CURSO:

CONSTRUCCIÓN 1

TEMA:

“CARGADOR FRONTAL CON ORUGAS”

DOCENTE:

MAG. ING. HUGO MIRANDA TEJADA

ESTUDIANTES:

ARANA ASTOPILCO, Jean Pierre

INFANTE CHIPILE Denis

CAJAMARCA – PERÚ

2015

ABSTRACT OR SUMMARY

In this report a description of the crawler loaders or also called crawler loaders is done ; also see their uses , functions, parties and brands on the market .

In the first part of the report described in general terms about the applications of crawler loaders . The second part addresses parts and brands of loaders chains ago.

RESUMEN

En el presente informe se hace una descripción acerca de los cargadores frontales sobre orugas o también llamados cargadores frontales sobre orugas; también veremos sus usos, funciones, partes y marcas que existen en el mercado.

En la primera parte del informe se describe en forma general sobre las aplicaciones de los cargadores frontales sobre orugas. En la segunda parte se hace referencia a las partes y marcas de los cargadores frontales de cadenas.

INTRODUCCION

Los cargadores frontales sobre orugas se utilizan principalmente en trabajos de cantera y

en terrenos inestables, en nivelaciones y movimiento de tierras de gran volumen, ya que

su tren de rodaje especialmente diseñado para trabajos pesados y difíciles les permite

una mayor adherencia al terreno

El rendimiento de esta maquina puede ser mejor en terrenos sinuosos, debido a que pose

zapatas que hacen que se distribuya mejor el peso en el suelo, de mayor estabilidad.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Describir los cargadores frontales sobre orugas

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Explicar las ventajas de los que tienen los cargadores frontales sobre orugas.

Dar a conocer los usos.

CARGADOR FRONTAL SOBRE ORUGAS

Llamados también palas mecánicas, se utilizan principalmente en trabajos de cantera y en

terrenos inestables, en nivelaciones y movimiento de tierras de gran volumen, ya que su

tren de rodaje especialmente diseñado para trabajos pesados y difíciles les permite una

mayor adherencia al terreno y una mayor estabilidad.

Estas dimensiones varían según al tipo de modelo.

CARACTERISTICAS DIMENSIONES

A= Altura hasta el respaldo del asiento 2 m – 2.681m

B = Altura hasta el tubo escape 2.441 m – 3.357 m

C= Altura hasta el techo 2.73 m – 3.423 m

D= Altura hasta el pasador de articulación en posición de

acarreo 0.402m – 0.492 m

E= Plegado a levantamiento máximo 56º - 67.7º

F= Plegado a la altura de acarreo 48º - 51.2º

G= Plegado en el suelo 41º - 42.8º

Angulo para nivelación (solo con cuchilla) 68º - 74º

Ancho sin cucharón (cadena estable) 1.8 m – 2.58 m.

Ancho sin cucharón (cadena optima) 2.01 m – 2.76 m

*Fuente: Manual de rendimiento CATERPILLAR

TIPOS DE ZAPATAS PARA PALAS SOBRE ORUGAS

Zapatas de dos garras Zapatas con agujero central

Zapatas cortadoras Zapatas de una garra

ESPECIFICACIONES SAE (SOCIEDAD DE INGENIEROS DE AUTOMOTORES)

CARGA LÍMITE DE EQUILIBRIO ESTATICO

Es el peso de la carga en el centro de gravedad del cucharón que hace oscilar el extremo trasero de la máquina, de tal manera que en los cargadores sobre orugas los rodillos delanteros se levantan sobre las cadenas, y en los de ruedas las de atrás empiezan a desprenderse del suelo. El cargador debe estar estacionado sobre una superficie dura y plana

CARGA DE OPERACIÓN

La carga de operación de los cargadores de ruedas no debe ser mayor al 50 % de la carga límite de equilibrio estático, considerando la máquina equipada con los accesorios necesarios para el trabajo. En los cargadores sobre orugas (palas mecánicas) no debe ser mayor al 35 % de la citada carga límite.

CAPACIDAD DE LOS CARGADORES

Generalmente se define por el volumen geométrico del cucharón expresado en m3 ó yardas cúbicas, medidas a ras o colmadas, Sin embargo este volumen debe ser corregido por el factor de acarreo, que es un coeficiente que valora el material que se derrama en la operación de levante y carga.

Capacidad a ras es el volumen contenido en el cucharon después de nivelar la carga pasando un rasero que se apoye sobre la cuchilla y la parte trasera del cucharon.

