SEMANA 05

PALAS MECANICAS.

INTRODUCCION

En la industria de la construcción, uno de los trabajos en las que se necesita más trabajo es la partida de movimientos de tierras, y si hablamos en obras deconstrucción de carreteras el movimiento de tierra se tiene gran importancia por la cantidad de material que se moviliza. Dentro de las cuales podemos resaltar la excavación de zanjas. Las técnicas de excavación que se empleen van en relación con el tamaño dela excavación, el tipo de suelo, la presencia de agua y las restricciones del entorno, el tipo de transporte y la planificación de la operación. La técnica ae m p l e a r   d e b e   s e r   s i e m p r e   l a   m á s   s e g u r a   y   a d e m á s   s e  d e b e   b a l a n c e a r , adicionalmente, economía, rendimiento, impacto ambiental y otros factores. En trabajos pequeños y en suelo blando, la tierra se puede excavar con palas. Si el terreno se encuentra ligeramente compactado se puede utilizar azadones (picotas) para soltarlo y, cuando se encuentra muy compactado se suelta con picos (chuzos) o con utilización de aire comprimido. En excavaciones abiertas con volúmenes mayores de movimiento de tierra se debe considerar el empleo de equipos especializados, tales como:

Palas mecánicasCargadores frontalesRetroexcavadorasPalas frontalesCucharones de arrastreDragasGrúas con cucharón de almeja

Zanjadoras y otros Cada uno de estos equipos existe en varios modelos y tamaños, presentando características que los hacen eficientes y productivos en ciertas condiciones de trabajo con respecto a otras.

PALAS MECANICAS

Las palas de la minería, son maquinarias modernas de gran tamaño y peso, cuyos baldes son capaces de mover entre 23 y 28 metros cúbicos, es decir, entre 70 y 77 toneladas de mineral de una sola vez. Estas palas son eléctricas y su potencia la obtienen conectándose al tendido de alta tensión o a camiones generadores de electricidad.Las palas en general, constan de tres unidades principales: la maquinaria inferior, el puente giratorio y el equipo frontal.La maquinaria inferior sirve de base para el bastidor rotatorio y contienen el equipo necesario para propulsar la pala.

El puente giratorio incluye, el bastidor rotatorio, el depósito de lastre y la casa de máquinas, conteniendo esta última, toda la maquinaria necesaria para las funciones de levante, giro y empuje, como asimismo, los controles para comandar las operaciones mecánicas. La casa de máquinas dispone además, de una  sistema filtrador de aire para reducir al mínimo la acumulación de calor y polvo en su interior. La cabina del operador va montada en posición elevada sobre la casa de máquinas y contiene todos los controles para operar la pala.El equipo frontal, ubicado en la parte delantera de la pala, comprende el caballete "A", el balde excavador, el brazo del balde, la pluma, los cables móviles y los tirantes estructurales de la pluma.Las palas electromecánicas tienen un funcionamiento bien característico. Están compuestas de varias maquinarias o transmisiones mayores, donde cada una de éstas se podría describir como una gran caja reductora, ya que a través de una configuración de varios engranajes, reducen la velocidad de giro que entrega un motor eléctrico, para transmitir la potencia a unos tambores que enrollan unos cables o a los ejes motrices para el desplazamiento. Estas maquinarias mayores dan las funciones de levante, giro, empuje y propulsión.

PALA MECANICALa excavadora equipada como pala mecánica, está diseñada fundamentalmente para excavar un material con máxima dureza de la clase II-A, incluyendo también roca previamente fragmentada con el empleo de explosivos.Según sea el tipo de trabajo a que fundamentalmente se destine la máquina, el fabricante pueden suministrarla sobre el tipo de montaje o sistema de propulsión más adecuados, los que primordialmente se dividen en : montaje de propulsión sobre orugas, montaje con autopropulsión sobre llantas neumáticas y montaje sobre camión.

