Motoniveladora Andres Moreno

8/17/2019 Motoniveladora Andres Moreno

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESPE-EXTENSIÓN LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE ENERGÍA Y MECÁNICA

CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

NIVEL: OCTAVO

ASIGNATURA: MAQUINARIA PESADAMOTONIVELADORA

NOMBRE: ANDRÉS SEBASTIÁN MORENO CONSTANTE

FECHA DE ENTREGA: 23 de Febrero de 2016

LATACUNGA – ECUADOR


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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS.

ESPE EXTENSION LATACUNGADEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA

CARRERA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ

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CONTENIDO

1. DEFINICIÓN ........................................................................................................................ 5

2. TIPOS DE MOTONIVELADORAS ................................................................................... 5

2.1. Motoniveladoras Rígidas ........................................................................................... 5

2.2. Motoniveladoras Articuladas ..................................................................................... 6

3. ESTRUCTURA.................................................................................................................... 6

3.1. MOTONIVELADORA DESCRIPCIÓN: ................................................................... 6

4. CARACTERÍSTICAS ......................................................................................................... 9

4.1. TRANSMISIÓN Y CONVERTIDOR DE TORQUE .............................................. 10

5. DESCRIPCIÓN DE LOS ACCESORIOS ...................................................................... 11

5.1. ESCARIFICADOR EN “V” ............................................................................................... 11

5.2. CONTRAPESO ......................................................................................................... 11

5.3. HOJA TOPADORA LATERAL ................................................................................ 12

5.4. ELIMINADOR DE CAMELLONES ......................................................................... 12

5.5. DESGARRADOR/ESCARIFICADOR .................................................................... 13

5.6. CARGADOR FRONTAL DE USO GENERAL ..................................................... 14

5.7. BARREDORA ROTATIVA ...................................................................................... 146. POTENCIAS ...................................................................................................................... 15

6.1. TREN DE POTENCIA .............................................................................................. 15

7. FUNCIONAMIENTO ........................................................................................................ 17

7.1. PALANCAS Y PEDALES DE CONTROL ............................................................. 17

7.2. PALANCA DE CONTROL DEL CILINDRO DE LEVANTAMIENTOIZQUIERDO DE LA HOJA .................................................................................................. 18

7.3. PALANCA DE CONTROL DEL DESGARRADOR/ESCARIFICADOR ............ 19

7.4. PALANCA DE CONTROL DE CAMBIO LATERAL DE LA HOJA. ................... 20

7.5. PALANCA DE CONTROL DEL ANGULO DE CORTE DE LA HOJA .............. 21

7.6. PALANCA DE CONTROL DE GIRO DE LA HOJA. ........................................... 21

7.7. PALANCA DE CONTROL DE CAMBIO LATERAL DE LA BARRA DE TIRO. 22

7.8. PALANCA DE CONTROL DE INCLINACIÓN. .................................................... 23

7.9. PALANCA DE CONTROL DEL CILINDRO DE LEVANTAMIENTO DERECHODE LA HOJA. ........................................................................................................................ 24

8. USO DE LA MOTONIVELADORA ................................................................................. 24


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9. CIRCUITOS HIDRÁULICOS .......................................................................................... 26

9.1. DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA HIDRAULICO ................................ 27

9.2. EL DEPÓSITO HIDRÁULICO ................................................................................ 27

9.3. LA TAPA DE LLENADO .......................................................................................... 28

9.4. TAPÓN DE DRENAJE ............................................................................................. 28

9.5. BOMBA HIDRÁULICA PRINCIPAL ....................................................................... 28

9.6. ENFRIADOR DE ACEITE ....................................................................................... 28

9.7. FILTRO HIDRAULICO ............................................................................................. 28

10. MANTENIMIENTO ....................................................................................................... 29

11. MANTENIMIENTO POR HORA ................................................................................. 3112. CÁLCULO DE POTENCIA HIDRÁULICA DE LA MAQUINA ................................ 32

12.1. CALCULO DEL VOLUMEN EN LA BOMBA DE CAUDAL VARIABLE(PISTONES AXIALES) ........................................................................................................ 32

12.2. BOMBAS DE SEMILUNA .................................................................................... 32

12.3. BOMBAS DE ENGRANAJES ............................................................................. 33

13. BOMBAS HIDRÁULICAS ACCIONAMIENTO ......................................................... 34

14. BOMBAS HIDROSTÁTICOS ...................................................................................... 35

14.1. BOMBAS ROTATIVAS ........................................................................................ 36

14.2. BOMBAS DE ENGRANAJES ............................................................................. 36

14.3. BOMBA DE LOBULES ........................................................................................ 36

14.4. BOMBAS DE TORNILLO .................................................................................... 37

14.5. BOMBA DE 2 HUSILLOS .................................................................................... 37

15. VÁLVULAS ACCIONAMIENTO TIPOS FUNCIONAMIENTO ............................... 38

15.1. VALVULA DE CONTROL DE LA CARGADORA(DUKES) ............................ 38

15.2. VALVULA DE CONTROL AUXILIAR ................................................................ 39

15.3. CILINDROS HIDRÁULICOS CÁLCULOS ........................................................ 39

16. SISTEMAS AUXILIARES DE DIRECCIÓN, SUSPENSIÓN, FRENOS ............... 42

16.1. FRENOS ................................................................................................................ 42

17. TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO, DIRECCIÓN ................................................... 44

17.1. GIRO DEL CÍRCULO ........................................................................................... 44

17.2. EJE DELANTERO ................................................................................................ 45

18. DIAGRAMA HIDRÁULICOS Y FUNCIONAMIENTO .............................................. 46


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19. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 47


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1. DEFINICIÓN

La motoniveladora es una máquina única en su género, tanto en su diseño, como en sunúmero de aplicaciones, dado que puede realizar desde excavaciones hasta nivelacionesfinales en las obras de construcción y minería. Pertenece a la familia de máquinas de acabadosmedios y acabados finales.

