Cargadores Frontales

UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i Cargadores Frontales Definición El cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un cucharón de g r a n t a m a ñ o e n su su e x t r e m o f r o n t a l . Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de a c a r r e o s o l o se se r e c o m i e n d a r e a l i z a r l o e n d i st a n c i a s c o r t a s. s. El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y c arga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la produc ción. En el caso de excavaciones con explosivos, la buena movilidad de éste le permite moverse fuera del área de voladura rápidamente y con seguridad; y antes de que el polvo de la explosión se disipe, el cargado r puede estar recogiendo la r o c a r e g a d a y p r e p a r á n d o se se p a r a l a e n t r e g a d e l m a t e r i a l . Los cucharones del cargador frontal varían en tamaño, desde 0.19 m 3 hasta más de 19.1 m 3 d e capacidad, colmado. El tamaño del cucharón está estrictamente relacionado con el tamaño de la máquina.

Operaciones  Ex c a v a r  C ar ar g a r  D e sc sc a r g ar ar  A c ar ar r e a r o t r a n s p o r t a r Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de a c a r r e o s o l o se se r e c o m i e n d a r e a l i z a r l o e n d i st a n c i a s c o r t a s. s. El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y c arga de materiales, c o n l a f i n a l i d a d d e r e d u c i r l o s c o st st o s y a u m e n t a r l a p r o d u c c i ó n . E n e l c a so so d e e x c a v a ci c i o n e s c o n e x p l o si s i v o s, s, l a b u e n a m o v i l i d a d d e é s t e l e p e r m i t e m o v e r se se f u e r a d e l á r e a d e v o l a d u r a r á p i d a m e n t e y c o n se g u r i d a d ; y a n t e s d e q u e e l p o l v o d e l a e x p l o s i ó n se se d i s ip ip e , e l c a r g ad a d o r p u e d e e s t a r r e c o g i e n d o l a r o c a r e g a d a y p r e p a r á n d o se se p a r a l a e n t r e g a d e l m a t e r i a l .

A p u n t e s d e C l a se se :

Maquinari a de Const onst rucci ón (5185)

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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i Aplicaciones Se a p l i c a e n c o n st st r u c c i o n e s d o n d e e x i st s t a a m p l i o e sp sp a c i o p a r a m a n i o b r a r , s e u t i l i z a e n t o d a o b r a q u e r e q u i e r e d e c o r t e , c a r g a, a , a c a r r e o y d e s ca ca r g a d e m e d i a n o s v o l ú m e n e s d e t i e r r a .  Ca r g a d e m a t e r i a l e s  M e zc zc l a d e m a t e r i a l e s  E x c a v ac a c i ó n d e t e r r e n o su e l t o ó b l a n d o  A p i l a d o d e m a t e r i a l y c a r g u ío ío d e m a t e r i a l s u e l t o D e p o si si t a e l m a t e r i a l s u e l t o , ya y a se a e n u n a planta (chancadora, de hormigón, asfalto, recicladora, etc.) o en un lugar de desecho

Tipos

De acuerdo a la f orma de ef ectuar ect uar l a desca descarr ga:

 D e sc sc a r g a F r o n t a l ,

 D e sc sc a r g a L a t e r a l

 D e sc sc a r g a T r a se se r a

De acuerdo a la forma de rodamiento:

 D e N e u m á t i c o s ( Ba Ba st st i d o r r í gi gi d o o a r t i c u l a d o )

 D e Or Or u g a s

Transporte La Cargadora Frontal se transporta por medio del Low Boy en caso de no poder transportarse sola, si e st s t a s o b r e r u e d a s y l a o b r a s e e n c u e n t r a c e r c a p u e d e t r a n s p o r t a r s e so so l a .

Mantenimiento       

P r o t o c o l o d e e n c e n d id id o P u n t o d e c o n e x i ó n d e e n g r a se se C ap a p a c i d a d d e l t a n q u e d e c o m b u st st i b l e P l a n d e m a n t e n i m i e n t o p r e v e n t i v o (c ( c a m b i o d e a c e iti t e ) R e e m p l a z o d e g r a sa s a su su c i a p o r n u e v a L a In In s p e c c i ó n V i su su a l A l r e d e d o r D e l Eq Eq u i p o C e r c i or o r a r se s e q u e n o h a y e s p e j o s c a íd íd o s, s, m i c a s q u e b r a d a s , c o r t e s e n l o s n e u m á t i c o s , b a l d e e n b u e n e s t a d o , v i d r i o s t r i z a d o s, s , p l u m i l l a s e n m a l e st st a d o , n i v e l e s d e a c e i t e d e m o t o r , n i v e l e s d e a c e i t e h i d r á u l i c o , n i v e l e s d e aceite de la transmisión, nivel del agua del refrigerante del motor, b aterías y su borne, corta corriente, extintores fechas de vencimiento, despiche de los acumulad ores de aire si es que tiene, tapas de los e st s t a n q u e s , n e u m á t i c o s y su s u s r e sp sp e c t i v a s p r e s io io n e s r e c o m e n d a d a s p o r e l f a b r i c a n t e d e l o s n e u m á t i c o s

