancada, cojinetes de vstago Guas de vlvula Cojinetes

de turbo Sellos de turbo Empaquetaduras/sellos 4

Corte de un motor Caterpillar C-15.

Motor nivel II Pistones Camisas Vlvulas

rboles de levas

Motores nivel III


Bloques Culatas Cigeales Bielas

Convertidores de par.

El convertidor de par hace las funciones de embrague entre el motor y la transmisin.

Las ventajas de un convertidor de par sobre un embrague convencional son las siguientes: Absorbe las

cargas de choque.

Evita que el motor se sobrecargue y llegue a calarse, permitiendo el funcionamiento a la vez del sistema hidrulico.

Proporciona las multiplicaciones de par automticamente para hacer frente a la carga, sin tener que cambiar de velocidad dentro de unos lmites.

Se elimina la necesidad de embrague.

La carga de trabajo va tomndose de forma gradual. Se

precisan menos cambios de velocidad


El funcionamiento del convertidor de par es relativamente sencillo. Consta de dos turbinas enfrentadas, una de las cuales movida por el motor diesel impulsa el aceite que hay en el interior del convertidor contra la otra turbina, haciendo que esta gire y venza la resistencia de la transmisin y de las ruedas o cadenas. El cigeal del motor hace girar el Impulsor y este la turbina que mueve el eje de salida. Hasta ahora hemos descrito un embrague convencional que funciona por aceite, lo que en realidad hace cambiar el par es una tercera turbina llamada estator que proporciona una cierta graduacin de la energa que se transmite del motor a la transmisin. Al girar el motor, la fuerza centrfuga lanza el aceite hacia la periferia del impulsor, en cada uno de os espacios delimitados por cada dos paletas; de stos pasa a los espacios anlogos delimitados por las paletas de la turbina, desde la periferia al centro, y despus vuelve nuevamente al impulsor establecindose un circuito cerrado. Si la velocidad de rotacin es suficientemente elevada, la turbina es arrastrada y gira a la misma velocidad, transmitiendo as el giro del motor a la transmisin, sin resbalamiento de la turbina. Esto ocurre, por ejemplo, cuando la mquina se mueve por inercia o cuesta abajo, o en un terreno llano sin carga. Cuando la mquina tiene que vencer una carga, por ejemplo cuando se encuentra con una pendiente pronunciada, baja la velocidad de giro de la transmisin, y por lo tanto la de la turbina. Al girar la turbina ms despacio que el impulsor el aceite choca contra las paletas convirtiendo la energa perdida en calor. Mientras ms despacio gire la turbina, con respecto al impulsor, habr ms prdidas de energa del aceite. Vemos que si solamente usamos dos turbinas al aumentar la carga no hay aumento de par.

Las partes que forman realmente un convertidor de par que funciona como tal, son las siguientes (ver figura):

A. Impulsor

B. Turbina C. Estator D. Carcasa giratoria E.

Carrier o soporte F. Eje

de salida

Flujo de aceite dentro de un convertidor de par.

La carcasa giratoria D es impulsada por un estriado interior que lleva el volante del motor, y el impulsor A est empernado a la carcasa, por lo que gira con ella. La carcasa suele ser de fundicin y el impulsor de aluminio.

La turbina B recibe el aceite procedente del impulsor y acciona el eje de salida F del convertidor. La turbina suele ser de aluminio y manda aceite al estator.

El estator C est fijado por el soporte E a la tapa o crter del convertidor y permanece estacionario. El aceite que recibe de la turbina lo manda al impulsor. El estator suele ser de acero.


Veamos el flujo que sigue el aceite en el convertidor. El aceite, procedente del grupo de vlvulas de control de la transmisin, entra al impulsor A por un conducto taladrado que tiene el soporte E. El impulsor A, accionado por la carcasa giratoria D y por el motor, acta como una bomba centrifuga y arroja el aceite hacia la periferia, el aceite es obligado a pasar a la turbina B. El aceite a elevada velocidad golpea las paletas de la turbina, haciendo girar a sta y al eje de salida F. El aceite procedente de la turbina B pasa al estator C y ste lo dirige nuevamente al impulsor A, comenzando de nuevo el ciclo.

Multiplicacin de par.

Cuando en el eje de salida no hay ninguna resistencia a girar, y el eje de salida gira a la misma velocidad que el volante del motor, el impulsor y la turbina giran a la misma velocidad. Bajo estas condiciones el aceite sale del estator con una direccin tal que choca bruscamente contra las paletas del impulsor. Como el impulsor no puede girar ms deprisa, porque va unido al volante del motor, el aceite pierde la velocidad que llevaba y por lo tanto, la casi totalidad de su energa se transforma en calor producido por el choque con las paletas del impulsor. Como en anteriores choques con las paletas de la turbina y del estator el aceite ha ido perdiendo velocidad y energa, con respecto a la que llevaba cuando sali del impulsor, resulta que al llegar de nuevo a ste no puede ayudar al aceite que sale de l a circular ms deprisa y con ms energa, que es la nica forma de poder aumentar el par de salida con respecto al de entrada. Si el eje de salida coge carga, dicho eje, y por lo tanto la turbina, giraran ms despacio que el impulsor; al girar ms despacio la turbina, el aceite entra al estator con una direccin tal que cuando sale de l se dirige al impulsor de tal forma que ahora parte del aceite no choca y se incorpora al que mueve el convertidor, comunicndole su energa y velocidad. Ahora tenemos dos puntos muy importantes; por un lado la turbina gira ms despacio, y por lo tanto cada espacio entre paletas est ms tiempo enfrentado con cada chorro de aceite que sale del impulsor, y por otro lado tenemos que adems le entra aceite a ms velocidad y con ms energa que antes, debido a esa energa que le ha comunicado al aceite que sale del impulsor el aceite procedente del estator. Como la velocidad en el eje de salida es menor, y la potencia del motor no baja al coger la carga el eje de salida, sino que permanece casi constantemente gracias a ese aumento de aceite sobre la turbina y que es en definitiva el que soporta el aumento de carga del eje de salida, el par aumenta. Entonces est claro que el aumento de par depende de la direccin con que el aceite sale de la turbina, entra en el estator, sale del estator y entra al impulsor y la direccin con que el aceite sale de la turbina depende de la velocidad de sta con respecto al impulsor. Hay una determinada velocidad de la turbina con respecto al impulsor en la cual el aceite entra a ste con tal direccin, procedente del estator, que se aprovecha toda la velocidad y energa con que el aceite sale del estator y no se pierde prcticamente nada en choques y rozamientos, o sea, en calor.

Transmisiones diferenciales

Se conoce como diferencial al componente encargado, de trasladar la rotacin, que viene del motor, transmisin, hacia las ruedas encargadas de la traccin.

Un diferencial es el elemento mecnico que permite que las ruedas derecha e izquierda de un vehculo giren a revoluciones diferentes, segn ste se encuentre tomando una curva hacia un lado o hacia el otro. El diferencial consta de engranajes dispuestos en forma de "U" en el eje. Cuando ambas ruedas recorren el mismo camino, por ir el vehculo en lnea recta, el engranaje se mantiene en situacin neutra. Sin embargo, en una curva los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las diferentes velocidades de giro de las ruedas. La diferencia de giro tambin se produce entre los dos ejes. Las ruedas directrices describen una circunferencia de radio mayor que las no directrices, por ello se utiliza el diferencial.

Los diferenciales son los conjuntos que van colocados en el centro del eje que soporta las ruedas. Tienen dos misiones fundamentales: primero cambiar el flujo de potencia que viene de la transmisin en ngulo recto para accionar las ruedas, y segundo hacer que las ruedas giren a distinta velocidad cuando la mquina efecta un giro. Para cambiar la direccin del flujo de fuerza no es necesario en realidad un diferencial, sino que es suficiente con un eje cnico y un engranaje, de hecho hay algunas mquinas que llevan un eje de este tipo porque el radio de giro es lo suficientemente amplio como para no necesitar el efecto diferencial. Sin embargo la mayora de las mquinas si lo usan, para evitar el desgaste excesivo de los neumticos y proporcionar mayor maniobrabilidad en los giros.

El diferencial consta de los elementos siguientes: Corona. Planetario. Caja de satlites. Palier. Pin cnico.

Mandos Finales

Los mandos finales son aquellos dispositivos que se encargan de canalizar la potencia del motor para poder dar movimiento a cualquier elemento del la maquinaria.