Capacidad colmada es la capacidad a ras más la cantidad adicional que se acumule sobre la carga a ras a un ángulo de reposo de 2:1 con el nivel a ras paralelo al suelo.

CLASIFICACION:

CARGADOR FRONTAL DE ORUGA MEDIANO

Uno de los cargadores medianos es el 953 D , con el cargador de cadenas mediano de Caterpillar, 953D, Una mayor potencia, su excelente maniobrabilidad, la cabina rediseñada para comodidad del operador, el revolucionario tren de rodaje SystemOne™ y el nuevo sistema de implementos aumentan su productividad, disminuyen considerablemente sus costos de operación, proporcionando una versatilidad insuperable.

•Potencia en el volante, 148 hp•Peso en orden de trabajo, 34381 lb •Capacidad - Uso general, 2.42 yd³

Puntos destacados del cargador de cadenas mediano

• Los mandos hidrostáticos con control electrónico ofrecen una operación suave y rápida, y una capacidad de maniobra superior. • Los controles electrohidráulicos, conjuntamente con el posicionador de desconexión de levantamiento y el ubicador de cucharón ajustables y magnéticos, ayudan a reducir la fatiga del operador. • El Sistema Monitor Informatizado (CMS) de Caterpillar es la interfaz entre los operadores y el Control Hidrostático Electrónico (EHC) de las transmisiones. • Los bastidores principales de sección en caja están diseñados específicamente para el trabajo de los cargadores de cadenas con el fin de proporcionar durabilidad, resistencia a la torsión y una base firme para los componentes. • Los trenes de rodaje oscilantes Cat mejoran la tracción, aumentan la estabilidad de la máquina y reducen el impacto en el bastidor. 

Figura n°1: Cargador frontal 953c

CARGADOR FRONTAL DE ORUGA GRANDE

Los cargadores de ruedas grandes Caterpillar, 963D, 973D, tienen mayor potencia, excelente maniobrabilidad y una cabina de operador rediseñada para proporcionar comodidad al operador.• Potencia en el volante, 189 hp to 263 hp• Peso en orden de trabajo, 44577 lb to 61857 lb• Capacidad - Uso general, 3.2 yd³ to 4.2 yd³

Puntos destacados del cargador de cadenas grande• Los mandos hidrostáticos con control electrónico ofrecen una operación suave y rápida, y una capacidad de maniobra superior. • Los motores diésel Caterpillar se han diseñado para proporcionar excelente rendimiento, durabilidad, facilidad de servicio, emisiones bajas y economía de combustible. • Los cargadores de cadenas grandes Caterpillar están diseñados para una mayor productividad del operador. • Las funciones principales del Sistema Monitor Caterpillar son la calibración fácil y rápida del sistema de mando hidrostático, así como la alerta al operador de situaciones

potencialmente peligrosas. • Los bastidores principales de sección en caja están diseñados específicamente para el trabajo de los cargadores de cadenas con el fin de proporcionar durabilidad, resistencia a la torsión y una base firme para los componentes. • La tracción mejorada, la estabilidad de la máquina y el menor impacto en el bastidor son algunas de las ventajas de los trenes de rodaje oscilantes Cat. 

PARTES(varían según el modelo)

MOTOR

Proporciona potencia y fiabilidad a la máquina y además actúa como contrapeso activo en su parte posterior para conseguir un equilibrio óptimo de la máquina.

Figura n°2. Cargador frontal 963D dejando material

Figura n°2. Cargador frontal 963D con escarificador

Figura n°3. Motor

PUESTO DEL OPERADOR

Diseñado para que sea cómodo, práctico y fácil de utilizar para el operador durante su jornada de trabajo.

SISTEMA DE CONTROL

Los indicadores proporcionan todas las funciones y la información necesarias en el ángulo de visión normal del operador.

Figura n°5. Panel de control

Figura n°4. CABINA

TRANSMISIÓN HIDROSTÁTICALa transmisión hidrostática controlada electrónicamente ayuda a proporcionar unaRespuesta rápida para aumentar los tiempos de ciclo y mejorar la productividad.

ESTRUCTURACuenta con un bastidor resistente de desbaste plano y una torreta de carga con más espacio para poder colocar componentes más grandes.

