MAQUINAS EXCAVADORAS Y RETROEXCAVADORAS INTRODUCCION Si bien es
habitual ver una maquina retroexcavadora desarrollando trabajos en
distintas faenas, es natural preguntarse por ejemplo, del costo de
la maquina, de sus caractersticas principales, su rendimiento etc.
Por eso, ya que tenemos la oportunidad de hacer un seguimiento
minucioso a una maquina utilizada en la construccin nos enfocamos
directamente en la retroexcavadora. La forma de abordar este
informe fue recopilar toda la informacin, disponible en primer
lugar, de Internet, en donde encontramos los folletos tcnicos de
las distintas marcas, luego visitamos los centros de distribucin de
maquinaria pasada donde nos dieron de manera breve las
caractersticas tcnicas, rendimientos y otros datos para desarrollar
nuestro informe. Una vez reunida la informacin nos abocamos a un
anlisis critico de la maquina, donde aremos resea a lo que se
refiere los tiempos de mantencin en cuanto a cambios de aceite,
filtros, neumticos etc. El costo de operacin ya sea consumo de
combustible, la remuneracin del operario y del propietario, el
transporte de la maquina a las distintas faenas, dependiendo
lgicamente de la distancia. Aremos referencia tambin a la produccin
en cuanto a los metros cbicos/hora el valor de la hora y la
cantidad de horas promedio al mes. Adjuntaremos tambin en este
informe un anlisis del tiempo total de carga, adems, aremos una
descripcin en detalle de cada uno de los componentes y sistemas de
este equipo, ya sea sistema hidrulicos, sistemas elctricos,
caractersticas del motor, mandos de control, las cualidades de la
cabina y por sobre todo la tecnologa aplicada para hacer de esta
maquina la combinacin perfecta entre seguridad, confortabilidad,
maniobrabilidad y los mejores rendimientos. RETROEXCAVADORA CUERPO
La retroexcavadora es una de las maquinas mas verstiles en las reas
de construccin y de obras viales, en lo se refiere a movimientos de
tierra y traslado de materiales. Diseada para cumplir con las mas
altas exigencias en cuanto a seguridad y por sobre todo de la vida
til de la maquina. Se caracteriza por un robusto diseo de seccin de
pluma y balancn, que es adems estrecho, de forma que la visibilidad
es excelente a todo lo largo de la pluma hasta la cuchara sea cual
sea la profundidad a la que se excave. El chasis de la
retroexcavadora es frabicado de manera muy resistente, de est
manera se consiguen mejor ndice de productividad resistencia y
durabilidad gracias a su diseo como cargadora y excavadora verstil.
En cuanto a la capacidad de excavacin es excepcional gracias a la
geometra y al potente sistema hidrulico de flujo compensado y
sensible a la carga, que proporcionan adems una mayor capacidad de
elevacin y ciclos de carga ms rpidos.
CONTROL DE LA MAQUINA
El sistema de comandos que existe en la retroexcavadora se ha
desarrollado para que las posiciones de trabajo que posee el
operador sean ms personalizadas con ajustes longitudinal y lateral
lo cual asegura la precisin de los movimientos minimizando as el
esfuerzo fsico del operador. Disminuyendo as los riesgos que sufra
accidentes dentro de la cabina, lo es rentable tanto para la
empresa como para el operador. PINTURA DE LA MAQUINA La pintura de
la retroexcavadora es en base a polvo epoxy, esta es una resina
formada por dos componentes y un catalizador, la cual es muy
resistente a la intemperie y adems acta como anticorrosivo. Las
cargas electromagnticas que posee este polvo hacen que las maquinas
sean vistas hasta en las zonas mas inaccesibles, el proceso de
coccin de la pintura asegura un acabado liso resistente y duradero.
LA TRANSMISIN La transmisin de cuatro velocidades sincronizadas que
poseen las retroexcavadoras permite al operario cambiar rpidamente
y con suavidad entre avance y retroceso. Esto elimina las cargas
por sacudidas en los componentes del rbol de transmisin, aumenta la
comodidad del operario y proporciona un control superior de la
manipulacin de la carga. Un botn de volcado de la transmisin
dispuesto en la palanca multifuncin de la cargadora permite al
operario acortar los tiempos de carga dirigiendo toda la potencia
del motor a la cargadora para aumentar la productividad. LA CABINA
La cabina de las retroexcavadoras cuenta con visibilidad panormica,
todos los mandos se encuentran situados de manera ergonmica y el
nivel de ruido interior es muy bajo en la cabina. En trminos de
seguridad la cabina lleva un inmovilizador electrnico que trunca
las funciones del motor. Estas funciones, sin duda no las traen
todas las retroexcavadoras, pero si las de ultima generacin, a las
cuales
COMPONENTES DE LA MAQUINA
neumticos para traccin 4x2 y 4x4
sistema elctrico de 2 baterias
DIMENSIONES GENERALES
PRESTACIONES Cuando hablamos de las prestaciones de esta maquina
nos referimos a las utilidades que obtenemos de esta maquina tanto
su cargador como la retroexcavadora. En la siguiente tabla veremos
sus prestaciones y sus respectivas medidas. Cargador:
Retroexcavadora: Equipo retro desplazable y enganche rpido
Retroexcavadora: Versin axial y enganche rpido
MOTOR
Los motores usados tanto por la retroexcavadora como otras
maquinas destinadas a trabajo pesado son de tipo diesel, usan este
tipo de motor por su potencia y por costo debido a que es ms barato
el combustible Los motores diesel la caracterstica particular que
poseen es que aspiran aire puro, sin mezcla de combustible, en el
tiempo de compresin el aire se comprime con lo que alcanza una
temperatura extraordinariamente alta, estos motores son muy largos
y costosos pero resultan muy regulares y potentes a la hora de su
ejecucin es por eso que son usados en este tipo de maquinaria.