Máquina muy versátil usada para mover tierra u otro material suelto. Su función principal esnivelar, modelar o dar la pendiente necesaria al material en que trabaja. Se considera comouna máquina de terminación superficial.

Su versatilidad esta dad por los diferentes movimientos de la hoja, como por la serie deaccesorios que puede tener.

Puede imitar todos los tipos de tractores, pero su diferencia radica en que la motoniveladoraes más frágil, ya que no es capaz de aplicar la potencia de movimientos ni la de corte deltractor.

2. TIPOS DE MOTONIVELADORASLas motoniveladoras se clasifican de acuerdo al tipo de configuración del bastidor, las

cuales pueden ser:

2.1. Motoniveladoras Rígidas

Son aquellas cuyo bastidor es de una sola corrida y completamente recta. Ya que estasmáquinas son de gran longitud tienen un radio de giro bastante grande y su aplicación en laconformación de superficies es limitada.

Figura 1: Motoniveladora RígidaFuente: Andrés Moreno


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2.2. Motoniveladoras Articuladas

Son aquellas cuyo bastidor está formado por dos partes y unidos por una articulación que lepermite girar en radios menores y realizar trabajos con mayor versatilidad gracias a la posiciónacodillada que pueden acomodarse.

Figura 2 : Motoniveladora RígidaFuente: Manual Cat.

3. ESTRUCTURA

Figura 3: Motoniveladora KOMATSU GD 675Fuente: Andrés Moreno

3.1. MOTONIVELADORA DESCRIPCIÓN:Son equipos conformados por una cabina, un sistema de traslación, neumáticos (delanteros

y traseros) y un equipo de trabajo (barra de tiro, corona, hoja vertedera situada en el centro dela máquina y bien separada de las ruedas). Utilizándose en terrenos blandos y semiduros


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FIGURA DESCRIPCIÓN

Figura 4: Cabina de la MotoniveladoraFuente: Andrés Moreno

Podemos observar la cabina de lamotoniveladora en donde se conducey además se encuentra los diferentesmandos.

Figura 5: Sistema de traslaciónneumáticos posterioresFuente: Andrés Moreno

Figura 6: Sistema de traslaciónneumáticos delanterosFuente: Andrés Moreno

Un sistema de traslación,neumáticos (delanteros y traseros)


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Figura 7: Barra de tiroFuente: Descripción - maquinaria pesada

Figura 8: Hoja vertederaFuente: Descripción - maquinaria pesada

Figura 9: Equipo de trabajoFuente: Andrés Moreno

Un equipo de trabajo (barra de

tiro, corona, hoja vertedera situada enel centro de la máquina y bienseparada de las ruedas)

La barra de tiro del bastidordelantero tiene un diseño tubular queproporciona alta resistencia y optimaduración. Es un elemento de secciónvariable articulado en la partedelantera del tractor que se proyectade adelante hacia atrás y que sirve desoporte a la herramienta principal osea la hoja. La barra de tiro puedetener diferentes configuracionessegún el diseño de la máquina. Lasmás comunes son las siguientes:o En Y.

o En T.o En ┼.

Es una lámina cóncava cuyaposición normal es transversal a lamáquina. La cara delantera es la queestablece contacto con los materialesy por ello lleva pernada una cuchillapara el corte de éstos. En la caraposterior van colocados loselementos que permiten losdiferentes movimientos de la hoja.


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Figura 10: TornamesaFuente: Andrés Moreno

Observamos el equipo de trabajoque consta una motoniveladora

Podemos observar el tornamesa el

cual permite a la vertedera moverseen 360° según el trabajo a realizar

4. CARACTERÍSTICAS

Tabla 1: Características de la Motoniveladora

Fuente: Manual Komatsu


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Tabla 2: Características de la motoniveladoraFuente: Manual Komatsu

4.1. TRANSMISIÓN Y CONVERTIDOR DE TORQUE

Tabla 3: CaracterísticasFuente: Manual Komats


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5. DESCRIPCIÓN DE LOS ACCESORIOS

5.1.ESCARIFICADOR EN “V” El escarificador en “V” se monta en la placa frontal de la motoniv eladora y es ideal para

aflojar superficies de agregados muy compactadas. El escarificador en “V” se desmonta

fácilmente para simplificar la instalación de otros accesorios de montaje frontal.

Figura 11: Escarificador en “V” Fuente: Manual Volvo

Tabla 4: Dimensiones del Escarificador en “V” Fuente: Manual Volvo

5.2. CONTRAPESOEl contrapeso se monta en la placa frontal de la motoniveladora y provee equilibrio para los

accesorios montados en la parte trasera, a fin de proporcionar mejores tracción y estabilidad.

Figura 12: Contrapeso

Fuente: Manual Volvo


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paralelo levanta el accesorio rápidamente para salvar obstáculos. Disponible con ruedas que se

ajustan manual o hidráulicamente.

Figura 14: Eliminador de camellonesFuente: Manual Volvo

Tabla 7: Dimensiones del eliminador de camellonesFuente: Manual Volvo

5.5. DESGARRADOR/ESCARIFICADORIdeal para aflojar superficies de agregados muy compactadas. Se monta en el bastidor

trasero mediante el uso de abrazaderas de accesorio estándar. Los vástagos se remueven

fácilmente y se puede hacer trabajo de desgarramiento con un solo diente.

