TEMA 8. MOVIMIENTO DE TIERRAS

Transcripción

1 Tema 8. Movimiento de tierras TEMA 8. MOVIMIENTO DE TIEAS 1. Cambios de volumen 1.1. Esponjamiento 1.2. Consolidación n y compactación 2. Ecuación n del movimiento 2.1. Esfuerzo tractor 2.2. esistencia a la tracción 3. Ciclo de trabajo y producción 4. Clasificación n y tipos de máquinas m en la excavación 5. Equipos de excavación n y empuje: tractores 2 Tema 8. Movimiento de tierras Movimiento de tierras 6. Equipos de excavación n en posición n fija: excavadoras hidráulicas 7. Equipos de excavación n y carga: cargadoras 8. Máquinas de excavación, carga y transporte combinadas: traíllas 9. Dragalinas 10. Equipos de transporte: camiones y dúmperes 11. Extendido y nivelación: n: motoniveladoras 12. Compactación n de tierras: compactadores 3 Movimiento de tierras: : conjunto de operaciones que se realizan con los terrenos naturales con el fin de modificar su forma para poder ser aprovechables en la ejecución n de obras públicas, industriales o de edificación. Las fases fundamentales son: Excavación n y arranque Carga Transporte Vertido o descarga Extendido Compactación efino, saneo, etc. 4

2 Movimiento de tierras Máquinas más m s utilizadas en el movimiento de tierras: Arranque Carga Transporte Descarga Extendido Compactación efino Tractor Voladura Camión Dúmper Excavadora Motoniveladora Compactador Pala cargadora Motoniveladora Mototraílla Cambios de volumen Los terrenos están n constituidos por la agregación n de partículas de tamaños variados, entre éstas quedan huecos ocupados por el aire y por el agua. Si mediante acciones mecánicas se varía a la ordenación n de las partículas, se está variando el volumen de huecos. El volumen de una porción n de material no es constante sino que depende de las acciones mecánicas a las que le sometamos. El cambio de volumen puede ser simplemente un efecto secundario (excavación) o bien ser el resultado de conseguir una mejora del comportamiento mecánico (compactación). 6 Cambios de volumen Al volumen que ocupa el material en una situación determinada se le llama volumen aparente y al cociente entre la masa del material (partículas y agua) y el volumen aparente se le llama densidad aparente. d a M = V a siendo: d a M V a densidad aparente, masa de las partículas + masa del agua, volumen aparente. 7 Cambios de volumen Una evolución n del volumen aparente durante el movimiento de tierras, tomando como referencia el volumen en banco, es: Excavación n en tierras En banco 1,00 Cargada y transportada 1,20 a 1,30 Excavación n en roca En banco 1,00 Volada 2,00 Vertida 1,10 a 1,20 Cargada y transportada 1,25 a 1,50 Pisada 1,00 a 1,10 Machacada (primario) 1,30 a 1,40 Compactada 0,95 a 1,00 Triturada (secundario) 1,20 a 1,30 8

3 Cambios de volumen. Esponjamiento Factor de esponjamiento: : relación n entre el volumen aparente en banco y excavado. siendo: F W V B V S d B d S F V B W = = VS d d factor de esponjamiento, volumen aparente del material en banco, volumen aparente del material suelto, densidad aparente del material en banco, densidad aparente del material suelto. S B Cambios de volumen. Esponjamiento Porcentaje de esponjamiento: : incremento de volumen que experimenta el material respecto del que tenía. S W VS VB db ds = 100 = 100 V d B siendo: S W porcentaje de esponjamiento. S El factor de esponjamiento siempre es menor que El factor de esponjamiento siempre es menor que 1. Cambios de volumen. Esponjamiento De las dos relaciones anteriores se obtiene: d B SW = + 1 d 100 F W S V B 1 = SW = V SW S 11 Cambios de volumen. Esponjamiento Caliza Arenisca Material Granito fragmentado Yeso fragmentado Basalto o diabasas fragm. oca alterada: 75% roca y 25% tierra 50% roca y 50% tierra 25% roca y 75% tierra Tierra: seca húmeda barro Tierra vegetal d S (t/m 3 ) 1,54 1,66 1,81 1,51 1,75 1,96 1,72 1,57 1,51 1,60 1,25 0,95 d B (t/m 3 ) 2,61 2,73 3,17 2,52 2,61 2,79 2,28 1,96 1,90 2,02 1,54 1,37 S W (%) F W 0,59 0,61 0,57 0,60 0,67 0,70 0,75 0,80 0,79 0,79 0,81 0,69