SISTEMA HIDRULICO El sistema hidrulico de las maquinas
retroexcavadoras es de flujo compensado, esto quiere decir que
asegura que la mxima potencia disponible ira dirigida donde mas se
necesite, este sistema permite la movilidad de los movimientos
simultneos aunque el motor trabaje a bajo rgimen cual es el
beneficio de esto, que reduce los ruidos molestos. Tambin esta
maquina posee mandos mecnicos o servo asistidos Las
retroexcavadoras se emplean para subir zanjas por regla general se
montan sobre la traseras del tractores industriales, tales como las
cargadoras frontales o los buldzer. El aceite agresin para
maniobrar la retroexcavadora lo suministra el sistema hidrulico del
tractor. Cuando se trata de sistemas hidrulicos abiertos. Se suele
utilizar una vlvula selectora con la que el aceite se dirige al
circuito que esta trabajando, la vlvula selectora corta el paso del
aceite a la cargadora frontal chupado se trabaja con la
retroexcavadora con los sistemas hidrulicos cerrado o de caudal
variable no hace falta esta vlvula porque entrega aceite a presin.
El operador manda la retroexcavadora por medio de palancas actuando
sobre vlvulas que mandan el aceite a presin al correspondiente
cilindro para mover el aguijn, el cucharn, el brazo excavador o los
estabilizadotes, los cilindros hidrulicos son de doble de accin
para poder trabajar a plena fuerza en ambos sentidos, el Agull se
puede girar a un lado y otro por medio de un cilindro especial
objeto de vaciar el cucharn fuera de la zanja. 1. Cilindro del
brazo del cucharn 2. Cilindro del aguijn 3. Palanca de mando de la
retroexcavadora 4. Vlvula de mando de la retroexcavadora 5.
Cilindro de giro del aguijn 6. Cilindro de estabilizado izquierdo
7. Cilindro del cucharn FUNCIONES DE RENDIMIENTO Una
retroexcavadora, tiene una capacidad terica que varia con las
clases de tierras y con el tamao de sus aditamentos. Si se conoce
la capacidad de sus aditamentos, puede determinar. El rendimiento
aproximado de una maquina estimando el nmero de pasadas que pueda
efectuar en una hora. Segn el jefe de movimientos de tierras de la
obra el rendimiento de la maquina es de unos 60 metros cbicos por
hora. La capacidad aprox. De del cargador de la retro puede
determinarse a travs de la carga que traslada este las mediciones
reales de las cargas representativas darn mejores resultados que
las estimaciones. El tiempo total de un equipo para la carga de
tierra (TT) es, bsicamente, la suma de cuatro componentes; tiempo
de carga (TC); tiempo variable de movimiento con carga (TVC);
tiempo variable de traslado del equipo vaci (TVV); tiempo de
vaciado.
TT = TC + TVC + TV + TVV. Para estimar la productividad de una
retroexcavadora se debe descomponerse su ciclo de trabajo en partes
significativas. La retroexcavadora estar cargada durante una parte
de su recorrido, por lo que no es necesario separar el tiempo de
carga de esta operacin. Se tiene el tiempo variable (TVC`) que usa
el empujador en su recorrido con la carga, y el tiempo (TVV`) que
utiliza en regresar en reversa para tomar la siguiente carga, lo
cual hace con el cargador levantado y vaco. Cada uno de estos
tiempos variables puede determinarse simplemente dividiendo la
distancia recorrida entre la velocidad de marcha, en metros por
minuto (m/min.) para el engranaje empleado. Los tiempos variables
determinados de esa manera, no toman en cuenta el tiempo que toma
llegar del reposo hasta la velocidad regulada del trayecto, o
viceversa. A este tiempo adicional se le conoce como tiempo de
aceleracin o de desaceleracin, y se le considera como tiempo fijo
(TF) a causa de su naturaleza constante. Si se hace el viaje en
cualquier direccin en un engranaje que solo requiera el cambio de
marcha hacia delante a reversa, se puede considerar que el tiempo
fijo del empujador es de 0.10 a 0.15 minuto. Si es necesario un
cambio adicional a una velocidad mas alta en cualquiera de las dos
direcciones, el tiempo fijo podra estimarse en 0.20 a 0.30 minuto.
