INTRODUCCIÓN A menudo se habla sobre las motonivelad motoniveladoras oras según sus especificaciones especificaciones de peso y potencia. potencia. Tales les espec especifi ifica caci cione oness señal señalan an el tama tamaño ño de la máqui máquina na,, pero pero no dicen dicen nada nada sobr sobree la productividad de una un a motoniveladora. La productividad de una u na motoniveladora se mide por el trabajo que sta reali!a" cortar y empujar. La productividad de una motoniveladora no es s#lo una funci#n de peso y potencia, sino de d#nde y c#mo se aplica el peso al suelo. La capacidad de la motoniveladora a diferencia de otros equipos equipos de construcci#n, construcci#n, tiene la parte productiva productiva en el centro. Las motoniveladora motoniveladorass distribuyen el peso donde ste se transforma en mayor capacidad de corte en la cuchilla de la hoja. $s importante mostrar las caracter%sticas que tiene la motoniveladora &'(AT)* serie +-A/0encontrado en la !ona del 1. 2. de )anta 3osa de 1anshan4, esta máquina es perteneciente a la (unicipalidad istrital de 5ndependencia se encontr# reali!ando rea li!ando trabajos de mantenimiento de la carretera en un sector de dicho lugar. 6 con la ayuda del catálogo podemos describir d escribir a la motoniveladora, sabremos las caracter%sticas principales pr incipales que tiene esta máquina. 1onociendo el funcionamiento del &'(AT)* +-A/se procederá a la toma de datos requeridos para determinar el rendimiento tanto te#rico como real, tomaremos datos como" longitud de trabajo, número de pasadas, velocidad de trabajo, los diferentes tiempos tomados de acuerdo al trabajo que se está reali!ando y entre otras más. Trataremos de resolver las dudas que se generan al reali!ar los cálculos y discutir los resultados obtenidos, dando as% una mejor conclusi#n y reali!ando las recomendaciones de acuerdo al tema en estudio como es el cálculo del rendimiento real y rendimiento te#rico de una motoniveladora en el caso nuestro el &'(AT)* +-A/ con una eficiencia conocida.
2. OBJETIVOS: 2.1 OBJETIVO GENERAL •
1aracteri!ar la motoniveladora &'(AT)* +-A/
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS. escribir la motoniveladora Tomar datos del campo 1alcular el rendimiento real y te#rico 1omparar los resultados obtenidos con el manual o catálogo de la motoniveladora &'(AT)* serie +-A/
3. ESTADO DEL ARTE: A nivel internacional se encontraron estudios los cuales no son enfocados directamente con el tema de los rendimientos pero si con la eficiencia y productividad, solo se encontr# un estudio sobre el mismo. $n (7ico, se encontr# una tesis sobre 8La (aquinaria 2esada en los (ovimientos de Tierra / escripci#n y 3endimiento9 0:argas, ;;;4. $ste estudio tuvo por objetivo principal e7poner los diferentes mtodos para rendimiento de maquinaria pesada en los movimientos de tierra. $n l se e7plican los tres mtodos para calcular el rendimiento de una máquina en movimientos de tierra como son" mediante gráficas 0manual del fabricante4, mediante f#rmulas y por medici#n directa. $ste estudio reali!# las mediciones directas en obra, para obtener as% una base de datos de los rendimientos de maquinaria pesada en los movimientos de tierras, entregando as% una herramienta que ayudara a mejorar la productividad y eficiencia de los equipos de trabajo, la cual se complementa con toda la informaci#n te#rica que se encuentra en los manuales de los fabricantes y con los estudios similares que hay del tema. $7isten tablas de rendimiento de maquinarias pesadas en las cuales se pueda establecer un punto de referencia, esta informaci#n es de vital importancia e inclusive es un factor decisivo al momento de elaborar cronogramas y estructurar los costos, sin embargo se convierte en un trabajo que requiere demasiado tiempo. La importancia de esta investigaci#n se centr# en brindar una base de datos de estos rendimientos, el cual se hi!o mediante mediciones directas en obra, identificando las principales actividades en las que la maquinaria pesada reali!aba los movimientos de tierras y obteniendo como resultado una tabla de rendimientos, que permite iniciar una base de datos de movimientos de tierras y al reali!ar la comparaci#n del rendimiento de las bases de datos de campo con el rendimiento te#rico, anali!aremos si la máquina utili!ada en el trabajo en realidad tiene el rendimiento ofrecido en forma te#rica.
