MOTONIVELAD ORA
UNALM
MOVIMIENTO DE TIERRAS Y DESMONTE Alumno: Luis Valencia Martínez 20080634
Ing.
MOTONIVELADORA
Agrícola
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INDICE 1.- INTRODUCCIÓN 2.- DEFINICIÓN 3.- ESTRUCTURA 4.- MOVIMIENTOS 5.- TRABAJOS CON LA MAQUINA RECTA 6.- TRABAJOS CON LA DIRECCIÓN DESPLAZADA 7.- RECOMENDACIONES DE OPERACIÓN 8.- CONCLUSIONES 9.- BIBLIOGRAFÍA
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1.- INTRODUCCIÓN El acabado, la nivelación o la nivelación de acabado son términos usados para indicar los procesos de acondicionamiento de la superficie de un pavimento o sus capas a la forma
y pendiente especificadas en los
documentos técnicos de una Obra de Movimiento de Tierras y Desmonte. Las operaciones de acabado siguen inmediatamente después de las operaciones de excavación y compactación del relleno. Esto incluye el acabado para lograr la pendiente de aquellas secciones que soportan la estructura del pavimento así como la nivelación y conformación de taludes. En el caso de grandes proyectos lineales como son las carreteras o campos aéreos las máquinas usadas para este fin son las motoniveladoras, aunque hay también
máquinas especiales que logran el acabado de secciones de
pavimento las motoniveladora representan una de las máquinas más completas que satisfacen adecuadamente los requerimientos a cumplir.
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2.- DEFINICIÓN La Motoniveladora, como su nombre mismo indica, es una máquina fundamentalmente proyectada para realizar trabajos de nivelación y refino. Se compone de un tractor de cuatro ruedas y de una cuchilla de perfil curvo que descansa en un tren delantero también con ruedas. Es una de las máquinas más completas. Su manejo requiere de un alto grado de especialización debido a sus múltiples funciones.
3.- ESTRUCTURA La estructura o partes principales de una Motoniveladora es como sigue:
1. Pie de la hoja vertedera. Es el extremo más adelantado de la hoja en relación con el sentido de marcha. Es, generalmente, el extremo que está más próximo a las ruedas delanteras de la máquina.
2. Talón de la hoja vertedera. Es el extremo más retrasado de la hoja en relación con el sentido de marcha. Es, generalmente, el extremo que está más próximo a las ruedas en tándem de la máquina.
3. Giro del círculo. Permite una rotación de 360 grados del círculo y la hoja vertedera para adaptar el ángulo de la hoja al tipo de material o características de la aplicación. El ángulo de la hoja es muy importante porque permite que el material ruede a lo largo de ella aumentando la productividad de la motoniveladora. Normalmente, una motoniveladora desplaza el material de un lado al otro del área que se está nivelando, en vez de empujarlo hacia adelante. Este desplazamiento del material por rodadura de un lado a otro de la hoja, hasta su vertido lateral, requiere menos potencia motor que si tuviera que ser empujado. Para conseguir esta acción de rodadura hay que hacer uso simultáneamente de varias de las
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posibilidades de la máquina, como el giro del círculo, el desplazamiento lateral de la barra de tiro y la inclinación de la hoja vertedera. (Se dispone, como opción, de un embrague deslizante ajustable para proteger el mando del círculo de las altas fuerzas horizontales que se producen en las aplicaciones severas.)
4. Desplazamiento del círculo/Desplazamiento lateral de la barra de tiro. Esta característica permite desplazar lateralmente, en relación con el bastidor principal, el conjunto formado por el círculo y la barra de tiro, para situar la hoja vertedera en condiciones de realizar aplicaciones especiales como conformación de taludes altos, conseguir máximo alcance lateral y obtener los ángulos de corte deseados para el vertido del material fuera de la hoja. También puede utilizarse para aumentar la visibilidad sobre el talón de la hoja vertedera.