El tiempo total de ciclo del empujador se determina por una
modificacin de la ecuacin. TT = TF + TVC` + TVV`. COSTOS DEL EQUIPO
Las consideraciones bsicas para los costos del equipo sobre orugas
son las mismas que para todos los equipos de movimiento de tierras.
La parte ms importante del costo horario total del funcionamiento
de este equipo, es el costo de la retroexcavadora misma. La
operacin de los vehculos mas pequeos seria la excepcin, en la que
los salarios del operador podra representar una partida mayor,
adems de considerar que estas maquinas mas pequeas podran
transportarse directamente sobre carretera y no utilizar camiones
especiales para tal funcin. Un costo que debe observarse con
cuidado, por parte del usuario responsable, es el de las
reparaciones mayores, la cual debe considerarse aproximadamente
igual a la tercera parte del costo de adquisicin. Esta ultima
recomendacin se esta eliminando de las empresas mandantes con la
incorporacin de contratistas especializados los cuales absorben
dichas consideraciones. En el caso de nuestra obra obtuvimos los
costos de transporte proporcionados por el jefe de movimiento de
tierras encargado, los cuales fueron los siguientes. ARRIENDO: $
30.000. /hr. + IVA incluido. COSTO TRANSPORTE: $120.000. dentro de
40 a 100 Km.
Pala excavadoraSe denomina pala excavadora a una mquina
autopropulsada, sobre neumticos u orugas, con una estructura capaz
de girar al menos 360 (en un sentido y en otro y de forma
ininterrumpida) que excava o carga, eleva, gira y descarga
materiales por la accin de la
cuchara, fijada a un conjunto formada por pluma y brazo o
balancn sin que la estructura portante o chasis se desplace.
Partes Chasis: Estructura portante desplazable mediante de
cadenas o ruedas neumticas. En el caso dee ser de ruedas llevar
unos estabilizadores para constituir bases de apoyo. Corona de
giro: sirve de apoyo de la estructura sobre el chasis, permitiendo
a sta gira mientras el chasis permanece en estacin. De dentado
exterior o interior atacad por un pin con motor independiente y
dotada de freno. Estructura: sostiene el resto de la excavadora
(motores, transmisiones, cabina, contrapeso...) Cuchara: Fijo o
mvil y dispuesta en el extremo de un brazo mvil soportado por una
pluma tambin mvil. Energia motriz: Motor disel o disel-lectrico
Sistemas de accionamiento: Cilindros hidrulicos en su mayora aunque
tambin existen por cables y cabestrantes, transmisiones mecnicas,
cilindros nuemticos...
TiposExisten dos tipos diferenciadas por el diseo del conjunto
cuchara-brazopluma y que condiciona su forma de trabajo Excavadora
frontal o pala de empuje: Con la cuchara hacia arriba. Tiene mayor
altura de descarga. til en trabajos de minera, cuando se cargan
materiales por encima de la cota de trabajo. Retroexcavadora: tiene
la cuchara hacia abajo. Permite llegar a cotas ms bajas. Utilizada
sobre todo en construccin para zanjas, cimentaciones,
desmontes...
Normalmente se suele referir de forma errnea a la pala mixta
como retroexcavadora.La excavadora hidrulica es frecuentemente
usada para la excavacin de rocas y tierra, sin embargo, gracias a
sus numerosos accesorios tambin puede ser usada para el corte de
acero, el rompimiento de concreto, el taladro de hoyos en la
tierra, el cimiento de gravilla antes del pavimento, el destrozo de
rocas, acero, y concreto, y hasta para acribillar lugares.[1]
La invencin de la excavadora hidrulica, con su fcil operacin y
barata produccin, reemplaz a la excavadora de cable.[2]
El aguilnLa excavadora hidrulica opera en diferentes niveles. El
primero es el aguiln del vehiculo. ste esta compuesto de dos
cilindros hidrulicos, un cucharn (el componente en forma de
cuchara) y una pluma, la cual esta en la parte superior del
aguilon. El aguilon se mueve en dos partes justo como un brazo
humano se movera: en la mueca y en el codo. Dentro del cilindro
hidrulico hay un rod, el cual conforma la parte interior del
cilindro, y un pistn, el cual se encuentra al extremo final del
cilindro y permite que el brazo se mueva con la ayuda de aceite. Si
es que no hay aceite en el cilindro, el pistn se caera al fondo,
pero por la caracterstica natural del aceite, su volumen siempre
permanece igual. Aceite es bombeado a travs del extremo final del
pistn y en ste empuja el rod a travs del cilindro, creando un
movimiento en una o las dos partes del brazo. Con control de la
cantidad de aceite que es bombeado a travs de la vlvula, la
precisin del brazo puede ser fcilmente manipulada. Este movimiento
es activado mediante el uso del control de vlvulas que son
posicionadas dentro del la cabina, donde se sienta el
conductor.