4. MARCO TEÓRICO:
4.1 ALCANCE $l informe se limit# única y e7clusivamente a obtener los rendimientos de maquina motoniveladora en la ciudad de
4.2 DEFINICIÓN DE LA MOTONIVELADORA KOMATSU GD511A-1: )e utili!a para me!clar los terrenos, cuando provienen de canteras diferentes, para darles una granulometr%a uniforme, y disponer las tongadas en un espesor conveniente para ser compactadas, y para perfilar los taludes tanto de rellenos como de cortes.
>*$?T$" 1AT@L'+' $ &'(AT)*
La construcci#n s#lida del bastidor principal y el resistente tren de potencia, permiten finali!ar los trabajos dif%ciles con facilidad. $l bastidor está construido en forma de caja con rebordes y está refor!ado con platinas laterales alrededor de los soportes del cilindro de la hoja, donde ocurren impactos fuertes y súbitos. 1omo resultado, obtenemos una mejora substancial en la durabilidad del bastidor principal. $sta construcci#n robusta tambin resiste cambios torsionales cuando se aplican cargas desiguales en cualquiera de los dos cilindros de levante de la hoja.
La inclinaci#n hidráulica de la hoja está disponible como una opci#n.
>*$?T$" 1AT@L'+' &'(AT)*
*n sistema hidráulico resistente y eficiente permite aprovechar el uso de cada parte de la máquina. $l sistema de control consiste en una bomba de engranajes y un divisor de flujo. )e han reducido una gran cantidad de partes operadas mecánicamente, incrementando la confiabilidad del sistema hidráulico. Las válvulas anti retorno están construidas dentro del elevador de la hoja, del apoyo del eje y de la articulaci#n del bastidor. $sto previene el despla!amiento de estos cilindros, resultando en una magnifica e7actitud del terminado. $stas válvulas tambin ayudan a mantener la posici#n original de la motoniveladora y a prevenir despla!amiento si la palanca de control es operada con el motor parado.
Foo!"#$%# &1 'oo()*+,#o"# 4.3 TRABAJOS UE SE REALI/A: $l amplio alcance de la hoja y la articulaci#n del bastidor permiten que esta máquina est capacitada para una gran variedad de operaciones diversas. 1on su e7celente alcance para
taludes, levantamiento, y descenso de la hoja, la +-/ puede reali!ar con facilidad un rango de operaciones de la cuchilla versátil. $l corte de la hoja para terraplenes altos puede ser efectuado con ambas puntas de la hoja en ángulos de hasta ;B. La fijaci#n del pasador de talud puede ser ejecutada fácilmente desde el compartimiento de operador. La distribuci#n ideal del peso permite e7cavar terrenos duros con una e7celente estabilidad de la motoniveladora. esde que los neumáticos delanteros están cargados con la distribuci#n #ptima de peso para prevenir el desli!amiento lateral, se ha asegurado una estabilidad de operaci#n e7cepcional, especialmente durante las operaciones que imponen a la máquina un empuje lateral pesado. ebido a la combinaci#n del despla!amiento lateral de la hoja y la articulaci#n del bastidor, la +-A/ puede adoptar una amplia variedad de posiciones de operaci#n. $sto garanti!a virtualmente la eficiencia de operaci#n y la productividad #ptima, Tenemos loa siguientes trabajos"
4.3.1 N)*+,#o $0+"# + +("o: 1oloque los neumáticos delanteros sobre terreno nivelado
y los traseros sobre el
terreno que debe ser nivelado. $sta posici#n de operaci#n minimi!a las oscilaciones de la máquina causadas por desniveles del terreno, asegurando una nivelaci#n precisa.
>*$?T$ 1AT@L'+' &'(AT)*
4.3.2 N)*+,#o +( )(,)(#)o(+:
*sando la articulaci#n del bastidor, el centro de gravedad puede ser cambiado hacia el lado de arriba de la inclinaci#n, resultando en una estabilidad de la máquina incrementada.