5. Ángulos de corte de la hoja vertedera. Se considera que el ángulo de corte es de 0 grados cuando la hoja forma un ángulo recto con el bastidor principal. Es la posición que se utiliza normalmente para empujar el material hacia adelante distancias cortas. Los ángulos de corte menores de 10 a 30 grados se utilizan normalmente con materiales ligeros muy fluidos. Y los ángulos de corte entre 30 y 50 grados se emplean con materiales húmedos y pegajosos, trabajos de mezcla con montones de material grandes, limpieza de cunetas y muchas otras aplicaciones. La mayor parte de los trabajos que realiza una motoniveladora se efectúan con ángulos de corte de 10 a 45 grados. Para que el vertido de material sea continuo, el ángulo de la cuchilla tiene que ser mayor cuando la máquina trabaja cuesta arriba y menor cuando trabaja cuesta abajo. Para máxima duración de la cuchilla de ataque en los trabajos de conservación de carreteras mantenga un ángulo de inclinación casi constante. En este tipo de aplicaciones, los cambios frecuentes de inclinación aceleran el desgaste de la cuchilla de ataque. En general, cuando trabaje con arcilla pesada, nieve compactada o hielo grueso incline la hoja hacia atrás después de una primera penetración con la hoja Tenga cuidado cuando trabaje con la hoja totalmente inclinada hacia atrás porque podrían dañarse los ejes de giro de la hoja y los tornillos de sujeción y el soporte de apoyo de la cuchilla ataque.
6. Desplazamiento lateral de la hoja vertedera. Permite a la hoja desplazarse lateralmente en relación con el conjunto del círculo, para aumentar el alcance lateral, trabajar junto a objetos fijos y otros muchos usos.
7. Inclinación de la hoja vertedera. Es una característica muy importante: utilizada correctamente aumentará la productividad de la máquina y evitará que pueda sufrir daño. La parte superior de la hoja puede
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inclinarse hacia adelante o hacia atrás de la cuchilla de ataque. Esto permite a la cuchilla de ataque adoptar el ángulo más adecuado para conseguir los efectos de corte y rodadura de los materiales deseados. La rodadura del material reduce la potencia motor y aumenta al máximo la productividad de la máquina. Normalmente, empiece su trabajo con la parte superior de la hoja vertedera desplazada 5 cm delante de la cuchilla de ataque. En esta posición, incline la hoja hacia adelante o hacia atrás hasta conseguir la acción de corte y rodadura deseadas. Inclinando la hoja hacia adelante aumentará la distancia entre la parte superior de la hoja y la parte inferior del círculo. Generalmente, una mayor distancia permite que el material se mueva mejor a lo largo de la hoja vertedera en todo tipo de suelos.
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4.- MOVIMIENTOS El brazo del tren delantero articula el elemento principal de la máquina: la llamada hoja niveladora, una larga cuchilla situada entre los ejes delanteros y trasero, pero delante del motor. Dicho útil dispone de una serie de movimientos, todos ellos de la máxima precisión, cuyo detalle es:
Elevación y descenso
Desplazamiento lateral, proporcionando el máximo alcance posible de la hoja, a cada lado de la máquina.
Inclinación lateral de sus extremos (movimiento de tilteo)
Giro de 180° en su plano horizontal, a cada lado del eje longitudinal de la máquina
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Giro de 0 a 90° en el plano vertical, a cada lado del eje longitudinal de la máquina, quedando la hoja en posición de cortar o refinar taludes.
Variación del ángulo de corte (movimiento de tipteo)
5.- TRABAJOS CON LA MAQUINA RECTA 5.1 Nivelación y refino a derechas: La hoja se sitúa de la siguiente manera: 1. Pasador en el orificio central. 2. Desplazar el círculo lateralmente unos 20 cm hacia la izquierda.
3. Nivelar la hoja a profundidad de corte deseada e inclinarla ligeramente hacia delante. 4. Poner la hoja a un ángulo entre 30º y 45º respecto a la dirección de marcha, con el extremo delantero por fuera del neumático delantero derecho y el extremo posterior por fuera del tandem izquierdo. 5. Inclinar las ruedas delanteras hacia el lado que va a salir la tierra, para contrarrestar el empuje lateral. Los cordones se atacan con el eje delantero por encima de ellos y se depositan por fuera de los tandems. La nivelación a izquierdas es similar: la orientación de la hoja sería al contrario de
la
descrita
así
como la inclinación
de
las ruedas
direccionales.