Figura 15: DesgarradorFuente: Manual Volvo

Tabla 8: Dimensiones del desgarradorFuente: Manual Volvo


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5.6. CARGADOR FRONTAL DE USO GENERALEl cargador frontal de uso general puede cargar camiones tándem y es ideal para remover

escombros y materiales sueltos en el sitio de trabajo. El relleno detrás de contenes y alrededorde paredes es rápido y fácil y elimina el trabajo manual. Una característica opcional llamada

“Quick Detach” (desenganche rápido) está disponible a solicitud y permite la remoción del

cargador en menos de 45 minutos.

Figura 16: Cargador frontal de uso generalFuente: Manual Volvo

Tabla 9: Dimensiones del cargador frontal de uso generalFuente: Manual Volvo

5.7. BARREDORA ROTATIVAApresura la limpieza de intersecciones, sitios de trabajo y caminos después de que se les da

mantenimiento. Disponible con ángulo de la barredora ajustable manual o hidráulicamente.

Los dispositivos de montaje opcionales facilitan el montaje de la barredora en el bastidor, en la

hoja topadora o en el cargador frontal.

Figura 17: Barredora rotativaFuente: Manual Volvo


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Tabla 10: Dimensiones de la barredora rotativaFuente: Manual Volvo

6. POTENCIAS

6.1. TREN DE POTENCIALa servo transmisión permite cambiar de velocidad sobre la marcha y tiene protección

electrónica para evitar la sobre velocidad del motor, para la mayor productividad la transmisióndirecta tiene ocho velocidades de avance y cuatro dé marcha atrás .

El funcionamiento de una motoniveladora se basa en la aplicación de una hoja vertedera de

empuje o extendido, montada sobre un bastidor de acero (tornamesa) con capacidad de

realizar giros tanto sobre un eje vertical como sobre un eje horizontal, confiriéndole a dicha

hoja la posibilidad de desplazar materiales mediante el deslizamiento o rodadura de éstos a lo

largo de ella.

Figura 3: Tren de potenciaFuente: Manual Cat.


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Tabla 11: Potencia del motorFuente: Manual Cat.

Tabla 12: Potencia neta

Fuente: Manual Cat


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6. Palanca de control de la articulación

7. Palanca de control del accesorio delantero

8. Palanca de control del cambio lateral de la barra de tiro

9. Palanca de control de la inclinación

10. Palanca de control del cilindro de levantamiento derecho de la hoja

11. Pedal de acercamiento

12. Pedal de inclinación de la consola de la dirección

13. Pedal del freno (14)Pedal del acelerador

14. Pedal desacelerador

15. Palanca de cambio de marchas16. Palanca de control de combustible

7.2. PALANCA DE CONTROL DEL CILINDRO DE LEVANTAMIENTO IZQUIERDO DE LAHOJA

Esta palanca (1) opera el cilindro de levantamiento izquierdo de la hoja.

(a) BAJAR: El lado izquierdo de la hoja se va hacia abajo.

(b) SOSTENER: La hoja se detiene y es sostenida en la misma posición.

(c) ELEVAR: El lado izquierdo de la hoja se va hacia arriba.

Figura 19: Palanca de control del cilindro


Figura 20: Funcionamiento del cilindro



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7.3. PALANCA DE CONTROL DEL DESGARRADOR/ESCARIFICADOREsta palanca es usada para operar el desgarrador o el escarificador.

Cuando la máquina está equipada con desgarrador(a) BAJAR: El desgarrador se baja.

(b) SOSTENER: El desgarrador es detenido y sostenido en esa posición

(c) ELEVAR: El desgarrador sube.

Figura 21: Palanca de control del desgarradorFuente: Manual Komatsu

Figura 22: Funcionamiento de desgarrador


Cuando la máquina está equipada con escarificador

(a) BAJAR: El escarificador se baja.

(b) SOSTENER: El escarificador es detenido y sostenido en esa posición

(c) ELEVAR: El escarificador sube.


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Figura 23: Funcionamiento de escarificadorFuente: Manual Komatsu

7.4. PALANCA DE CONTROL DE CAMBIO LATERAL DE LA HOJA.Esta palanca cambia la hoja hacia el lado.

(a) CAMBIO A LA IZQUIERDA: La hoja es cambiada a la posición izquierda.


(c) CAMBIO A LA DERECHA: La hoja es cambiada hacia la derecha.

Figura 24: Palanca de control de cambio lateral de la hojaFuente: Manual Komatsu

Figura 25: Funcionamiento de cambio lateral de la hojaFuente: Manual Komatsu


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7.5. PALANCA DE CONTROL DEL ANGULO DE CORTE DE LA HOJAEsta palanca cambia el ángulo de corte de la hoja angulable.

(a) Angulo de corte máximo: Esta hace que el ángulo de corte de la hoja sea más grande. Estoes efectivo cuando se opera en terreno duro.


(c) Angulo de corte mínimo: Esta hace que el ángulo de corte de la hoja sea más pequeño. Esto

es efectivo cuando se opera en terreno blando

Figura 26: Palanca de control del ángulo de corte de la hojaFuente: Manual Komatsu

Figura 27: Funcionamiento de control del ángulo de corte de la hojaFuente: Manual Komatsu

7.6. PALANCA DE CONTROL DE GIRO DE LA HOJA.Para prevenir daños en los neumáticos, cuando se gira la hoja, tenga cuidado para no

permitir que la hoja golpee los neumáticos. Esta palanca gira la hoja topadora.

