Cargadores y Retroexcavadoras

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Manual descriptivo de cargadores y retroexcavadoras en la construcción.Útil para el alumno de arquitectura o ingeniería civil.

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    CARGADORES Y RETROEXCAVADORAS EN LA CONSTRUCCIN

    ING. CARLOS MANUEL CHVARRI MALDONADO

    FUNDACIN PARA LA ENSEANZA DE LA CONSTRUCCIN, A.C.

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    NDICE PG.

    1. INTRODUCCIN 3 2. PALAS 5

    2.1 Informacin General 5 2.2 Constitucin general 7 2.3 Factores para seleccionar una pala 15

    3. CARGADORES FRONTALES 18

    3.1 Los cucharones de estos equipos 23 3.2 Cargadores frontales montados sobre orugas 26 3.3 Cargadores frontales montados sobre neumticos 30 3.4 Catlogo 37

    4. DRAGAS 77

    4.1 Descripcin de las dragas 78 4.2 Accin del cucharn de la draga 81 4.3 Produccin de una draga 84 4.4 Dragas con cucharn de almeja 86

    5. RETROEXCAVADORAS 88 5.1 Retroexcavadoras montadas sobre neumticos 89 5.2 Retroexcavadoras montadas sobre orugas 90 5.3 Excavacin por debajo del nivel de piso 99 5.4 Excavacin sobre el nivel de piso 101

    6. APLICACIONES 140 7. 4BIBLIOGRAFA 150

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    1. INTRODUCCIN El avance de la maquinaria para la construccin se ha producido rpidamente, la utilizacin de maquinara para distintos propsitos aument como consecuencia de la Revolucin Industrial. A mediados del siglo XVIII los trabajos de construccin a gran escala se ponan en manos de los ingenieros militares. La ingeniera militar englobaba tareas tales como la preparacin de mapas topogrficos, la ubicacin, diseo y construccin de carreteras y puentes, as como la construccin de fuertes y muelles. Ms tarde se comenz a utilizar el trmino ingeniera civil o de caminos para designar a los trabajos de ingeniera efectuados con propsitos no militares. Desde la edad de piedra, el hombre se ha visto obligado a buscar instrumentos que le faciliten su labor, utilizaba piedras a las que sacaba filo para poder fabricar cuchillos y otras armas para cazar, ms tarde con el avance de la humanidad y el establecimiento de culturas como la egipcia y la griega se desarrollan nuevas tcnicas y herramientas de construccin. Desde esas pocas hasta la actualidad el avance de la tecnologa para la construccin no se ha detenido, permitiendo al hombre generar infraestructura de mejor calidad y con mayor eficiencia.

    En los primeros pueblos como el de los egipcios se trabajaba con base en el principio de visin frontal. As que no introducan la perspectiva en sus obras. Todo lo descrito pasa en primer plano. Por eso vemos en los bajorrelieves, que los personajes presentan la cabeza de perfil, el cuerpo de frente y las extremidades en marcha y de perfil tambin. En esta etapa la construccin se basaba meramente en el trabajo humano ya que fue uno de los pueblos que utiliz la esclavitud como herramienta para la creacin de sus magnas obras.

    Sumeria, Caldea, Asiria, Babilonia y Persia se desarrollaron en la enorme cuenca hidrogrfica llamada Mesopotamia. La carencia de piedra desarroll el empleo de la tierra para la construccin y para ello adoptaron los ladrillos y los adobes. Por lo que para soportar el peso de las techumbres los muros tenan un enorme espesor. Las civilizaciones de Creta y Micenas sorprenden por la inmensa cantidad de piedra que emplearon para la construccin y por la enormidad de los bloques. El mortero que una estos bloques no era otra cosa que barro. En estas culturas tan diversas sigue siendo parte fundamental la mano de obra humana, ya que solo aparecen algunas estructuras de apoyo como lo son los ascensores de material.

    En este trabajo se mostrar los atributos, ventajas y desventajas que muestran varios equipos de excavacin y los cargadores. Cada una de las mquinas sirve y tiene limitaciones distintas sus formas de operar son similares aunque cada una fue diseada para resolver un problema distinto.

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    En este trabajo he presentado las principales caractersticas de varios equipos, los avances histricos desde su creacin as como su similitud y ventajas, que han llevado al desplazamiento en muchos casos de un equipo por otro. Se han analizado las ventajas y desventajas que ofrecen cada uno de los equipos y se ha observado que de entre ellos la maquinaria que podra descartar a las otras por su utilidad y eficiencia en el rea de trabajo son las retroexcavadoras, ya que pueden cubrir algunas de las funciones para las que los otros equipos fueron planeados. Agradezco la colaboracin del Ing. Alejandro Maya Franco en la recopilacin y seleccin de la informacin.