USO DE LAS PALAS MECANICAS

Muy ligera de empleo, la pala cargadora es utilizada en:

La manutención y carga de todos los materiales, con la cuchara apropiada, con la cuchara apropiada o la herramienta apropiada

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

El desmonte de terrenos blandos

Limpieza de terreno

Extendido y nivelación de materiales

Ripado de líneas férreas

CATALOGOS Y ESPECIFICACIONES

SERIE PALAS MECÁNICAS SL30W La SL30W, modelo intermedio en rendimiento y tamaño, ofrece autolubricación para el cucharón y para las juntas de brazos. Se ofrece en tres motores a elegir: Xichai, Weichai Deutz y Dongfeng Cummins.

Características del producto:

• El mecanismo avanzado de cucharón basculante en reversa de tipo Z contribuye a la gran fuerza de arranque y alta eficiencia en el trabajo.

• La función de nivelación automática del cucharón reduce la carga de trabajo del operador.

• El sistema operativo viene equipado con una caja de cambios powershift para la pala mecánica ZL30 (cucharón de 3 toneladas de capacidad).

• Dirección articulada completamente hidráulica.

• El convertidor de par y la caja de cambios van separados; así resulta práctico darles mantenimiento.

• Entrada de aceite y filtro de salida externos. No hay necesidad de vaciar el aceite y desarmar las mangueras al limpiar el filtro.

• Aire acondicionado disponible.

• Hay varios aditamentos disponibles, tales como horquillas sujetadoras para paja o para madera, cucharón de descarga lateral y cucharón para roca.

PALA DE USO SUBTERRÁNEO SL20W

• Equipada con la tecnología de eficacia comprobada de la ZL16 y ZL20, y el eje motriz de montaje trasero que incrementa la capacidad y supera la distancia de elevación.

• El dosel puede desmontarse muy rápido y con la base de la cabina nivel de dirección bajos lo hace adecuada para trabajar en espacios estrechos.

• Puede adaptarse o configurarse para dispositivos antideflagrantes de acuerdo a requerimientos de los usuarios.

HORQUILLA SUJETADORA DE PAJA SL20W Anchura del dispositivo: 1830 mm Máxima apertura: 1889 mm Diámetro mínimo de cierre: 885 mm

PALA SUBTERRÁNEA SL20W CON DISPOSITIVO ANTIDEFLAGRANTE Con sistema especial de arranque eléctrico y sistema de salida de aire filtrado por agua que impide eficazmente las explosiones. Ángulo de descarga lateral: 46° Ángulo de retirada: 40°

SERIE PALAS MECÁNICAS SL30W La SL30W, modelo intermedio en rendimiento y tamaño, ofrece autolubricación para el cucharón y para las juntas de brazos. Se ofrece en tres motores a elegir: Xichai, Weichai Deutz y Dongfeng Cummins.

Características del producto: MODELO: SL30W Motor Xichai CA6DF1D-12GAG2 Potencia nominal (kw/rpm) 92/2200 Cilindrada (L) 6.557 Consumo mínimo de diesel (g/k·h) 220 Par máximo (N·m) 520 Peso operativo (kg) 10800 Dimensión LxAxA (mm) 7170x2484x3206 Distancia entre centros de neumáticos (mm) 1856 Distancia entre ejes (mm) 2700 Capacidad de carga (t) 3 Capacidad del cucharón (m3 ) 1.7 Fuerza máxima de tracción (kN) 95 Fuerza máxima de dislocación (kN) 96 Carga límite de equilibrio estático (a giro pleno) 6000 Trepabilidad (°) 30 Radio mínimo de giro (mm) Exterior del cucharón 5300 Exterior del neumático 6004

Ángulo de giro (°) 36 Altura de descarga (mm) Brazo estándar – Extendido 3057 Largo 3200 Alcance de descarga (mm) Brazo estándar – Extendido 906 Largo 886 Tiempo de elevación/descarga y descenso (S) 5.5/9.7 Velocidad de desplazamiento (km/h) En avance 1 0–5.8 En avance 2 0–10.8 En avance 3 0–18.4 En avance 4 0–35 En reversa 1 0–7.8 En reversa 2 0–27

• Motor diesel Xichai, bajo consumo de combustible, par elevado, bajo nivel de ruido y rendimiento confiable.

