Cursos Maquinaria Pesada Operadores Mantenimiento
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Asociación de Docentes de la Universidad Nacional de Ingeniería CURSO DE OPERADORES DE MAQUINARIA PESADA PREPARANDO OPERADORES PARA TRIUNFAR PONENTE: Ing. LEONEL CARRERA PEREDA
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Asociación de Docentes de la Universidad Nacional de Ingeniería
CURSO DE OPERADORES
DE MAQUINARIA PESADA
PREPARANDO OPERADORES PARA TRIUNFAR
PONENTE: Ing. LEONEL CARRERA PEREDA
CURSO DE OPERADORES PARA MAQUINARIA PESADA
1.- INTRODUCCION 2.- CLASIFICACION DE LA MAQUINARIA PESADA 3.- CONCEPTOS, OPERACIONES Y SISTEMAS : CARGADOR FRONTAL MOTONIVELADORA TRACTOR DE ORUGA EXCAVADORA HIDRAULICA 4.- MANTENIMIENTO FUNDAMENTOS DE MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO PREVENTIVO POR SISTEMAS INGENIERIA DE LUBRICACION NEUMATICOS , PLANEAMIENTO, PROGRAMACION Y EJECUCION DE MANTENIMIENTO
PREVENTIVO, CORRECTIVO Y PREDICTIVO. 5.- APRENDIENDO A OPERAR UNA MAQUINA NORMAS DE SEGURIDAD INSPECCIONES DIARIAS Y RUTINARIAS TABLERO DE CONTROL 6.- TECNICAS DEL OPERADOR TECNICO – ECONOMICO 7.- PRACTICA DE CAMPO , OPERAR UNA MAQUINA
TEMARIO
UTILIZACIÓN DE
MAQUINARIA PESADA EN
OBRAS DE CONSTRUCCIÓN Y
MANTENIMIENTO VIAL
INGº LEONEL CARRERA PEÑA
CONTENIDO
1. CLASIFICACIÓN DE MAQUINARIA PESADA
REFERENCIA
DATOS Y MODELO DE EQUIPOS SE UTILIZO DE EQUIPOS DE
KOMATSU
2.UTILIZACIÓN Y SELECCIÓN DE EQUIPO
3.VIDA UTIL Y COSTO DE EQUIPO
4. UN EJEMPLO DE SELECCIÓN DE EQUIPO
1) BULLDOZER A) STANDARD B) PANTANEROS C) TIENDETUBOS D) PALAS CARGADORES SOBRE ORUGA E) PALAS CARGADORES PANTANETAS
2) EXCAVADORA HIDRÁULICA A) ORUGAS STANDARD B) TIPO SOBRE RUEDAS C) ESPACIOS REDUCIDOS
3) CARGADOR FRONTAL A) CARGADOR FRONTAL SOBRE RUEDAS B) TRACTOR NEUMÁTICO C) TRACTOR REMOLQUE
4) CAMIÓN VOLQUETE A) CAMIÓN VOLQUETE B) TRANSPORTADOR DE CARBON C) PARA ESCORIA
5) MOTONIVELADORA A) RÍGIDA Y ARTICULADA B) ESTABILIZADOR DE CARRETERA C) CORTADORA DE CARRETERA
6) RODILLOS Y COMPACTADORES A) VIBRATORIO B) NEUMÁTICO C) PATA CABRA
7) OTROS EQUIPOS
EXCAVADORA
HIDRAULICA
PC8000 ~ PC03
685t (35m3) ~ 0.7t(0.022m3)
2)