>*$?T$ 1AT@L'+' &'(AT)*
4.3.3 Co"+ + +""#,+(+ #o o( ,o (+0'6)o +,#(+"o $0+"# + +("o: 1oloque los neumáticos delanteros sobre terreno inclinado y los traseros sobre el terreno nivelado. $sto le permite un corte preciso del terrapln.
>*$?T$ 1AT@L'+' &'(AT)*
4.3.4 E7#*#(o +""+(o +7"# 0"o: 1oloque cualquier terminal de la hoja de la motoniveladora al centro longitudinal de la máquina. $ste mtodo facilita la ejecuci#n de la e7cavaci#n profunda de rocas y piedras enterradas.
>*$?T$ 1AT@L'+' &'(AT)*
4.3.5 R+,,+(o:
1olocando los neumáticos delanteros en la !anja, se previene el desli!amiento de los mismos de lado a lado. *n nivelado preciso tambin puede ser ejecutado en esta posici#n, debido a que se reduce el desli!amiento de los neumáticos traseros y stos marchan sobre terreno ya rellenado.
>*$?T$ 1AT@L'+' &'(AT)*
4.4 ESPECIFICACIONES: 4.4.1 Moo": $l motor iesel &omatsu +-A/, turboalimentado es de C tiempos, enfriado por agua, con válvulas en la culata y tiene D cilindros con un diámetro interior de ;- mm. 0E.FC94 y una carrera de - mm. 0C.-E94 con un despla!amiento de C.G; lts. 0H;G pulg.E4.
Po+()# #, *o,#(+: E- <2 0 IJ4 a H,; 32( 0)A$ KEC;4 EF 2) 0 IJ4 a H,; 32( 05? DHF ?$T4 5nyecci#n directa para econom%a de combustible. 3egulador mecánico de todas las velocidades. Lubricaci#n for!ada accionada por bomba de engranajes con filtro de flujo total. >iltro de aire de tipo seco con evacuador de polvo automático e indicador de obstrucci#n para prolongar los intervalos de servicio del elemento. (otor de arranque elctrico de HC :-.- IJ. Alternador de HC :H- A. os bater%as de H : Ah.
4.4.2 T"#('))8(: La transmisi#n 8<63')<5>T9 de &omatsu consiste de engranajes planetarios y embrague de discos múltiples con lubricaci#n for!ada, para asegurar cambios con ligero toque y minimi!ar el esfuer!o. Tanto los cambios de velocidades y de direcci#n de marcha se reali!an con una sola palanca. 1on el pedal de acercamiento se asegura una operaci#n precisa y arranques suaves de la máquina. *na amplia gama de velocidades, D de avance y D de retroceso, permite satisfacer los requisitos de cualquier trabajo. 2ara evitar arranques accidentales de la máquina, se dispone de un dispositivo de bloqueo de
cambios y el motor arranca solamente cuando la palanca de cambios está en posici#n neutral.
V+,o)#+ + '#"9# # "+*o,0)o(+ (o')(#,+ +, 'oo";
4.4.3 M#(o $)(#,: 3educci#n final por engranaje c#nico helicoidal. $l tándem de cadena de rodillos acciona los cuatro neumáticos traseros. La caja del tándem gira hasta EB, asegurando durante la operaci#n una gran estabilidad y firme tracci#n de la máquina.
4.4.4 E+: E+ +,#(+"o: $l eje delantero del tipo $lliot invertido con una distancia libre del suelo en el centro de D mm. 0HM4 y un ángulo de oscilaci#n 0total4 de EHB para asegurar la marcha estable de la máquina. 5nclinaci#n hidráulica de los neumáticos delanteros 0HB para cada lado4.
E+ "#+"o: $je trasero completamente flotante está construido de acero forjado con tratamiento trmico.
4.4.5 N+0'6)o: ?eumáticos delanteros y traseros. . . . . . E./ HC/G23. 0+/H4 ?eumáticos con cámara del tipo tracci#n. 3uedas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . G. T+ 7 HC 0)14 2resi#n del aire. . . . . . .G IgcmH 0H-.D 2)5FF I2a4
4.4.< D)"+)8(: $l sistema de control de direcci#n del tipo de rodillos de giro en #rbita, completamente hidráulico con cilindro de direcci#n, actúa directamente sobre el bra!o articulado. $l ángulo má7imo de direcci#n de los neumáticos delanteros es de C;B hacia la i!quierda y derecha.
