BULLDOZERS CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES BULLDOZERS 2007.pdf · Esta presentación ha sido realizada en ... Donde: q : producción por ciclo en m 3 ... es el necesitado por el tractor

BULLDOZERS CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES

Prof. Dr. Jorge A. Capote Abreu 1

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Prof. Dr. Jorge A. Capote Abreu

Dpto. de Transportes y Tecnología de Proyectos y Procesos

e-mails:

Ingeniería de la Construcción

[email protected] [email protected] –– [email protected]@unican.es

Dr. Daniel Alvear Portilla

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Esta presentación ha sido realizada en base a la información facilitada por:

- CATERPILLAR- FIAT-ALLIS- KOMATSU- DRAGADOS- Bibliografía especializada- NOTAS DE CLASE

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Máquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas, diseñadas

para ejercer una fuerza de empuje o tracción.

Definición Según ISO 6165 - UNE 115-405-88

• Bulldozers

• Tractores

• Empujadores Frontales



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• Bulldozers

• Tractores

• Empujadores Frontales

De las FASES BÁSICAS del MMT, el BEparticipa, principalmente, en:

ARRANQUEARRANQUECARGATRANSPORTEEXTENDIDOCOMPACTACION

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Los BULLDOZERSBULLDOZERS realizan el ARRANQUE por:

� EMPUJE

� POR TRACCIÓN (desgarro)

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VARIOS:�Empuje de Mototraillas

�Agrícolas

�Vertederos Controlados

�Mantenimiento de frentes de trabajo

�Etc..

RIPADO, DESGARRO o ESCARIFICADORIPADO, DESGARRO o ESCARIFICADO�

EMPUJE DE MATERIALEMPUJE DE MATERIAL�



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ALTERNATIVA A LA PERFORACIÓN Y A LA VOLADURA.ALTERNATIVA A LA PERFORACIÓN Y A LA VOLADURA.

�Economía.

�Posibilidad de Selección de capas.

�Seguridad.

�Cuidado del Medio Ambiente

““NO TODOS LOS TERRENOS SON RIPPABLES”NO TODOS LOS TERRENOS SON RIPPABLES”

VENTAJAS

DESVENTAJAS

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�CARACTERÍSTICAS DE LA ROCA.

�CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS.

�ANALISIS SISMOGRÁFICO.

RIPABILIDADRIPABILIDAD

� Fracturas

� Laminaciones

� Fragilidad

� Alto grado de estratificación

� Desgaste por agentes atmosféricos

� Permeabilidad

� Baja Dureza

� Baja velocidad sísmica

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La imposibilidad de efectuar voladuras pasa por realizar unas pruebas sísmicas de refracción sobre el terreno.

Ordinaria 500 m/s

Escarif. suave 500-1200 m/sEscarif. media 1200 - 1700 m/s

Escarif. dura 1700 - 2100 m/s

SISTEMA DE REFRACCIONSISTEMA DE REFRACCION



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RIPADO

POTENCIAPOTENCIA

ADECUADA MASAADECUADA MASA

EXCELENTE TRACCIONEXCELENTE TRACCION

EFICIENTE SISTEMA HIDRÁULICOEFICIENTE SISTEMA HIDRÁULICO

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Vástago Simple:� Aplicaciones más severas.� Máxima penetración y profundidad

�

Vástagos Múltiples:�Materiales menos densos.

�



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HINCADO PENETRACIÓN DESGARRO

Fase I Fase II Fase III

FASES DEL RIPADO

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� INFLUIDA POR:�Número y Longitud de los Vástagos.

�Ángulo de los dientes.

� Dirección de trabajo.

� Operador.

PRODUCCIONPRODUCCION

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Velocidad sísmica en m/s

Pro

du

cció

n m

3 /h

Longitud x ancho x profundidad x 60 / Ciclo

•• Escarificando todo el tiempoEscarificando todo el tiempo

•• Tractor con ripper monoTractor con ripper mono--dientediente

•• 100% de eficiencia100% de eficiencia

ESTIMACION DE LA PRODUCCION



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Tractor Ud. A B C D E FPotencia kW 160 210 240 310 400 570Peso kN 240 315 355 470 600 925Tracción max. kN 499 570 650 900 1100 1650TIEMPOSRipando min. 0,75 1,0 1,05 1,15 1,17 1,45Retroceso min. 0,21 0,26 0,28 0,285 0,30 0,36Total ciclo min. 0,96 1,26 1,33 1,435 1,47 1,81

Prod./hora m3/h 640 750 840 1060 1300 1700

Escarificado con diferentes Bulldozers

ESTIMACION DE LA PRODUCCION

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�Distancia: 100 m.

�Mediante Hoja Bulldozer.

�Fases:�Posicionamiento inicial

�Llenado de la Hoja

�Empuje hasta acopio o vertedero

�Retroceso.

EMPUJE



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�Aprovechar la pendiente favorable.� Incluso crearla durante el arranque y transporte.

�Vertido por borde de talud.� Evitando formación de pendiente desfavorable.

�Mantener el tajo uniforme.

�Trabajar en zanja.