Segur eguridad idad industr i ndustr ial

Ci r cunstanci as Pel Peligr igros osas as

 M an a n i o b r ar a r l a m a q u i n a i nt nt e r r u m p i d a m e n t e



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i Medidas Preventivas  C on o n o c e r l a s p o si si b i l i d a d e s y l o s l i m i t e s d e l a m a q u i n a y p a r t i c u l a r m e n t e e l e sp sp a c i o n e c e sa sa r i o p a r a m a n i o b r a r .  C u a n d o e l e s p a c i o se se m a n i o b r a e s m u y r e d u c i d o o l i m i t a d o p o r o b s t á c u l o s, s, h a y q u e b a l i z a r l a z o n a d e e v o l u c i ó n de la misma.  V i g i l a r l a p o si si c i ó n , l a f u n c i ó n , e l s e n t i d o d e f u n c i o n a m i e n t o d e c a d a u n o d e l o s m a n d o s d e l o s d i s p o si si t i v o s se se se ñ a l i z a c i ó n y d e l o s d i sp sp o s i t i v o s d e s e g u r i d a d .

Conocer l a Zona Zona de tr t r abaj abaj o Ci r cunstanci as Pel Peligr igros osas as  N o e x am a m i n a r c o n v e ni n i e n t e m e n t e l a z on on a d e t r a b a j o

Medidas Preventivas  C on o n o c e r e l p l a n d e c i r c u l a c i ó n d e l a o b r a y c a d a d í a i n f o r m a r se se d e l o s t r a b a j o s r e a l i za z a d o s q u e p u e d a n c o n st st i t u i r r i e s g o : Za Z a n j a s a b i e r t a s, s, t e n d i d o d e c a b l e s .  C o n o c e r l a a l t u r a d e l a m a q u i n a c i r c u l a n d o y t r a b a j a n d o , a s í c o m o l a s z o n a s d e a l t u r a l i m i t a d a o e st st r e c h a s .  C on on e l t r e n d e r o d a d u r a d e r u e d a s d e g o m a , c i r c u l a r c o n p r e c a u c i ó n o v e l o c i d a d l e n t a , e n z o n a s d e p o l v o , b a r r o o suelo helado.  Re a l i z ar ar u n b u e n m a n t e n i m i e n t o d e l a s z o n a s d e c i r c u l a c i ó n .

Medio Ambiente  Ru i d o d e n t r o y f u e r a  C u an a n d o e l n i v e l d e r u i d o s o b r e p a se s e e l m a r g e n d e s e gu gu r i d a d e s t a b l e c i d o y e n t o d o c a so s o , c u a n d o s e a su su p e r i o r a 8 0 dB, será obligatorio e l uso de aur iculares o tapon es.  E m i s i ó n d e g a se s e s ( CO CO 2 , N O 2 )  P a r t í c u l a s e n su su s p e n si si ó n ( p o l v o )  E n t r a b a j o s c o n t i e r r a s p u l v e r i za z a d a s, s, se d e b e r á h a c e r u so d e m a sc sc a r i l l a s. s.  T a m b i é n se se p u e d e u s a r l e c h a d a s d e c a l .

Pr oducción y Rendimi ent os. os. Dimensiones del equi po Cargadores sobre Neumát i cos: cos:



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i Cargadores sobre orugas:

Análisis de capacidades del cargador: DEFINICION DE LAS ESPECIFICACIONES PARA CARGADORES FRONTALES Las especificaciones de Caterpillar para cargadores de cadenas y de ruedas es tán de acuerdo con las definiciones d e l a So So c i e d a d d e I n g e n i e r o s A u t o m o t r i c e s ( SA SA E) E) , t a l c o m o se se e x p o n e n e n l a s n o r m a s J 7 3 2 J U N 92 92 :

Descripción de las especificaciones de las máquinas En los cargadores de ruedas se debe indicar la presión de inf lado de los neumáticos cuando se tomaron las especificaciones, además de la descripción básica por escrito de la máquina. En los de cadenas, se debe especificar el t ipo de garr as de las zapatas.