CAMION
VOLQUETE
930E ~ HD255
PESO : 480t ~47t
CARGA : 320t ~ 28t
4)
2-3. SELECCIÓN DE EQUIPO POR DISTANCIA (M)
BULLDOZER CARGADOR FRONTAL TRAÍLLA REMOLCABLE MOTO TRAÍLLA CAMIÓN
DISTANCIA (M) 100 500 1,000 2,000 3,000 4,000~
VOLUMEN DE TRABAJO SELECCIONA TAMAÑO DE EQUIPO
2-6-1) UTILIZACIN
1. CARGAR MATERIAL A CAMION 2. LLEVAR (TRANSPORTAR) MATERIAL 3. EXCAVAR SUELO 4. PREPARAR SUELO 5. CARGAR MADERA
2-6-2) TIPO DE TRABAJO Y NEUMÁTICO TIPO DE
TRABAJO
TIPO DE
CUCHARÓN TIPO DE SUELO
SELECCIÓN DE NEUMATICO
NORMAL
20.5 – 25 – 16 PR (ROCK)
CARGAR MATERIAL A
CAMIÓN
NORMAL PREPARADO
(BUENO) 20.5 – 25 – 12 PR
(TRACCIÓN)
FANGOSO 23.5 – 25 – 12 PR
(TRACCIÓN)
CARGAR
MATERIAL Y
ROCA
EXCAVACIÓN NORMAL 20.5 – 25 – 16 PR (ROCK)
DURO 23.5 – 25 – 12 PR (ROCK)
NORMAL 20.5 – 25 – 16 PR (ROCK)
FANGO 23.5 – 25 – 12 PR (ROCK)
CARGAR
ROCA EXCAVACIÓN CON PIEDRA,
ROCA FILOSA 20.5 – 25 – 16 PR
(PROTECTOR DE MALLA)
CUCHILLO
DURO ROCA FILOSA
CON PIEDRA
FANGOSO
23.5 – 25 – 12 PR
(PROTECTOR DE MALLA)
NORMAL 20.5 – 25 – 16 PR (ROCK)
LLEVAR,TRAS
LADAR ROCA CUCHILLO
DURO FANGOSO 23.5 – 25 – 12 PR (ROCK)
PIEDRA, ROCA
20.5 – 25 – 16 PR
(PROTECTOR DE MALLA) PIEDRA,
ROCA Y
FANGOSO
23.5 – 25 – 12 PR
(PROTECTOR DE MALLA)
2-6-3) CUCHA RÓN
TIPO
UTILIZACIÓN
TENEDOR
CARGAR MADERA
GRANDE
CARGAR MATERIAL LIGERO
PEQUEÑO
CARGAR MATERIAL PESADO
DURO
CARGAR PIEDRA ,ROCA
NORMAL
CARGAR NORMAL
UTILIZACIÓN
CARGAR,TRANSPORTAR MATERIAL
A) PESO （VOLUMEN DE CARGA） 1 ) CAMIÓN NORMAL
(PUEDE UTILIZAR CARRETERA) 2) CAMIÓN VOLQUETE
(NO PUEDE UTILIZAR CARRETERA)
B) MATERIAL DE FONDO DE CAMION
1. FONDO NORMAL MATERIAL NORMAL 2. FONDO DURO ROCA,PIEDRA.
UTILIZACIÓN
1. PREPARACIÓN DE SUELO 2. CORTAR SUELO 3. PREPARACIÓN DE CANAL 4. PREPARAR TALUD DE CARRETERA 5. EMPUJAR TIERRA 6. CONFORMADO
Contenido
• Introducción
• Nomenclatura
• Cucharones
• Producción y factores que la afectan
• Conclusiones
Introducción
• Qué es un Cargador de Ruedas?
Es una máquina que pertenece a la familia de equipos de Movimiento de tierras, para las aplicaciones de Excavación, Carga, Carga y Acarreo y movimiento de materiales. Su máxima distancia de acarreo no debe exceder a 150 mts.