4 Cambios de volumen. Esponjamiento Material Arcilla: estado natural seca húmeda Arcilla y grava: seca húmeda Grava: estado natural seca (6-50 mm) húmeda (6-50 mm) Arena y arcilla Arena: seca húmeda empapada Tierra y grava: seca húmeda d S (t/m 3 ) 1,66 1,48 1,66 1,42 1,54 1,93 1,69 2,02 1,60 1,42 1,69 1,84 1,72 2,02 d B (t/m 3 ) 2,02 1,84 2,08 1,66 1,84 2,17 1,90 2,26 2,02 1,60 1,90 2,08 1,93 2,23 S W (%) F W 0,82 0,80 0,80 0,86 0,84 0,89 0,89 0,89 0,79 0,89 0,89 0,88 0,89 0,91 Cambios de volumen. Consolidación n y compactación Factor de consolidación: : relación n entre el volumen aparente en banco y el volumen una vez compactado. F h V = V B C siendo: F h V C d C factor de consolidación, n, volumen aparente del material compactado, densidad aparente del material compactado. Si durante la compactación n no ha habido pérdida p de agua: F h d = d C B 14 Cambios de volumen. Consolidación n y compactación Porcentaje de consolidación: : relación n entre la variación n de volumen (en banco y compactado) y el volumen en banco. S h VB VC = 100 V B Cambios de volumen. Consolidación n y compactación De las relaciones anteriores se obtiene: V B 1 = V Sh C siendo: S h porcentaje de consolidación. n. 15 F h 1 = Sh

5 Ecuación n del movimiento Ecuación n del movimiento. Esfuerzo tractor Con la ecuación n del movimiento se determina la velocidad de traslación n a la que pueden trabajar las máquinas m de movimientos de tierras. Para ello, se debe estudiar: Esfuerzo tractor Tracción n disponible. Tracción n utilizable. esistencia a la tracción esistencia a la rodadura. esistencia a la pendiente. esistencia a la aceleración. esistencia al aire. 17 la rueda motriz. 18 esistencia al aire. La tracción n disponible es la fuerza que un motor, mediante la transmisión, n, puede transmitir al suelo. T D Pot ρ = v siendo: T D tracción n disponible, Pot v ρ potencia que produce el motor, velocidad, rendimiento de la transmisión: n: relación n entre la potencia que produce el motor y la que llega a la rueda motriz. Ecuación n del movimiento. Esfuerzo tractor Todo el esfuerzo que puede producir una máquina m no se desarrolla totalmente debido a la falta de adherencia en el neumático o la oruga. La tracción n utilizable es la parte del esfuerzo que se desarrolla. La tracción n utilizable depende de: El peso que gravita sobre las ruedas motrices, que es el útil para empujar o tirar del vehículo. Las superficies de contacto: área, textura y rugosidad, tanto de las ruedas motrices como del suelo. 19 Ecuación n del movimiento. Esfuerzo tractor siendo: T U tracción n utilizable, f T W D TU = WD ft factor de tracción n o coeficiente de adherencia, peso adherente. En los vehículos sobre orugas, el peso adherente coincide con el peso total del vehículo. En los vehículos sobre neumáticos, el peso adherente es el que gravita sobre las ruedas motrices. Normalmente, las ruedas motrices soportan entre 1/2 y 2/3 del peso total. Si el terreno es inclinado, el peso adherente es la componente del peso perpendicular al terreno. 20