Tiempo de ciclos hidráulicos

a . “ Tiempo de ascenso” — T i e m p o e n s e g u n d o s p a r a l e v a n t a r e l c u c h a r ó n d e s d e l a p o si si c i ó n h o r i z o n t a l e n e l suelo. b . “ Tiempo de descenso” — T i e m p o e n s e gu g u n d o s p a r a b a j a r e l c u c h a r ó n v a c í o d e sd sd e l a a l t u r a m á x i m a h a s t a u n a p o s i c i ó n h o r i z o n t a l e n e l su su e l o . c . “ Tiempo de descarga” — T i e m p o e n s e gu g u n d o s p a r a m o v e r e l c u c h a r ó n d e s d e l a p o si si c i ó n d e p l e g a d o m á x i m o a l a p o s ic i c i ó n d e m á x i m o l e v a n t a m i e n t o y d e s c a r ga g a t o t a l , y v a c i a r l a c a r g a se s e g ú n n o r m a s d e l a SA SA E. E.

Fuerza de desprendimiento

“ Fuerza de desprendimiento” e n k N o k g , e s l a f u e r z a m á x i m a c o n t i n u a d e a sc s c e n so so e n s e n t i d o v e r t i c a l , a p l i c a d a a 100 mm (4 pulg) detrás de la punta de la cuchilla y conseg uida debido a que el cucharón puede — en las c o n d i c i o n e s si g u i e n t e s — l e v a n t a r se s e y / o g i r a r h a c i a a t r á s a l r e d e d o r d e l p u n t o d e p i v o t e e sp sp e c i f i c a d o : a . E l c a r ga g a d o r s e h a l l a e n u n a su s u p e r f i c i e d u r a y h o r i z o n t a l , c o n l a t r a n sm s m i si si ó n e n n e u t r a l . b . T o d o s l o s f r e n o s e st st á n d e s c o n e c t a d o s . c . L a m á q u i n a t i e n e e l p e so s o e n o r d e n d e t r a b a j o e s t á n d a r , y n o e s t á su su j e t a l a p a r t e t r a se se r a d e l c a r g a d o r . d . E l l a d o i n f e r i o r d e l a c u c h i l l a e s t á p a r a l e l o a l s u e lo l o , y a n o m á s d e 2 0 m m ( 0 , 7 5 p u l g ) d e e se se n i v e l . e . A l u s a r e l c i r c u i t o h i d r á u l i c o d e l c u c h a r ó n , d e b e e s p e c i f i c a r se se q u e e l p a sa sa d o r d e a r t i c u l a c i ó n d e l c u c h a r ó n e s e l p u n t o d e p i v o t e , y q u e e l c o n j u n t o e s t á so so st st e n i d o p o r d e b a j o d e l p u n t o d e p i v o t e d e l p a sa sa d o r d e a r t i c u l a c i ó n d e l cucharón, a fin de reducir el movim iento del varillaje. f. Si se emplea el circuito de levantamiento, debe indic arse que el pasador de articulación del brazo de l e v a n t a m i e n t o e s e l p u n t o d e p i v o t e . E n l o s ca ca r g a d o r e s de ruedas se debe bloquear el eje delantero para mantener la posició n de los pasadores de pivote si ceden los neumáticos.



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i g . Si Si a m b o s c iri r c u i t o s se se u s an a n a l a v e z , d e b e e s p e c i f i c a r se se e l p u n t o d e p i v o t e p r i n c i p a l , d e e n t r e l o s d o s d e f i n i d o s en (e) o (f). h . Si S i e l c i r c u i t o u s a d o h a c e q u e s e l e v a n t e d e l s u e l o e l e x t r e m o t r a se se r o d e l v e h í c u l o , s i gn gn i f i c a q u e e l v a l o r d e l a f u e r z a v e r t i c a l n e c e sa sa r i a p a r a l e v a n t a r d i c h o e x t r e m o e s l a f u e r z a d e d e s p r e n d i m i e n t o . i. Con cucharones de forma irregular, la punta de la cuchilla que s e ha mencionado anteriormente, es el punto más delantero de la cuchilla. Según las normas J732 JUN92, se emplean l as ilustraciones que siguen para medir las fuerzas de desprendimiento de los cargadores Caterpillar.