@ngulo de articulaci#n del bastidor. . . . . . . . . . . .HFB, i!quierda y derecha 3adio m%nimo de viraje 0bastidor articulado4. . . . . . . . . D.D m.
4.4.= F"+(o: F"+(o + +"*))o: 'perados con el pie, del tipo de e7pansi#n interna con accionamiento hidráulico sobre los cuatro neumáticos.
F"+(o + +#)o(#')+(o: Tipo mecánico de e7pansi#n interna con accionamiento sobre el eje de la transmisi#n.
4.4.> B#)o"+: Los bastidores son articulados por dos cilindros hidráulicos. $l bastidor delantero de secci#n cuadrada está construido con planchas de acero soldadas. $l bastidor delantero con diseño de una pie!a, donde están instaladas las tuber%as hidráulicas, ofrece una visibilidad frontal e7celente y operaciones más precisas. )ecci#n de los bastidores delanteros 0ancho 7 alto4 HG 7 H;C mm.
4.4.? E@0)o + ,# 9o#: Narra de tracci#n" $n forma de A, secci#n en forma de * formada a presi#n, de construcci#n soldada para ofrecer má7ima resistencia. 1irculo" 1irculo del tipo de engranaje interno controlado hidráulicamente con C !apatas de gu%a para una rotaci#n suave de EDB. iámetro del cilindro 0e7terno4. . . . . . ,E mm. 1uchilla" 1onstruida de secci#n cuadrada con acero resistente al desgaste. espla!amiento lateral de la hoja, hidráulico y control manual de punta. Tiene acopladas hojas de corte reversibles en los e7tremos. Largo 7 altura 7 espesor E,- 7 DC- 7 D mm. Nase de la hoja. . . . . . . . . . . . . . . . . H,-C mm. 0GMC94 1arga de la hoja. . . . . . . . . . -,-G- Ig H,E lb-C.G I?4 Nordes de corte" Los bordes de corte del tipo curvo satisfacen Las normas estándar )A$ KFE;b. ?úmero de bordes de corte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . H Largo 7 altura 7 espesor. . . . . . . . . . . . . . . ,GH; 7 -H 7 D mm.
4.4.1& A,#(+ o"+ ,# 9o#:
Todos los movimientos y posiciones de la hoja pueden controlarse hidráulicamente desde el asiento del operador. $levaci#n má7ima sobre el suelo. . . . . . . . . . C- mm escenso má7imo por debajo del suelo. . . . -E- mm (á7imo alcance de la proyecci#n. 5!quierda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . H,E mm erecha. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . H,E mm Angulo má7imo de corte de taludes. . . . ;B Angulo de corte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . H;B O FFB
4.4.11 P+o + o+"#)8( A"o7)'#o;: $l peso de operaci#n incluye la capacidad nominal del lubricante, refrigerante, tanque de combustible lleno, equipo hidráulico, operador, hoja de E,F mm. ?eumáticos E./HC/ G23 0+H4 del tipo tracci#n y el equipo estándar. )obre los neumáticos delanteros. . . . . . . . E,E Ig 0D,; lb4 )obre los neumáticos traseros. . . . . . . . . . F,DF Ig 0D,; lb4 2eso total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,G Ig 0HE,G lb
4.4.12 C##)# + ,0")#(+ "+$")!+"#(+ "+,,+(o;: 3efrigerante. . . . . . . . . . . . . . EC lts. 0;. +al.*.).4 Tanque de combustible. . . . . HHF lts. 0D. +al.*.).4 (otor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ; lts. 0H.C +al.*.).4 Transmisi#n. . . . . . . . . . . . . . . EC lts. 0;. +al.*.).4 1aja del tándem 0total4. . . . . . FG lts. 0H.D +al.*.).4 1aja de propulsi#n final. . . . . H lts. 0E.H +al.*.).4 Aceite hidráulico. . . . . . . . . . . E lts. 0F.; +al.*.).4