15 Motor de arranque

Conclusin

En este apartado del temario el alumno se familiariz con el concepto de tren de fuerzas de la maquinaria

pesada. Ahora podemos definir claramente que el tren de fuerzas es el conjunto de dispositivos encargados

de dar potencia a la maquinaria, dada por el motor, el cual en principio nos da la capacidad de desplazar

a la mquina, adems la potencia tambin es aprovechada por los elementos locomotores para realizar

cualquier trabajo que deseemos, para esto la maquinaria cuenta con transmisiones diferenciales para darle

una mayor agilidad, los convertidores de par ayuda a duplicar la fuerza de la mquina sin necesidad de

cambiar la marcha, lo cual reduce el desgaste del motor y por ltimo los mandos finales nos ayudan a mover

de la manera deseada los aditamentos de la maquinaria para desarrollar las tareas que se deben cumplir.

1.3 SISTEMAS AUXILIARES (ELCTRICOS, HIDRULICOS, NEUMTICOS, FRENOS)

Un sistema (lat. systema, proveniente del griego ) es un conjunto de funciones, virtualmente referenciada sobre ejes, bien sean estos reales o abstractos. Tambin suele definirse como un conjunto de elementos dinmicamente relacionados formando una actividad para alcanzar un objetivo operando sobre datos, energa y/o materia para proveer informacin.

Un sistema siempre est dentro de otro sistema. El concepto de sistema tiene dos usos muy diferenciados, que se refieren respectivamente a los sistemas conceptualmente ideados (sistemas ideales) y a los objetos encasillados dentro de lo real. Ambos puntos establecen un ciclo realimentado, pues un sistema conceptualmente ideado puede pasar a ser percibido y encasillado dentro de lo real; es el caso de los ordenadores, los coches, los aviones, las naves espaciales, los submarinos, la fregona, la bombilla y un largo etc. que referencia a los grandes inventos del hombre en la historia.

1.3 Sistemas Auxiliares (Elctricos, hidrulicos, neumticos, frenos)


Sistema elctrico

Sistema elctrico a un conjunto de dispositivos cuya funcin es proveer la energa necesaria para el arranque y correcto funcionamiento de los accesorios elctricos tales como luces, electrodomsticos y diversos instrumentos. Cuando los expertos disean un sistema elctrico lo hacen pensando en cmo proveer energa an en las peores condiciones de operacin; los sistemas de 12 volts son los ms tradicionales y, a su vez, los menos costosos, los de 24 volts se consideran los ms eficientes.

En la actualidad los sistemas elctricos de las mquinas han evolucionado tremendamente comparados con los existentes hace relativamente poco tiempo. La introduccin de la electrnica en ellos hace que cada nuevo modelo que sale al mercado suponga la introduccin de nuevos componentes y nuevas funciones. En estos artculos vamos a tratar de forma general los componentes ms importantes as como sus funciones, dejaremos los sistemas electrnicos para otros captulos posteriores teniendo en cuenta su complejidad.

Las funciones bsicas del sistema elctrico comienzan nada ms arrancar la mquina. Consisten en suministrar la energa necesaria para arrancar el motor, utilizar luces, accesorios elctricos, instrumentos, indicadores etc. Los componentes electrnicos que forman parte del sistema elctrico sirven en su mayora para efectuar un control ms fino de los distintos componentes como la inyeccin del motor, control de cambios de la servotransmisin, control de las funciones hidrulicas, etc, y todo ello de una forma que permite el ajuste o modificacin de los parmetros de funcionamiento, de manera que la mquina se adapte en cada momento a las condiciones en que trabaja, de una forma automtica.

Sistema de carga y arranque. El sistema se compone de batera, motor de arranque y alternador con su regulador incorporado. Es el sistema que requiere ms potencia de todos los de la mquina. En motores antiguos tambin se contemplan bujas de precalentamiento o calentadores para motores dotados de sistema de pre combustin.

La batera es la encargada de mantener una reserva de corriente para hacer funcionar el arranque y los accesorios mientras la mquina esta parada. Tambin acta de reserva cuando el generador no es suficiente porque el consumo elctrico momentneo supere su capacidad de producir corriente, y estabiliza el sistema absorbiendo las cargas puntuales que se producen cuando se enciende o apaga algn componente de fuerte consumo. Normalmente suelen ser de plomo y cido. El almacenamiento de la energa se hace de forma qumica y la potencia la da en forma de electricidad.

14


Actualmente la mayora de las bateras utilizadas en mquinas no requieren mantenimiento alguno durante toda su vida til, sin embargo es conveniente comprobar de vez en cuando el estado de los bornes y conexiones, puesto que la intensidad de corriente que pasa por ellos es tan fuerte que un borne flojo puede dar lugar a una avera prematura de la batera.

Problemas en las bateras:

Se pueden presentar diversos problemas en las bateras entre los que se pueden destacar: Roturas de carcasas y puentes entre bornes, generalmente por golpes y vibraciones. Cortocircuito entre las placas, generalmente producidos por decantacin en el fondo del material desprendido de las placas que se va acumulando hasta llegar a la altura de las mismas cortocircuitndolas. Suele darse en uno de los vasos lo que inutiliza toda la batera. Oxidacin de las placas, producida por el paso del tiempo o bien por una carga excesiva por defecto en el alternador o por haber quedado descubiertas sin electrolito. Las bateras utilizadas en maquinaria como las utilizadas en el transporte suelen ser de gran capacidad, puesto que los motores grandes requieren motores de arranque de mucha potencia que precisan grandes intensidades de corriente al mismo tiempo que los diversos sistemas tanto de iluminacin como electrnicos cada vez ms comunes y en ms cantidad requieren capacidades de reserva cada vez ms altas. Para comprobar la carga de una batera se utiliza un comprobador de descarga que mide la tensin entre los bornes aplicando una carga parecida a la del motor de arranque. Aunque es posible que la batera no pueda conservar la carga, por lo que es conveniente efectuar de nuevo la prueba transcurridos algunos das para asegurarse. Las bateras modernas no necesitan mantenimiento ni relleno de electrolito, simplemente una limpieza de bornes y en general de la batera de vez en cuando servir para mantenerla en perfecto estado de funcionamiento.

El motor de arranque va montado en la carcasa del volante del motor de manera que, mediante una corona dentada, al accionar la llave de encendido hace girar el cigeal del motor para que comience el ciclo de combustin. Lleva incorporado un rel que tiene la funcin doble de desplazar el pin del arranque para que engrane con la corona y a la vez cierra el circuito de potencia que hace girar el arranque. El motor de arranque no requiere mantenimiento habitualmente, nicamente es conveniente revisarlo cuando el motor diesel necesite a su vez una reconstruccin, teniendo en cuenta revisar la corona del volante del motor diesel y sustituyendo los elementos del motor de arranque que estn gastados por el uso, como casquillos, contactos del rel, escobillas, etc.

Antiguamente la explosin o combustin de los motores poda comenzarse con sistemas manuales como la manivela, de compresin de muelles, de aire comprimido, etc. El motor de arranque elctrico es la forma habitual de comenzar la ignicin de los motores de vehculos y maquinaria en la actualidad, aunque subsisten algunos sistemas de aire en aplicaciones marinas. El motor de arranque tiene la funcin de hacer girar el cigeal del motor trmico con el fin de que comience el ciclo de explosin o combustin, y hasta que este ltimo es capaz de continuar por si solo. Los motores de arranque constan de dos elementos principales: El motor elctrico simple que suele ser un motor "serie" de corriente continua. Motor "serie" quiere decir que la corriente pasa inicialmente por sus bobinas inductoras y a continuacin por el inducido sin ninguna derivacin. Este tipo de motor se caracteriza por un elevado par de arranque que lo hace optimo en esta aplicacin. El rel principal de arranque que tiene la misin de conectar al motor elctrico con la batera directamente y en segundo lugar desplazar el pin del arranque para que este se conecte con la corona del volante de inercia del motor trmico y as poder transmitir el giro del arranque al cigeal. El circuito elctrico externo que pone en funcionamiento un motor de arranque es simple, consta de un cable grueso de positivo de batera conectado directamente al rel del arranque y otro de control que va a la llave de contacto y de esta al rel del arranque para darle la seal de encendido.

Averas ms comunes.

Las averas en un motor de arranque una vez descartado el circuito externo al mismo pueden ser elctricas o mecnicas. Dentro de las mecnicas podemos hablar de:

Roturas en el pin de arranque, fcilmente detectable visualmente.

Fallos en el embrague que hacen que gire el eje del inducido y no lo haga el pin, se detecta por el sonido al poner en marcha el arranque.

Rotura de la leva que desplaza el pin, visualmente se detecta la falta de desplazamiento.

Desgaste excesivo de los casquillos de giro del inducido y el fallo consiguiente del mismo, detectable desmontando el arranque.