• Transmisión powershift con dirección hidráulica, operación flexible y rendimiento estable.

• Mecanismo basculante avanzado en reversa de tipo Z que contribuye a la gran fuerza de arranque y alta eficiencia.

• Nivelación automática del cucharón para reducir la carga de trabajo del conductor.

• Partes estructurales principales hechas de acero al manganeso de calidad con pluma reforzada para una calidad más confiable.

• Transmisión y sistema hidráulico óptimos para mayor velocidad y eficiencia.

• Bastidor articulado para menor radio de giro, con ruedas delanteras y traseras sobre la misma vía para una mayor protección de los neumáticos.

• Sistema de frenado de disco de aceite accionado por aire con doble tubería que utiliza tubos de alta presión de poliuretano de alta calidad para mayor seguridad y confiabilidad.

Diseño hermético al polvo que se utiliza para los pines de los dispositivos de trabajo a fin de mejorar su vida útil.

• Cabina de vidrio sellada que ofrece un amplio campo de visión, con asiento amortiguado para mayor seguridad y comodidad del conductor.

• Equipo opcional: horquilla sujetadora de troncos o de grama, cucharón para carbón, cucharón para rocas, brazo extensible, martillo hidráulico y otros.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN

El sistema de transmisión está compuesto de un convertidor de par, caja de cambios, árbol de transmisión y eje motriz.

EXCAVACION DE ZANJAS

Todo trabajo de construcción implica, normalmente, la actividad de excavar zanjas, una labor que aun cuando la realicen trabajadores experimentados, pueden correr el riesgo de quedar atrapados ante un derrumbe, bien sea porque no fue entibado o apuntalado debidamente; cosa que personalmente, considero de mucho riesgo y que se puede prevenir tomando las medidas adecuadas para evitar este tipo de accidentes lamentables, que pueden dejar graves consecuencias. La carga física de esta actividad es elevada, ya que implica condiciones extremas, ocasionando lesiones, los principales riesgos que se encuentran en este tipo de trabajo son causa de trastornos musculoesqueléticos que tiene que ver con las posturas, la manipulación de cargas, los sobreesfuerzos musculares y la repetitividad de los movimientos.

Las zanjas son espacios confinados que se excavan, generalmente, para la colocación y renovación de redes de distribución, canalizaciones de agua, desagües, drenajes, conducciones de gas, electricidad y comunicaciones, así como la ejecución de cimentaciones tradicionales y especiales en edificación. Estas zanjas, normalmente, tienen una profundidad inferior a 6 metros.

ENTIBACIÓN: Consiste en la operación por la que se sostiene y fija el terreno inestable con medios auxiliares, como tablones, paneles de madera, puntales, entre otros. Es obligatorio y necesario realizar entibaciones en terrenos inestables para evitar derrumbes y accidentes que involucren la seguridad de los trabajadores.

CORTE DE TALUDESUn talud es una porción de tierra elevada, de dimensiones variables, generalmente rematando por una cuneta y caracterizado por una vegetación especifica. Puede bordear un camino, abierto como consecuencia del paso de animales y hombres; en este caso, se construye con el tiempo. Pero también puede ser fruto de una construcción artificial con tierra o piedra; en este caso, se trata de una arquitectura concienzuda y sabia, que remonta a una época lejana en el tiempo. Se conoce como el nombre genérico de taludes cualquier superficieinclinadas respecto a la horizontal q hayan de adoptar permanentemente lasmasas de tierras. Son las obras, normalmente de tierra, que se construyen en ambos lados de las vías (tanto en excavaciones como en terraplén) con una

inclinación tal que garanticen la estabilidad de la obra. Se denomina talud a la superficie que delimita la explanación lateralmente. En cortes, el talud está comprendido entre el punto de chaflán y el fondo del canal. En terraplenes, el talud está comprendido entre el chaflán (pata del terraplén) y el borde de la berma(figura No hay duda que le talud constituye las estructuras más complejas de las vías terrestres; por eso es preciso analizar la necesidad de definir criterios deestabilidad de taludes entendiéndose, por tales algo tan simple como el poder dedecir en un instante dado cual será la inclinación apropiada de un corte o en un terraplén. A diferentes inclinaciones de talud corresponden diferente masas de material térreo por mover y por lo tanto, diferentes costas. Generalmente la respuesta es la siguiente entre más inclinado y escarpado sea un talud mayor es la estabilidad que brindara. La estabilidad depende de la resistencia propia del material que los forma y al valor soportante del suelo subyacente al pie del talud.