(a) ROTACION DERECHA: La hoja topadora gira a la izquierda.


(c) ROTACIÓN A LA IZQUIERDA: La hoja es rotada hacia la derecha.


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Figura 28: Palanca de control de giro de la hojaFuente: Manual Komatsu

Figura 29: Funcionamiento de giro de la hoja


7.7.PALANCA DE CONTROL DE CAMBIO LATERAL DE LA BARRA DE TIRO.Esta palanca cambia la barra de tiro lateralmente.

(a) CAMBIO A LA IZQUIERDA: La barra de tiro es cambiada a la izquierda.

(b) SOSTENER: La barra de tiro se detiene y es sostenida en la misma posición.

(c) CAMBIO A LA DERECHA: La barra de tiro es cambiada hacia la derecha.

Figura 30: Palanca de control de cambio lateral de la barra de tiroFuente: Manual Komatsu


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Figura 31: Funcionamiento de cambio lateral de la barra de tiroFuente: Manual Komatsu

7.8. PALANCA DE CONTROL DE INCLINACIÓN.Esta palanca es usada para operar las inclinaciones.

(a) VIRADA HACIA LA IZQUIERDA:

(b) SOSTENER: La inclinación se mantiene en la misma condición.

(c) GIRO A LA DERECHA:

Figura 32: Palanca de control de cambio de inclinaciónFuente: Manual Komatsu

Figura 33: Funcionamiento del control de cambio de inclinaciónFuente: Manual Komatsu


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7.9. PALANCA DE CONTROL DEL CILINDRO DE LEVANTAMIENTO DERECHO DE LAHOJA.

Esta palanca opera el cilindro de levantamiento derecho de la hoja.

(a) BAJAR: El lado derecho de la hoja se va hacia abajo.


(c) ELEVAR: El lado derecho de la hoja se va hacia arriba.

Figura 34: Palanca para operar el cilindro de levantamiento derecho de la hojaFuente: Manual Komatsu

Figura 35: Funcionamiento del cilindro de levantamiento derecho de la hojaFuente: Manual Komatsu

8. USO DE LA MOTONIVELADORAGR FICO DESCRIPCI N

Figura 36:Nivelación de terreno hacia laderecha


NIVELACIÓN DE TERRENO HACIA LA

DERECHA

Hablando en forma general,

efectúe las operaciones sobre

terreno plano con la estructura en

ángulo recto con la hoja. Articule la

estructura para compensar con la


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Figura 37:Nivelación de terreno hacia laizquierda


fuerza en dirección lateral causada

por la carga en la hoja.

Si los neumáticos comienzan a

patinar, gire la hoja a un ángulo

mayor para reducir el ancho de

excavación, reduciendo así la carga

sobre la máquina.

En operaciones de nivelado,

descargue la tierra afuera de las

ruedas traseras. Esto facilita laconducción con las ruedas traseras.

NIVELACIÓN DE TERRENO HACIA LA

IZQUIERDA

Figura 38:Excavando zanjas derechas en VFuente: Manual Komatsu

Figura 39:Excavando zanjas izquierdas enV


EXCAVANDO ZANJAS DERECHAS EN V Primero, excave una profundidad

de 50 mm (2.0 pulg.) para determinarla línea de la zanja.

El chasis está en una posturainestable cuando se excavan zanjas,por lo tanto, cuando efectúe estasoperaciones, alinee las ruedasdelanteras y traseras con el fondo dela zanja.

EXCAVANDO ZANJAS IZQUIERDAS EN V Primero, excave una profundidad

de 50 mm (2.0 pulg.) para determinarla línea de la zanja.

El chasis está en una posturainestable cuando se excavan zanjas,por lo tanto, cuando efectúe estasoperaciones, alinee las ruedasdelanteras y traseras con el fondo de

la zanja.


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Figura 40:Terminado de la berma lateral

derecha del caminoFuente: Manual Komatsu

Figura 41:Terminado de la berma lateralizquierda del camino


TERMINADO DE LA BERMA LATERALDERECHA DEL CAMINO

TERMINADO DE LA BERMA LATERAL

IZQUIERDA DEL CAMINO

9. CIRCUITOS HIDRÁULICOSEl sistema hidráulico con sensor de carga reduce el consumo de potencia del motor y el

calentamiento del sistema. Las válvulas de control proporcionan caudal hidráulico equilibrado y

permiten controlar los implementos con gran suavidad y precisión.


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Figura 42 : Sistema hidráulicoFuente: Manual Komatsu

Hidráulico Fuente: Manual de Operación de una Motoniveladora. El sistema hidráulico decentro cerrado detecta la demanda de carga y mantiene una presión en el sistema de 24 bares(350 lb/pulg2) por encima de la presión de carga. Los mandos del sistema están dispuestossegún las normas de la industria, con palancas de poco esfuerzo y corto recorrido ubicadas enel pedestal ajustable de la dirección. El sistema tiene válvulas de bloqueo para evitar ladesviación de los cilindros bajo carga en los siguientes circuitos: izamiento de la hoja,inclinación de la vertedera, deslizamiento del círculo, inclinación de las ruedas, viraje del círculoy articulación. Las características del sistema hidráulico incluyen bomba de pistón axial depresión y flujo compensados, de carrera variable con alto rendimiento, para multifuncionesparejas.El eje de impulsión de la bomba viene con articulaciones Perma Lube U.