Figura n°6. Palanca joystick

Figura n°7. Bastidor

HERRAMIENTAS

Amplia gama de cucharonesLa combinación del cucharón correcto con la máquina correcta proporciona el mayor rendimiento posible en su aplicación particular.El cucharón de uso general (GP) está diseñado para proporcionar una excelente capacidad de carga y una vida útil prolongada en aplicaciones como excavación de bancos duros, levantamiento de sobrecapas y carga de pilas de materiales.Los cucharones de uso múltiple (MP) están diseñados para una amplia gama de aplicaciones, como carga, levantamiento de sobrecapas, limpieza, explanación, recolección de escombros y nivelación de acabado.El cucharón ejerce presión hidráulicamente para agarrar o manipular otros materiales difíciles de sujetar.Para aplicaciones especiales, Caterpillar proporciona también cucharones con características especiales como cucharones de uso general y uso múltiple para rellenos sanitarios o el cucharón para escorias diseñado para trabajar en las condiciones extremas de las fábricas de acero, incluido el movimiento de escoria y de crisoles.

Desgarrador en paralelogramo(escarificador)El desgarrador en paralelogramo de varios vástagos añade versatilidad y fuerza para expandir la gama de aplicaciones de la máquina. La viga del desgarrador tiene tres bolsillos para sostener los vástagos del desgarrador y su diseño permite que la máquina desgarre terreno congelado, asfalto y aún suelos duros o rocosos. Los vástagos más largos permiten hacer más trabajo en cada pasada, aumentando la productividad de la máquina.

Figura n°8: Cucharon de uso general

Sistema de dientes K Series™El sistema de dientes K Series™ cumple las expectativas del cliente con respecto a la retención de las puntas, la facilidad de cambio y el afilado de larga duración. El sistema de dientes de la Serie K también tiene un perfil con un diseño más bajo que mantiene un mejor afilado a medida que se desgasta. Esto significa mejor penetración, mayor productividad y menos esfuerzo para la máquina.

Tren de rodaje SystemOne

Figura n°9: Escarificador removiendo el material

Figura n°10: Puntas de penetracion

El tren de rodaje SystemOne ha sido diseñado exclusivamente para máquinas Caterpillar con el fin de reducir los costes de operación de nuestros clientes, las paradas y los intervalos de mantenimiento.

PRODUCTIVIDAD DE CARGADORES FRONTALES Y DE PALAS MECANICAS

La productividad de los cargadores frontales depende del volumen del cucharón y de la duración de su ciclo de trabajo. Este resultado será un valor teórico de su producción horaria "QT".

QT=q∗60T

Donde:

q = Producción por ciclo (Vol. del cucharón)

T = Duración del ciclo

PRODUCCION POR CICLO (q)

Es igual a la capacidad colmada del cucharón. Este dato se obtiene de los manuales de los fabricantes o directamente de las dimensiones del cucharón.

Figura n°11. Zapatas u orugas

DURACION DEL CICLO (T)

Es conveniente cronometrar este valor en la obra, en las condiciones reales de trabajo, en las tablas que siguen se proporcionan las duraciones de los ciclos para condiciones promedio, considerando la forma de cargado, las condiciones de operación y una distancia de recorrido del acopio al equipo de transporte de cinco a siete metros. Si el recorrido es mayor se deberá incrementar la duración del ciclo en forma proporcional a la distancia que recorre la máquina.

CARGADO EN V CARGADO EN CRUZ

Tabla 1. Duración del ciclo para cargadores frontales en minutos

CONDICIONES DE CARGA

FORMA DE CARGADO Y TAMAÑO DEL CUCHARON

CARGADO EN "V” CARGADO EN CRUZ

<3 M33.1 a. 5

M3>5 M3 <3 M3

3.1 a. 5 M3

>5 M3

FACIL 0,5 0,6 0,7 0,45 0,55 0,65

PROMEDIO 0,6 0,7 0,75 0,55 0,65 0,7

MOD. DIFICIL 0,75 0,75 0,8 0,7 0,7 0,75

DIFICIL 0,8 0,8 0,85 0,75 0,8 0,8

*Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de Construcción” Ing. Jaime Ayllon

Tabla 2. Duración del ciclo promedio para palas mecánicas en minutos

CONDICIONES DE CARGA

FORMA DE CARGADO Y TAMAÑO DEL CUCHARON

CARGADO EN "V” CARGADO EN CRUZ

<3 M3 3.1 a. 5 M3 <3 M3 3.1 a. 5 M3

FACIL 0,6 0,65 0,6 0,65

PROMEDIO 0,65 0,75 0,65 0,75

MOD. DIFICIL 0,8 0,85 0,8 0,85

DIFICIL 0,85 0,9 0,85 0,9

*Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de Construcción” Ing. Jaime Ayllon