CICLO DE LA PALA

El ciclo de la carga de la pala hidráulica se compone de cuatro partes:}

1. Carga del cucharon2. Giro de carga3. Descarga del cucharon4. Giro sin carga

El tiempo total del ciclo de la pala depende del tamaño de la máquina y de las condiciones de la obra. A medida que las condiciones se tornan más difíciles se dificulta más la carga, más obstáculos, etc.

RECOMENDACONES PARA EL MAYOR RENDIMIENTO Y MANTENIMIENTO

Cinco consejos para mejorar el rendimiento de las máquinas

Existe un factor influyente en la economía de cualquier empresa, que en muchos casos no recibe todavía la importancia que se merece. Es un factor denominado Coste Total de Propiedad (o CTP) - una variable cuyo control y monitorización es fundamental para asegurar la buena rentabilidad en una fábrica, muy importante en aquellos sectores donde las instalaciones son a menudo complejas y resultado de una gran inversión de capital

El CTP no se calcula solamente en función del precio de la compra de la maquinaría, sino también teniendo en cuenta el rendimiento y productividad de dicho equipamiento y el coste de su mantenimiento a largo plazo. Evidentemente, buscar y adquirir maquinaria de buena calidad diseñada específicamente para la función que va a realizar, es una de las responsabilidades del departamento de compras, y este es el primer paso importante en la ecuación. Cuando se es propietario de la maquinaria, una óptima gestión de su mantenimiento por parte de los técnicos, y especialmente su lubricación, es al final lo que influye positivamente en este ratio entre los costes y beneficios.

Este artículo pone de relieve las seis mejores prácticas o estrategias a seguir para garantizar una reducción en el CTP y en consecuencia un aumento en la rentabilidad de la planta de fabricación.

1. No lubricar en exceso

Más no siempre significa mejor. La lubricación excesiva es un error cometido con demasiada frecuencia, sobre todo entre técnicos inexpertos, y que afecta por distintas razones negativamente en el cálculo del CTP. En primer lugar, causa un consumo innecesario en las existencias de lubricantes que luego cuesta dinero reponer. En segundo lugar, la lubricación excesiva requiere más mano de obra u horas de trabajo que podrían haber sido invertidas en tareas más importantes o productivas. Y finalmente, la presencia de demasiado lubricante entre las partes funcionales de la maquinaria, provoca un exceso de fricción y un desgaste de los componentes claves, lo que lleva a una pérdida de rendimiento neto durante el tiempo que la maquinaria está parada para ser reparada y un coste no deseado en la compra de piezas de repuesto.

Es aconsejable por tanto trabajar estrechamente con el fabricante de los lubricantes para eliminar estas situaciones. Algunos de los mejores fabricantes

ofrecen como parte integral de su paquete de productos y servicios, la formación de técnicos y un programa informático que les ayuda a calcular un calendario de lubricación que indica cuales son las cantidades de lubricante exactas que hay que aplicar, cuándo y dónde. De este modo se reduce el consumo innecesario del mismo, la inversión de demasiado tiempo de trabajo en el mantenimiento de la maquinaria y el riesgo de averías, contribuyendo todo ello a disminuir el CTP.

2. Minimizar los residuos y su tratamiento

Los lubricantes se desgastan y pierden su efectividad con el tiempo y han ser cambiados periódicamente. El tratamiento y eliminación de estos residuos, de acuerdo con la legislación vigente, es un proceso que inevitablemente aumenta el CTP de la maquinaria.