a . F u e r z a d e d e s p r e n d i m i e n t o q u e r e su su l t a a l p l e g a r e l c u c h a r ó n h a c i a a t r á s : ( F u e r z a d e r o t a c i ó n ) x ( d i s t a n c i a X ) = ( d i st st a n c i a Y ) x ( F u e r z a d e d e s p r e n d i m i e n t o ) (Fuerza de rot ación) x (distancia X) ------------------------------------------ = Fuerza de desprendim ient o distancia Y

b . F u e r z a d e d e sp s p r e n d i m i e n t o q u e r e su su l t a a l l e v a n t a r e l c u c h a r ó n : ( F u e r z a d e l e v a n t a m i e n t o ) x ( d i s t a n c i a X1 ) = ( d i s t a n c i a Y 1 ) x ( F u e r z a d e d e s p r e n d i m i e n t o ) + ( P e s o d e l v a r i l l a j e ) x ( d i s t a n c i a Z 1) + ( F u e r z a d e d e s p r e n d i m i e n t o ) x ( V e n t a j a m e c á n i c a d e l v a r i l l a j e ) x ( d i s t a n c i a V 1)

o bien: ( F u e r za z a d e l e v a n t a m i e n t o ) x ( d i s t a n c i a X 1 ) — ( P e so so d e l v a r i l l a j e ) x ( d i s t a n c i a Z 1 )

Fuerza de desprendimiento = -------------------------------------------------- ----------------------------------------( d i s t a n c i a Y 1 ) + ( d i s t a n c i a V 1 ) x ( V e n t a j a m e c á n i c a d e l v ar ar i l l a j e )



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i Carga límite de equilibrio estático E s e l p e so so m í n i m o e n e l c e n t r o d e g r a v e d a d d e l a c a r g a “ d e c l a si s i f i c a c i ó n SA SA E’ E’ ’ d e l c u c h a r ó n q u e h a c e g i r a r e l e x t r e m o t r a se se r o d e l a m á q u i n a d e t a l f o r m a q u e , e n l o s c a r ga ga d o r e s d e c a d e n a s l o s r o d i l l o s d e l a n t e r o s se se l e v a n t e n d e l a s c a d e n a s , y e n l o s c a r g a d o r e s d e r u e d a s, s, l a s r u e d a s d e a t r á s d e j a n e l s u e l o e n l a s s i g u i e n t e s c o n d i c i o n e s : a. b. c. d. e.

E l c a r g a d o r se se h a l l a e n u n a s u p e r f i c i e d u r a y h o r i z o n t a l , y n o se se m u e v e . L a m á q u i n a t i e n e e l p e s o e n o r d e n d e t r a b a j o e st st á n d a r . E l c u c h a r ó n e s t á i n c l i n a d o h a c i a a t r á s. s. L a c a r g a e st st á e n l a p o s i c i ó n m á s a v a n z a d a e n e l c i c l o d e l e v a n t a m i e n t o . Para cargadores de ruedas articulados la prueba debe hacerse con el bastidor recto (carga límite de equilibrio estático r e c t o ) y c o n e l b a s t i d o r t o t a l m e n t e g i r a d o a u n á n g u l o d e t e r m i n a d o ( c a r g a l í m i t e d e e q u i l i b r i o e st st á t i c o a g i r o p l e n o ) . f. La máquina está provista de equipo estándar, según se describe en las espe cificaciones, a menos que el título indique cosa diferente.

Carga de oper ación Para cumplir con las normas de la SAE, J818 MAY87 la carga de operación de los cargadores de ruedas no debe s u p e r a r e l 5 0 % d e l a c a r g a l ím í m i t e d e e q u i l i b r i o e st s t á t i c o a g i r o p l e n o d e u n a m á q u i n a e q u i p a d a c o n l o s ac a c c e so so r i o s necesarios para el trabajo. (En los cargadores de cadenas, la carga de operación no debe exceder el 35% de la c a r g a l ím í m i t e d e c l a si si f i c a c i ó n d e e q u i l i b r i o e st s t á t i c o . ) V e a l a I n f o r m a c i ó n s o b r e Re Re n d i m i e n t o p a r a c a d a m á q u i n a e n esta publicación para hallar los aumentos de la carga límite de equilibrio estático cuando se añade cabina, c o n t r a p e s o s, s, d e s ga ga r r a d o r , e sc sc a r i f i c a d o r , e t c .

Posición de acarreo D e f i n i c i ó n d e “ p o si s i c i ó n d e a c a r r e o ’ ’ s e g ú n l a SA SA E: E: “ L a distancia vertical desde el suelo hasta la línea central d el p a sa sa d o r d e a r t i c u l a c i ó n d e l c u c h a r ó n , c o n u n á n g u l o d e 1 5 ° . ” El dibujo que sigue ilustra esta definición.