Excavadora hidrulica Caterpillar 235B
El motorLa energa de un automvil es recibida normalmente directo
desde motor; sin embargo, esto funciona distinto en una excavadora
hidrulica. Por lo que la mquina utiliza bastante fuerza, es capaz
de moverse por medio de un cambio de la energa que recibe del motor
en energa hidrulica.
El giroUna de las funciones de esta mquina es su habilidad de
girar. El giro de una excavadora le permite voltear. El giro en
crculo comprende varios componentes: un outer race, un inner race,
rodamientos de bolas y un pin. Mientras que el outer race se
voltea, el pin opera junto al inmvil inner race. El rodamiento de
bolas trabaja asegurando de que esta operacin de realice
suavemente.
La cabinaLa tercera parte de una excavadora hidrulica es la
estructura superior en donde el asiento del conductor se encuentra
y los controles son posicionados. Con la ayuda de dos palancas a
ambos lados y dos al frente.
Los piesExisten dos tipos de bases en excavadoras. Una de estos
esta compuesta por ruedas como cualquier automvil, conocido tambin
como el tipo rueda. Debido a la naturaleza de la base, es
primariamente usada en superficies slidas, como el concreto y la
gravilla. El segundo tipo es conocido como la oruga por su
habilidad de transitar en superficies menos estables, como el barro
y la arena. A diferencia del tipo rueda, la oruga cubre un rea
mayor de la superficie y por consiguiente se hunde en la tierra.
Funciona tal como el nombre lo sugiere, arrastrndose, con un tipo
de mecanismo de banda transportadora. sta mquina solo puede ser
usada en emplazamientos y tiene que ser transportada de un lugar a
otro por medio de otros vehculos.[5]
ClasesAlgunos de los diferentes modelos de excavadoras son la
retroexcavadora, excavadora giratoria, la midi excavadora, y la
excavadora compacta (tambin conocida como la mini excavadora). La
retroexcavadora es un tractor con un shovel bucket frontal y una
pequea retroexcavadora posicionada en la parte trasera de la
mquina. Las excavadoras tambin son comnmente referidas como
cavadoras (diggers) o 360s, por su habilidad de girar sobre un eje
con un movimiento de 360 grados.[6] Otros modelos de excavadoras
incluyen: Excavadora de cable de arrastre Excavadora de largo
alcance Excavadora-arrastradora Excavadora de succin Pala a
vapor
CUCHARONES Hay distintos tipos de cucharones para excavadoras
segn sea el trabajo para el cual sean destinados. Generalmente en
cuanto a la forma del cucharn se puede utilizar distintos
cucharones para efectuar la carga sobre camin, para arrancar
material, para colocar escollera, para zanjear, etc. En funcin de
la cuchilla base pueden ser de uso general para carga o zanjeo de
cuchilla recta o bien de roca si la cuchilla es en delta. Vemos en
la imagen siguiente los dos tipos de cuchillas.
Si queremos utilizarlo para colocar escollera o cargar grandes
rocas lo ms aconsejable es un cucharn con los protectores laterales
en curva para permitir asentar las rocas en el lateral con ms
facilidad. Como muestra el cucharn de la siguiente foto. En el
fondo del cucharn suelen colocarse barras transversales de
proteccin para evitar el desgaste prematuro del mismo. Se colocan
de forma transversal por dos motivos, teniendo en cuenta que la
parte que ms se desgasta es siempre la ms prxima a la cuchilla, si
estuvieran el el otro sentido habra que arrancarlas todas cuando el
desgaste fuera excesivo, colocadas transversalmente solo hay que
cambiar aquellas ms prximas a la cuchilla que se desgasten ms. En
segundo lugar el material que se acumula y compacta entre las
chapas acta de proteccin del fondo y contra el desgaste, en caso de
estar colocadas longitudinalmente el material sera arrastrado y
desgastara ms el fondo y las propias chapas.
Nos referimos ahora a la fuerza de llenado del balancn que viene
dada por la distancia entre la punta de la pluma y el diente de
cucharn sumado el brazo del balancn. Puede sernos til para comparar
y distinguir distintas fuerzas sobre el catalogo. Y la fuerza de
volteo del cucharn que es la distancia entre el centro del buln de
punta del balancn y la punta del diente del cucharn. Ambas se
especifican en la figura siguiente.