6 Ecuación n del movimiento. Esfuerzo tractor Factores de tracción n habituales: Tipos de terreno Hormigón n o asfalto Arcilla seca Arcilla húmedah Arena seca Arena húmedah Canteras Camino de grava suelta Tierra firme Tierra suelta Nieve compacta Hielo Neumáticos 0,90 0,55 0,45 0,20 0,40 0,65 0,36 0,55 0,45 0,20 0,12 Cadenas 0,45 0,90 0,70 0,30 0,50 0,55 0,50 0,90 0,60 0,27 0,12 Ecuación n del movimiento. Esfuerzo tractor Balance entre la tracción n disponible y la utilizable Si T D > T U : se produce deslizamiento, las ruedas patinan y la máquina avanza menos e incluso puede detenerse. Si T D T U : hay adherencia entre ruedas y suelo, la máquina m avanza correctamente. Por lo tanto, de nada sirve una máquina m con un grupo propulsor muy potente si no tiene el peso suficiente como para garantizar la adherencia. 22 Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción La resistencia a la rodadura es el esfuerzo que hay que vencer para mantener una velocidad constante del vehículo sobre un tipo de terreno dado. Para vehículos sobre neumáticos, la resistencia a la rodadura se compone de un término para vencer las resistencias internas y de otro que es proporcional a la penetración n de los neumáticos en el terreno. Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción Los vehículos sobre orugas llevan su propio camino de rodadura, que no ofrece resistencia al desplazamiento, por lo que la resistencia a la rodadura es causada únicamente por la fricción n interior. La resistencia a la rodadura depende de: El peso total del vehículo. El tipo de terreno. El tipo de tren de rodaje (neumáticos o cadenas). La velocidad de desplazamiento: en movimiento de tierras puede considerarse que no afecta. La presión n de inflado, para neumáticos

7 Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción La resistencia a la rodadura se calcula: = f W siendo: resistencia a la rodadura, f W factor de resistencia a la rodadura, peso total de la máquina. m 25 Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción Factores de resistencia a la rodadura (kp( kp/t): Tipos de terreno Hormigón n liso Asfalto en buen estado Camino firme, superficie plana y ligera flexión n bajo carga Camino blando de tierra, superficie irregular y penetración de 2 ó 3 cm Camino muy blando de tierra, superficie irregular y penetración de 10 ó 15 cm Arena suelta Camino fangoso irregular y penetración n de más m s de 15 cm Neumáticos Alta presión Baja presión Cadenas Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción La resistencia a la pendiente es la componente del peso paralela al plano de rodadura. = W senα P siendo: P resistencia a la pendiente, W peso total de la máquina, m a ángulo que forman el terreno y el plano horizontal. Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción Para pendientes pequeñas (hasta el 20%) se cumple: senα = tgα = i 100 siendo: i pendiente en %. Por lo tanto, la resistencia a la pendiente aproximadamente es: P ( kp) = 10 W( t) i(%) Si el vehículo sube la resistencia a la pendiente es positiva y si baja es negativa

8 Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción La resistencia a la aceleración es la fuerza de inercia, supuesta una aceleración n constante para pasar de v 1 a v 2 en un tiempo t. A W W v v W v v = a= = g g t g 2. d En el movimiento de tierras, esta aceleración n es pequeña. En el caso de frenado es muy importante porque nos da la distancia de frenado. 29 Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción La resistencia al aire es: aire = K S v siendo: K coeficiente que depende de la forma aerodinámica, comprendido entre 0,02 y 0,08 S v 2 superficie desplazada normal a la dirección n del movimiento, velocidad relativa entre el aire y el vehículo. Para bajas velocidades y vientos moderados (velocidad relativa menor de 80 km/h), la resistencia al aire es despreciable. 30 Ecuación n del movim.. esistencia a la tracción La resistencia total a la tracción es la suma de las cuatro anteriores. = total P A aire Ecuación n del movimiento La resistencia total debe ser menor que la tracción n disponible y que la tracción n utilizable. total T D Si se desprecian la resistencia a la aceleración n y al aire, la resistencia total queda: total T U = + = f W ± i W total P 10 total = ( f ± 10 i) W ecordar que para que la máquina m no deslice:. T D T U 31 32