Presión máxima. . . . . . . . 186 bar (2.700 lb/pulg2)

Salida a 2.200 rpm . . . 0-284 lpm (0-75 U.S. gpm)

Filtración. . . . . . . . . . . . . 10 micrones, tipo de rosc

9.1. DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA HIDRAULICO

A continuación se va a describir cada uno de los elementos que intervienen en el sistemahidráulico.

9.2. EL DEPÓSITO HIDRÁULICO

El depósito se encuentra situado en el montante derecho trasero del bastidor de laminicargadora.


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9.3. LA TAPA DE LLENADOLa tapa de llenado controla la presión dentro del depósito. La tapa de llenado controla la

presión hasta 10 PSI y permitirá la entrada de aire de reemplazo al alcanzar un vacío de 0,5PSI.

9.4. TAPÓN DE DRENAJE

También hay un tapón de drenaje en la parte inferior del depósito que se usa conjuntamentecon el filtro para limpiar el sistema. No hay filtro de sucesión dentro del depósito.

9.5. BOMBA HIDRÁULICA PRINCIPALLa bomba hidráulica es del tipo de engranajes, está montada en la parte trasera de la

máquina y es accionada por la polea del cigüeñal. (Nota de servicio: Para reemplazar la correadel ventilador en el motor, no desconecte las mangueras de la bomba. Suelte los pernos quesujetan la bomba y desplace la bomba hacia un lado.

Figura 43 : Bomba hidráulicaFuente: Manual Komatsu

9.6. ENFRIADOR DE ACEITEEl enfriador de aceite se encuentra instalado en la puerta trasera de la unidad para facilitarsu limpieza. Para trabajos en temperaturas frías o si el enfriador de aceite se obstruyera, hayuna válvula de alivio instalada antes del enfriador de aceite. Cuando la presión diferencial através del enfriador excede las 50 PSI, el aceite fluirá directamente al filtro de aceite.

9.7. FILTRO HIDRAULICOHay un solo filtro para todo el sistema hidráulico. El múltiple del filtro tiene una válvula de

alivio en derivación para una presión diferencial de 50 PSI con el fin de proteger el elementofiltrante durante trabajos en temperaturas frías. El múltiple del filtro también tiene un interruptor


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activado por una presión diferencial de 40 PSI para emitir señales cuando el filtro requierereemplazo.

Para comprobar el estado del filtro, haga funcionar el motor a plena admisión, con el aceitea temperatura de trabajo, y después observe la luz indicadora del filtro. Cuando el aceite estáfrío se encuentra la luz del filtro y se abrirá la derivación del filtro. Debido a esto, mientras elaceite está frío, se recomienda limitar la máxima velocidad del motor.

Figura 44 : Filtro hidráulicaFuente: Manual Komatsu

10. MANTENIMIENTO


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Figura 54 : Tipos de mantenimiento- VisioFuente: Andrés Moreno


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11. MANTENIMIENTO POR HORA

Figura 56 : Mantenimiento por hora -VisioFuente: Andrés Moreno


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12. CÁLCULO DE POTENCIA HIDRÁULICA DE LA MAQUINA12.1. CALCULO DEL VOLUMEN EN LA BOMBA DE CAUDAL VARIABLE

(PISTONES AXIALES)

V = (d2 * )/ 4 * D * tg

Donde V: volumen del fluido hidráulico

d: diámetro del pistón

D: diámetro del tambor o pista de giro de los pistones

Figura 57 : Calculo del volumen en la bombaFuente: Manual Komatsu

12.2. BOMBAS DE SEMILUNA

Bombas de 2 engranajes entre los cuales existe una pieza de separación denominadasemiluna, situada entre los dos orificios de entrada y de salida, donde la holgura entre losdientes de los engranajes interno y externo es máxima. Ambos engranajes giran en el mismosentido pero el interno a mayor velocidad.La estanquidad se consigue entre el extremo de los dientes y la semiluna, posteriormente en elorificios de salida los dientes se entrelazan reduciendo el volumen de la cámara, forzando alfluido a salir de la bomba, generando su impulsión. Pueden llegar a presiones elevadas, 280bares.

D

d


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El cálculo de su caudal teórico es:

Siendo:

Figura 58 : Bombas de semilunaFuente: Bombas Hidrostáticas

12.3. BOMBAS DEENGRANAJES

Se origina cierto grado de vacío en el momento de la aspiración, cuando se separan losdientes que estaban engranados, debido a que en ese momento se produce un aumento devolumen en la cámara de aspiración.

La impulsión, se origina en el extremo opuesto por la reducción del volumen que tiene lugaral engranar de nuevo los dos dientes pertenecientes a las ruedas de engranajes.El rendimiento puede llegar a ser del 93%.

El cálculo de su caudal teórico es:

http://4.bp.blogspot.com/-WCv2a7KUOfU/T0ZG5f23SbI/AAAAAAAABjo/QsAfUSTIWiE/s1600/formula+3.pnghttp://1.bp.blogspot.com/-j_unS8Fdufc/T0ZIvBceaaI/AAAAAAAABkw/IiWBv6QTaWE/s1600/semiluna+2.gifhttp://3.bp.blogspot.com/-IsGKvItxsUU/T0ZHIuiAgFI/AAAAAAAABkA/24fzvWiuGRo/s1600/formula+2.pnghttp://4.bp.blogspot.com/-R-1gD_K0jJQ/T0ZHDWpXdmI/AAAAAAAABj4/KGpUJ254FgE/s1600/formula+1.png


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Siendo:

13. BOMBAS HIDRÁULICAS ACCIONAMIENTOLas motoniveladoras estándar de Caterpillar como son los modelos (120, 135, 121 140, 160,) H,

utilizan bombas de pistón axial.

