PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIN Y MAQUINARIA Prctica 6. Movimiento de tierras II Curso 2010-11

1. Se va a realizar una excavacin superficial en roca mediante un trabajo combinado de escarificacin y empuje con un tractor D10 equipado con un solo diente y en recorridos paralelos de 88 m de longitud. Al final de los recorridos una pala cargadora efectuar la carga de la roca en camiones. Se conocen los siguientes datos:

Velocidad de escarificado: 1,6 km/h Velocidad de retroceso: 3,2 km/h Profundidad de ripado: 1m Distancia entre carriles de ripado: 1,5 m Nmero de pasadas: 2 Velocidad de empuje: 3,2 km/h Velocidad de retorno: 6,4 km/h Cambio de marcha del bulldozer en cualquier trabajo: 10 sg Tiempo de apilado al terminar el empuje: 30 sg Capacidad de la hoja: 17,2 m3 Factor de esponjamiento: 0,6 Factor de eficiencia horaria: 0,83

Se pide:

(a) Tiempo que el operador debe dedicar al escarificado y al empuje en cada hora.

(b) Produccin necesaria de la cargadora.

2. Calcular la produccin horaria, en toneladas, de una pala cargadora de neumticos dedicada a la carga de material pesado, sobre dmper. Los tiempos fijos del ciclo de trabajo son: a) posicionamiento, excavacin y llenado de cazo: 0,25 minutos. b) posicionamiento y descarga en el dmper: 0,10 minutos. Las caractersticas de la pala son: potencia 200 CV a 2.200 rpm, traccin total, peso 17.000 kg, capacidad del cazo 3,3 m3, factor de llenado 0,9, rendimiento mecnico 0,85.

La distancia del punto de excavacin al de descarga son 60 metros en pendiente ascendente del 15% con resistencia a la rodadura 50 kp/t. El coeficiente de adherencia neumtico-terreno es 0,6. El material tiene un aumento de volumen al excavarlo del 10% y una densidad en banco de 1.200 kg/m3. La velocidad mxima permitida en el tajo es 30 km/h y la eficiencia horaria 0,83.

3. En una excavacin superficial se desea que una tralla cargue su capacidad mxima en los primeros 25 m. de su recorrido. Los datos de la mquina son los siguientes:

Volumen de la caja colmada 15 m3. Peso en vaco 21 t. Ancho de la cuchilla de corte 3 m. Potencia al volante 233 CV. Rendimiento mecnico de la transmisin 0,85. Carga en ruedas motrices 66%. Resistencia a la rodadura en las pistas de acarreo 40 kp/t. Resistencia a la rodadura durante la excavacin 120 kp/t. Resistencia al corte 3 kp/cm2. Densidad de la tierra en banco 1,96 t/m3. Densidad de la tierra suelta 1,57 t/m3. Coeficiente de traccin 0,45. Velocidad de mxima de 60 km/h. Horas de 50 minutos tiles. No se considera la resistencia que ofrece el material suelto dentro de la

tralla al llenado de la misma.

Se pide:

(a) Profundidad de corte necesaria.

(b) Resistencia mxima que se opone al movimiento.

(c) Ser posible llenar la mototralla sin la ayuda de un empujador?

(d) Calcular la velocidad de acarreo y retorno si en el acarreo la pendiente es ascendiente del 2%.

4. Varias mototrallas excavan y transportan a una distancia de 1000 m., estando cargadas a 20 km/h y en vaco a 40 km/h. Los tiempos fijos del ciclo en minutos son: carga 1,0, descarga 0,5, aceleracin y desaceleracin 0,8.

Las mototrallas son ayudadas por un tractor de cadenas que invierte 2,2 minutos en posicionarse y empujar. Cuntas trallas puede empujar el tractor?

5. Se va a realizar un trabajo de excavacin de 60.000 m3 de un material cuya densidad en banco es 1,78 t/m3 con mototrallas ayudadas por un tractor empujador.

La carga til de cada tralla es de 26,7 t, la distancia de transporte 2 km, la velocidad de acarreo es 27 km/h y la de retorno en vaco es 45 km/h. El tiempo de carga de la mototralla es de 0,8 minutos y el de descarga, giros y aceleraciones de 2 minutos.

El tractor recorre cada vez una distancia de 150 m a una velocidad de 6 km/h entre el punto de origen y el punto de retorno.