9 Tracciones Ecuación n del movimiento El rango óptimo de velocidades será: v 1 : v 2 : v 3 : v 4 : TD V1 V2 V3 V4 Velocidades T D > T U la máquina m desliza T D = T U > T v 2 es válida v T D = T < T U v 3 es válida v T D < T falta potencia TU T Ciclo de trabajo y producción El ciclo es el conjunto de operaciones necesarias que se repiten una y otra vez, para llevar a cabo un trabajo. El tiempo de ciclo es el tiempo invertido en realizar un ciclo completo. Se compone de una componente fija (tiempos de carga, de descarga, etc.) y de una variable (tiempo de acarreo, de retorno, etc.) La producción es el número n de unidades de trabajo que se realiza en la unidad de tiempo. En movimiento de tierras, las unidades de trabajo más m empleadas son el metro cúbico c y la tonelada y para el tiempo la hora o el día. d ango de velocidades: v 2 v v Ciclo de trabajo y producción La producción n depende de: La eficiencia horaria. Las condiciones de trabajo. Naturaleza, disposición n y grado de humedad del terreno. Accesos: pendiente, estado del firme, etc. Climatología. a. Altitud, puede reducir la potencia de las máquinas. m Organización n de la obra. Planificación: n: esperas, maniobras,... Incentivos a la producción Habilidad y experiencia del operador. 35 Ciclo de trabajo y producción La producción n horaria teórica (t ó m 3 por hora) es el producto de la capacidad por ciclo (t ó m 3 por ciclo) por el número n de ciclos por hora (ciclos por hora). La producción n horaria real es la anterior multiplicada por los factores correctores, como la eficiencia horaria, el factor de disponibilidad de la máquina, m etc. 36

10 Tipos de excavación Los tipos de excavación n se pueden dividir en tres grupos: A cielo abierto Subterránea Subacuática. Dependiendo del tipo de terreno y del material excavado, se tendrán n que usar unos medios de excavación n u otros. Excavación n a cielo abierto En este caso, los trabajos se realizan en seco o con muy poca agua. El método m de excavación n será: Tipo de terreno oca Método de excavación Explosivos 37 Terreno duro Terreno en tránsito Tierras Fangos Explosivos o ripado Medios mecánicos A mano Medios de transporte especiales o desecación Puede ser: Excavación n subterránea En túnel t y galerías: as: normalmente es necesario el uso de explosivos o de topos. También n pueden usarse rozadoras o martillos de percusión. Si los terrenos son inestables suelen utilizarse los escudos. La sección n debe ser suficiente para permitir el uso de medios mecánicos de excavación, carga y acarreo. En pozos: la excavación n es vertical o casi vertical, por lo que los materiales tienen que ser extraídos por elevación. Estas excavaciones están n fuertemente condicionadas por: la distancia de los frentes de ataque a los accesos y bocas de entrada. la presencia de agua la presencia de agua. Excavación n subacuática Son aquellas en las que no es posible realizar la excavación desde tierra siendo necesario utilizar material flotante o medios análogos. Según n la naturaleza del fondo se pueden clasificar en: Arenas y fangos: los productos de excavación n se pueden transportar por tuberías mediante bombas y dragas de succión. Arenas consolidadas y rocas blandas (moderadamente duras): se utilizan dragas de succión n con cabezal cortador. Fondos duros: mediante dragas de arranque de rosario. ocas: mediante martillos rompedores o explosivos subacuáticos.

11 Clasificación n de las máquinas m de excavación n a cielo abierto Atendiendo a su traslación, se pueden clasificar en: Máquinas que excavan al trasladarse: Tractores con hoja empujadora. Tractores con escarificador. Mototraíllas. Máquinas que excavan manteniéndose ndose fijas: cuando la excavación n sale del alcance de la máquina, m se traslada a la nueva posición n pero no excava durante ese movimiento. Excavadoras hidráulicas de empuje frontal. etroexcavadoras. Dragalinas. 41 Tractores Los tractores son equipos diseñados para acciones de excavación n y empuje. Existen dos tipos: sobre ruedas y sobre cadenas. 42 Tractores En las obras públicas p el uso de los tractores sobre cadenas es más s ventajoso que los de neumáticos porque: La superficie de apoyo es mayor y por lo tanto la presión transmitida al terreno es menor, teniendo más m s dificultades para hundirse (terrenos blandos o con agua). La tracción n utilizable es mayor (se considera todo el peso del vehículo) por lo que es más m s fácil f evitar el deslizamiento (terrenos accidentados o con cierta pendiente). Tiene gran capacidad de maniobra (espacios pequeños). Tractores Las aplicaciones de los tractores son: Como elemento de tiro (pull): remolcando máquinas m que no tengan suficiente tracción n o potencia (traíllas, compactadores de neumáticos, rodillos vibratorios). Actualmente, con este fin se utilizan menos ya que existe una tendencia a máquinas m autopropulsadas. Como elemento de empuje (push): empujando a las mototraíllas en la fase de carga. Como equipo de trabajo En terrenos rocosos, el desgaste de los neumáticos es muy hoja de empuje recta (bulldozer), importante incidiendo significativamente en el coste del trabajo. hoja de empuje orientable (angledozer( angledozer) En actividades agrícola e industriales normalmente se utilizan escarificador (ripper( ripper). 44 los tractores de neumáticos.