Círculo de giro del cargador L a s n o r m a s J 7 3 2 J U N 9 2 d e l a S A E e st s t a b l e c e n q u e d e b e n i n d i c a r se se “ e l r a d i o m í n i m o d e g i r o c o n i n c l u si si ó n d e l o s n e u m á t i c o s, s , ” y “ e l c ír í r c u l o d e g iri r o ” d e t o d o cargador de ruedas. Ambos datos se dan en las hojas d e especificaciones de Caterpillar, así como el círculo de giro con c a d a u n o d e l o s c u c h a r o n e s d i sp sp o n i b l e s p a r a c a d a m á q u i n a . Prof undidad de excavación excavación L a s n o r m a s J 7 3 2 J UN U N 9 2 i n d i c a n q u e l a p r o f u n d i d a d d e e x c a v a c i ó n e s “ l a d i st s t a n c i a v e r t i c a l e n m m ( o p u l g ) d e sd sd e la rasante del terreno hasta el borde inferior de la cuchilla del cu charón en su posición más baja, y la cuchilla horizontal.”

CLASIFICACIONES SAE DE CUCHARONES Capacidades de cucharones según la SAE Capacidad a ras e s e l v o l u m e n c o n t e n i d o e n el cucharón después de nivelar la carga pasando un rasero que se apoye sobre la cuchilla y la p a r t e t r a se se r a d e l c u c h a r ó n .

Capacidad colmada e s l a c a p a c i d a d a r a s , m á s l a c a n t i d a d a d i c i o n a l q u e se a c u m u l e s o b r e la carga a ras a un ángulo de reposo de 2:1 con el nivel a ras paralelo al suelo. L a s n o r m a s J 7 4 2 ( FE F E B 85 8 5 ) d e l a SA E d e t e r m i n a n q u e e l e m p l e o d e a u x i l i a r e s d e p r o t e c c i ó n c o n t r a d e r r a m e s d e l a c a r g a a f i n d e p r o t e g e r a l o p e r a d o r n o i n f l u i r á e n l a c l a si s i f i c a c i ó n d e l a c a p a c i d a d d e l c u c h a r ó n . E n l o s cu cu c h a r o n e s con cuchilla de forma irregular (en V), el plano a ras se debe tr azar a un tercio de la distancia del punto más



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i saliente de la cuchilla. Los cucharones Caterpillar para rocas se fabrican con protectores integrados transparentes. Los cucharones para material ligero vienen estándar con cuchillas empernables. Estas c a r a c t e r í st st i c a s a u m e n t a n l a c a p a c i d a d r e a l d e l c u c h a r ó n y s e i n c l u y e n e n l a s c l a s i f i c a c i o n e s p u b l i c a d a s .

Altura de descarga La norma SAE J732 JUN92, específica que la altura de descarga es la d istancia vertical desde el suelo hasta el p u n t o m á s b a j o d e l a c u c h i l l a , c o n e l p a sa sa d o r d e a r t i c u l a c i ó n d e l c u c h a r ó n a su su a l t u r a m á x i m a y e l c u c h a r ó n a u n ángulo de descarga de 45°. El ángulo de descarga es el ángulo al c ual la sección plana más larga de la parte interior del f ondo del cucharón girará por debajo de la horizontal.

SELECCION DE UNA MAQUINA Método para seleccionar el cucharón de tamaño adecuado: 1. Determ ine la producción requerida o deseada. 2. Determine el tiempo de ciclo del cargador y el número de ciclos por hora. Se debe suponer un tamaño de máquina para p o d e r se l e c c i o n a r u n t i e m p o d e c i c l o b á s ic ic o . 3 . D e t e r m i n e l a c a r g a ú t i l r e q u e r i d a p o r c i c l o e n m 3 su e l t o s y e n k i l o g r a m o s ( y d 3 y l b e n s u c a s o ) . 4. Determine el tam año requerido de cucharón. 5. Elija la máquina considerando el tamaño y la carga útil del cucharón como requisitos de producción que se deben satisfacer. 6 . C o m p a r e e l t i e m p o d e c i c l o d e l c a r g a d o r u t i l i z a d o e n l o s cá c á l c u l o s c o n e l t i e m p o d e c i c l o d e l a m á q u i n a se se l e c c i o n a d a. a . Si Si e n c u e n t r a a l g u n a d i f e r e n c i a , c o m i e n c e n u e v a m e n t e c o n e l P a so so 2 .