Sin embargo, este coste puede ser reducido al mínimo con la utilización de lubricantes sintéticos de alta calidad en vez de los convencionales lubricantes minerales. Los sintéticos tienen una vida útil tres o cuatro veces más larga que los lubricantes minerales, y por lo tanto, el intervalo de lubricación se extiende considerablemente, reduciendo el tiempo necesario para la relubricación del equipamiento así como la cantidad de residuos a tratar.

3. Reducir el consumo de energía

El consumo de energía para la operación de la maquinaria contribuye enormemente en la ecuación para calcular el CTP, y una óptima eficiencia energética influye muy positivamente en el resultado final.

No se puede alcanzar dicha eficiencia energética si el fabricante está utilizando lubricantes de una calidad inferior o aquellos que no son aptos para la aplicación en cuestión. Si por esta razón, el equipamiento se desgasta o si sus componentes sufren oxidación o corrosión, hay un aumento de la fricción y de la temperatura en las partes funcionales, y por lo tanto se ha de incrementar el consumo de energía para mantener los niveles de producción.Al igual que antes, los lubricantes sintéticos son la solución al problema y ofrecen una manera de obtener el mejor rendimiento y consumo energético del equipamiento. Al ser de una calidad superior a la de los lubricantes minerales y estar formulados especialmente para aplicaciones específicas, evitan mejor el deterioro y la corrosión en la maquinaria y reducen considerablemente los niveles de fricción.

4. Realizar auditorías de lubricación regulares

Una buena auditoria de lubricación, realizada de forma regular, proporciona a los fabricantes y a su departamento técnico una estrategia de mantenimiento detallada que les permite sacar un mayor rendimiento de su maquinaria, y como consecuencia reducir su CTP. Algunas de las empresas líderes en la fabricación de lubricantes ofrecen un servicio de auditoria realizado por un técnico especialista, quien analiza los informes de mantenimiento y los componentes de equipamiento para determinar los puntos débiles en la gestión de su lubricación.

Una auditoria completa ayuda a identificar, por ejemplo, las áreas donde hay una frecuencia anormal de lubricación o de averías, o los problemas que podrían causar en el futuro una parada no planificada de la maquinaria. También analiza los entornos de operación y almacenaje de los lubricantes, para ver donde existe el riesgo de contaminación de los mismos por agua, polvo, suciedad o químicos. El auditor además puede examinar las prácticas de los operarios y su manejo de los lubricantes, y asesorar en el caso de que haya posibilidades de contaminación cruzada.

El informe final de la auditoria contiene una serie de recomendaciones para mejorar la gestión de la lubricación y proporciona a los técnicos de mantenimiento de la planta una valiosa herramienta de referencia para ayudarles a optimizar el rendimiento del equipamiento y así reducir el CTP.

5. Invertir en la buena calidad

Como en muchos otros aspectos de la vida, el refrán 'Si compras barato, pagas doble' es aplicable también en el caso de la compra de maquinaria. Una buena inversión en equipos y máquinas de calidad ayuda a largo plazo a disminuir su CTP, ya que tendrán una mayor vida operativa que aquellos de una calidad inferior y no habrá que sustituir algunos de sus componentes con tanta frecuencia, lo que supone menos horas de trabajo perdidas y menos gasto en recambios, etc.

Pero es importante tener en cuenta que la maquinaria de alta calidad requiere lubricación con lubricantes también de la mejor calidad posible - lubricantes sintéticos que han sido formulados para aplicaciones específicas y que pueden prolongar aún más la vida útil de la maquinaria y aumentar su rendimiento. Uno no se compraría un coche de lujo para luego lubricar su motor con un aceite de marca blanca.

Algunas de las mejores empresas fabricantes de lubricantes lideran ahora el mercado gracias al esfuerzo y la inversión que han hecho en el área de I&D, trabajando estrechamente con sus clientes y/o proveedores de maquinaria, para crear gamas de productos de lubricación que cumplen los requisitos específicos de los usuarios finales.

