Movimientos de Tierra Equipo #1Erika A. Valencia CaamalAlicia Ivett Rodriguez AlvaradoRodrigo Flores RuizCarlos Emilio Ku CaamalJonas ValladaresEfrain Landeros Centeno

TRACTORES

1713.- Frenchman M. D’Hermand propuso un tractor traccionado por

cabras

1877.- Fyodor Blinov “carromato movido sobre

raíles sin fin”

1901.- Alvin Orlando LombardSist. orugas en vehículos para mejorar la

tracción sobre la nieve

1904.- David Roberts, patentó un sistema propio de oruga

Historia de los tractores1770.- Inglaterra, Richard Edgeworth Patento el sistema propulsado a vapor

1908.- holt, primer tractor sobre oruga con motor de

combustión interna

Historia de los tractores1920.-se montaron las

primeras hojas sobre tractores de cadenas

1925.- CATERPILLAR introduce el mando hidráulico

1931.- buldócer accionados por motor de DIESEL

1935.- el “ mando hidráulico” reaparece con mejoras significativas por

CATERPILLAR

1929.- se empezó a fabricar el primer bulldozer

1940.- convertidor hidráulico de par

1968.- Komatsu introduce el sistema de control por radio

para un bulldozer

Historia de los tractores

1970.- komatsu, bulldozer submarino

De acuerdo a su rodadura hay dos tipos de tractores:

TRACTOR DE CADENA

TRACTOR ENLLANTADO

Basándose en el método de levantar y bajar la cuchilla puede clasificarse:

• 1. Controlados por cable.

2. Hidráulicamente.

De acuerdo a su hoja topadora pueden clasificarse:

• 1. Bulldozers:

2. Angledozers:

3. Tildozer

Partes De Un Tractor

Hojas TopadorasDefinición y Tipos

• Hojas topadoras o de empuje• es un elemento principalmente estructural de acero reforzado que tiene la

finalidad de portar las herramientas de corte y el blindaje, en operación de empuje y corte, esta expuesto al desgate y la deformación es constante.

• Bulldozers• Cuya hoja de empuje frontal fija al

chasis del tractor mediante unos largueros y unos cilindros hidráulicos, quedando esta perpendicular al movimiento de la máquina. Empujan la tierra hacia adelante.

• Angledozers

• Cuya hoja es más larga y baja y al no quedar fijada al chasis posee un movimiento extra con lo que se puede colocar la hoja en ángulo con respecto a la dirección de movimiento de trabajo. Empujan la tierra hacia adelante y a un lado.

• El funcionamiento de las hojas consiste en desplazar la tierra o material a mover mediante una cuchilla, solidaria con la máquina, que es accionada por el empuje de esta.

• HOJA RECTA "S" • es más corta y de mayor

altura, inclinada lateralmente para facilitar su penetración en el suelo. • Diseño de "U" modificada

y a su menor altura con referencia a la hoja universal "U. Mayor facilidad, logrando penetrar de 30 a 60 centímetros de acuerdo al modelo y tamaño del tractor,

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 penetración del suelo con las características de la hoja U de mayor retención y menos derrame de material.

HOJA ANGULABLE E INCLINABLE A POTENCIA “P” la característica 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.

• HOJA ANGULABLE "A“• Tienen mayor longitud y menor altura, pueden situarse en

posición recta o girar a derecha o izquierda ajustándose en diversas posiciones intermedias hasta un ángulo de 30 grados, con respecto al eje longitudinal del tractor. También pueden inclinarse lateralmente para que uno de sus extremos penetre en el terreno en el ámbito inferior del opuesto.

• HOJA SEMI UNIVERSAL “SU” La hoja “SU” combina las mejores características de las hojas S y U. Tiene mayor capacidad por habérsele añadido alas cortas que incluyen sólo las cantoneras. Las alas mejoran la retención 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 producción.

HOJA PARA TRACTORES TOPADORES TRANSPORTADORES “CD”La hoja CD está disponible solamente para el tractor topador transportador más grande. Está construida con los mismos requisitos de integridad estructural que las hojas topadoras “U” y “SU”. La hoja CD tiene una forma de “cucharón” que le ermite transportar varios metros cúbicos de material en la hoja

• HOJA AMORTIGUADA "C" Se utiliza para el empuje de traíllas, sus muelles de amortiguación suavizan y facilitan esta operación, su menor ancho permite una mejor visibilidad al operador y una mayor maniobrabilidad.

HOJA PARA RELLENOS SANITARIOS Están diseñados 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 conformación de rellenos sanitarios.

Desgarrador o RippersSe utilizan en aplicaciones de limpieza de terreno. Pueden trabajar con vegetación de hasta una altura de árboles medianos y ofrecen una buena penetración del suelo para sacar pequeños troncos, rocas y raíces. En la mayoría de los casos, las puntas de los rastrillos son reemplazables.

Características del tractor

Para seleccionar el tractor que se deba de utilizar en una determinada obra es necesario tomar en cuenta los siguientes puntos:

• 1.-Tipo de obra a ejecutar. • 2.-Superficie de rodamiento y pendiente. • 3.-Dureza de los materiales a excavar.• 4.-Distancia de acarreos. • 5.-Dificultad de ataque • 6.-Cantidades de obra por ejecutar • 7.-Diferentes factores propios de la obra

Rendimiento de los tractores (empuje)Capacidad de carga del ciclo:

• 1. Tabla del fabricante

• La capacidad de la hoja la da el fabricante en las especificaciones.• 2. Forma geométrica

• 3. Manera experimental:• A. Recoger la carga y empujarla hasta una zona a nivel y detenerse.• B. Levantar la hoja sobre el montón, avanzando ligeramente mientras

asciende la hoja, a fin de que el montón quede bastante simétrico.• C. Retroceder para dejar el montón.