Producción requerida L a p r o d u c c i ó n r e q u e r i d a d e u n c a r g a d o r d e r u e d a s o d e c a d e n a s d e b e s e r l i g e r am am e n t e m a y o r q u e l a c a p a c i d a d d e producción de las otras máquinas básicas del sistema existente para m over tierra o materiales. Por ejemplo, si u n a t o l v a p u e d e r e c i b i r 3 0 0 t o n / h o r a , se s e d e b e u s ar a r u n c a r g a d o r c o n ca c a p a c i d a d l i ge ge r a m e n t e m a y o r d e 3 0 0 t o n e l a d a s . D e b e e st s t i m a r se se c o n c u i d a d o l a p r o d u c c i ó n r e q u e r i d a a f i n d e e l e g i r l a m á q u i n a y c u c h a r ó n a d e c u a d o s. s.

Tiempos de ciclo del cargador C u a n d o se se a c a r r e a m a t e r i a l g r a n u l a r s u e l t o e n u n s u e l o d u r o y l i s o , se se considera razonable un tiempo básico de 0,45-0,55 minuto por ciclo en los cargadores articulados Caterpillar con operador competente. Esto comprende la carga, descarga, cuatro cambios de sentido de marcha, un ciclo completo del sistema hidráulico y un recorrido mínimo. Puesto que el tipo de material, la altura de la pila y otros factores pueden elevar o reducir la producción, su efecto se debe s u m a r o r e s t a r d e l t i e m p o d e c i c l o b á si si c o . Cuando haya acarreos, obtenga la porción del ciclo correspondiente a l t i e m p o d e d e s p l a za z a m i e n t o e n l a g r á f i c a r e sp sp e c t i v a d e e s t i m a c i o n e s de esta sección. Para hallar el tiempo total del ciclo, añada los t i e m p o s d e a c a r r e o y r e t o r n o a l t i e m p o d e c i c l o b á si si c o . FACTORES DE TIEMPO DE CICLO El promedio del tiempo de ciclo básico (carga, descarga, maniobra) de un cargador articulado es de 0,45-0,55 minutos, [el ciclo bási co para los cargadores grandes, de 3 m3 (4 yd3) y más, pu ede ser l i g e r a m e n t e m á s l ar a r g o ] , a u n q u e se p u e d e n a n t i c i p a r v a r i a c i o n e s so b r e el terreno. Los siguientes valores de muchos elementos variables se basan en operaciones normales. Al sumar o restar los tiempos v a r i a b l e s s e o b t e n d r á e l t i e m p o t o t a l d e c i c l o b á si si c o . 60 minutos Ciclos por hora (a 100%de eficiencia) = ------------------------------------------ Tiempo de ciclo ciclo tot al en minut os



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i L a e f i c i e n c i a e n e l t r a b a j o e s u n f a c t o r i m p o r t a n t e a l se se l e c c i o n a r l a m á q u i n a . L a e f i c i e n c i a e s e l t o t a l d e m i n u t o s q u e se s e t r a b a j a e n 1 h o r a . Es Est o t o m a e n c u e n t a t o d a s l a s i n t e r r u p c i o n e s d e l t r a b a j o c o m o e l p e r í o d o p a r a f u m a r y l a s i d a s a l se se r v i c i o d e l o p e r a d o r , a s í c o m o o t r a s i n t e r r u p c i o n e s . Ciclos por ho ra a 50 minutos por hora ( 8 3 % d e e f i c i e n c i a ) =

C i c l o s p o r h o r a al 100% de eficiencia de trabajo

50 minutos x - - - - - - -- - - - - - --- - - - - x t i e m p o r e a l 6 0 m i n ./ . / h o ra ra

Promedios d Promedios d e l o s c i c l o s d e l c a r g a d o r 9 1 4 GG - 9 6 2 G. G. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 6 6 GG - 9 8 0 G. G. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 8 8 FF- 9 9 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 9 2 GG- 9 9 4 D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

0.45-0.50 0.50-0.55 0.55-0.60 0.60-0.70

min. min. m in. min.

Carga útil requerida por ciclo P ar a r a d e t e r m i n a r l a c a r g a ú t i l q u e se s e n e c e si si t a p o r c i c l o , d i v i d a l a p r o d u c c i ó n r e q u e r i d a e n u n a h o r a p o r e l n ú m e r o de ciclos por hora.