Distancias Recomendadas económicamente
Distancia/Pendiente
Cargador de Ruedas
Carga y Acarreo
Cargador de Ruedas
Camion Convencional
Cargador de Ruedas
Camion Articulado
0-500 ft./150 mts
0-10% de pendiente
Más de 300 ft/150 mts
0-7% de pendiente
1/4 - 1mi. / 400 mts - 1600 mts
0-35% de pendiente
Pag. 24-13 manual de rendimiento ed. 30
Exigencias de las Aplicaciones
• Excavación
– Fuerza de Tracción
– Fuerza de Desprendimiento
– fuerza de Levante
• Carga
– Maniobrabilidad
– Relación Hidraúlica/Velocidad
– Tiempo de Ciclo
– Control de Carga
– Visibilidad
Exigencias de las Aplicaciones
• Carga y Acarreo
– Estabilidad
– Aceleración
– Velocidad de traslación
• Flexibilidad
– Maniobrabilidad
– Herramientas
– Accesorios
– Opciones
Utilización en la Segmentación de Mercados
Canteras y
Agregados
Forestal
Construcción
Pesada
Agricultura
Industrial
Minería
Principales componentes de un Cargador de
Ruedas.
Brazos de Levante
Varillaje de inclinación
del cucharón
Cucharón
Eje diferencial delantero
Eje diferencial trasero
Transmisión
Motor
Cabina
Contrapesos
Cucharón
Contrapesos
Varillaje de Inclinación Cilindro de Inclinación
Brazos de
Levante
Articulación
Altura Libre de
Descarga
Alcance
Nomenclatura
Tren de Fuerza de un Cargador de Ruedas. 1.- Motor y Convertidor de Torsión
2.- Transmisión
3.- Caja de trasferencia
4.- Ejes cardan
5.- Diferencial y Mandos Finales
1 2
3
4 5
El Motor puede ser…….. • Aspiración Natural
• Turbo alimentado
• Turbo alimentado y Postenfriado
• Con control electrónico de
Inyección.
•Según sea el modelo
Cómo pueden ser los componentes?
La Transmisión pude ser... • Contra eje
• Planetaria
• Hidrostática
• Con control electrónico de
enganche y modulación..
Cómo pueden ser los componentes?
Diseños en los cargadores
* Contraeje (928G al 938G)
* Planetaria (950G al 980G)
* ECPC (950G al 972G)
(Control Electrónico de Presión)
Ejes Diferenciales
• Diferenciales • 950G/962G usan el diferencial del 966FII
• 966G/972G sus dif. Son 35% mas pesados
que la serie F
• 966G/972G sus dif. Tienen un diámetro 20%
mayor
• 966G/972G sus engranes de mandos finales
son mas grandes
Neumáticos
Convencional
Radial
Pag. 23-1 manual de rendimiento ed. 30
Cómo pueden ser los componentes?
Brazos de Levante
Varillaje Tipo Z
Varillaje Tipo IT
8 Barras
Sistema
Versalink
Cucharones /
Aplicación
General Excavation Universal Rock
Excavacion Pre-Triturado
Manejo de Mat.
Pre-extraido
Frente de Banco
Fuerza de Desprendimiento:
Pag. 13-43 manual de rendimiento ed. 30
Carga límite de Equilibrio Estático:
Pag. 13-44 manual de rendimiento ed. 30
Producción /hr =
Capacidad del cucharón X Factor de llenado X No. ciclos /hr
Factores de llenado del cucharón
Pag. 13-46, 13-47 Manual de Rendimiento
Carga
Acarreo,
Maniobras
y Retorno.
Descarga
Tiempos de un Ciclo de trabajo
1.- Carga del Cucharón
2.- Maniobras y Acarreo al punto de descarga
3.- Descarga del cucharón
4.- Maniobras y Retorno al punto de carga
Por qué estamos aquí ??????
Revisar los conceptos basicos de motoniveladoras, describir las
nuevas configuraciones y como obtener el máximo rendimiento
de una motoniveladora.
• Introducción
• Aplicaciones
• Modelos y Configuraciones
• Productividad y Rendimiento
• Costos de Operación
• Preguntas y Respuestas
Qué es una Motoniveladora ??????