Dentro de las elctricas:

Fallo en los contactos del rel, se detecta con una lmpara serie.

Fallo en el propio rel, se detecta suministrando corriente directamente sin pasar por la llave. Fallo en inductoras, inducido o escobillas, es necesario desmontar el arranque.

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El alternador es un elemento fundamental entre los componentes de un motor y tiene dos funciones fundamentales, la primera recargar la batera y dejarla en condiciones de efectuar un nuevo arranque del motor trmico en cuanto sea preciso y la segunda alimentar de corriente elctrica los componentes auxiliares del motor trmico as como el alumbrado, sensores, indicadores, etc.

Antiguamente se usaba una dinamo de corriente continua para estas funciones, actualmente los componentes

electrnicos hacen ms sencillo y barato usar un alternador para esta labor, el alternador produce ms

corriente con un tamao menor de componentes y necesita menos revoluciones de motor para hacerlo.

El alternador en una mquina sncrona trifsica que genera c orriente alterna la cual se rectifica

mediante unos diodos para as alimentar la batera y el resto de componentes con una corriente de 14 voltios

para turismos y 28 voltios para vehculos industriales y mquinas grandes. Caractersticas del alternador.

Entrega de potencia til incluso al ralent.

Menor volumen a igual potencia suministrada que las dinamos. Larga vida

til por no tener muchos elementos mviles.

16 Partes de un motor de arranque

Buena resistencia a elementos externos como humedad, calor, vibraciones, polvo, etc. Averas ms comunes.

Las averas ms frecuentes de un alternador pueden ser de dos tipos: Mecnicas:

Fallo en el mecanismo de arrastre del rotor por correas flojas, engrasadas o rotas o bien la polea rota o desgastada. Suele detectarse por un ruido de patinamiento de las correas.

Fallo en los rodamientos con su consiguiente agarrotamiento y la destruccin completa del alternador en la mayora de los casos. Suele producirse ruido de agarrotamiento con anterioridad.

Elctricas:

Fallo en el bobinado de rotor o inducido. Se comprueba desmontando el alternador y comprobando su continuidad.

Fallo en el regulador. Solo se puede comprobar sustituyndolo por otro.

Fallo en los rectificadores, en los alternadores modernos se sustituyen como un conjunto y se comprueban con polmetro.

Sistemas hidrulicos

Todas las mquinas de movimiento de tierras actuales, en mayor o menor medida, utilizan los sistemas hidrulicos para su funcionamiento; de ah la importancia que estos tienen en la configuracin de los equipos y en su funcionamiento. Un sistema hidrulico constituye un mtodo relativamente simple de aplicar grandes fuerzas que se pueden regular y dirigir de la forma ms conveniente. Otras de las caractersticas de los sistemas hidrulicos son su confiabilidad y su simplicidad. Todo sistema hidrulico consta de unos cuantos componentes relativamente simples y su funcionamiento es fcil de entender. Vamos a tratar de describir algunos principios de funcionamiento as como algunos componentes simples y la forma en que se combinan para formar un circuito hidrulico. Hay dos conceptos que tenemos que tener claros el de fuerza y el de presin. Fuerza es toda accin capaz de cambiar de posicin un objeto, por ejemplo el peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce, sobre el suelo, ese objeto. La presin es el resultado de dividir esa fuerza por la superficie que dicho objeto tiene en contacto con el suelo.

La presin se mide generalmente en Kilogramos/Cm2. La hidrulica consiste en utilizar un liquido para transmitir una fuerza de un punto a otro.

Los lquidos tienen algunas caractersticas que los hacen ideales para esta funcin, como son las siguientes: Incompresibilidad. (Los lquidos no se pueden comprimir) Movimiento libre de sus molculas. (Los lquidos se adaptan a la superficie que los contiene). Viscosidad. (Resistencia que oponen las molculas de los lquidos a deslizarse unas sobre otras). Densidad. (Relacin entre el peso y el volumen de un lquido). D=P/V La densidad patrn es la del agua que es 1, es decir un decmetro cbico pesa un kilo. El principio ms importante de la hidrulica es el de Pascal que dice que la fuerza ejercida sobre un lquido se transmite en forma de presin sobre todo el volumen del lquido y en todas direcciones. Generalmente la fuerza Hidrulica se consigue empujando el aceite por medio de una bomba conectada a un motor, se transmite a travs de tuberas metlicas, conductos, latiguillos, etc. y se proyecta en cilindros hidrulicos, motores, etc. Un circuito hidrulico bsico podra constar de un depsito de aceite, una bomba que lo impulsa, una tubera que lo transmite y un cilindro que acta.

Componentes bsicos de los circuitos hidrulicos

Los sistemas hidrulicos se componen bsicamente de: Bombas.

Tuberas.

Vlvulas.

Depsitos.

Cilindros o botellas.

Motores.

Filtros. Las bombas hidrulicas en maquinaria suelen ser de tres tipos fundamentalmente: Bombas de engranajes, bombas de paletas y bombas de pistones.

Una bomba hidrulica es un dispositivo tal, que recibiendo energa mecnica de una fuente exterior, la transforma en una energa de presin transmisible de un lugar a otro de un sistema hidrulico a travs de un lquido cuyas molculas estn sometidas precisamente a esa presin. Se dice que una bomba es de desplazamiento negativo cuando su rgano propulsor no contiene elementos mviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. Otra definicin para aclarar los trminos dice que las bombas de desplazamiento negativo son las que desplazan una cantidad variable de lquido dependiendo de la presin del sistema. A mayor presin menor cantidad de lquido desplazar. A este caso pertenecen las bombas centrfugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se

transforma la energa mecnica recibida en energa hidro-cintica imprimiendo a las partculas cambios en la proyeccin de sus trayectorias y en la direccin de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresin pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga, en el caso lmite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguira en movimiento NO generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el mximo consumo de fuerza matriz.

Bombas hidrulicas de engranajes o piones

Este es uno de los tipos ms populares de bombas de caudal constante usados en la maquinaria. En su forma ms comn, se componen de dos piones dentados acoplados que dan vueltas, con un cierto juego, dentro de un cuerpo estanco. El pin motriz o principal esta enchavetado sobre el rbol de arrastre accionando generalmente por el motor diesel o por una toma de fuerza de la transmisin, etc. Las tuberas de aspiracin o succin y de salida o descarga van conectadas cada una por un lado, sobre el cuerpo de la bomba. Los dientes de los piones al entrar en contacto por l lado de salida expulsa el aceite contenido en los huecos, en tanto que el vaco que se genera a la salida de los dientes del engranaje provoca la aspiracin del aceite en los mismos huecos. Los ejes de ambos engranajes estn soportados por sendos cojinetes de rodillos ubicados en cada extremo. El aceite es atrapado en los espacios entre los dientes y la caja de funcin que los contiene y es transportado alrededor de ambos engranajes desde la lumbrera de aspiracin hasta la descarga. Lgicamente el aceite no puede retornar al lado de admisin a travs del punto de engrane.

Bombas hidrulicas de paletas

Las bombas hidrulicas de paletas se utilizan a menudo en circuitos hidrulicos de diversas mquinas de movimiento de tierras. Son tpicas en los sistemas hidrulicos de direccin de las mquinas. Constan de varias partes:

Anillo excntrico.

Rotor.

Paletas.

Tapas o placas de extremo.

El accionamiento se efecta por medio de un eje estriado que engrana con el estriado interior del rotor. Hay diversos diseos para conseguir el contacto entre la paleta y el anillo; en unos se utiliza la propia fuerza centrfuga que les imprime el giro del rotor, en estos modelos se requiere una velocidad mnima de giro para garantizar el correcto apoyo de la paleta sobre el anillo; en otros modelos esta fuerza centrfuga se refuerza con unos muelles colocados entre la paleta y su alojamiento en el rotor, esto disminuye la velocidad mnima necesaria para el apoyo; otros modelos utilizan una reducida presin hidrulica para empujar la paleta. Las bombas de paletas son relativamente pequeas en funcin de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable.

Bombas hidrulicas de pistones

Las bombas de pistones estn formadas por un conjunto de pequeos pistones que van subiendo y bajando de forma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje. Estas bombas disponen de varios conjuntos pistn-cilindro de forma que mientras unos pistones estn aspirando liquido, otros lo estn impulsando, consiguiendo as un flujo menos pulsante; siendo ms continuo cuantos ms pistones haya en la bomba; el liquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansin y posteriormente es expulsndolo en su carrera de compresin, produciendo as el caudal. La eficiencia de las bombas de pistones es, en general, mayor que cualquier otro tipo, venciendo, generalmente, presiones de trabajo ms elevadas que las bombas de engranajes o de paletas. Las tolerancias muy ajustadas de estas bombas las hacen muy sensibles a la contaminacin del lquido.