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5.2 Apertura de la zanja en "V":
Para la realización de este trabajo la hoja debe situarse de la siguiente manera: 1. Hoja angulada a 45º con la dirección de la zanja, inclinada ligeramente hacia adelante 2. Pasador en el orificio central. 3. Extremo delantero de la hoja fuera del neumático delantero de la máquina. 4. Con esta situación, se realiza una pasada ligera para marcar y luego se profundiza en una segunda pasada con la hoja en posición similar, pero con mayor inclinación. En todas ellas queda el cordón entre los tandems. 5. En las pasadas de limpieza, con la hoja situada en posición de nivelación, el cordón se expulsa fuera de los tandems. 6. Para cortar el talud, se coloca la hoja de la siguiente forma: 7. Pasador en el orificio superior del lado del talud. 8. Sacar la hoja, colocándola en el ángulo deseado para el corte del talud, e inclinándola hacia adelante. 9. Situar el extremo posterior de la hoja cerca del neumático trasero; de esta forma la parte inferior de la hoja, cortara el fondo de la zanja, por donde pasaran las ruedas traseras. 10.
La rueda delantera del lado del talud, va pegada a este.
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11.
La variación del ángulo del talud se regula con el cilindro de
inclinación superior. 12.
La profundidad de corte se va regulando variando la inclinación
de las ruedas delanteras.
5.3 Limpieza de zanjas: Para colocar la hoja se procede de la siguiente manera:
•
Pasador colocado en el primer agujero de la derecha.
•
Extremo derecho de la hoja alineado con el borde exterior del
neumático delantero derecho; el borde cortante de la hoja rozara el talud de la zanja. Con la hoja en esta posición y las ruedas delanteras ligeramente inclinadas hacia el lado de proyección, se da una pasada en la que el cordón queda entre los tandems; una pasada posterior, sacara la tierra fuera de los mismos acordonándola en el borde de la zanja. Para extender y nivelar este cordón, apartándolo del borde de la zanja, la hoja se coloca como si se tratase de una nivelación pero manteniendo el pasador en el primer agujero.
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Con la hoja en esta posición y las ruedas delanteras ligeramente inclinadas hacia el lado de proyección, se da una pasada en la que el cordón queda entre los tandems; una pasada posterior, sacara la tierra fuera de los mismos acordonándola en el borde de la zanja. Para extender y nivelar este cordón, apartándolo del borde de la zanja, la hoja se coloca como si se tratase de una nivelación pero manteniendo el pasador en el primer agujero.
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5.4 Corte de un Talud: Este trabajo, el más duro y difícil que suele realizarse con niveladoras, exige, como primera medida, la preparación de una base adecuada; la zona por donde van a circular las ruedas, las más cercanas al talud, sobre todo debe estar nivelada y ligeramente inclinada hacia el talud. En estas condiciones se coloca la hoja de la siguiente manera: 1.
Pasador en el agujero más cercano al talud.
2.
Sacar la hoja y el círculo lateralmente e inclinar la hoja hacia
adelante para el corte. 3.
El grado de inclinación del talud lo conseguimos a base de
actuar sobre los cilindros de inclinación de la hoja. 4.
Inclinar las ruedas delanteras hacia el lado contrario del talud.
De esta manera, la máquina en su desplazamiento cortara el talud llevando el borde inferior de la hoja por el vértice del mismo y los neumáticos delanteros y traseros del lado del talud por el fondo de la "V" que se forma. Como en el caso del talud de la zanja en "V", la profundidad de excavación se regula con la inclinación de las ruedas delanteras y el ángulo del talud con el cilindro de inclinación superior de la hoja.
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6.- TRABAJOS CON LA DIRECCIÓN DESPLAZADA La dirección desplazada, privativa de las motoniveladoras articuladas, permite realizar ciertos trabajos de forma distinta y en unas condiciones en que una niveladora rígida no podía trabajar. La dirección desplazada permite que las ruedas motrices pisen por un lugar distinto al de las direccionales por lo que se puede hacer que aquellas vallan por un terreno firme y con buena tracción mientras que las delanteras lo hacen por terreno embarrado. En los trabajos descritos anteriormente se debe usar la dirección desplazada en los siguientes casos:
6.1 Nivelación: Cuando en esta operación se forman montones de y volumen altura considerables, puede hacerse la nivelación con la dirección desplazada; la posición de la hoja es similar a la que se adopta en la nivelación normal, de la que se diferencia, únicamente, en que el bastidor posterior se desplaza alejándose del lado de proyección de la máquina. Con esta posición, los tandems contrarrestan el mayor empuje lateral que antes solo era absorbido por la inclinación de las ruedas delanteras.