    Ing. Carlos Manuel Chvarri M.

    Febrero 2007

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    2. PALAS

    2.1 Informacin General

    Las palas mecnicas tienen su origen en 1836, ao en que William S. Otis obtuvo una patente por su excavadora de tipo terrestre, accionada mecnicamente, que fue la primera pala mecnica. Esta se accionaba por vapor y pronto se adapt para usarse en las vas del ferrocarril, el cual estaba en expansin. Las primeras palas mecnicas montadas en plataformas de ferrocarril, podan girar de 180 a 270 grados horizontalmente. Fueron muy tiles en los trabajos iniciales de excavacin del canal de Panam. Los registros indican que en los trabajos de excavacin de esa garganta, se usaran ms de 100 palas mecnicas movidas por ferrocarril, desde 1907 hasta su terminacin en 1914. Las excavadoras se accionaban todas por vapor, hasta que se introdujo el primer motor de gasolina en 1912. Por ese tiempo se estaban desarrollando las palas totalmente giratorias, montadas en cintas (bandas) de orugas. Las palas presentan en su parte frontal brazos por los que transmiten movimiento y soportan a su cucharn que es la herramienta por medio de la que operan estos equipos, la direccin en la que excavan es hacia el frente, lejos de la mquina y del operador, excavando el material que se encuentra apostado sobre el nivel de piso en el que la mquina est trabajando. Las palas sostienen su cucharn aproximadamente a una altura media, el brazo que lo sostiene es movido hacia a tras para despus impulsarlo dentro del material y retraerlo. Las palas son usadas predominantemente para excavaciones de roca sobre el nivel de piso y para llenar equipo de acarreo, la carga de roca sera la tpica aplicacin. Las palas son capaces de desarrollar gran fuerza con sus cucharones. El tamao de esta maquinaria est representado por el tamao de su cucharon, expresado en yardas cbicas. Actualmente existen tres clasificaciones estndar, la Power Crane and Shoovel Association(PCSA) Stndar No. 3, Society of Automotive Engineers(SAE) Stndar J67 y la del Comitee on European Construction Equipment(CECE) method. Todos estos mtodos solo se basan en las dimensiones fsicas del cucharon de la mquina, y no toman en cuenta la capacidad de carga de la mquina. Para cucharones de capacidad mas grande que 3yd3, los intervalos estn en 1/4 yd3 aproximadamente y 1/8 yd3 para cucharones de capacidad menor de 3 yd3.

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    La evaluacin de la capacidad representa una seccin completamente llena del cucharn. Por lo tanto las capacidades de llenado del cucharn deben ser corregidas por un promedio basado en las caractersticas del material que est siendo ocupado. Los fabricantes usualmente recomiendan factores llamados factores de relleno para hacer tales correcciones, estos factores toman en cuenta los espacios vacos entre las partculas de un material en particular cuando es cargado en el cucharn de la pala. Materiales que pueden describirse como arena, grava o arena suelta pueden fcilmente llenar la capacidad del cucharn con el mnimo de espacios, el extremo opuesto son las piedras. Si las partculas del material tienen el mismo tamao en general, los espacios vacos pueden ser especialmente importantes en el caso de materiales con grandes piezas. Si el material tiene excavado tiene trozos de tamao significante o es extremadamente pegajoso, vacos importantes pueden ocurrir. Los porcentajes de relleno con porcentajes que multiplicados por la capacidad de los cucharones, ajustan el volumen tomando en cuenta como un material especfico rellenar el cucharon.

    Sistema de traccin de las palas Muchas palas pueden adquirirse con tres diferentes tipos de equipo de traccin: el tractor de orugas, montada en un camin con dos motores o con autopropulsin proporcionada por neumaticos.

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    2.2 Constitucin general El chasis de las orugas esta formado por un sistema rotatorio fijado una estructura en forma de cuadro, dicha estructura recibe el nombre de eje muerto y conecta a dos estructuras de traccin muy pesadas que descansan en ruedas rodeadas por el riel de la oruga. Dicho riel consiste en placas planas enganchadas y sujetas juntas. Este equipo de traccin tiene ubicada una gran rueda en la parte trasera, mientras que las ms delgadas se encuentran en la parte frontal. Otro eje que debemos mencionar es el eje vivo que es paralelo a los ejes que sustentan al sistema de rotacin Cerca de su centro est ubicado un engranaje biselado que es controlado por un control vertical. En ambos lados existen controles de direccin con mandbulas arregladas en el centro de su eje. La direccin trabaja por medio de un engranaje que permite que