PALAS CARGADORAS

La primera pala cargadora se origino en Estados Unidos en el año de 1939 y consistía en un tractor de ruedas con un brazo en la parte delantera accionado por cables. En los años posteriores aparecieron numerosas modificaciones como por ejemplo: colocación de motor en posición trasera para mejorar tracción y estabilidad, accionamiento hidráulico de la cuchara y tracción a las cuatro ruedas.

Estos equipos han gozado de gran popularidad debido a su movilidad maniobrabilidad y versatilidad, tanto en obras públicas como minería a cielo abierto, en la década de los setenta hubo algunas que pesaban 125 toneladas que eran capaces de cargar volquetes de 154 toneladas.

En los años 80 hubo un estancamiento en el crecimiento de las palas, esto se debió a dos causas:

Falta de crecimiento de los volquetes que en una década solo han pasado de 154 a 200 toneladas.

Fuerte penetración en el mercado de las excavadoras hidráulicas, tanto en los movimientos de tierra como en la minería a cielo abierto.

TIPOS DE UNIDADES

Las palas están diseñadas para efectuar las siguientes tareas:

Carga de volquetes, vagones o tolvas Carga y transporte, eliminando en cortas distancias el empleo de

volquetes Como maquina auxiliar Como maquina de empuje, sustituyendo a los tractores

Existen dos tipos de unidades, que se diferencian en el tren de rodaje:

Máquinas sobre orugas Máquinas sobre ruedas

Las palas cargadoras sobre orugas se construyen dentro de la Categoría I, se utilizan principalmente de maquinaria auxiliar.

Las palas de ruedas se clasifican en:

Categoría II donde se usan como unidades de carga asociadas al arranque mediante tractores y volquetes, comprendidos entre 35 y 50 toneladas.

Categoría III se usan para grandes proyectos y especialmente en minería a cielo abierto donde pueden cargar volquetes con capacidades mayores a 85 toneladas.

CARACTERISTICAS GENERALES Y DE DISEÑO

Las caracteristicas principales de estas palas son:

Gran movilidad, alcanzan velocidades de hasta 45 km/h Altura de descarga que va desde los 3 hasta los 6 metros Diseño muy compacto Relación favorable de potencia instalada Capacidad para remontar y trabajar en pendientes Excelente maniobrabilidad y radio de giro pequeño gracias a la

articulación central Gran anchura del cazo que le permite manejar bloques o piezas Adaptabilidad a diferentes métodos de arranque y transporte Menor inversión de capital que en otros sistemas de carga Vida útil desde las 10.000 a 15.000 horas Facilidad de reventa así como posibilidad de alquiler Los operadores no necesitan tanta experiencia o practica con la

maquina ya que es de fácil manejo

DESVENTAJAS

Requieren un tratamiento del material a cargar mediante voladura y empuje para evitar que se produzca descenso drástico de la producción

Para igual capacidad del cazo tienen una menor productividad que las excavadoras

Necesitan amplio espacio para maniobrar ya que se desplazan durante la operación de carga

Necesitan bancos de altura reducida para operar con seguridad Menor disponibilidad mecánica que las excavadoras Presenta un mal rendimiento energético debido a que cuando realizan la

carga se ejecutan movimientos improductivos

Con el paso del tiempo el aumento de tamaño en estos equipos han generado ciertos cambios:

Aumento de los tiempos de movimientos de los cilindros hidraulico, proporcionalmente al tamaño de cazo

Fuerzas de arranque especificas proporcionales al tamaño del cazo La fuerza de traccion especifica se incrementa con el tamaño del

cucharon LA altura de descarga y el alcance aumentan el doble para un

incremento de cuatro veces la capacidad del cazo

PARTES DE LA PALA

El chasis El motor La transmision El sistema hidraulico El equipo de trabajo El cazo La cabina Los neumaticos

CHASIS

Excepto en los equipos muy pequeños el chasis esta formado por dos semichasis unidos por una articulacion doble con eje vertical

En el semichasis delantero, con una forma más o menos triangular, va anclado todo el equipo de trabajo.

En el semichasis trasero tiene forma de caja y debe soportar además el eje y su diferencial, el peso del motor y de la transmisión, así como cabina y mandos del operador.

Están construidos de acero de alta resistencia, especialmente diseñados para soportar esfuerzos de carácter continuado, tanto de torsión como de flexión. Se los une mediante dos pasadores de acero endurecido que se insertan en cojinetes de rodillos.

La articulación permite, mediante la acción de los vástagos de dos cilindros hidráulicos uno a cada lado, giros a izquierda y derecha, con ángulos que van

entre 35 y 45 grados.

TRANSMISIÓN

Las palas de ruedas utilizan motores diesel como fuente de energía primaria, usan dos tipos de transmisión: mecánica y eléctrica.

TRANSMISION MECÁNICA

Existen tres sistemas de transmisión mecánica

Mecanismo de regulación de la velocidad del motor. Mecanismo de regulación por modulación de potencia, situado entre el

motor y convertidos de par. La velocidad del motor y de la bomba hidráulica permanecen constante.

Mecanismo de regulación variable, con varios convertidores de par, estos regulan la velocidad de traslación permitiendo así que el motor tenga velocidad constante.

PARTES DE LA TRANSMISIÓN MECÁNICA

Convertidor de par Caja de cambios Arboles de transmisión Diferenciales, ejes y mandos fiables

TRANSMISIÓN ELÉCTRICA

El sistema de transmisión eléctrica dispone de un motor que gira a velocidad constante y que esta acoplado a un generador de corriente alterna y a una caja a la que van conectadas las bombas del circuito hidráulico de elevación y dirección.

COMPONENTES DE LA TRANSMISIÓN ELÉCTRICA

Rectificador de corriente Motores de tracción de corriente continua en cada rueda Sopladores de refrigeración de motores, circuito hidráulico, generador,

filtros de aire, frenos, etc. Ejes planetarios en cada rueda Frenos de disco accionados hidráulicamente Además este sistema incluye circuitos integrados para controlar los

parámetros de operación, tales como control de tracción para eliminar deslizamiento y frenado dinámico.

PRINCIPALES VENTAJAS

Se elimina la transmisión mecánica y con ello los desgastes de engranajes y ejes articulados.

La transmisión de energía entre el grupo motor y el propulsor a través de cabes permite aumentar el ángulo de articulación total hasta 90 grados.

Menor desgaste de los neumáticos al adaptar automáticamente el par motor a la adherencia del terreno.

Frenado más eficiente, pues la energía cinética de la maquina se convierte en los motores de las ruedas en corriente eléctrica.

El sistema hidráulico de accionamiento de la cuchara está regulado electrónicamente, pudiendo aumentar la velocidad de elevación y descarga.

DESVENTAJAS

Necesidad de especialistas eléctricos y electrónicos para las reparaciones y el mantenimiento

Mayor numero de averías en los motores eléctricos en ambientes de polvo y humedad.