Segn la disposicin de los pistones con relacin al eje que los acciona, estas bombas pueden clasificarse en tres tipos: Axiales: los pistones son paralelos entre si y tambin paralelos al eje. Radiales: los pistones

son perpendiculares al eje, en forma de radios. Transversales: los pistones, perpendiculares al eje, son accionados por bielas.

Las tuberas de conduccin de los circuitos hidrulicos pueden ser metlicas con tubos rgidos conformados a la medida o bien latiguillos de goma con una o varias capas de alambres de acero trenzado en su interior, dependiendo de la presin para la cual estn diseados.

Las vlvulas son fundamentales en los circuitos hidrulicos, y son las que controlan los flujos de aceite para dirigirlos hacia el lugar conveniente en cada momento. Cada fabricante puede denominarlas de una manera distinta, pero bsicamente las funciones son similares en casi todos los circuitos hidrulicos. Podemos hablar de vlvulas de carrete, de retencin, reductoras de presin, de seguridad, compensadoras, pilotadas, antirretorno, moduladoras, combinadas, etc. Actualmente la tendencia general de todos los fabricantes es la de sustituir los circuitos pilotados hidrulicamente por pilotaje electrnico que resulta mas cmodo, barato y sencillo, los circuitos son mandados por seales elctricas y en unos pocos aos la parte hidrulica de las mquinas se limitar a los circuitos principales que son menos propensos a las averas.

Los depsitos hidrulicos pueden ser de dos tipos: Presurizados que mantienen durante el funcionamiento de la mquina una presin en su interior que favorece la descarga de aceite hacia las bombas. Depsitos con respiradero que no mantienen presin en su interior.

Los cilindros o botellas pueden tener diversas formas o tener los soportes colocados de distinta manera, pero generalmente se pueden clasificar por el sistema de cierre de la

tapa que varia en funcin de la presin que tengan que soportar. Las tapas que usan tornillos aguantan generalmente ms presin que las tapas que van atornilladas directamente en la camisa. Estas ltimas pueden ser atornilladas exteriormente o bien en la parte interior de la camisa.

Motores hidrulicos son generalmente de pistones y caudal fijo, se utilizan generalmente para la traslacin de las mquinas.

Filtros hidrulicos, van generalmente en derivacin con el circuito principal y suele pasar por ellos una parte de la presin de retorno, circunstancia por la cual, su eficacia en el circuito es limitada. No suelen colocarse en las lneas de presin porque necesitaran ser muy reforzados para aguantar tan altas presiones y serian antieconmicos. En las lneas de aspiracin de las bombas podran dar lugar a restricciones que produciran cavitacin acortando as drsticamente la vida til de las mismas.

Como consecuencia de los cambios que estn experimentando los circuitos hidrulicos tanto en cuanto a su configuracin, (nuevos elementos electrnicos, sensores ms eficaces, pasos de aceite ms restringidos), como en cuanto a su tecnologa, (ajustes de vlvulas ms pequeos, cilindros y vstagos con mecanizados ms finos, menores tolerancias en general en los circuitos), cada vez es mas critica la limpieza del aceite que circula por los mismos, los mantenimientos de los circuitos hidrulicos, al contrario que en otros sistemas, se estn acortando. Un circuito hidrulico en el que se produzca una avera que d lugar a la rotura de algn componente, por sus especiales caractersticas, trasladar la contaminacin inmediatamente a todo el resto del circuito, siendo muy probable que se tenga que desmontar y limpiar el circuito completo para solucionar el problema.

Refrigeracin

Todos los motores de combustin interna se calientan durante el funcionamiento. Este calor se produce al quemar el combustible dentro de los cilindros. El sistema de enfriamiento debe poder eliminar suficiente calor como para mantener el motor a una temperatura apropiada para la operacin, pero no debe eliminar tanto calor como para que el motor funcione en fro. Adems, en ciertas aplicaciones, el sistema de enfriamiento debe eliminar tambin el calor

La ilustracin de la derecha se muestra un sistema de enfriamiento marcando el recorrido del refrigerante.

El sistema de enfriamiento afecta directamente al funcionamiento y a la vida til de la mquina. Si el sistema de enfriamiento no es del tamao apropiado, o si no recibe buena atencin de mantenimiento o si la mquina no se opera de la forma debida, puede producirse recalentamiento o exceso de enfriamiento. Como estos dos factores pueden acortar la vida til del motor o causar un rendimiento deficiente, es muy importante descubrir y corregir de inmediato cualquier problema en el sistema de enfriamiento. Hay muchos sistemas de enfriamiento; la mayora tiene un radiador y un ventilador para eliminar el calor del motor mientras que otros usan un intercambiador de calor, enfriadores de agua salada o torres de enfriamiento. Los componentes bsicos de la mayora de los sistemas de enfriamiento son: refrigerante, bomba de agua, enfriador de aceite del motor, termostatos, ventilador y radiador. Durante el funcionamiento normal, la bomba de agua enva refrigerante al bloque del motor a travs del enfriador de aceite del motor. El refrigerante fluye despus a travs del bloque del motor a la culata o culatas de los cilindros en donde es enviado a las superficies calientes de las mismas, pasa luego a la caja del termostato. Cuando el motor esta fro, los termostatos impiden el flujo del refrigerante hacia el radiador y el refrigerante vuelve directamente a la bomba del agua. Al ir aumentando la temperatura del refrigerante, los termostatos comienzan a abrirse y permiten que parte del refrigerante fluya al radiador.

Factores que afectan al sistema de enfriamiento.

Altitud La velocidad de transferencia de calor del radiador al aire esta en relacin directa con la diferencia entre las temperaturas del refrigerante y del aire. Una temperatura ambiente elevada har que la temperatura del refrigerante sea ms alta que la normal. A medida que aumenta la altitud se reduce la densidad del aire. Por lo tanto se reduce la velocidad de transferencia trmica del aire a medida que aumenta la altitud. Sin embargo la temperatura ambiente se reduce a mayores altitudes con lo que se contrarrestan los efectos.

Sobrecarga La operacin de una mquina sobrecargada tambin puede producir sobrecalentamiento. La seleccin de velocidades adecuadas es muy importante. Se puede recalentar el sistema de enfriamiento si la mquina funciona durante un largo tiempo en una velocidad cercana a la de calado de convertidor. En tales condiciones el motor y el convertidor generan grandes cantidades de calor a la vez que se reduce la velocidad del ventilador y la bomba de agua.

Enfriador aceite motor Muchos motores tienen tambin enfriadores de aceite motor. La mayor parte del calor proviene del rociado de la parte inferior de los pistones. La alta temperatura de los pistones se debe a la alta temperatura del aire de admisin por la accin del turbo, tambin se puede producir por un ajuste inadecuado de la inyeccin y por poca presin de soplado del turbo.

Posenfriadores. El aire a la salida del turbo esta a mayor temperatura que en la entrada del mismo. Algunos motores tienen un posenfriador, para bajar la temperatura de salida del turbo, este posenfriador utiliza refrigerante para absorber el calor del aire. Si el ncleo del posenfriador esta sucio o tiene aceite, el refrigerante no puede absorber tanto calor como en condiciones normales. Esto puede elevar la temperatura de los pistones y reducir la potencia del motor. Enfriadores de aceite de transmisiones, transmisiones marinas o convertidores de par. En estos elementos se genera calor generalmente por agitacin o batido del aceite. El calor aumenta con la carga y se genera mayor cantidad de calor cuando funcionan a una velocidad prxima a la de

calado. El convertidor de par tambin genera mucho calor cuando funciona a alta velocidad sin carga sobretodo cuesta abajo.

Enfriadores de retardadores. Algunas mquinas tienen un retardador que reduce la velocidad de la mquina al bajar una pendiente. La utilizacin del retardador genera calor en el aceite del mismo. Cuando se use el retardador es importante que el motor funcione a las RPM adecuadas y en la marcha apropiada.

Mltiples de escape enfriados por agua y deflectores de calor generado por el turbo enfriados por agua. Algunos motores, sobre todo los motores marinos, estn equipados con mltiples de escape enfriados por agua y deflectores de calor enfriados por agua. El ajuste de combustible o sincronizacin de inyeccin inadecuados, una carga excesiva del motor la alta temperatura del aire de admisin restriccin en el flujo de aire de escape originar altas temperaturas de escape y del refrigerante. Enfriadores de aceite hidrulico. Por lo general son del tipo radiador colocado entre el ncleo del radiador y el ventilador. El aire debe pasar por el enfriador antes que por el radiador lo que da lugar a que un alto calentamiento del enfriador transfiera el calor al radiador.