6.2 Limpieza de zanjas.
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La dirección desplazada es particularmente interesante en este trabajo sobre todo cuando las zanjas se encuentran embarradas. Entonces, colocando el pasador en el primer agujero, se hace que la rueda delantera derecha vaya por el fondo de la zanja, los tandems, van por fuera de esta, pisando terreno firme, y el extremo delantero de la hoja por fuera del borde exterior del neumático delantero derecho; el cordón queda entre los tandems, para sacarlo de ellos en las pasadas sucesivas.
6.3. Corte de taludes en inclinaciones suaves y pronunciadas (3:1): Puede cortarse sin sacar el circulo por fuera del bastidor; para ello basta situar la hoja como en una nivelación normal y disponer que los tandems vayan por la parte inferior del talud, con lo cual la estabilidad de la máquina aumenta, mientras que el eje direccional va por la parte superior delo corte; las ruedas delanteras llevan el corte en el centro dela y su inclinación depende de la del propio talud, siendo normal que vallan rectas; como es lógico, el cordón queda por fuera de los tandems.
6.4. Extendido de montones. Hasta que la articulación se incorporó a las niveladoras, una máquina no podía, (teóricamente) extender montones cuya altura fuera mayor que la altura libre sobre el suelo de su eje delantero. Utilizando la dirección desplazada, puede hacerse este trabajo, con independencia de la altura de os montones, de la siguiente forma: •
Pasador en el segundo agujero, el más cerco al montón.
•
Desplazamientos laterales de la hoja y del círculo extendido totalmente hacia el lado del pasador.
Con esta posición, se debe articular la máquina colocando el eje delantero por fuera de los montones y los tandems lo más cerca de ellos que se
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pueda; el montón entonces no se ataca por su parte superior sino que se hace de lado.
6.5. Otras situaciones en las que debe usarse la articulación Además de los trabajos citados anteriormente, puede y debe usarse en trabajos peligrosos, para salir de situaciones apuradas y para reducir las pérdidas de tiempo en los trabajos normales. Veremos continuación algunos casos a particulares:
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6.5.1 Nivelaciones peligrosas. Cuando un terraplén va ganado altura, y hay que nivelar sus bordes, siempre existe un riesgo debido a la poca compactación de la capa que se esta nivelando; una situación análoga se produce si hay que limpiar el borde de un desmonte o de un banco de altura elevada. La articulación permite resolver el problema de la siguiente forma: 1. Colocar el pasador en el agujero más cercano al borde del banco. 2. Extender totalmente los cilindros y el del desplazamiento lateral del
círculo. Nivelar la hoja. 3. Desplazar lateralmente la hoja hasta el tope. 4. Articular la máquina, colocando los tandems lo más lejos posible del borde del talud. De esta forma las ruedas motrices, sobre las que recae la mayor parte del peso de la máquina pueden ir por terreno firme aumentando así la seguridad en la realización del trabajo. Nivelaciones sinuosas. Cuando la linde a seguir tiene curvas, líneas quebradas, recovecos, etc. como sucede en jardinería por ejemplo, la nivelación se realiza combinando los movimientos de los desplazamientos laterales de la hoja y el circulo con los de la articulación derecha o izquierda según convenga el pedal modulador mejora las condiciones de trabajo al conseguir velocidades graduables sin mover la palanca de cambio.
6.5.2 Maniobras La incomodidad que presentan las niveladoras convencionales a la hora de maniobrar con ellas, debido fundamentalmente a la necesidad de espacio para su giro, hizo que se prefiera dar una pasada en falso marcha
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atrás antes de cambiar el sentido de marcha de la máquina; salvo algún caso excepcional de maquinistas que aprovechan la marcha atrás para hacer una nueva pasada de nivelación, este tiempo era perdido a la hora de controlar las producciones. Con las modernas niveladoras articuladas, ya no se justifica la pasada en falso; lo normal es que el maquinista, aprovechando la articulación haga la maniobra al finalizar la pasada, con lo que se evita la pérdida de tiempo. Durante la maniobra, el palista tiene tiempo suficiente para cambiar la orientación de la hoja de nivelación pasando de nivelar de izquierdas a hacerlo a derechas en la siguiente pasada.