12 Tractores. Bulldozer La hoja de empuje frontal se utiliza para empujar el material excavado superficialmente a pequeñas distancias (20 a 60 m). En el movimiento de tierras, se utilizan mucho las cargadoras y los camiones, por lo que el bulldozer es la máquina m de excavación n superficial que excava, transporta y amontona el material en los radios de acción n de las cargadoras y camiones. Las principales aplicaciones son: Explanaciones de carreteras Limpieza del pie de cantera después s de las voladuras Limpieza y desbroce de tierras, incluyendo arrastre de bolos, eliminación n de tocones, apertura de caminos, derribo de árboles, etc. 45 Tractores. Bulldozer La hoja de empuje recta (1) permanece perpendicular al eje longitudinal de la máquina. m Está acoplada al tractor con dos brazos de empuje (2) articulados a los largueros del bastidor del tren de rodaje en un extremo y a la parte inferior de la hoja en el otro extremo. Una pareja de cilindros (3) suben y bajan la hoja (movimiento( de elevación n y descenso) Tractores. Bulldozer Con la ayuda de los tirantes (4), se pueden realizar dos movimientos más: m Inclinación n transversal de la hoja (tilt), actuando sólo s en uno de los lados. Inclinación n de la incidencia de la hoja (tip), acortando o alargando en la misma cantidad los dos tirantes. 47 Tractores. Bulldozer Las hojas más m s comúnmente utilizadas son: Hoja universal o en U: sus extremos forman un ángulo de 25º con la parte central, lo que permite reducir los derrames laterales, ya que al avanzar el tractor los extremos recogen el material que tiende a perderse por los laterales. Es la de mayor capacidad por lo que es la más m usada para empujar materiales que no ofrezcan especiales dificultades. Hoja recta: : carece de los extremos en ángulos por lo que su capacidad para recoger material es menor, sin embargo, da mejores resultados al excavar en terrenos difíciles o rocas y en la apertura de caminos. Es de menor tamaño. Hoja semiuniversal: : se encuentra entre las dos anteriores. Hay una tendencia a ella en los grandes tractores.

13 Tractores. Bulldozer Tractores. Angledozer La hoja orientable puede adoptar distintas posiciones a la transversal con ángulos fijos de derecha a izquierda de 25º. Su acoplamiento a la máquina m es similar al del bulldozer y también n posee los movimientos tilt y tip. Hoja amortiguada: : diseñada para empujar las mototraíllas. Suele ser más m s pequeña a que los otros tipos y está equipada con un refuerzo. La amortiguación n es tal que el tractor puede acoplarse a la mototraílla estando ambas en movimiento. 49 En este equipo la hoja utilizada es la recta y presenta una posición n muy adelantada por lo que su esfuerzo tractor es menor que para los bulldozer. 50 Tractores. ipper El escarificador sirve para fragmentar las rocas y preparar el terreno para su arranque con la hoja empujadora. Está formado por un bastidor situado en la parte trasera del tractor en el cual se fijan 1, 2 ó 3 vástagos v con dientes con un acoplamiento que permite cambiar su longitud. Tractores. ipper Mediante cilindros hidráulicos (1) que actúan an sobre el bastidor, los dientes descienden clavándose sobre el terreno y al ser arrastrados por el tractor producen profundos surcos quebrantándolo ndolo y aflojándolo cuando es excesivamente duro o cohesivo para poder ser removido por la hoja frontal El ángulo de corte se varía a durante la penetración n mediante un cilindro hidráulico (2). El vástago v varía a su longitud de voladizo cambiando los taladros de posición n (3). Deben evitarse esfuerzos transversales que lo pueden dañar, ar, por lo que cuando el vástago v está introducido el tractor sólo s debe avanzar en línea l recta. 52