Sistema de Frenos

Frenos de servicio de los dmperes de Caterpillar Frenos Traseros de Discos Refrigerados por Aceite del dmper 773D Los frenos Caterpillar de discos mltiples, refrigerados por aceite a presin estn refrigerados continuamente proporcionando una capacidad de frenado y de retardo y una resistencia a la fatiga, excepcionales. El Control Automtico del Retardador y la Ayuda Automtica Electrnica a la Traccin utilizan los frenos traseros refrigerados por aceite para aumentar las prestaciones del dmper y aumentar su productividad.

1 Pistn de Estacionamiento/Secundario

2 Pistn de Servicio/Retardo

3 Discos de Friccin

4 Platos de Acero

5 Muelles de Empuje

6 Entrada del Aceite de Enfriamiento

7 Salida del Aceite de Enfriamiento

Los frenos de discos refrigerados por aceite estn diseados y fabricados para funcionar con total seguridad, sin necesidad de ajustes, proporcionando mejor rendimiento y mayor duracin que los sistemas de zapata y de discos secos. Una pelcula de aceite evita el contacto directo de los discos. Esto absorbe las fuerzas de frenado, mantiene el aceite lubricante y disipa el calor, alargando la duracin del sistema. El diseo de doble pistn, patentado por Caterpillar

combina los frenos secundario y de estacionamiento y las funciones del retardador. El pistn principal es accionado hidrulicamente proporcionando las funciones de retardo y de freno de servicio. El pistn secundario se aplica por muelle y se mantiene en la posicin de desactivado por la presin hidrulica. En caso de que la presin del sistema hidrulico descienda por debajo de un determinado nivel, el pistn secundario que se aplica por muelle aplicar automticamente los frenos. El sistema del retardador tiene una potencia de 1864 kW (2500 HP) en servicio intermitente y de 895 kW (1200 HP) en servicio continuo. Durante el retardo, el motor trabaja en contra de la compresin y se corta la entrada de combustible, aumentando el rendimiento de la mquina. Las fuerzas de retardo son absorbidas por las ruedas por lo que no se producen en el eje motriz tensiones asociadas con el sistema de retardo.

Los dmperes Caterpillar llevan los siguientes sistemas de freno:

1. Freno de estacionamiento. Actan sobre el pistn 1 2. Freno de servicio. Actan sobre el pistn 2. 3. Retardador. Actan sobre el pistn 2. 4. Freno de emergencia. Actan sobre el pistn 1 y 2 y sobre los frenos delanteros aunque

estos estn desconectados. 5. Frenos delanteros. Solamente funcionan con los de servicio si estn conectados. (tecla en el

cuadro). 6.

Frenos delanteros

Frenos delanteros de discos refrigerados por aceite (opcin). Ver foto superior Proporcionan mayor capacidad de frenado y control de la mquina cuando se trabaja sobre suelos resbaladizos y deslizantes. Los frenos delanteros son de serie, la opcin consiste en colocar refrigeracin. El frenado se distribuye entre los dos ejes aumentando la traccin. Cuando los transportes cuesta abajo son largos, la reconstruccin de los frenos se hace menos frecuente.

Conclusiones

El conocimiento de los sistemas auxiliares en el funcionamiento de una maquinaria pesada es muy importante,

en este apartado se incluyeron los principales sistemas auxiliares, las caractersticas de cada uno de ellos as

como tambin se conocieron algunas de las principales averas en estos sistemas, lo cual consideramos de

vital importancia ya que en nuestra vida profesional al trabajar con la maquinaria en obra, podran

presentarse problemas o situaciones especiales que sin los conocimientos adecuados no podran superarse.

1.4 MEDIOS DE LOCOMOCIN

Al seleccionarse un tractor debe considerarse distintos factores que determinaran el tamao, potencia, tipo de hoja a utilizar, entre otros. Algunos de estos factores son:

El tamao que se requiere para determinada obra.

La clase de obra en la que se empleara, conformacin, jalando una escrepa, jalando un

vagn, arando, etc.

El tipo de terreno sobre el que viajara, alta o baja eficiencia de traccin.

La firmeza del camino de acarreo.

La rigurosidad del camino.

Pendiente del camino.

La longitud de acarreo.

El tipo de trabajo que tenga que hacerse despus de terminada la obra.

Por lo tanto en este tema trataremos los medios de locomocin ya que tambin representan un factor importante en el desempeo de la tarea o trabajo a realizar, por que de la velocidad de desplazamiento de la maquina dentro del rea de trabajo implica relativamente el avance de la obra o proyecto realizado.

As pues hemos considerado dos medios de locomocin principales como son las cadenas de

transito y los neumticos utilizados para diferentes tipos de maquinaria, mas adelante mostraremos las caractersticas y mencionaremos sus ventajas y desventajas de estos medios de locomocin.

1.4 Medios de locomocin

Cadenas o transito: utilizadas para terrenos inestables de topografa accidentada Presentan mayor traccin en el suelo, pero menor velocidad de desplazamiento

Un claro ejemplo de maquinaria que se desplaza por medio de cadenas o de transito son los tractores

bulldozer. Dentro de los bulldozer o tractores tenemos los tipos de locomocin por medio de cadenas o trnsitos (orugas).

Como podemos ver claramente las cadenas famosamente conocidas como orugas, son de muchisima

ventaja para la utilizacion puesto que al presentar mayor traccion sobre las ruedas de transito, estas

favorecen la potencia de empuje del motor, este tipo de cadenas los podemos ver en diversas variantes de

maquinaria pesada: Trenes de Rodamiento de Orugas y sus partes

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Tipos de cadenas

Los actuales trenes de rodaje utilizados en la maquinaria se clasifican en varios tipos dependiendo del sistema buln-casquillo (ver componentes) que se use.

Los primeros rodajes que existieron contactaban

directamente metal contra metal entre el buln y el casquillo. Con el giro de las cadenas ambos componentes se desgastaban hasta el punto de destruccin en un corto periodo de tiempo. La suciedad se introduca entre el buln y el asquillo y aceleraba el proceso de destruccin. Adems el contacto del casquillo contra la rueda cabilla produca tambin un desgaste exterior en el casquillo. Por otra parte los eslabones se desgastaban en contacto con las ruedas guas y los rodillos inferiores y superiores.

Ms tarde se introdujo un retn que impeda la entrada de suciedad entre los bulones y los casquillos lo

que retardaba el desgaste que se produca en el conjunto. A este tipo de

cadenas se le llama cadena sellada. Son las cadenas que vemos habitualmente en casi todas las excavadoras de cadenas.

Una variante de este sistema lo constituyen las cadenas lubricadas con grasa que es una cadena sellada en la que se le introduce grasa en el interior en el momento del montaje. Lo utilizan algunas casas comerciales ltimamente en sus excavadoras.

A continuacin se cambi el sistema de retenes y se introdujo aceite entre el eslabn y el casquillo. Son las cadenas selladas y lubricadas. Con esto se consigue que el desgaste interno entre el buln y el casquillo sea prcticamente inexistente, prolongando la vida til del conjunto de las cadenas pasando a ser el desgaste externo de los casquillos el factor crtico de destruccin de la cadena. Este tipo de cadenas selladas y lubricadas requieren normalmente un mantenimiento a la mitad de su vida til. Se desmonta todo el conjunto y al montarlo de nuevo se giran los casquillos 180

grados de manera que la parte ms desgastada pase al lado contrario, con lo que si el desgaste del eslabn lo permite se disponga de un 50% ms de vida. Es necesario un seguimiento del rodaje para determinar el punto en el cual es necesario el mantenimiento. Este tipo de rodajes se usan normalmente en palas de cadenas, buldzer, tiendetubos, etc.

Un paso ms adelante lo constituyen las cadenas de casquillo giratorio que es el ltimo invento de

Caterpillar. Este tipo de cadenas adems de ser selladas y lubricadas llevan un doble sistema de retenes que permite el giro libre de los casquillos al entrar en la rueda de traccin o rueda cabilla, con lo que se evita el desgaste externo de los casquillos como factor crtico de destruccin y adems se descarta el mantenimiento de las cadenas con el consiguiente ahorro de costes. Este sistema por sus costes se aplica solamente en buldzer de momento. Este invento posiblemente en unos pocos aos revolucionar los trenes de rodaje de la maquinaria, modificando posiblemente la conexin de todos los componentes del sistema. Actualmente existen muy pocas mquinas en el mercado con este tipo de rodajes, pero no nos cabe la menor duda de que el futuro lleva este camino.