Figura 59 : Bomba Hidráulica

Fuente: Manual Cat.

Tabla 14 : Características de la bomba

http://4.bp.blogspot.com/-t3U7dK4S6OQ/T0ZG9CUnGeI/AAAAAAAABjw/6MgP-_wMnN0/s1600/formula+4.png


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Fuente: Manual Cat.

Tabla 15 : Características de la bombaFuente: Manual Cat.

En los modelos de motoniveladoras Caterpillar (120, 12, 140, 160,14, 16, 24) M utilizan

bombas de pistones variables.

Figura 62 : Bomba de pistones VariablesFuente: Manual Cat.

Tabla 16 : Características de la bombaFuente: Manual Cat.

14. BOMBAS HIDROSTÁTICOSLas bombas hidrostáticas, denominadas también de desplazamiento positivo, son aquellas

que suministran la misma cantidad de fluido en cada ciclo o revolución del elemento que originael bombeo.Las bombas oscilantes, también denominadas recíprocas, absorben una fuerza del tipo linealcomo lo son las bombas manuales en las que es la fuerza de un servidor la que le transmitemovimiento al fluido.


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Explicaremos detalladamente las bombas utilizadas a nivel industrial; las bombas rotativas.

14.1. BOMBAS ROTATIVAS

Absorben una fuerza rotativa para ejercer su funcionamiento, dicha fuerza es la que trasladaal fluido, desde la aspiración hacia su salida a presión. Se clasifican en función del tipo deelemento que transmite el movimiento al fluido:

Figura 63 : Bomba Rotativa Fuente: Bombas Hidrostáticas

14.2. BOMBAS DE ENGRANAJES

Las bombas de engranajes de dentado cilíndrico recto son las más utilizadas debido a subajo coste, las presiones que pueden alcanzar y la extensa gama de caudales que soncapaces de suministrar.

El funcionamiento de esta bomba radica en el paso del fluido entre los diferentes dientes dedos engranajes acoplados. Uno es accionado por el eje de la bomba al que denomina motrizejerciendo una fuerza suficiente para mover al otro engranaje que está libre, sin ningún tipo deimpulsión.

14.3. BOMBA DE LOBULES

Figura 64 : Bomba de lobules

Fuente: Bombas Hidrostáticas

http://www.atmosferis.com/wp-content/uploads/2012/02/bomba-engranajes-externos.jpghttp://4.bp.blogspot.com/-bpbHnYEscc0/T0ZH-shdHvI/AAAAAAAABkY/eZdYFuZwYW4/s1600/bomba-de-lobulos.jpg


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Bomba rotativa de engranajes que difiere de la anteriormente comentada en la forma en queson accionados los engranajes (lóbulos).Mediante un engranaje exterior son accionados los lóbulos quedando el fluido atrapado entrelos lóbulos y las paredes del cilindro siendo impulsados a su salida como se aprecia en la figura3, poseen un mayor desplazamiento, un coste superior así como bajas prestaciones si se hablade presiones y volúmenes de trabajo. No suelen ser muy utilizadas, el caudal teórico se calcula

de la misma manera que las anteriores .

14.4. BOMBAS DE TORNILLO

También conocidas como bombas de husillo, son bombas de engranajes y de caudal axial.Podemos diferenciar tres tipos dependiendo del número de husillos que posean:Bombas de tornillo de un solo husillo: un rotor en forma de espiral gira excéntricamente en elinterior de un estator.Bombas de tornillo de dos husillos: dos rotores paralelos que se entrelazan en una envolventemecanizada con tolerancias muy ajustadas.

Figura 65 : Bombas de tornillosFuente: Bombas Hidrostáticas

14.5. BOMBA DE 2 HUSILLOS

El funcionamiento radica en la forma de los tornillos, existen de ranura cónica helicoidal y deranura convexa helicoidal, su dirección de giro es opuesta realizando en la entrada succión(baja presión) y en la salida impulsión (alta presión).Bombas de tornillo de tres husillos: un rotor central (motriz) y dos libres y entrelazados.

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Figura 66 : Bombas de 2 husillosFuente: Bombas Hidrostáticas

15. VÁLVULAS ACCIONAMIENTO TIPOS FUNCIONAMIENTO

15.1. VALVULA DE CONTROL DE LA CARGADORA(DUKES)

La válvula Dukes para control de la cargadora es una válvula de dos carretes con la válvulade alivio principal del sistema situada en el orificio de entrada. La válvula de alivio principal esde diseño de cartucho y se puede ajustar removiendo una tapa del extremo exterior.

Los resortes centradores del carrete de esta válvula de control están cubiertos por una cajade aluminio para reducir los problemas de corrosión y contaminación.

El primer carrete de la válvula controla la recogida (inclinación hacia atrás) retención ydescarga del circuito del cucharón. El flujo por la válvula es a través de una serie de galerías.Con el carrete del cucharón en neutral, hay flujo de bomba disponible para el carrete deelevación. Cuando se activa el carrete del cucharón, el aceite en retorno de los cilindros delcucharón está disponible para el carrete de elevación. Mientras tengan recorrido los cilindrosdel cucharón, los cilindros de levante se moverán. El segundo carrete de la válvula controla loscilindros de levante de la cargadora en sus posiciones de elevar, neutral, bajar y flotar. Lasválvulas disponen de una válvula de retención de carga en cada carrete con el fin de evitar quela carga descienda mientras el carrete se acopla lentamente a la posición de potencia. Unrestrictor se encuentra situado en el orificio de elevación de la cargadora para controlar lavelocidad de descenso de la cargadora.