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6.5.3 Salida de Atascos En múltiples ocasiones, sobre todo cuando la máquina realiza limpieza de zanjas, se encuentra con terraplenes embarrados que dificultan su marcha y que a veces la dejan enfangada siendo necesaria la ayuda de otra máquina para sacarla del apuro; con la articulación combinada del eje delantero, se puede salir de situaciones en que una máquina rígida tendría que ser remolcada. Se debe mantener en estas situaciones el diferencial bloqueado, una vez que los bastidores se han articulado, la máquina sale con los tandems y las ruedas direccionales situados oblicuamente con relación a la zanja, y el diferencial evita que patine un neumático al limitar el movimiento que se produce en la rueda que tiene menos agarre.
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7.-RECOMENDACIONES DE OPERACIÓN La nivelación de superficies es quizás la forma más común de aplicación de la motoniveladora. La motoniveladora corta el material de las salientes y lo empuja para usarlo en el relleno en las hondonadas. Esto se aplica en la nivelación de subrasante. Cuando el material es suave o fino, se humedece con cisterna y se pasa la cuchilla, 1.5 a 2 centímetros por encima del nivel final. Esto se recomienda para permitir que la compactación posterior no deje los niveles por debajo de lo indicado. De manera similar para las actividades de refine. Cuando se está colocando el material de subbase o base, los camiones lo descargan en pilas y es la motoniveladora la encargada de extenderlas. La cuchilla se trabaja un poco girada, empezando desde los extremos hacia el centro, para evitar desparramar el material más allá del área de colocación. En este trabajo se tienen eficiencias de 50 min/h. Algunas veces el contenido de humedad del material para la compactación se realiza en la cantera, pero por lo general se realiza en obra. Esta operación llamada .batido., se realiza con cuchilla girada e inclinada. Los rendimientos promedio oscilan alrededor de 300 m2/h. En labores de conformación o limpieza de cunetas, la producción se mide en unidades de
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longitud por hora. La motoniveladora se trabaja en segunda, con la cuchilla extendida verticalmente al lado de su eje. En una primera pasada se realiza un corte de 7.5 a 10 cm en el trazo de la cuneta. Este corte constituye la marca de referencia para las operaciones posteriores. Las pasadas siguientes serán más profundas o inclinadas, manteniendo siempre el diente de la cuchilla alineado con la llanta para garantizar el alineamiento de la cuneta. Cuando se tienen trabajos de mantenimiento de caminos, especialmente trochas, la finalidad es corregir las corrugaciones. Primero se escarifica la superficie. Luego se pasa la cuchilla para distribuir el material y luego se pasa un rodillo para prolongar el beneficio de los resultados
8.-CONCLUSIONES
Las motoniveladoras representan una de las máquinas más completas
que satisfacen adecuadamente los requerimientos a cumplir, siendo su principal aplicación en nivelaciones, acabados y en la formación de taludes de hasta 3:1.
Existen dos formas de trabajo: Con la maquina recta y con la Dirección
desplazada,
cada
características del
una
es
trabajo
especialmente a
realizar,
utilizada
explicadas
en
según el
las
informe
detalladamente.
Siempre existe el riesgo de que la máquina quede enfangada en el
terreno, es por esto que se debe tener un cuidado especial y un control adecuado en cuanto al nivel de compactación del suelo y de la cantidad de pluviosidad de la zona.
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Las
especificaciones
adaptarse
a
las
de
exigencias
las
Maquinas
específicas
Motoniveladoras de
fabricación.
deben Para
la
construcción de carreteras, se debe utilizar una Maquina Motoniveladora con hoja larga y nivelación de alta precisión. Para la construcción de minas por carretera, puede elegir una motoniveladora con la hoja ligeramente cortos, de alta potencia, alta resistencia y precisión de nivelación
relativamente
bajo.
Para un amplio sitio de construcción, una Maquina Motoniveladora con un sistema de nivelación automática es el producto más adecuado.
9.-BIBLIOGRAFÍA
Como Trabajar con motoniveladoras. Página Revisada el día
10/06/2011 http://members.fortunecity.es/100pies/trabajos/Trabajos1.htm
Capítulo 7. Motoniveladoras. Programa de Titulación 2006 Ingenieria
Civil . Universidad de Piura.
Motoniveladoras. Maquinaria para la Construcción de Obras Públicas.
Juan de Cusa. CEAC. Páginas 36-40
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