PRODUCCION DE LOS CARGADORES FRONTALES EN CARGA Y ACARREO

Los cargadores frontales también pueden efectuar trabajos de carga y transporte en distancias relativamente cortas, no mayores a 300 metros y sobre plataformas con capas de rodadura compactada y uniforme. Frecuentemente se utilizan los cargadores para este tipo de trabajo en las plantas de trituración, en las plantas de asfalto, en las plantas de hormigón, etc.

En este caso en su ciclo de trabajo se tendrá que incluir los tiempos que corresponden al recorrido de ida y de retorno, además de un tiempo fijo para el llenado y descarga de] cucharón, y los virajes.

Q=q∗60

T

T= DV C

+ DV R

+Z

Donde:

D = Distancia de acarreo en metros

Z = Tiempo fijo

VC = Velocidad con carga en m/min.

VR = Velocidad de retorno en m/min.

Tabla 3. Velocidades de acarreo en condiciones promedio

Condiciones de operación

Velocidad

con carga

(Km/hra)

Velocidad Retorno

(Km/hra)

Buenas: acarreo sobre camino lleno bien compactado, con pocas protuberancias

10 a 23 11 a 24

Promedio: camino parejo con pocas protuberancias, trabajo auxiliar de carga reducido, pequeño porcentaje de rocas.

10 a 18 11 a 19

Moderadas: protuberancias en la superficie del camino, mucho trabajo auxiliar.

10 a 15 10 a 16

Deficientes: irregular con grandes protuberancias, trabajo difícil de realizar, trabajo auxiliar intenso.

9 a 12 9 a 12

*Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de Construcción” Ing. Jaime Ayllon

TIEMPO FIJO ( Z )

Para hallar el número de cargas por hora de un cargador, hay que determinar el tiempo del ciclo. El tiempo total del ciclo incluye los segmentos siguientes:

Tiempo de cargado “t1” Este tiempo depende del tipo de material oscila entre 0.2 a 0.35 min.

Tiempo de giro “t2”Este tiempo depende del operador, para un operador competente el tiempo de giro es de 0.15 min.

Tiempo de descarga “t3” Depende del tamaño y resistencia del vehiculo o tolva en que se vacía y variade 0.0 a 0.10 min.

Por tanto el tiempo fijo se expresa con la siguiente formula:

Z=t1+t2+t3

Donde:

t1 = tiempo de cargado 0.20 a 0.35 min.

t2 = tiempo de giro 0.15 min.

t3 = tiempo de descarga 0.10 min.

TIEMPO FIJO (Z) = 0.45 a 0.60 min.

ANEXOS

(VER CD)

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• Sobre suelos rocosos, verter si es posibles una capa de materiales blandos para reducir los choques sobre el cargador.

• Trabajar preferentemente de espalda al viento para evitar que el conductor reciba las partículas de polvo en la cara.

• Por razones de duración del equipo debe procurarse que siempre opere en terreno horizontal, aunque haya que ejecutar una nivelación previa.

• Cuando el cargador se mueve sobre terrenos rugosos debe llevarse la cuchara lo más baja posible, para evitar que la carga pueda caer sobre el operador y la máquina, dañándolos.

• Para cada tipo de faena y calidad del terreno se debe escoger el cargador adecuado, así como los accesorios más efectivos.

• Tratar de evitar los giros de 90 ó 180 grados, que son los que producen mayor desgaste en el equipo.

BIBLIOGRAFIA

Manual de rendimiento de Caterpillar – edición 42 Catalogo pala de cadenas 953D Catalogo pala de cadenas 963D Catalogo pala de cadenas 973D

“(Gutiérrez Angulo - Pereira Moreira Apoyo) didáctico para la enseñanza y aprendizaje de la asignatura de maquinaria y equipo de construcción” – (Cochabamba – Bolivia) abril 2006

Fuentes Electrónicas

• http://latinamerica.cat.com/cmms/483?x=9 • http://www.agrinar.com.ar/CR%2090-%20Manual%20operador.pdf • http://www.stps.gob.mx/DGSST/bue_prac/ope_carg_fron.pdf • http://www.e-seia.cl/archivos/Anexo_9a_procedimiento_de_trabajos_seguros.pdf