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UNIDAD 7EXCAVADORAS
ProductividadProductividad
ESPECIFICACIONES
CAPACIDAD DE LEVANTAMIENTO Este es un factor decisivo para la seleccin de
una excavadora
Ubicacin del centro de gravedad
Posicin del punto de
levantamiento
Capacidad de Levantamiento
Peso de equipo
Capacidad Hidrulica
Depende
En cada posicin del pasador del cucharn, la capacidad de levantamiento esta limitada por la carga lmite de equilibrio esttico o por la fuerza hidrulica
La geometra de una excavadora cambia constantemente en funcin a la posicin de la pluma, brazo la posicin de la pluma, brazo y cucharn
Por este motivo la capacidad hidrulica de levantamiento de una excavadora se define segn pautas de la norma SAE
EQUILIBRIO Cuando el peso de la
carga en el cucharn alactuar sobre el centrode gravedad de lamquina ocasiona quemquina ocasiona quelos rodillos se levantenseparndose de losrieles de las cadenas,se dice que la mquinaesta a punto de perderel equilibrio
CARGA LIMITE DE EQUILIBRIO ESTATICO
Esta carga se define como la carga que produce una situacin de equilibrio a un radio determinado
RADIO DESDE EL CENTRO DE GIRODistancia horizontal desde el eje de rotacin de la Distancia horizontal desde el eje de rotacin de la
superestructura (antes de cargar) hasta la lnea vertical del centro de la carga cuando la carga se ha aplicado
ALTURA DEL GANCHO DEL CUCHARONLa altura nominal corresponde a la distancia vertical desde el
gancho del cucharn hasta el suelo
CARGA DE ELEVACION NOMINAL Las condiciones para que un
determinado accesorio de la mquina levante una carga que cuelga del cucharn designado son las siguientesson las siguientes La carga nominal no pasa del 75% de la
carga lmite de equilibrio esttico La carga nominal no debe exceder el
87% de la capacidad hidrulica de la excavadora, es decir que la mquina debe poder levantar el 115% de la carga nominal
La carga nominal no debe superar la capacidad estructural de la mquina
La capacidad de levantamiento a nivel
del suelo corresponde a la norma SAEJ1097
Esta carga esta limitada por capacidad hidrulica y no por limite de equilibrio esttico
LEVANTAMIENTO SOBRE EL SUELO: Mantenga la carga lo ms cerca posible de la mquina Use un cable corto de tal forma que el cucharn quede dentro de la zona optima de levantamiento
LEVANTAMIENTO POR DEBAJO DEL NIVEL DEL SUELO: Con un cable de longitud adecuada site el pasador de articulacin del cucharn en la zona optima de levantamiento
Ejemplo
CAPACIDAD DEL CUCHARON La capacidad de los cucharones se clasifican
segn la norma SAE J-296 Capacidad a ras Capacidad colmado
FUERZA DE PLEGADO Y DE ATAQUE Las fuerzas de excavacin se
determinas segn normas SAE J1179
Se aplica presin hidrulica de alivio a los cilindros que proporcionan la fuerza de excavacinexcavacin
La penetracin del cucharn en un material se logra mediante la fuerza de plegado del cucharn (FB) y la fuerza de empuje del brazo (FS)
Las fuerzas de excavacin nominales son las fuerzas mximas que se pueden ejercer en el punto de corte ms alejado
FB = Fuerza del cilindro del cucharn x (BrazoA x BrazoC)Longitud del BrazoD BrazoB
Fuerza de plegado de cucharn (FB): Es la fuerza de excavacin generada por los cilindros fuerza de excavacin generada por los cilindros del cucharn, tangente al arco de radio D1
La mxima fuerza radial FB se produce cuando el factor (BrazoA x BrazoC dividido por BrazoB) alcanza su valor mximo.
FS = Fuerza del cilindro del brazo x Longitud del BrazoELongitud del BrazoF
Fuerza de ataque del brazo (FS): Es la fuerza de excavacin generada por los cilindros del brazo y
Sexcavacin generada por los cilindros del brazo y tangente al arco del radio F
La mxima fuerza FS se produce cuando el eje del cilindro del brazo en la direccin de trabajo esta perpendicular a la lnea que une el pasador del cilindro del brazo y el pasador del extremo delantero de la pluma
SELECCIN DE CUCHARON(En funcin a la fuerza de plegado y
fuerza de ataque) La combinacin de la fuerza de ataque del brazo y la fuerza de plegado del
cucharn proporcionan a la mquina una fuerza ms eficaz de penetracin de cucharn por milmetro de cuchillacucharn por milmetro de cuchilla
Para obtener el mximo provecho de las altas fuerzas de penetracin se debe elegir cucharones adecuados a las condiciones del terreno en que se van a usar
Por lo tanto debe considerarse el ancho del cucharn y el radio de plegado Seleccione un cucharn ancho para terrenos blandos y un cucharn estrecho
para terrenos duros y considere tambin el menor radio de plegado
Ejemplo
ESPECIFICACIONES DE CUCHARONES
Los cucharones se fabrican de aceros de alta resistencia lo cual perite usar componentes delgados consiguiendo la misma duracin.