Distancia entre ejes
Punto de
Referencia
Punto de
Referencia
Punto de
Nivelación
Construcción y mantenimiento de Caminos :
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Preparación de Sitios, bases para edificación :
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
* Desgarramiento / Escarificación:
• Rear Ripper / Scarifier or
Front (mid mounted) Scarifier
12H, 140H, 160H Ripper design
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Corte y Nivelación de bancos y taludes:
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Mezcla y Tendido
de Materiales:
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Acabado, Terminado Final:
140H with specially shaped cutting edges
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Corte y Limpieza de Zanjas:
160H
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Mantenimiento de Caminos :
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
• Mineria, Canteras
• Construcción pesada
• Plantas de Cemento
Mantenimiento de Caminos de Acarreo
16H 24H
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
•En Construcción y Mantenimiento de Caminos de Acarreo
• Mejora la productividad de la flota reduciendo la resistencia a la rodadura
• Reduce los costos de operación de las unidades de acarreo.
• Reduce costos de combustibles
• Reduce la fatiga en suspensión, bastidor y
articulacón
• Reduce desgaste en motor y transmision
• Inccrementa la vida de neumaticos
• Reduce vibraciones en caja y bastidor
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Mineria / Tuneles:
Operator’s cab
M 140
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Remoción de Nieve :
*See Cat H-Series "Snow Arrangement " (AWD). 143H / 163H
Qué podemos hacer con una Motoniveladora ?
Perfil de Cabina
Ripper
Placa de
Empuje y
Contrapeso
Tandem
Bastidor
Delantero
Circulo
Vertedera Bastidor
Trasero
8
7
6
5
4
3
2
1
1
1.- Cilindros de Levante
2.- Barra de Tiro
3.- Bola de Tiro
4.- Cilindro del desplazamiento
lateral del circulo.
5.- Cilindro del desplazamiento
lateral de la vertedera
6.- Cilindro de la inclinación
vertical de la hoja.
7.- Barra de 7 orificios
8.- Contrapeso delantero.
Aplicaciones
• Aplicaciones de
Precisión Hidráulica
• Aplicaciones
de Alta Tracción
Mantenimiento de Caminos
1. Tender materiales de pilas
2. Conformar y nivelar corona
3. Limpieza de cunetas
•` Desgarrar capas superficiales
• Limpieza de arenas
• Remoción de nieve
• Romper capas de hielo
Construcción de Caminos
• Desmonte, corte y conformación
• Mezcla y tendido de materiales
• Corte y limpieza de zanjas
Minería
Construcción y mantenimiento de caminos
Aplicaciones Típicas Aplicaciónes de
Alta Tracción
Contenido
• Introducción
• Aplicaciones
• Configuraciones
• Productividad y Rendimiento
• Costos de Operación.
Qué es un Tractor ???
• Vehículo automotor de gran potencia
cuyas ruedas o cadenas se adhieren
firmemente al suelo o terreno, utilizado
para arrastrar o empujar grandes cargas.
Diferencias entre un Tractor de
tiro y uno de empuje
Centro de Gravedad
desplazado hacia el
frente de la máquina
Centro de Gravedad
desplazado hacia
atrás de la máquina
Barra de Tiro
Brazos de
Empuje
Tiro
Empuje
Preparación
del Banco
Requiere
Voladura ?
Ripeo o
Carga con
Exc./
Cargador
Acarreo
Requiere
Clasificació
n ?
Tendido -
Mezcla
Cribado y/o
Trituración
Compactación
Pavimentación Edificación
Barrenación-
explosivos /
Voladura
Proyecto Tipico de Movimiento de Tierras
Si
Si
No
No
100 mts.
150 mts.
1,500 mts.
1,600 mts
5,000. mts
Sistemas de Acarreo en sus distancias mas económicas
Tractores de Cadenas CAT
0
20
40
60
80
100
120
M.