>5+. 5($?)5'?$) >*$?T$" 1AT@L'+' &'(AT)*
5. METODOLOGA: $l estudio que se reali!# es una investigaci#n mi7ta que conjuga la investigaci#n documental con la investigaci#n de campo, documental ya que a travs de las diferentes teor%as e7puestas por el fabricante se identificaron algunos factores y f#rmulas para establecer la manera como se calculan te#ricamente los rendimientos de la (otoniveladora y la investigaci#n de campo ya que se estudi# el fen#meno a partir del ambiente en que este se desarroll# , donde la fuente de informaci#n fue mediante mediciones de campo y obtenida de los catálogos de los fabricante. La presente metodolog%a" •
investigaci#n
sigui#
la
siguiente
A travs de la investigaci#n documental se revis# la informaci#n te#rica que e7iste respecto al tema, ecuaciones o formulas del cálculo de rendimientos dadas por el manual del fabricante y apoyados en el marco referencial, se identificaron los elementos y funciones de cada una de ellas, obteniendo unos valores te#ricos los cuales son asociados a unos factores de correcci#n para as% estimar la producci#n real te#rica sin embargo, el presente estudio se reali!# en condiciones ideales es decir con máquinas en buenas condiciones para trabajar, no se tuvo en cuenta el clima o condiciones ambientales pues las muestras o mediciones fueron tomadas
cuando la maquina estuvo en operaci#n y se tuvo en cuenta la e7periencia del operador para que no afectara la medici#n tomada. •
(ediante el mtodo de observaci#n, observaci#n directa, se tomaron los rendimientos en obra de todos y cada uno de los %tems más representativos en los movimientos de tierra para la (otoniveladora. 2ara este caso, se establecieron los %tems de e7tendida de materiales y perfilaci#n de terra!as.
<. RESULTADOS DISCUSIONES <.1 REVISION TEÓRICA DOCUMENTAL DE LOS RENDIMIENTO DE MOTONIVELADORA. RENDIMIENTO TEORICO long. Perflar (Km) modelo NUMER DE PA!ADA! #E$. PR%MERA PA!ADA (&m') DA PA!ADA (&m') *DA (&m') +DA (&m') 5A PA!ADA (&m') "A PA!ADA (&m')
0,10 Komatsu ED 511-A-1 ",00 ,00 *,00 +,00 5,00 ",00 ,00
1; CALCULO DEL TIEMPO TOTAL: ,o(!.&.1 ' 2ara el rendimiento consideramos una eficiencia de .;, como el trabajo de mantenimiento de carreteras se dan pasadas largas 0menos vueltas4, entonces consideramos esa eficiencia. vel .1 era× long.
vel .2 da×long
2 × 0.1 3 × 0.1= 4 × 0.1 5 × 0.1 6 × 0.1 t = + + + + 0.9 × 3
0.9 × 4
0.9 × 5
0.9 × 6
vel. ( n−1 ) ×long.
0.9 × 7
t =0.43 hr . 2; CALCULO DEL RENDIMIENTO R "+()')+(o D#(9o + #,## '6 +"'# ##,o!o; T )+'o o#, D ×a R= t R=
100 × 3.50 0.43 2
R= 813.95 m / hr
RENDIMIENTO REAL 1; CALCULO DEL TIEMPO TOTAL: . en a/ar ulla (s) %EMP! PA!ADA %EMP! PA!ADA %EMP! PA!ADA %EMP! PA!ADA %EMP! PA!ADA %EMP! PA!ADA
. traa/o (s)
. Retroeder . le2ante de (s) ulla (s)
. otal (s)
PR%MERA 0,15
150,+5
10,5
0,15
1,00
0,15
1+5,*
115,+
0,15
"0,
0,15
1+0,5"
11,"1
0,15
5*,+
0,15
1*,5
111,+5
0,15
50,00
0,15
1*1,
107,*
0,15
+0,1
0,15
17,5+
10,15
0,15
*,77
!E3UNDA ER4ERA 4UARA 6U%NA !E8A . A$ DE RA9A: (s) . A$ DE RA9A: (r)
2; CALCULO DEL RENDIMIENTO 1omo es rendimiento real no se considera la eficiencia y se toma datos de campo.