A. Altura de la hoja:A=1/2(H)(2H)=H^2V=(H^2)(L)Dónde:H: altura de la hoja yL: longitud de la hoja

B: Longitud de la hoja:A=1/2(H)(2/3L)=(HL/3)V= (HL^2)/3

Los tractores son máquinas versátiles en muchos proyectos de construcción, en

donde pueden utilizarse desde el principio hasta el fin en operaciones tales

como:

1. Limpieza del terreno de árboles.

2. Abertura de brecha entre montes y terrenos rocosos.

3. Movimiento de tierra para distancias de acarreo hasta de aproximadamente 100 metros.

4. Para servir de empujadores a mototraíllas.

5. Esparcimientos de rellenos de tierra.

6. Para rellenado se zanjas.

7. Limpieza de escombros en los sitios de construcción.

8. Mantenimiento de los caminos de acarreo.

9. Remoción de derrumbes.

10. Construcción de taludes.

EJEMPLO

EJEMPLO DE TRACTOR

Hoja : 8S

Longitud de la hoja (L) = 3.94 m

Altura de la hoja (H) = 1.49 m

Peso del tractor (W) = 37870 Kg.

Motor : 275 Hp

Tiempos fijos = 0.5 min.

Coeficiente de resistencia de rodamiento (C RR) = 50 Kg. / Ton.

Coeficiente de abundamiento = 1.3

Peso volumétrico del material () = 1615 Kg. / m³

Material : Arcilla limosa con presencia de arena fina.

Cálculo de la capacidad de la hoja del tractor.

Donde = Ángulo natural de reposo del material = 45ms = Material suelto.mb = Material en banco.

TAN

LHCAP

2

2

32

37.4452

49.194.3SmTAN

CAP

336.3

3.1

37.4bmCAP

La capacidad de la hoja depende del estado en que se encuentre el material, es

decir, material suelto o material en banco. Para el análisis de la resistencia a la

que se someterá el tractor y para calcular el ciclo del tractor, se utilizará la

capacidad de la hoja, con material suelto, esto debido a que el arrastre del

material producto del corte, es material suelto.

Resistencia total de ida.

Resistencia de rodamiento RRod.= W x C RR = 37.870 Ton (50 Kg. / Ton) = 1893.5 Kg Resistencia por pendiente Rs = W x S = 37870 (0) = 0 Kg.Donde S = pendiente Resistencia de la carga Rc = Vol. carga x = 4.37 (1615) = 7057.55 Kg. Resistencia total RT= RRod + Rs + Rc RT= 8951.05 Kg.

Donde: Eficiencia = 0.75v = Velocidad Despejando la velocidad tenemos

V

HpRT

274

hrKmV 31.605.8951

75.0275274

*De la gráfica de operación del tractor se obtiene, que la velocidad media es igual 0.67 de la velocidad máxima. Vmed. = 0.67 (6.31) = 4.22 Km. / hr

Resistencia total de regreso. R Rod = 37.870 x 50 = 1893.5 Kg.RT = 1893.5 Kg.

De la hoja técnica se tiene que la Vel. Máx. = 11 Km. / hrVmed = 0.67 (11) = 7.37 Km. / hr

Considerando un recorrido de 50 m por ciclo Tiempo de ida (t i)

hrKmV 85.295.1893

75.0275274

min71.022.4

60050.0

it

Tiempo de regreso (tr) Tiempo fijo (tf)

tf = 0.5 min.min4.0

37.7

60050.0

rt

Tiempo ciclo (tc) = t i + t r + t f

tc = 1.61 min.

Para calcular el rendimiento del tractor, la capacidad de la hoja se tomará para material en banco, ya que el volumen a cortar es medido en banco.

Con base en la información que proporciona la empresa, se tiene que para un tractor, el costo horario es: CHM tractor = $ El costo por m³ de tierra a mover en banco es:

CtCAP

ORENDIMIENT 60

hrmORENDIMIENT 391.9361.1

75.06036.3

3$91.93$

bmCM

EJEMPLO DE CLASEDatos:C = Capacidad de la hoja = 4.8m3F = Coeficiente de abundamiento = 1.32E = Eficiencia = 80% = 0.80Distancia = (del sitio de corte al terraplén) = 50mVel. Ida = Va cargado de ida = 3km/hVel. Regreso = 6km/hTiempos fijos = 10 segTiempos variables = Velocidad desarrollada

Determinar:a) Tiempo cíclicob) La producción (rendimiento)

EJEMPLOa) Cálculo tiempo de ida y regreso

Velocidad=

Velocidad ida = 3km/h = 3000m/h

T. RegresoVel. Regreso = 6km/h = 6000m/h

𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜𝑠 𝑓𝑖𝑗𝑜𝑠=(10 𝑠𝑒𝑔 )( 1𝑚𝑖𝑛60 𝑠𝑒𝑔 )= (0.1667 ) (2𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜𝑠 )=0.333𝑚

EJEMPLOb) Producción