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Cuando la unidad está equipada con el cucharón de autonivelación hidráulica como equipo

opcional, se invierte la colocación de los carretes de control en la válvula de control paraproporcionar la señal necesaria para nivelar el cucharón a medida que se eleva la cargadora.Con esta opción, el carrete elevador de la cargadora recibe el aceite primero y luego el aceitequeda disponible para el circuito del cucharón.

15.2. VALVULA DE CONTROL AUXILIARCuando la unidad está equipada con un sistema hidráulico auxiliar como opción, el aceite

suministrado por la bomba fluirá desde la válvula de control de la cargadora hacia la válvula decontrol del sistema auxiliar en lugar de regresar directamente al enfriador de aceite.

Se requiere una camisa para la conexión de potencia auxiliar en la salida de la válvula de lacargadora para instalar sistemas hidráulicos auxiliares.

Tomar en cuenta que si los circuitos de la cargadora funcionan correctamente y el circuitoauxiliar está defectuoso, la causa probable será un anillo "o" dañado en la camisa de laconexión extra en la salida de la válvula de la cargadora.

La válvula auxiliar será suministrada de aceite, solo si el carrete de elevación de lacargadora se encuentra en posición neutral y el carrete del cucharón se encuentra en neutral o

el circuito del cucharón todavía es capaz de circular aceite (por ejemplo: el cilindro no hallegado al final de su recorrido).

La válvula de control auxiliar de un solo carrete se encuentra situada entre los pies deloperador. Esta válvula controla el flujo hacia los acopladores hidráulicos en el bastidor de lacargadora, cerca del cucharón.

El aceite es encausado primero a través de la tubería que se encuentra en el lado izquierdotrasero del bastidor de la cargadora, y luego a través del punto pivote de la cargadora. Losacopladores auxiliares se encuentran situados en el lado izquierdo de la barra transversal delbastidor de la cargadora

15.3. CILINDROS HIDRÁULICOS CÁLCULOS

Conocido el valor de la fuerza de empuje (Fe) o elevación necesaria y el tiempo (t )disponible en realizar una carrera completa por parte del émbolo, se emplearían lassiguientes expresiones para calcular los parámetros geométricos que definen al cilindroactuador.


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Así, el valor del empuje o fuerza de elevación (F e) capaz de desarrollar un cilindro

hidráulico viene dado por la siguiente expresión:

0,785 · d e 2 · p F e =

10 4 Siendo:

F e , el valor de la fuerza desarrollada por el cilindro, enkN .

d e, es el diámetro del émbolo que discurre por el interior del cilindro, enmm .

p es la presión de servicio a la que se encuentra el aceite hidráulico en el interiordel cilindro, enbar .

Figura 67 : Válvula de control auxiliar Fuente: Cilindros hidráulicos

Para cilindros de doble efecto, durante la carrera de retroceso o de recogida del émbolo, lafuerza que puede desarrollar viene calculada por esta otra expresión:

0,785 · (d e - d v )· p

F r =

10 4


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Siendo,

F r , el valor de la fuerza de retroceso o recogida del émbolo, en kN .


d v , es el diámetro exterior del vástago que discurre por el interior del cilindro,en mm .

p es la presión de servicio a la que se encuentra el aceite hidráulico en el interiordel cilindro, enbar .

Si se denomina carrera ( L) al recorrido completo del émbolo dentro del cilindro, entonces elvolumen de una carrera (V ), también conocido como cilindrada, viene expresada por elproducto de la superficie del émbolo por su carrera, es decir.

π · d e V = · L

4

Donde

V , es la cilindrada o volumen de una carrera, en mm 3.


L, es la longitud de la carrera del vástago, en mm .

Por otro lado, conocida la carrera (L) del vástago y medido el tiempo (t ) empleado en surecorrido, se puede calcular la velocidad (v ) con que se mueve el vástago, según laexpresión siguiente:

L v =

10 3 · t Siendo,

v , la velocidad de salida del vástago, en m/s .


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L, es la longitud de la carrera del vástago, en mm .

t , es el tiempo empleado en salir completamente el vástago del cilindro, ensegundos ( s ).

Conocido el volumen de la carrera (V ) y el tiempo (t ) empleado en la salida del vástago, sepuede conocer el caudal ( Q) necesario para realizar una carrera, como

60 · V Q =

10 6

· t Donde,

Q , es el caudal de fluido necesario para hacer una carrera, en litros/minuto ( l/min ).

V , es la cilindrada o volumen de una carrera, en mm 3.

t , es el tiempo empleado en salir completamente el vástago del cilindro, ensegundos ( s ).

No obstante, el anterior valor se trata de un valor teórico. El caudal real (Q r ) tenida encuenta el rendimiento volumétrico del cilindro donde se reflejan aspectos como la fuga de

fluido por las juntas, viene dado por la siguiente expresión:

Q Q r =

η

Siendo,

Qr , el caudal real de fluido necesario para hacer una carrera, en litros/minuto(l/min ).

Q , es el caudal teórico calculado según la expresión anterior, en litros/minuto(l/min ).

η , es el rendimiento volumétrico del cilindro que tiene en cuenta las fugas, comogeneral se toma 0,95 .