La formulación de estos lubricantes sintéticos a menudo se basa en compuestos químicos como los ésteres, los glicoles polialquenos (PAG) o las polialfaolefinas (PAO), que aportan al lubricante en cuestión las propiedades idóneas para una determinada aplicación. Dependiendo de la base utilizada, los lubricantes pueden exhibir una o más de las siguientes cualidades: alta estabilidad térmica, alta tenacidad, buena capacidad para operar en un amplio rango de temperaturas, buena resistencia al agua o productos de limpieza, baja volatilidad, buena resistencia a altas presiones, etc.

Por lo tanto, existe en el mercado una multitud de lubricantes muy especialistas y de alta calidad que permiten al fabricante seleccionar aquel que le ofrece la mejor solución de lubricación, sacar un óptimo rendimiento a su inversión en equipamiento y reducir su CTP.

Conclusión

El éxito de un fabricante depende en gran medida del buen rendimiento de su maquinaria, y el uso de lubricantes sintéticos de alta calidad es esencial para optimizar los procesos de fabricación y reducir el CTP. Siguiendo las estrategias detalladas en este artículo, no sólo la dirección y el departamento de compras de una empresa, sino también su propio equipo de mantenimiento, pueden contribuir positivamente a la rentabilidad del negocio.

MAQUINAS ZANJADORAS

Las zanjadoras son máquinas especialmente diseñadas para realizar zanjas de distinto diámetro y profundidad, dependiendo de su diseño estas pueden estar montadas sobre ruedas u orugas

ZANJADORAS

Los distintos fabricantes de zanjadoras combinan diseño y tecnología innovadora, sea cual sea la necesidad de zanjado, existe una amplia gama de diseños dispuestos en el mercado para satisfacer diversas necesidades, estas se clasifican en tres grandes grupos según la profundidad y ancho de excavación, de acuerdo a lo anterior se tienen zanjadoras grandes, medianas y compactas.

ZANJADORAS GRANDES

Zanjadora grande

Zanjadora mediana

Zanjadora compacta

ZANJADORAS GRANDES

Las zanjadoras grandes ofrecen alta resistencias para trabajos difíciles, poseen gran potencia, la que fluctúa entre 125 a 700 HP, permiten alcanzar profundidades de excavación de unos 6,4 metros y un ancho de 142 centímetros. La gama de zanjadoras grandes permiten usos que van desde trabajos de cable de fibra óptica a trabajos de alcantarillado y conducciones principales.

Existente gran variedad de fabricantes de zanjadoras en el mercado, por lo tanto para realizar un análisis más detallado de este tipo de maquinas nos hemos centrado en las zanjadoras Verneer, estas poseen un sistema de control TEC 2000 que supervisa las condiciones de funcionamiento para obtener una mayor productividad y reducir el desgaste de la máquina. Las características tales como las cadenas para orugas de gran resistencia y una construcción duradera aumentan la longevidad de la máquina.

Zanjadoras de Cintas Plegables

Este tipo de zanjadoras permiten una máxima flexibilidad en el depósito de tierras. Las cintas transportadoras plegables de velocidad variable y aberturas extra grandes permiten al operador determinar dónde se depositan las tierras. El diseño plegable de las cintas transportadoras facilita la limpieza y el transporte.

Zanjadoras Grandes Compactas

Las zanjadoras grandes compactas disponen de un mecanismo hidráulico de desplazamiento lateral que permite una completa gama de movimientos para poder acercarse a obstáculos difíciles tales como quitamiedos en carreteras o aceras en las calles de las ciudades.

T455

Zanjadoras de Alta Potencia

Las zanjadoras grandes de alta potencia disponen de una potencia adicional y un diseño de alta resistencia que le permite abordar proyectos de excavación difíciles, incluso en rocas macizas.

T1055

Zanjadoras de Doble Cabina

Los diseños de doble cabina proporcionan dos posiciones para el operador con un panel giratorio que facilita el control de las zanjas descentradas. Las cabinas ofrecen una mayor comodidad para el operador y una excelente visibilidad para poder controlar e inspeccionar mejor las operaciones de excavación.

T758Zanjadoras con una Cabina con dos Vistas

Estas zanjadoras disponen de cabinas que se elevan y se ajustan a la preferencia del operador para poder visualizar mejor el trabajo que se está realizando.