El uso de un cucharn equivocado reduce la produccin entre 30 40% o en algunos casos ms.
Se usan tablas para conseguir la mejor combinacin entre mquina y cucharn. Esto brinda el mximo rendimiento
CARGA UTIL DEL CUCHARON Es la cantidad de
material en el cucharn en cada ciclo de excavacin. Y esta en funcin de:funcin de: Tamao y forma del
cucharn Fuerza de plegado Caractersticas de
suelo (Factor de llenado)
PESO EN ORDEN DE TRABAJO CUCHARON Y CARGA UTIL
El peso del cucharn ms la carga til ayudan a seleccionar el cucharn adecuado para una aplicacin especfica
Los pesos se basan en condiciones reales de trabajo, Los pesos se basan en condiciones reales de trabajo, por lo tanto las mquinas pueden alcanzar la capacidad de levantamiento nominal indicada en tablas
Los tamaos de cucharn son apropiados para densidades mximas de 1800Kg/m3
Los valores de carga til en tablas se han calculado con una densidad de 1500Kg/m3
SELECCIN DE MAQUINA (CADENA vs RUEDAS)
Cadenas: Flotacin Traccin Maniobrabilidad Para terrenos muy difciles Cambio de ubicacin de la mquina Cambio de ubicacin de la mquina
ms rpido Ruedas:
Movilidad y velocidad No daan el pavimento Mejor estabilidad con
estabilizadores o con hojas Nivelacin de la mquina con
estabilizadores Capacidad de trabajo con la hoja
SELECCIN DE ZAPATAS Equipar a una mquina con las zapatas
adecuadas resulta el un incremento en la vida til del tren de rodaje
La regla indica: Cuando sea posible use las zapatas ms estrechas
Usted debe usar la experiencia y el sentido comn para la seleccin de la zapata adecuada segn tablas
TIEMPOS DE CICLO El ciclo de excavacin consta de 4 etapas
Carga de cucharn Giro con carga Descarga del cucharn Descarga del cucharn Giro sin carga
El tiempo de ciclo se afecta por: Tamao de la mquina Condiciones de la obra Ubicacin de pila de material y camin
Primero se evala las condiciones de obra fcil a difcil
Luego se estima el tiempo de ciclo En las tablas se indican tiempos de ciclo conforme a En las tablas se indican tiempos de ciclo conforme a
experiencias con excavadoras: Sin obstculos en ruta de excavacin Condiciones de trabajo ms que favorables Operador con habilidad normal Angulo de giro de 60 a 900
INCREMENTAR LA PRODUCCION DE UNA EXCAVADORA DE GRAN VOLUMEN
SELECCIN DE EXCAVADORAS DE GRAN VOLUMEN
Para obtener una produccin mxima se requiere coordinar la mquina y cucharon con los requisitos de produccin, material y caminos
Se puede hacer una buena seleccin siguiendo los siguientes 6 pasos:1) Determine el tipo de material y el factor de llenado del cucharn2) Calcule el tiempo de ciclo3) Calcule los ciclos efectivos por hora4) Calcule la capacidad de cucharn que se necesita5) Seleccione la excavadora para el tamao de necesario de
cucharn6) Seleccione los camiones
EJEMPLO
Seleccione una excavadora adecuada para un trabajo de carga de camiones bajo las siguientes condiciones Roca bien fragmentada por voladura La condicin de la obra es mala el material tiene un promedio de La condicin de la obra es mala el material tiene un promedio de
75% de roca Habilidad y eficiencia del operador 80% Disponibilidad de mquina 90% Eficiencia general de operacin 50 minutos por hora Produccin horaria 600ton/hora Densidad de material 1.6ton/m3
1) Determine el tipo de material y factor de llenado del cucharn
2) Determine el tiempo de ciclo
3) Calcule los ciclos efectivos por horaCiclos efectivos por hora = 60min x (Factores de correccin)
tiempo de ciclo
4) Calcula la capacidad de cucharn necesitado
Carga til necesaria = produccin horaria necesariaCiclos efectivos/hora
Volumen til del cucharn = carga til necesariaDensidad de material suelto
Tamao nominal del cucharn = Volumen til del cucharnFactor de llenado
5) Seleccione la excavadora para el tamao necesario de cucharn
Ojo reinicie los pasos 2 al 5 con los tiempos de ciclo del modelo seleccionado
FINFIN