To
ns
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
HP
s WEIGHT
HP
WEIGHT 7,3 7,7 8,9 13 15,5 18,3 18,7 24,5 37,8 48,7 66 104
HP 70 80 90 110 140 165 185 240 310 410 580 850
D3G
XL
D4G
XL
D5G
XL
D5N
XL
D6N
XL
D6R
STD
D6R
XLD7R D8R D9R D10R D11R
Qué hace a un Tractor ser
Productivo ???? • Peso
• Potencia
• Fuerza de Tracción
• Tipo de Hoja
Peso Tons Hps Relacion Peso/Potencia
D11R 104.6 850 0.12
D10R 65.4 580 0.11
D9R 49.1 410 0.12
D8R 37.8 310 0.12
D7R 24.7 240 0.10
D6RXL 18.7 185 0.10
D6NXL 15.5 140 0.11
D5NXL 12.8 115 0.11
D5GXL 8.9 90 0.10
D4GXL 7.8 80 0.10
D3GXL 7.3 70 0.10
Relación Peso – Potencia de los tractores CAT
Mantienen la misma habilidad de mover la carga
Fuerza de
Tracción
Configuración de la Máquina
Tipo de Hoja / Ripper
Tren de Rodaje
Aditamentos
Selección de la Hoja
• Aplicación
• Tipo de Material
• Tamaño del tractor
• Transportabilidad
Tipo VPAT ( Variable Power Angle and Tilt )
• Disponible desde el D3G al D6RII
• Características
– Versatilidad
– Movilidad
– Mejor posicionamiento de la hoja
• Material – Todo - Excluyendo roca
• Operaciones
– Preparación del sitio y nivelación
– Corte de zanjas en “V”
– Ubicación de material a los lados
– Mejor para empuje mediano
– No recomendada para aplicaciones de alto impacto.
Hoja Tipo “S” Recta
• Disponible solo en D6RII a D7RII
• Características
– Máxima penetración de la hoja
– Menor capacidad
• Material - Más duro y compacto
• Operaciones
– Operaciones generales
– Nivelación de terreno quebrado
– Cortes
– Empuje tipo pesado
Hoja tipo “SU” Semi Universal
• D6N al D11R
• Caracteristicas
– Buena penetración
– Buena capacidad
– Empuje pesado
• Material - Todos
• Operaciones
– Más suave nivelado de terreno quebrado
– Cortes
– Empuje de Mototraillas
Hojas tipo “U” Universal • D7RII al D11R
• Caracteristicas
– Penetración Promedio
– Excelente capacidad de carga
– Empuje y carga de material
para distancias largas
• Material - Material suelto
• Operaciones
– Trabajo de almacenaje
– Trabajo de recuperación
– Trabajo de alimentación de tolvas
– Alimentación de material para
cargadores de ruedas
– Excelente en carga y acarreo.
Hoja tipo “A” (Angulable)
• D6RII al D8RII
• Características
– Ubicación lateral del material
– 25 grados de ángulo
– Penetración promedio
– Capacidad de carga promedio
• Material - material suelto
• Operaciones
– Desmonte
– Trabajos primarios
– Trabajo de relleno de excavaciones
Tractor de Carga y Acarreo • Solo en el D11R
• Características
– Poca penetración
– Excelente capacidad de carga
– Excelente Empuje y carga de material
para distancias largas
– Carga más 25% de material
sobre la hoja
• Material - material suelto
• Operaciones
– Trabajo de almacenamiento
– Carga y acarreo de material
D6RXL Analisis Angulo Cuchilla
Ciclos/Hr 53.57 51.00 -5.0%
M3 / Ciclo 4.87 5.55 13.8%
M3 / Hr 261.3 283.1 8.3%
Litros / Hr 36.3 37.9 4.2%
M3 / Litro 7.2 7.5 4.1%
50° % Ventaja50°60°
Tipos de Desgarradores (
Rippers )
Radial Paralelogramo
Fijo
Paralelogramo
Variable Hid.
D5N
D3G,D4G,D5G,D6N,D6RII,D7RII D8R,D9R,D10R D11R
Tipos de Desgarradores (
Rippers )... Cont’ Paralelogramo
Variable Hid.