Los rodillos inferiores, superiores y ruedas guas llevan tambin aceite en el interior de sus ejes para evitar el desgaste prematuro.

Algunos ejemplos de cadenas utilizadas como medio de locomocin

Oruga de acero y goma McLaren Industries

Oruga de goma SOLIDEAL INTERNATIONAL

Oruga de goma SOLIDEAL INTERNATIONAL

Oruga de goma Dongil Rubber Belt

Oruga de goma para cargadoras de cadenas McLaren

Oruga de goma para mini-excavadora McLaren Industries

Oruga para minicargadoras McLaren Industries

Neumticos: generalmente utilizada para terrenos firmes de topografa sensiblemente plana, presentan

menor traccin en el suelo y una mayor velocidad de desplazamiento

Autoelevadores Cargadoras compactas Cargadora Frontal Excavadoras

Rodillos Vibratorios Retroexcavadoras Tractores de Orugas Motoniveladoras

A continuacin mencionaremos algunos tipos de neumticos de la amplia gama clasificada

Llanta para mquinas de obras Trelleborg Wheel Systems

Neumtico para apisonadora Michelin

Neumtico para apisonadora Denman tire corporation

Neumtico para apisonadora GPX

Neumtico para apisonadora Marangoni Pneumatici

Neumtico para autocargador forestal GPX

Neumtico para cargador Michelin

Neumtico para cargador ALLIANCE

Neumtico para cargador GPX

Neumtico para cargador ZEUS GmbH Winstone

Neumtico para desalojador forestal ALLIANCE

Neumtico para desalojador forestal GPX

Neumtico para dozer ALLIANCE

Neumtico para dmper articulado ALLIANCE

Neumtico para dmper articulado ZEUS GmbH Winstone

Neumtico para excavadora hidrulica Michelin

Neumtico para excavadora hidrulica Marangoni Pneumatici

Neumtico para gra ALLIANCE

Neumtico para gra ZEUS GmbH Winstone

Neumtico para mquina agrcola ALLIANCE

Neumtico para mquina agrcola Denman tire corporation

Neumtico para mquina agrcola GPX

MAQUINARIA PESADA (MQ-542)

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Neumtico para mquina agrcola Trelleborg Wheel Systems

Neumtico para mquina de cantera ALLIANCE

Neumtico para mquina de obras SOLIDEAL NTERNATIONAL

Neumtico para mquina de obras ALLIANCE

Conclusiones

Como podemos darnos cuenta, la importancia del medio de locomocin en la maquinaria es importante puesto que

estos medios influyen en la velocidad de desplazamiento, y la velocidad de desplazamiento en el avance de la

obra, as pues, para mover grandes volmenes de tierra por ejemplo utilizaramos un medio de locomocin que

presente mayor friccin y traccin en el suelo pues esto favorece a la potencia del motor en su empuje, pero si

vamos a cargar la tierra en un camin ubicado a varios metros de distancia a campo abierto, pues utilizaramos

una maquina, en este caso un cargador de neumticos por su velocidad de desplazamiento sobre el suelo.

Cabe mencionar que es importante tambin conocer el tipo de suelo donde se est trabajando pues depende

tambin mucho de este la funiconabilidad del medio de locomocin, as pues si se trabaja en un suelo muy lodoso

no es muy conveniente trabajar con maquinas de neumticos puesto que presentan menos traccin en estos

suelos y si una maquina de oruga. En cambio si se requiere hacer un trabajo final en el pavimento por ejemplo, por

supuesto que utilizaramos una maquina ya sea motoconformadora, compactadora o cargador de neumticos.

Por lo anterior mencionado podemos concluir en que cada medio de locomocin tiene sus ventajas y

tambin sus desventajas dependiendo de tipo de suelo y del tipo de obra a realizar.


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CAPITULO II

DESCRIPCIN DE EQUIPOS Y CLCULO DE PRODUCTIVIDAD 2.1. EQUIPO PARA CORTE Y DESMONTE 2.1.1 TRACTORES EMPUJADORES 2.1.1.1 DESCRIPCION Y CARACTERISTICAS DEL EQUIPO

Son mquinas que transforman la potencia del motor en energa de traccin, para excavar, empujar o jalar cargas.

Es un equipo fundamental para las construcciones, por su amplia versatilidad es capaz de realizar una infinidad de tareas.

Se fabrican sobre orugas o enllantados: Los tractores sobre orugas desarrollan una mayor potencia a menor velocidad, los de ruedas trabajan a

mayor velocidad con un menor aprovechamiento de la energa del motor, su fuerza de traccin es considerablemente menor a la del tractor de orugas.

TRACTORES DE ORUGAS


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Tienen la ventaja de trabajar en condiciones adversas, sobre terrenos accidentados o poco resistentes, en

lugares donde no existen caminos, ya que es capaz de abrir su propia senda. Puede transitar por laderas escarpadas y con fuertes pendientes.

Generalmente forma parte del primer contingente de mquinas que inician una obra, ya sea abriendo sendas, efectuando la limpieza y desbosque del terreno o realizando las tareas de excavacin.

Se utiliza para una variedad de trabajos, tales como excavacin, desbroce de rboles y arbustos, remolque de trallas sobre terrenos inestables, pantanosos y con fuerte pendiente, remolque de apisonadoras, arados, etc., como pusher para el movimiento de trallas. Tambin se utilizan para trabajos de mayor precisin, como ser nivelacin de terraplenes, desmonte de los lugares de corte, empuje y acopio de materiales, apertura de cunetas, peinado inicial de taludes, etc.

Se fabrican tractores con motores cuya potencia vara de 70 a 800 HP o ms. TRACTORES DE LLANTAS NEUMATICAS


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Pueden desarrollar altas velocidades llegando a 60 KM/Hora, con la desventaja de que su fuerza tractiva es mucho menor, debido a que el coeficiente de traccin es menor para los neumticos. Para su operacin requieren superficies estables y uniformes, con poca pendiente, para evitar hundimientos que disminuyen su traccin.

Los tractores sobre neumticos pueden recorrer distancias considerables sin daar los pavimentos, por lo cual se utilizan en el mantenimiento de vas asfaltadas y con preferencia en el transporte de materiales a largas distancias, como por ejemplo los tractores que remolcan trallas.

Los tractores de neumticos pueden estar montados sobre dos o cuatro ruedas, de acuerdo al trabajo que van a ejecutar.

Los tractores de dos ruedas tienen fcil maniobrabilidad, para hacer giros en espacios reducidos. Su fuerza de traccin es mayor comparada con el de cuatro ruedas, debido a que la resistencia a la rodadura es menor por tener un solo eje. Su costo de mantenimiento es menor por el menor nmero de llantas.

Los tractores de cuatro ruedas tienen mayor estabilidad, por lo cual pueden transitar por caminos ms accidentados y desarrollar una mayor velocidad. Tienen la ventaja que pueden desacoplarse de la unidad de remolque y usarse para otros fines. DOZERS

Los dozers se definen como tractores dotados de una hoja topadora montada en la parte delantera y al frente de los mismos.

La hoja tiene una seccin transversal curva para facilitar el trabajo de excavacin, en su parte inferior esta provista de piezas cortantes atornilladas denominadas cuchillas y en ambos extremos una puntera tambin atornillada.

Las hojas estn -unidas al chasis de la oruga por dos brazos laterales, que tienen accionamiento hidrulico, mediante dos pistones de doble accin que soportan los brazos laterales y son movidos por la presin de una bomba hidrulica de alta presin.

Los dozers se subdividen, de acuerdo al ngulo de trabajo de su hoja en tres tipos principales:

BULLDOZER


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Son tractores que tienen la hoja topadora fija, perpendicular a su eje longitudinal, trabajan en lnea recta, solo tienen movimiento vertical. La hoja puede inclinarse girando sobre el eje horizontal. Su uso es ms productivo y econmico en el empuje de materiales producto de excavaciones, o para excavaciones y rellenos en lnea recta.

ANGLEDOZER

Son tractores equipados con una hoja topadora movible que puede girar hasta un ngulo de 30 grados, con respecto al eje longitudinal del tractor. Su hoja tambin puede inclinarse ligeramente bajando una de sus punteras con respecto al extremo opuesto. Su uso es ms eficiente en trabajos a media ladera.

TILDOZER

Esta mquina tiene un sistema de giro en la hoja topadora, giro horizontal y vertical a travs de un sistema de mandos hidrulicos.