Se considerar que el coste diario del tractor empujador es 600 y el de cada mototralla de 1000 , jornadas de 8 horas y factor de eficiencia de 0,8.

Determinar el nmero de mototrallas, el plazo de ejecucin y el coste total de la operacin en los siguientes casos:

(a) Mnimo coste del m3

(b) Mnimo plazo de ejecucin.

6. En un movimiento de tierras de trabajo diurno, de un solo turno, se pueden utilizar varias mquinas de las siguientes caractersticas:

Tractor de cadenas Cargadora de

ruedas Mototralla

Coste diario total con operario en 500 375 1125 Capacidad en m3 6 3 15 Tiempo de carga en segundos 20 10 50 Tiempo de descarga en segundos 0 5 30 Tiempo de maniobras en segundos 10 15 46 Velocidad de ida en km/h 3,6 7,2 28,8 Velocidad de vuelta en km/h 7,2 14,4 36

La tralla durante la carga necesita que la empuje un tractor que puede atender a 4 trallas.

Considerando que la jornada de trabajo y los tiempos productivos son los habituales e iguales con las tres mquinas, determinar las distancias a partir de las cuales es ms econmico utilizar:

(a) La cargadora en vez del tractor.

(b) La tralla en vez de la cargadora.

7. Se precisa realizar un movimiento de tierras arrancndolas de un terrapln natural y transportndolas a vertedero. El arranque se realiza con una retroexcavadora que carga sobre dmperes. Calcular el plazo de ejecucin del desmonte empleando tres dmperes en el transporte. Material a excavar: 100.000 m3 de arena seca. El camino de acarreo es de tierra suelta y est formado por un tramo horizontal

de 3.500 m de longitud y un tramo con pendiente ascendente del 4% de 2.000 metros de longitud, en ambos casos la resistencia a la rodadura es 40 kp/t. El regreso en vaco se realiza por el mismo camino.

Caractersticas de los dmperes. Potencia efectiva 450 CV, a 2.000 rpm. Peso en vaco 30.000 kg. Peso mximo 68.000 kg. Capacidad mxima de la caja de carga 26 m3 Rendimiento mecnico 0,85. Transmisin hidrodinmica con desmultiplicaciones totales (desde motor a ruedas), comprendidas entre 25:1 y 10:1 El dimetro de los neumticos motrices es de 1,75m. El peso que gravita sobre las ruedas motrices es 2/3 del total.

En la obra se trabaja a tres turnos (8 horas cada uno), con una eficiencia horaria 0,83 y a las mquinas nunca se las somete a solicitaciones mayores que las nominales. Los tiempos fijos totales del ciclo de trabajo de los dmperes son 4 minutos.

La velocidad mxima por los viales en la obra es 50 km/h en tramos inclinados y 70 km/h en tramos horizontales.

8. En una cantera se tiene una excavadora con un cazo de 3 m3 y se prev utilizar dmperes de 50 t para transportar el material de densidad 1,6 t/m3 a una distancia de 4 km. Se admiten sobrecargas hasta un 5%. El ciclo de la excavadora es de 40 segundos. La velocidad de acarreo es de 24 km/h y la de retorno 48 km/h. El tiempo dedicado a las maniobras, aceleracin, desaceleracin y descarga es de 2 minutos.

Se considerar que el coste de la excavadora es de 500 /da y el del dmper 350 /da, jornadas de 8 horas de 50 minutos y un factor de llenado del cazo es 60%.

Calcular el nmero de dmperes que se aconseja utilizar.

9. Se va a realizar el extendido, nivelacin y compactacin de un material granular de factor de esponjamiento 0,8 y se exige una produccin mnima en volumen de perfil de 5000 m3/da con un horario de trabajo de 11 horas/da. Los camiones que suministran el material son de 16 m3, la mquina niveladora extiende camin por camin, en tongadas de un ancho de 3,5 m y un espesor de 25 cm, siendo necesarias 6 pasadas sin considerar el retorno. La velocidad de trabajo es de 7 km/h y la velocidad de retroceso de 16 km/h. El tiempo de maniobras es de 10 segundos.

Para la compactacin se utiliza un rodillo vibrante de 15 t y 2,15 m de anchura, siendo necesarias 4 pasadas realizadas a una velocidad de 3 km/h.

Calcular cuntas motoniveladoras y rodillos vibratorios se necesitan. Se supone que el factor de eficiencia horaria es 0,83 y la compactacin tiene un solape de 0,90.