16. SISTEMAS AUXILIARES DE DIRECCIÓN, SUSPENSIÓN, FRENOS

16.1. FRENOSLos frenos de servicio son frenos de disco bañados en aceite de accionamiento neumático,

en los cubos de cada una de las cuatro ruedas motrices, estos están sellados y libres de


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17. TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO, DIRECCIÓN

17.1. GIRO DEL CÍRCULOPermite una rotación de 360 ° del círculo y la hoja vertedera para adaptar el ángulo de la

hoja al tipo de material o características de la aplicación. El ángulo de la hoja es muyimportante porque permite que el material ruede a lo largo de ella, aumentando la productividadde la motoniveladora

Figura 70 : Giro del circulo Fuente: Manual de operación de servicio Motoniveladora

Normalmente, una Motoniveladora desplaza el material de un lado al otro del área que se

está nivelando, en vez de empujarlo hacia adelante. Este desplazamiento del material por

rodadura de un lado a otro de la hoja, hasta su vertido lateral, requiere menos potencia motor

que si tuviera que ser empujado. Para conseguir esta acción de rodadura hay que hacer uso

simultáneamente de varias de las posibilidades de la máquina, como el giro del círculo, el

desplazamiento lateral de la barra de tiro y la inclinación de la hoja vertedera. (Se dispone,

como opción, de un embrague deslizante ajustable para proteger el mando del círculo de las

altas fuerzas horizontales que se producen en las aplicaciones severas.

Figura 71 : Vista inferior del circulo Fuente: Manual de operación de servicio Motoniveladora


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Dientes endurecidos, cortados en el exterior del círculo para máximo esfuerzo de 0palancay mínimo desgaste. El círculo se apoya en seis puntos mediante tres placas de fijación

ajustables y tres zapatas-guía ajustables, para máximo apoyo del círculo y mejor distribución

de la carga. Las placas y zapatas revestidas de DURAMIDEMR evitan el contacto entre metales

y aseguran máxima vida útil. DURAMIDEMR es un material de apoyo sintético que maximiza la

vida de servicio y disminuye el mantenimiento del círculo.

17.2. EJE DELANTERO

Las ruedas delanteras soportan una larga viga puente de donde cuelga la hoja vertedera. Enalgunos tipos de maquinas la viga va unida mediante un pivote al chasis trasero para permitir

el giro en un círculo reducido, una mayor manejabilidad, y permite avanzar con el bastidor en

ángulo en relación con sentido de marcha, manteniendo las ruedas paralelas. En otros tipos la

unión es rígida y el control de dirección solo es posible en el eje delantero.

diseño permite que las ruedas: (a) se inclinen unos 18º a cada lado de la vertical para resistir

los empujes laterales cuando, por ejemplo, la hoja vertedera trabaja en posición inclinada, y

(b) trabajen a diferentes niveles para perfilar cunetas, peraltes, y otras tareas análogas . La

combinación de ambos dispositivos permite que la dirección pueda controlarse sin necesidad

de concentración excesiva por parte del conductor, liberando así su atención a favor de la hoja

vertedera.

Figura 72 : Eje delanteroFuente: Manual de operación de servicio Motoniveladora


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18. DIAGRAMA HIDRÁULICOS Y FUNCIONAMIENTO

Figura 73 : Diagrama hidráulicoFuente: Manual de operación de servicio Motoniveladora


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Se describe el funcionamiento hidráulico y eléctrico de los diferentes cilindros que

corresponden a la motoniveladora descritos a continuación: Al presionar el pulsador I2activamos una válvula de 4/3NC de doble control eléctrico ubicada en la parte inferior derechade la figura que permite que el fluido pase hacia el cilindro de doble efecto; el vástagocomienza a ascender; al presionar el interruptor I1 el vástago del mismo cilindro empezara adescender. Este simula el movimiento de la pala (arriba-abajo) de la motoniveladora.

Al presionar el pulsador I3 activamos una válvula de 4/3NC de doble control eléctricoubicada en la parte superior izquierda de la figura 26 que permite que el fluido pase hacia elcilindro de doble efecto; el vástago comienza a ascender; al presionar el interruptor I4 elvástago del mismo cilindro empezara a descender. Este simula el movimiento de la inclinaciónizquierda del círculo (arriba-abajo) de la motoniveladora. Al presionar el pulsador I6 activamosuna válvula de 4/3NC de doble control eléctrico ubicada en la parte superior derecha de lafigura que permite que el fluido pase hacia el cilindro de doble efecto; el vástago comienza aascender; al presionar el interruptor I5 el vástago del mismo cilindro empezara a descender.

Este simula el movimiento de la inclinación derecha del círculo (arriba-abajo) de lamotoniveladora. Al presionar el pulsador I8 activamos una válvula de 4/3NC de doble controleléctrico ubicada en la parte central de la figura que permite que el fluido pase hacia el cilindrode doble efecto; el vástago comienza a ascender; al presionar el interruptor I7 el vástago del

mismo cilindro empezara a descender. Este simula el movimiento de la pala (izquierda-derecharespectivamente) de la motoniveladora.

19. BIBLIOGRAFÍA

CATERPILLAR. (2011). Especificaciones de Motoniveladoras .

CATERPILLAR. (2012). Manual de Operación y Mantenimiento de la Motoniveladora.EEUU.

Herbert L. Nichols, J. (2010). Manual de Mantenimiento y Reparación de MaquinariaPesada .

KOMATSU. (2009). Manual de Operación y Mantenimiento de Motoniveladoras Miami.


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BASES DIGITALES


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Documents

Motoniveladora Andres Moreno