Otras veces se monta la cuchilla detrs del tractor, constituyndose as otra rama de mquinas de la misma aplicacin de los dozers. En cada caso existen ventajas y desventajas, espacialmente por el sistema de mantenimiento que se debe efectuar en la mquina, los mandos hidrulicos son ms caros para su mantenimiento en tanto que los mandos por cable son fciles y de menos costo, aunque actualmente el sistema de mandos por cable ya no existe.


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TIPOS DE HOJAS TOPADORAS

Para obtener una mayor productividad los tractores deben ser equipados con la hoja topadora adecuada, considerando los lugares y el tipo de trabajo que realizarn en la mayor parte de su vida til. Bsicamente se pueden citar los tipos siguientes: HOJA RECTA "S"

Esta hoja generalmente es ms corta y de mayor altura, puede ser inclinada lateralmente para facilitar su penetracin en el suelo. Tiene mejor adaptacin debido a su diseo de "U" modificada y a su menor altura con referencia a la hoja universal "U", por lo cual puede maniobrar con mayor facilidad, logrando penetrar de 30 a 60 centmetros de acuerdo al modelo y tamao del tractor, puede excavar suelos densos obteniendo mayores cargas en una amplia variedad de materiales. Este tipo de hoja puede ajustarse dndole una inclinacin frontal de hasta 10 grados.

HOJA ANGULABLE E INCLINABLE A POTENCIA P La versatilidad es la caracterstica principal de esta hoja al poder realizar una gran variedad de trabajos

desde desarrollos de sitios hasta trabajo general de empuje y aplicaciones de servicio pesado. En algunas mquinas el ngulo y la inclinacin se controlan con dos palancas, mientras que en otras mquinas se usa una palanca solamente. La hoja VPAT (orientable e inclinable a potencia con cuchilla variable) puede inclinarse mecnicamente hacia adelante para obtener mejor penetracin o para desmenuzar material pegajoso o hacia atrs para conseguir mayor productividad y facilitar el nivelado de acabado.


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HOJA DE RADIO VARIABLE VR

La hoja VR de radio variable combina los beneficios de una hoja SU, o sea la habilidad de corte y penetracin del suelo con las caractersticas de la hoja U de mayor retencin y menos derrame de material. Esto se obtiene con la vertedera de radio variable. Esta hace que la tierra se mueva hacia el centro de la hoja y crea por esto una mayor accin de rodadura del material. Las planchas laterales extendidas retienen el material y aumentan su capacidad. La hoja VR de radio variable es una herramienta excelente para mejoramiento de terrenos, conservacin del suelo, desarrollo urbano o construccin en general.

HOJA ANGULABLE "A"

Tienen mayor longitud y menor altura, pueden situarse en posicin recta o girar a derecha o izquierda ajustndose en diversas posiciones intermedias hasta un ngulo de 30 grados, con respecto al eje longitudinal del tractor. Tambin pueden inclinarse lateralmente para que uno de sus extremos penetre en el terreno en el mbito inferior del opuesto. Especialmente han sido diseadas para efectuar empuje lateral y se utilizan para el equipamiento de los tractores angledozer. Se utilizan para efectuar el corte inicial en los movimientos de tierras, en la apertura de zanjas y cunetas, en el empuje de diferentes tipos de materiales, etc.

HOJA UNIVERSAL "U"

Las amplias alas de esta hoja facilitan el empuje de grandes cargas a mayores distancias, se utilizan para modelos de tractores de mayor tamao, principalmente efectan trabajos para la habilitacin de tierras, amontonamiento de materiales para los cargadores frontales, para la excavacin de suelos livianos de poca densidad, etc. Relativamente tienen mayor longitud y altura, y una menor penetracin que su equivalente en hoja recta "S".


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HOJA SEMI UNIVERSAL SU

La hoja SUcombina las mejores caractersticas de las hojas S y U. Tiene mayor capacidad por habrsele aadido alas cortas que incluyen slo las cantoneras. Las alas mejoran la retencin de la carga y permiten conservar la capacidad de penetrar y cargar con rapidez en materiales muy compactados y de trabajar con una gran variedad de materiales en aplicaciones de produccin. Un cilindro de inclinacin aumenta la productividad y versatilidad de esta hoja. Equipada con una plancha de empuje, es buena para cargar trallas.

HOJA PARA TRACTORES TOPADORES TRANSPORTADORES CD

La hoja CD est disponible solamente para el tractor topador transportador ms grande. Est construida con los mismos requisitos de integridad estructural que las hojas topadoras U y SU. La hoja CD tiene una forma de cucharn que le ermite transportar varios metros cbicos de material en la hoja. Este material acta como contrapeso descartable que permite que el tractor topador transportador empuje ms material por pasada. La hoja CD no es tan eficaz como las hojas U y SU en materiales muy comprimidos o poco dinamitados. Sufre ms a causa de material retenido en la hoja al trabajar con materiales pegajosos.

HOJA AMORTIGUADA "C"

Se utiliza para el empuje de trallas, sus muelles de amortiguacin suavizan y facilitan esta operacin, su menor ancho permite una mejor visibilidad al operador y una mayor maniobrabilidad.


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HOJA PARA RELLENOS SANITARIOS

Estn diseados para trabajar con basura y materiales livianos de poca densidad, tiene una rejilla en su parte superior que protege el radiador y facilita una buena visibilidad. La curvatura transversal de la hoja permite que el material ruede uniformemente. Principalmente se utilizan para la conformacin de rellenos sanitarios. RASTRILLO

Se utilizan en aplicaciones de limpieza de terreno. Pueden trabajar con vegetacin de hasta una altura de rboles medianos y ofrecen una buena penetracin del suelo para sacar pequeos troncos, rocas y races. En la mayora de los casos, las puntas de los rastrillos son reemplazables.

CONTROL DE LA HOJA

El movimiento de la hoja topadora puede estar controlado por un sistema de cables o por mandos hidrulicos: El control de cable tiene mayor simplicidad en su operacin, su reparacin es ms sencilla y menos costosa, pero tiene menor precisin.

Con el control hidrulico se puede ejercer una mayor presin sobre la cuchilla consiguiendo una mayor penetracin, adems se consigue un ajuste ms preciso y uniforme en la posicin de la hoja. LIMITACIONES DE LOS TRACTORES

El mayor empuje en kilogramos que puede proporcionar un tractor es Igual al peso de la mquina ms la fuerza mxima que suministra el tren de fuerza.


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Algunas caractersticas del terreno y su humedad limitan la aptitud del tractor para aprovechar la totalidad

de su peso y potencia. Los coeficientes aproximados de los factores de traccin que aparecen en la tabla siguiente permiten calcular la fuerza mxima de empuje de la hoja topadora, multiplicando el peso del tractor por los coeficientes de la tabla. Tabla 4. Coeficientes aproximados de los factores de traccin o agarre en el suelo

Tipo de suelo Ruedas con neumticos Con orugas

Hormign 0.90 0.45

Magra arcillosa seca (*) 0.55 0.90

Marga arcillosa mojada 0.45 0.70

Magra arcillosa con surcos 0.40 0.70

Arena seca 0.20 0.30

Arena Mojada 0.40 0.50

Canteras 0.65 0.55

Caminos de grava suelta 0.36 0.50

Tierra firme 0.55 0.90

Tierra floja 0.45 0.60

*Fuente: Texto gua Maquinaria y Equipo de Construccin Ing. Jaime Ayllon (*) Marga: material compuesto de arcilla y carbonato de calcio, tiene color grisceo y se utiliza para la fabricacin del cemento

Los tractores dozers tienen su mejor aprovechamiento en movimiento de tierras con recorridos de

excavacin y empuje menores a 100 metros y con una distancia de excavacin menor a 15 metros, luego de la cual debe acumularse delante de la cuchilla una cantidad de material igual a su capacidad mxima.

Si los terrenos son muy duros deben ser previamente aflojados, utilizando arados roturadores, llamados desgarradores o escarificadores, o en su defecto realizando perforaciones para el uso de explosivos. DESGARRADOR

Es un accesorio opcional que se ubica en la parte trasera de la mquina, est formado por una viga provista de cavidades donde se alojan los vstagos, cuyo nmero vara de uno a cinco. Los vstagos son una especie de arados pero mucho ms largos, que tienen en su extremo inferior una punta removible.


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Se utilizan para la rotura de suelos duros o rocosos, facilitan el trabajo posterior de la hoja topadora, ampliando su campo de accin.

2.1.1.2 CALCULO DE PRODUCTIVIDAD DE TRACTORES CON TOPADORA

La productividad de los tractores depende de las dimensiones de su hoja topadora, de la potencia del motor, del tipo de suelo (granulometra, forma de las partculas, contenido de roca, humedad, etc.), de la velocidad que puede alcanzar la mquina, de la distancia a la que se debe empujar el material excavado, de la habilidad del operador, etc.