R "+()')+(o D#(9o + #,## '6 +"'# '+)o +( #'o; T )+'o o#, #,0,#o +( #'o;
R= R=
D ×a t 100 × 3.70 0.42 2
R= 880.9523 m / hr
Tabla D" Longitud efectiva de la hoja
151+,0+
0,42
>uente" 1ATAL'+' &'(AT)*
1alculo de la ecuaci#n de regresi#n, relacionamos el rendimiento te#rico y el rendimiento real. REND%M%EN ER%4; REND%M%EN ER%4; REND%M%EN ER%4;
100m 50m *50m .
.
.
REND%M%EN 1*,75 m'r REA$; REND%M%EN 51*,57 m'r REA$; REND%M%EN *7+, m'r REA$; .
.
PR $ AN $A E4. DE RE3RE!%N E! ?
.
.
@ ; ,"*= 10+,
.
0,75 m'r 5,0 m'r +,55 m'r .
$s importante decir que las velocidades de operaci#n de las motoniveladoras no son constantes en la elaboraci#n de la actividad, no se puede estimar te#ricamente un valor apro7imado por cuanto este factor depende de otros como son el tipo de material, la habilidad del operador de mantener una misma velocidad en el trayecto descuidando la eficiencia de su trabajo y sacrificando la calidad del mismo. Aplicar esta f#rmula para determinar la producci#n de la maquina nos arrojara diferentes valores para una misma actividad por cuanto la estimaci#n de la velocidad se mueve en un rango,
se vuelve un poco subjetiva y queda sujeta al pensar y decidir de la persona
encargada de dicho cálculo.
4.3 TABLA DE LOS RENDIMIENTOS DE MAUINARIA MOTONIVELADORA EN LA CIUDAD DE UARA/ /ONA DE CANSAN CASO DE ESTUDIO: Tabla C" Tabla de 3endimientos de (aquinaria 2esada ESTUDIO DE LOS RENDIMIENTOS DE MAUINARIA PESADA EN LOS MOVIMIENTOS DE TIERRAS EN LA CIUDAD DE UARA/ /ONA DE CANSAN. CASO DE ESTUDIO: MANTENIMIENTO DE LA VIA CANSAN CARRETERA AFIRMADA TABLA DE RENDIMIENTOS EUIPO
MOTONIVELADORAS CAT 12&
LONGITUD DE LA CUCILLA
3H< MTS
ITEM
UNID AD
ETENDIDA PERFILACION DE MATERIAL SELECCIONADO SUBBASE BASES;
(E<' 3A
3& 4
CEREO DE VIAS &H2&MTS;
(E<' 3A
1> 4
CEREO DE TERRA/AS &H2&MTS;
M3O RA
23 &
RENDIMIENTO
F0+(+: E, A0o"H 2&14
La tabla de rendimientos de maquinaria pesada solo es aplicable para los %tems estudiados en el presente documento ya que según el tipo de trabajo al que se someta la maquina as% variara su rendimiento o productividad, sin embargo puede ser un punto de referencia para actividades similares a las e7puestas en el estudio.
=. CONCLUSIONES RACOMENDACIONES: =.1 CONCLUSIONES: $l rendimiento te#rico obtenido para la motoniveladora, fue de GE.G- mHhr $l rendimiento real promedio obtenido para la motoniveladora fue de GG.;mHhr. El resente estudo ermtB estaleer ases sBldas ara determnar los 2alores de rendmentos de la moton2eladora, ara el tema re
4on este estudo se udo determnar rendmentos o la roduBn de los euos arro/an datos untuales o artulares segn la at2dad a la ue se someto la mCuna, datos o rendmentos.
A
artr de aora se odrC resuuestar @ aer ronogramas tenendo un unto de re
=.2 RECOMENDACIONES: $s grato saber que hay instituciones que nos brindan ese apoyo que nosotros necesitamos para nuestra formaci#n, como es la (unicipalidad de 5ndependencia, que nos brindado facilidades Ppara nosotros reali!ar nuestro trabajo y reali!ar la toma de datos, reali!ar la filmaciones y tomar fotos respectivamente, es por ello que requerimos de estas instituciones tanto públicas como privadas par que nos brinden ese apoyo, porque es dificultoso para nosotros como estudiantes alquilar una de estas máquinas y ya que su costo es muy elevado. 2or este motivo requerimos mucha ayuda de parte de aquellas instituciones.
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