�Empuje con Tractores en paralelo.

�Adecuada utilización del Tilt.

TECNICAS DE EMPUJE

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Potencia: 212 kW (285 hp)Peso: 36,000 kgCap. Hoja (SAE): 8,7 m3

P: 276 kW (370 hp)W: 46,500 kgB (SAE): 11,9 m3

P: 388 kW (520 hp)W: 62,500 kgB (SAE): 17,3 m3

P: 574 kW (770 hp)W: 93,400 kgB (SAE): 25,6 m3

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Elevación y Descenso.Elevación y Descenso.�

Inclinación Lateral: Tilt.Inclinación Lateral: Tilt.�

Ángulo de Ataque.Ángulo de Ataque.�

Angulable: para descarga en cordónAngulable: para descarga en cordón�

BULLDOZERS



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Universal:�Mayor retención.

�Grandes Cargas a Grandes Distancias.

�Menor Penetración.

�Menor kW/m cuchilla.

�

Semi-Universal�

Recta.

�Mayor Penetración.

�Menor Retención.

�Mayor kW/m cuchilla.

�

Angulable: para derrame lateral.�

Especiales: Vertederos, Rastrillo, Acolchadas, etc.�

LA HOJA

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ααααααααh

l: anchoa: factor

Capacidad de la Hoja:

V = a · l · h2

�

Ciclo Trabajo:�Tiempo Empuje.�Maniobras (0.2 min.)

�Retorno.

�

EFICIENCIA:� Operador� Ciclos/h

� Organización

�

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La producción horaria de los Tractores sobre cadenas

(Bulldozers) tanto excavando como empujando, se calcula

según la siguiente fórmula:

Q =Q = q x 60 /Cm x E

Donde:

q : producción por ciclo en m3

Cm : tiempo del ciclo en min.

E : coeficiente (eficiencia) utilizado



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q = a · L · h2

La producción por ciclo (q), está basada en la capacidad

de la hoja que esté utilizando el tractor (tipo y dimensiones) y el

coeficiente de hoja (a) que varía según el tipo, posición y

trabajo que se efectúe con la hoja.

Coeficiente de hoja (Blade Factor) - aTrabajos fáciles 1,1 - 0,9

Trabajos medios 0,9 - 0,7

Trabajos con dificultad 0,7 - 0,6

Trabajos muy dificultosos 0,6 - 0,4

ααααααααh

l: anchoa: factor

* para hojas universales

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El tiempo de ciclo (Cm), es el necesitado por el tractor

(bulldozer) para completar un ciclo, es decir, empuje,

regreso y cambios de marcha, y se calcula por la siguiente

expresión:

Cm =Cm = D/F + D/R + ZDonde:

D : distancia de ciclo en m

F : velocidad de avance (m/min.)

R : velocidad de retroceso ( m/min. )

Z : tiempo requerido para los cambios de marcha

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FACTORES DE CORRECCIÓN:

�Vertido o Apilado (- 20 %)

�Pendientes (± 10% de pendiente - ± 20 % producción)

�Método de Zanja (+20%)

�Material Suelto o en Banco (+ 20% - - 40%)

�Servotransmisión o T.directa (- 20%)

�Visibilidad ( - 20 %)

�Maquinista (± 25 %)



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�FIABILIDAD

�DURACIÓN

�PRODUCTIVIDAD

�CONFORT MODULAR

MODULAR

Asistido por

Ordenador

Asistido por

Ordenador

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TREN DE POTENCIATREN DE POTENCIATREN DE POTENCIA

• Servotransmisión

�Convertidor o Divisor de par

�Embragues

�Frenos de Dirección

�Mandos finales

MOTOR

CONVERTIDOR

TRASNMIS

ION

MANDOS F

INALES



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MOTORMOTORMOTORSe sitúan en la parte delantera para aportar su peso bruto sobre la hoja de empuje.

�

Deben aportar una buena relación Peso/Potencia

La relación Peso/Potencia va de 140-125

kg/HP en los pequeños a unos 115-80 kg/HP

en los grandes. Mayores Cargas y Ciclos más

rápidos.

�

Además debe contar con:

�alta capacidad de durabilidad, garantía de servicio y comodidad.

�bajas vibraciones, ruidos y control en los gases de escape.

�Fácil mantenimiento y reemplazo, y un alto índice de eficiencia en la

admisión de aire.

UNA RESERVA DE PAR DE AL MENOS UN 25 %

�

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Nmax

nN

Mmax

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gemin

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AMOCSAMOCSAMOCS

�Módulos Intercambiables.

�Sistema de “Dos pasadas”

�Aumento de Superficie de Refrigeración.

�Aislado de vibraciones y tensiones.

�Mayor facilidad de servicio.

Sistema Modular de Refrigeración Avanzado



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DIVISOR DE PARDIVISOR DE PARDIVISOR DE PAR

� Combina ventajas de la

transmisión directa (30%) y del

convertidor de par (70%).

� Mayor Eficiencia del Tren de

Potencia

� Alta Fiabilidad - Diseño

Probado

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TRANSMISIÓNTRANSMISIÓNTRANSMISIÓN

� Servotransmisión Planetaria.