Elección del cucharón U n a v e z c a l c u l a d a l a c a r ga g a ú t i l r e q u e r i d a p o r c i c l o , se s e d i v i d e p o r e l p e s o d e u n m3 ( y d 3 ) d e m a t e r i a l s u e l t o , a f i n d e h a l l a r e l n ú m e r o d e m 3 ( y d 3 ) d e m a t e r i a l s u e l t o p o r c i c l o . P u e st st o q u e l a d e n s id i d a d d e c a si si t o d o e l m a t e r i a l q u e 3 3 v a a m o v e r se se n o a l c a n z a 1 , 8 0 0 k gs g s . / m ( 3 , 0 0 0 l b s. s . / y d ) , l a e x a c t i t u d e n l a e st st i m a c i ó n d e p r o d u c c i ó n r e q u i e r e u n c o n o c i m i e n t o r a z o n a b l e d e l a s d e n s id id a d e s d e l o s m a t e r i a l e s c o n l o s q u e s e v a a t r a b a j a r . En l a s e c c i ó n d e t a b l a s s e p u e d e o b t e n e r e l p r o m e d i o d e l a s d e n s i d a d e s d e c i e r t a s m a t e r i a s c u a n d o n o s e c o n o c e n l a s d e n s i d a d e s r e a l e s. s. Se estima a continuación el porcentaje de la capacidad nominal que mueve el cucharón con diversas materias. El tamaño de cucharón necesario para mover el volum en requerido por ciclo se halla mediante el p o r c e n t a j e d e l a c a p a c i d a d n o m i n a l d e l c u c h a r ó n , d e n o m i n a d o “ Factor Factor de llenado ll enado del cucharón cucharón ” . 3 3 El tamaño requerido se halla dividiendo los m Sueltos (o yd ), requeridos por ciclo por el factor de llenado del cucharón. Volumen Volumen r eque equerido/ rido/ ciclo ciclo Tamaño Tamaño del cucharón cucharón = -------------------------------------- Fact act or de ll enado del cucharón cucharón

FACTORES DE LLENADO DEL CUCHARON La siguiente tabla indica las cantidades aproximadas de una m a t e r i a c o m o p o r c e n t a j e d e l a c a p a c i d ad a d n o m i n a l d e l c u c h ar ar ó n , o sea lo que realmente moverá el cucharón por cicl o. Se d e n o m i n a “ f a c t o r d e l l e n a d o d e l c u c h ar ó n . ”

NOTA:

Los factores de llenado para cargadores de ruedas dependen de la penetración del cucharón, la fuerza de desprendimiento, e l ángulo de inclinación hacia atrás, el perfil del cucharón y el tipo de herramie ntas de c o r t e c o m o d i e n t e s d e c u c h a r ó n o c u c h i l l a s r e e m p l a z a b l e s a t o r n i l l a d a s. s.



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i

Cargadores de ruedas

N o m o g r a m a d e p r o d u c c i ó n y se se l e c c i ó n d e m á q u i n a s p a r a Para hallar el peso de la carga útil y tone ladas por hora producción horaria requerida e n m 3 / h o r a . 1 . M a r q u e e n l a e sc sc a l a B e l p u n t o c o r r e sp sp o n d i e n t e a l a producción 2 . M a r q u e e n l a e sc sc a l a A e l número de ciclos por hora r e q u e r i d o s . carga úti úti l r equerida equerida. 3 . D e s d e A, t r a c e u n a l í n e a q u e p a se s e p o r B y l l e g u e a C, d o n d e se se v e r á l a carga llenado d e l c u c h a r ó n . 4 . M a r q u e e n l a e sc sc a l a D e l factor de llenado capacidad requer ida del cucharón . 5 . D e s d e C t r a c e u n a l í n e a q u e c r u c e l a e sc sc a l a D y l l e g u e a E, v e r á l a capacidad



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i N o m o g r a m a d e p r o d u c c i ó n y se se l e c c i ó n d e m á q u i n a s P ar ar a h a l l a r l a c a r g a ú t i l r e q u e r i d a y e l t a m a ñ o d e l c u c h a r ó n :

Cargadores de ruedas

T r a n s f i e r a l o s ciclos por hora d e l a e sc a l a A y l a carga útil d e l a e sc a l a C. densidad del mater ial e n l a e sc a l a F. M a r q u e l a densidad carga úti l por ciclo. D e s d e l a e s c a l a C t r a c e u n a l í n e a q u e p a se se p o r F y l l e g u e a G p a r a h a l l a r l a carga C o m p a r e l a c an an t i d a d d e l a e sc sc a l a G, c o n l a carga de operación recomendada p a r a e s a m á q u i n a c o n s i d e r a n d o l a selección del cucharón . L a capacidad de operación del cargador , d e p e n d e d e l a densidad densidad del mater ial y d e l a capacidad del cucharón. 1 0 . P a r a h a l l a r e l tonelaje por hora, t r a c e d e s d e l a e s c a l a G u n a l í n e a r e c t a q u e c r u c e l a e s c a l a A, y s e p r o l o n g u e h a s t a l a e s c a l a I, p a r a o b t e n e r e l p u n t o c o r r e sp sp o n d i e n t e a l peso del material por hora. 6. 7. 8. 9.