D8R,D9R,D10R D11R
Opciones de Tren de Rodajes
• Arreglo Estándar (D6R-D7R) – Propósito General
– Condiciones de terreno firme
• Arreglo XL (D5N, D6N, D6R) – Tren de rodaje extendido hacia
adelante
– Balance óptimo sobre suelo mojado y acabado de nivel
• Arreglo XR (D6R, D7R) – Tren de rodaje extendido atrás
– Mejor para aplicación de remolque
• Arreglo LGP (D5N-D7R)
Eslabón, Perno y Buje de una
Cadena. Eslabón trasero
Eslabón Delantero
Buje
Perno
Aceite Lubricante
Sello
Orificios - Zapatas
Area de Fricción
Concepto -Rendimiento Óptimo
Menor Costo por Hora
Posible .........
Máxima producción por Hora
Posible ......... $/M3 = ----------------------
Minimo Costo / hr
Máxima Producción / hr
M3
Producción
Distancia de Empuje
La producción de un
Tractor de Cadenas es
Inversamente Proporcional
A la distancia de empuje
20%
Un 20% de pendiente favorable podra ayudar
Hasta un 40% en la producción.
Factores que afectan
la Producción:
1.- Tipo de Operador
2.- Tipo de Material
3.- Método de empuje
4.- Visibilidad
5.- Eficiencia en la obra
6.- Tipo de Hoja
7.- Disponibilidad
Mecánica
8.- Pendientes
• La máquina desgarra toda
la jornada
• La máquina tiene
servotransmisión y
desgarrador de un vástago
• 60 min. hora
• A = desgarramiento en
condiciones totalmente
favorables
Estimación de la producción en rippeo
Costo de Operacion Cat D8RII
Combustible
44%
Mant.
Preventivo
5%
Mto. Carriles
18%
Hta. Corte
16%
Rep Mayores
9%
Operador
8%
Análisis - Costos de Operación
D8R
Reducción de Costos-Tren de
Rodaje • Prácticas del Operador
– Control de Velocidad
– Reducción de distancias en reversa
– Giros balanceados en ambos sentidos
– Reducción del patinaje.
• Tensión de la Cadena
– Demasiado apretada, acelera el stress en todos los componentes
– Demasiado floja, genera azotes contra rueda motriz y rodillos
• Ancho de Zapatas
– Más anchas mejoran producción ( Relativamente )
Reducción de Costos-
Herramientas de Corte • Prácticas del Operador
– Corte en primera velocidad.
– Evitar movimentos bruscos en los controles de la hoja
– Corte solo con Cuchilla y esquineros ( Gavilanes )
– Reducir los impactos en las herramientas de corte.
• Inclinación de la hoja.
– Incline la hoja hacia delante solo para el corte
– Inclinar y levantar la hoja hacia atrás durante el acarreo
Concepto -Rendimiento Óptimo
Menor Costo por Hora
Posible .........
Máxima producción por Hora
Posible ......... $/M3 = ----------------------
Minimo Costo / hr
Máxima Producción / hr
M3
EXCAVADORA
HIDRAULICA
PC8000 ~ PC03
685t (35m3) ~ 0.7t(0.022m3)
2)
2-5-1) UTILIZACIÓN Y MOVIMIENTO
1. EXCAVAＲ 2. CARGAR MATERIAL A CAMIÓN 3. LEVANTAR MATERIAL 4. DESQUINCHAR (PERFILAR) 5. HACER TALUD 6. MARTILLAR,PERFORAR
7. CARGAR EQUIPOS,CARROS
2-5-3) COMPARACIÓN DE TIPO ORUGA Y NEUMÁTICO
TRABAJOS
ORUGA
NEUMÁTICO
DAÑAR SUELO
SI
NO
CONFORTABLE
(OPERADOR)
NO
SI
FACILIDAD PARA
TRASLADAR EQUIPO
NO
SI
SUELO SUAVE Y
FANGO
SI
NO
SEGURIDAD
SI
NO
FUERZA DE
EXCAVACION Y
TRACCION
SI
NO
FUERZA PARA SUBIR
PENDIENTE
SI
NO