CARACTERSTICAS DEL SUELO QUE INFLUYEN EN LA PRODUCTIVIDAD DE LOS TRACTORES a) Tamao y forma de las partculas.- Mientras ms grandes sean las partculas del suelo presentarn una mayor dificultad a la penetracin de la cuchilla. Las partculas de bordes cortantes dificultan la accin de volteo que produce la hoja, exigiendo una mayor potencia. b) Cantidad de vacos.- Cuando no hay vacos, o son muy pocos, la mayor parte de la superficie de cada partcula est en contacto con otras. Esto constituye una ligazn que debe romperse. Un material bien nivelado carece de vacos y es generalmente muy denso, de modo que es difcil extraerlo del banco o tajo. e) Contenido de agua.- Contenido de agua. En casi toda materia seca es mayor la ligazn entre las partculas, y es ms difcil la extraccin. Y si est muy hmeda, pesa ms y se necesita ms potencia para moverla. Con un grado ptimo de humedad, es muy bajo el contenido de polvo, resulta muy fcil empujar y el operador no se fatiga.

El efecto de congelamiento depende del grado de humedad. Se intensifica la ligazn entre las partculas en funcin del mayor contenido de humedad y del descenso de temperatura. El enfriamiento de una materia completamente seca no altera sus caractersticas.

MTODO PARA CALCULAR LA PRODUCCIN

La productividad de las mquinas de construccin se mide en metros cbicos por hora (m3/hora), o yardas cbicas por hora. Su clculo est basado en el volumen que es capaz de producir la mquina en cada ciclo de trabajo, lo cual depende principalmente de sus dimensiones, y en el nmero de ciclos que es capaz de ejecutar por hora.


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donde: Q = Produccin por hora (m3/hora) q = Produccin por ciclo (m3/ciclo) N = Nmero de ciclos por Hora = 60/T T = Tiempo de duracin de un ciclo en minutos Para calcular la produccin por hora de un tractor excavando y/o empujando tierra, inicialmente se debe obtener los siguientes datos: Duracin del ciclo (T) Es el tiempo necesario para que una hoja topadora complete un ciclo de trabajo, excavacin, empuje, retroceso y cambios y se calcula con la siguiente frmula: Donde: D = Distancia de acarreo (m ) A = Velocidad de avance (m/min ) R = Velocidad de retroceso (m/min ) d = Distancia de corte (m) Z = Tiempo que dura la operacin de corte Tiempo de corte (Z) Este valor representa el tiempo de duracin de la operacin de corte o excavacin; para evaluar este tiempo se considera, en condiciones promedio, una distancia que varia de 10 a 15 metros y una velocidad igual al 50% de la velocidad de avance del tractor. donde: A = Velocidad de avance (m/min) d = Distancia de corte (m) Para determinar las velocidades de avance y retroceso se pueden utilizar los valores que proporciona el fabricante, previa correccin de acuerdo a las caractersticas particulares de cada obra, o en su defecto, para condiciones promedio se pueden asumir los valores siguientes:

TqNqQ

60

ZR

dD

A

DT

)(

A

d

A

dZ

2

2


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Datos tericos Km/hra

A = 2 a 4

R = 4 a 6

Produccin por ciclo Es un valor terico que puede ser obtenido de los manuales del fabricante, o de acuerdo a las dimensiones de las hojas topadoras que utiliza el tractor.

La productividad de las mquinas de construccin se mide en metros cbicos por hora (m3/hora), o yardas cbicas por hora. Su clculo est basado en el volumen que es capaz de producir la mquina en cada ciclo de trabajo, lo cual depende principalmente de sus dimensiones, y en el nmero de ciclos que es capaz de ejecutar por hora.

La

x

290.0q

= varia segn el tipo de hoja topadora, para el curso siguiente tomamos 40

entonces:

La0.48q2

donde: a = alto de la hoja topadora

L = ancho de la hoja topadora Produccin terica

T

qQT60

T

La

TLaQT

22 2960

48.0

Factores que Influyen en la produccin de los tractores

Factor de la hoja

a0.90a

x

x

aTan 90.0

tan

90.0 ax


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PENDIENTE (%)

FA

CT

OR

(p

)

Representa las condiciones en que se encuentra el suelo excavado y la dificultad que ofrece para

ser empujado. De acuerdo a las condiciones en que se realiza el empuje del material puede tener los valores de la Tabla 5:

Tabla 5. Factores de hoja

CONDICIONES DE EMPUJE FACTOR DE HOJA

(Fh)

EMPUJE FACIL con cuchilla llena, para tierra suelta, bajo contenido de agua, terrenos arenosos, tierra comn, materiales amontonados 0.90-1,10

EMPUJE PROMEDIO tierra suelta pero imposible de empujar con cuchilla 0,70- 0,90

llena, suelo con grava, arena y roca triturada

EMPUJE DE DIFICULTAD MODERADA contenido alto de agua, arcilla 0,60-0,70

pegajosa con cascajo, arcilla seca y dura, suelo natural

EMPUJE DIFICIL roca dinamitada o fragmentos grandes de rocas 0,40-0,60

*Fuente: Manual de espacificaciones y aplicaciones KOMATSU

Factor de pendiente

Representa el mayor esfuerzo que debe realizar la mquina para trabajar en sentido contrario a la pendiente, o el menor esfuerzo si lo hace en el sentido de la pendiente. En condiciones promedio se le asignan los valores siguientes.

Factor del tipo de material

Representa los diferentes niveles de dificultad que ofrecen los materiales para ser extrados de su lecho natural.

PENDIENTE DEL

TERRENO (%)

FACTOR (p)

15 1.20

10 1.14

5 1.07

0 1.00

-5 0.93

-10 0.86

-15 0.77


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Tabla 6. Factor del tipo de material

MATERIAL FACTOR "m"

Suelto y amontonado, tierra. No compacta, arena, grava, suelo suave 1,00

Tierra compacta, arcilla seca, suelos con menos del 25 % de roca 0,90

Suelos duros con un contenido de roca de hasta 50 % 0,80

Roca escarificada o dinamitada, suelos con hasta 75 % de roca 0,70

Rocas areniscas y caliche 0,60

*Fuente: Texto gua Maquinaria y Equipo de Construccin Ing. Jaime Ayllon

Factor de eficiencia del trabajo

Resulta de la evaluacin combinada de los factores correspondientes al aprovechamiento del tiempo y a la habilidad de] operador. Tabla 7. Factor de eficiencia de trabajo

CONDICIONES DE TRABAJO t o E

Excelentes 60/60 1.0 1.0

Buenas 50/60 0.9 0.75

Regulares 45/60 0.8 0.60

Deficientes 40/60 0,7 0.47

*Fuente: Texto gua Maquinaria y Equipo de Construccin Ing. Jaime Ayllon

Factor de altura

La disminucin de productividad que ocasiona la prdida de un porcentaje de potencia del motor, debido a la altura sobre el nivel del mar, se evala incrementando la duracin del ciclo en el mismo porcentaje de la disminucin de potencia.

h = ( altura sobre el nivel del mar - 1000 metros ) / 10000

PRODUCCION REAL DE LOS TRACTORES "Q"

Para encontrar la produccin real se debe multiplicar la produccin terica por los factores que influyen en la produccin, adems de corregir la duracin del ciclo, de acuerdo a la altura del nivel del mar en la que se encuentra la obra:

EmfpT

LaQ h

corregido

2

29

hTcorregido 1


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PRODUCTIVIDAD DE LOS TRACTORES DE ORUGAS EN LIMPIEZA Y DESBROCE De acuerdo a su experiencia en diferentes trabajos de limpieza de capa vegetal y desbroce de arbustos y rboles, el Servicio Nacional de Caminos, en condiciones promedio, adopta las producciones horarias que se detallan a continuacin, multiplicadas la potencia del motor en HP. Tabla 8. Producciones horarias

*Fuente: Texto gua Maquinaria y Equipo de Construccin Ing. Jaime Ayllon 2.1.2 TRAILLAS Y MOTOTRAILLAS 2.1.2.1 DESCRIPCION Y CARACTERISTICAS DEL EQUIPO

TRAILLAS Las trallas o escrepas son mquinas de uso comn en movimiento de tierras en grandes volmenes, especialmente en suelos finos o granulares de partculas pequeas con poco o ningn contenido de roca. Son mquinas transportadoras que tienen capacidad para excavar, auto cargarse, transportar, descargar y desparramar

Para monte alto 0.00020 Ha/Hora/HP

Para monte medio 0.00035 Ha/Hora/HP

maquinaria pesada

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