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UNIVERISDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA Facul Facultt ad de Ingeni Ingenier ería, ía, Campus Mexica exi call i CARGADORES. Son máquinas compuestas de un bastidor montado sobre orugas o neu máticos y una superestructura giratoria dotada d e un brazo con cuchara, accionado por m ando hidráulico o por cables. Se u t i l i z an a n p a r a e x c a v a r e n f r e n t e s d e t r a b a j o d e c i e r t a a l t u r a y r e a l i z a n l o s m o v i m i e n t o s si si g u i e n t e s: s: e x c a v a c ió ió n d e a b a j o h a c i a a r r i b a , o g i r o h o r i z o n t a l y d e sc sc a r g a d e l a c u c h a r a , o g i r o h o r i zo zo n t a l d e r e g r e s o a l f r e n t e d e t r a b a j o . o Los cargadores son máquinas sobre orugas o neumáticos, accionad as por mando hidráulico, adecuadas para excavaciones en terrenos flojos y carga de materiales sueltos, en c amiones de volteo o dúmpers para grandes a c a r r e o s o m o v i m i e n t o s d e a gr g r e g a d o s p é t r e o s y h a st st a c i e r t o t a m a ñ o d e r o c a s . Donde: R( m 3 / h r . ) : Es e l r e n d i m i e n t o e sp e r a d o d e l c a r g a d o r , e n m 3 / h r . Vc : C a p a c i d a d sisi n c o l m a r d e l a c u c h a r a e n m 3 - b a n c o . Fe : F a c t o r d e e f i c a c i a d e l a m á q u i n a , e n t r e 7 0 y 8 0 %. %.

Fe ´ :

F a c t o r d e e f i c a c i a d e l a c u c h a r a , q u e d e p e n d e d e l a c l a se se d e t e r r e n o : T e r r e n o f l o j o ……… 90-100% T e r r e n o m e d i o ……. 80-90% T e r r e n o d u r o ……… 50-80% Tc : T i e m p o d e d u r a c i ó n d e l c i c l o e n se se g u n d o s . C o m p r e n d e l a e x c a v a c i ó n e l g i r o h a st s t a l a d e sc a r g a , l a d e s c a r g a y e l g i r o h a s t a del ciclo, c o n r o t a c i ó n d e 9 0 º e s: o r i g e n . E l ti empo del s: T e r r e n o f l o j o ……… 15-20 seg. T e r r e n o m e d i o ……. 2 0 - 2 5 se g . T e r r e n o d u r o ……… 25-30 seg. Para rotaciones mayores o menores, se sumarán o restarán 2 segundos por cada 10º (18 seg. por giro de 90º). Una estimación m e d i a d e l o q u e p o d r í a se se r u n c i c l o - p ili l o t o d e u n a p a l a c a r g a d o r a , p u e d e s e r l a si si g u i e n t e : C o r t e , e m p u j e y c a r g a …………… 6 se g . Inve rsión m arc ha ………………….. . 1 seg. Ret ro ceso car gad a ………………….. 3 seg. Gi r o ………… ……………… ………… ………… ………… ……… … 1 seg . Par ar ………… ……………… ………… ………… ………… …….. . . 1 seg. Desce nso ca rg a ………… …………… …………... ………... 4 seg. Inve rt ir m ar cha …………………….. . 1 seg. Tr anspo rt e ………………………….. 3. 6 * L/ 12 Par ar ………… ……………… ………… ………… ………… …….. . . 1 seg. Vol t ea r ca rg a ………… …………… ………… ………….. 4 seg. Inve rt ir m ar cha …………………….. . 1 seg. Ret ro ce de r ……… ……………… ……………… ………….. . 2 seg. Gi r o ………… ……………… ………… ………… ………… ……….. ….. 1 seg . Avan ce fr en t e ……………………….. 3. 6 * L/ 20 Pa r ar ………… ……………… ………… ………… ………… ……… … 1 seg . -----------------------( 3 . 6 * L( L( 1 / 1 2 +1 +1 / 2 0 ) ) e n s e g u n d o s TOT AL … = 2 7 + (3 Donde:

L = Longitud d e l


d e s p l a za za m i e n t o ( e n m e t r o s )


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Cargadores Frontales

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