� Embragues de Gran Diámetro.

Mejor reparto de las cargas que en las transmisiones de contraeje.

� Diseño de bajo par - Mayor reducción en Mandos Finales.

� Diseño Modular

� Acoplamiento Modulado Embragues - Actuación

Embragues Direcciones en último lugar. Reducción puntas de

par y cargas de impacto.

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TREN DE RODAJETREN DE RODAJE

Sirve para el desplazamiento y sustentación de la máquina.

�Bastidor.

�Rueda Cabilla: rueda dentada motriz.

�Ruedas Guía: guían y tensan la cadena.

�Rodillos: soportan el peso de la máquina y se ajustan al terreno.

�Cadenas: con eslabones sellados y lubricados.

�Tejas: con garras para la tracción.



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ZAPATASo

TEJASDE CAUCHO

DE CENTRO PLANO

PLANA

STANDARD

DOBLE GARRA

TRIPLE GARRA

nervio o garra

placa

borde

delantero

curvo

borde

trasero

curvo

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Tren de RodajeTren de RodajeTren de Rodaje

El componente del tractor sobre cadenas de mayor desgaste esel tren de rodaje, a la vez que es el elemento más importante delchasis y de la máquina en sí.

En el costo de mantenimiento y reparación anual del tractor, el trende rodaje ocupa aproximadamente el 60 % del total:

1

4

2

31. Tren de rodaje

2. Equipo de trabajo

3. Sistema de dirección

4. Otros

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RUEDA CABILLA ELEVADARUEDA CABILLA ELEVADARUEDA CABILLA ELEVADA

� AISLAMIENTO DEL MANDO FINAL:� Aislado de cargas y choques verticales.

� Alejado cargas del bulldozer.

� Mayor duración de los componentes.

� Alejamiento de Materiales Abrasivos.� Mayor duración dientes y sellos.

� Mayor Estabilidad en Pendientes Laterales



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TREN RODAJE SUSPENDIDOTREN RODAJE SUSPENDIDOTREN RODAJE SUSPENDIDO

�Sobre BOGIES.

�MAYOR CONTACTO CON EL TERRENO�Aumento de la Tracción.

�Mejor Flotación.

�Mayor Producción (hasta un 15 %)

�ABSORCIÓN DE CARGAS DE CHOQUE�Reducción de cargas hasta un 50 %.

�Conducción más cómoda.

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Sistema HIDRÁULICOSistema HIDRÁULICOSistema HIDRÁULICO

�Accionamiento Bulldozer y Ripper.

�SENSIBLE A LA CARGA�Disminuye el consumo de combustible.

� Incrementa la Eficiencia.

�Mayor fuerza a la barra de tiro.

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Tag Link (Tirante Estabilizador)Tag Link (Tirante Estabilizador)Tag Link (Tirante Estabilizador)

�Aumenta la penetración de la hoja.

�Transmite las cargas de la hoja al bastidor.

�Aumenta la visibilidad

�Aumenta la maniobrabilidad.

�Mantiene un excelente equilibrio de la máquina.



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BASTIDORBASTIDORBASTIDOR

� RÍGIDO.

� Sección en caja a lo largo de toda la estructura.

� Raíles superiores e inferiores continuos.

� Grandes elementos de fundición en áreas de gran tensión.

�RECONSTRUCCIÓN

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CABINACABINACABINA

� Aire Acondicionado.

� Asiento Suspensión de Aire.

� Finger Tip Controls.

� Caterpillar Monitoring System.

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Dirección DiferencialDirección DiferencialDirección Diferencial

� Control Total en Una Mano

� Sin pérdida de tracción en los giros.

� Giros Suaves y Precisos.

� Superior Rendimiento y Control.

�Manejo de mayores cargas, mayor potencia y velocidad durante los

giros.

� Bomba hidráulica para la dirección.

�Adecuada disponibilidad de flujo hidráulico.



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Tractores de Ruedas.Tractores de Ruedas.Tractores de Ruedas.

�Diseño semejante a cargadoras de ruedas: con tren de potencia modificado.

�Mayores Velocidades 35 km/h.

�Bastidor Articulado.

�Menor Tracción.

�Neumáticos: posibilidad de cortes.

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FUTUROFUTURO

� Menor coste por tonelada

� Componentes Inteligentes

� Automatización – GPS

� Aumento eficiencia maquinista

� Cuidado del Medio Ambiente

� Facilidad de servicio

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Prof. Dr. Jorge A. Capote AbreuDr. Daniel Alvear PortillaIngeniería de la Construcción

Dpto. de Transportes y Tecnología de Proyectos y Procesos

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA-

Dirección:

GIDAIGIDAI – Grupo de Investigación y Desarrollo de Actuaciones Industriales

E.T.S. Ingenieros Industriales y TelecomunicaciónAvda. Los Castros, s/n

39005 SANTANDER (Cantabria)ESPAÑA

Telf. 942-20.1826 Fax: 942-20.1873

e-mail: [email protected]

http://grupos.unican.es/GIDAIGIDAI/



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