14 Tractores. ipper Para seleccionar el equipo escarificador deben estudiarse tres factores: Presión n descendente que se puede obtener en la punta de su escarificador, ya que determina su penetración. n. Potencia al volante del tractor, pues determina si el tractor tiene potencia suficiente para avanzar con los dientes clavados en el suelo. Peso del tractor,, ya que indica si el tractor tendrá suficiente tracción n para desarrollar su potencia. Tractores. Ciclo de trabajo como empujador El trabajo del tractor con su hoja empujadora consta de tres fases: 1ª Fase: Excavación n o arranque.. El tractor baja la hoja hasta que empiece a clavarse en el terreno y continúa avanzando disminuyendo su velocidad y aumentando su empuje. 2ª Fase: Acarreo y apilado.. El tractor continúa a avanzando y el operador levanta la hoja para empujar y transportar el material ya excavado. A continuación n apila el material. 3ª Fase: etorno. El tractor se detiene, invierte la marcha y retrocede a mayor velocidad con la hoja levantada Tractores. Ciclo de trabajo como empujador 55 Tractores. Capacidad de la hoja de empuje La hoja empujadora transporta el material y para ello es necesario un esfuerzo que crece a medida que aumenta el tamaño o de la hoja empleada, por ello debe limitarse el tamaño o de la hoja. La capacidad de la hoja no se puede determinar exactamente. Si se asimila a una cuña, su capacidad será: = H tgα = 2 tgα 2 C H L H L siendo: C H L a capacidad de la hoja, altura de la hoja, longitud de la hoja, ángulo de talud en reposo.

15 Tractores. Capacidad de la hoja de empuje En la realidad muchas veces el material apilado no se parece a una cuña, su cálculo c se puede hacer: 2 C = K H L siendo: K coeficiente que depende del tipo de hoja y del tipo de material. 57 Tractores. Distancia de llenado y empuje Para optimizar el rendimiento del bulldozer, debe conseguirse llenos totales de la hoja, con el máximo m esfuerzo de la máquina y el mínimo m tiempo posible. Por ello, deben arrancarse capas tan gruesas como sea posible. Distancia de llenado: : distancia necesaria para llenar totalmente la hoja, depende del grosor de la capa. 2 C = VS = K H L VB = VS FW = dll h L dll = = h L h 2 FW K H FW C 58 Tractores. Distancia de llenado y empuje Distancia de empuje: : distancia de excavación n más m s la que recorre transportando el material sin excavar. Al transportar pierde algo de material, por lo que lo más m rentable es que excave durante toda la distancia de empuje. La profundidad óptima será: 2 FW K H FW C h = = d L d Tractores. Ciclo de trabajo combinando escarificación n y empuje Consiste en que parte del tiempo de trabajo el tractor lo dedica a escarificar de forma continua, y una vez que tiene todo el material escarificado lo empuja como bulldozer. El ciclo como escarificador consta de dos etapas: 1ª Fase: Escarificación.. El tractor baja el ripper clavándolo en el terreno y avanza lentamente. 2ª Fase: etorno.. El tractor se detiene, invierte la marcha y retrocede a mayor velocidad con el ripper levantado. El ciclo como empujador se calcula como se indicó anteriormente

16 Tractores. Producción Tractores. Producción Las producciones tanto como empujador como escarificador se pueden calcular: Con gráficas de producciones máximas m teóricas proporcionadas por los fabricantes, deben ser corregidas con diversos factores como eficiencia horaria, coeficiente de llenado, factor de pendiente del terreno, etc.. Mediante la duración n y producción n de los ciclos. Si el tractor trabaja como empujador, la producción n de un ciclo es la capacidad de la hoja. Si el tractor trabaja combinadamente como escarificador y como empujador, la producción óptima se hallará de la siguiente manera: 61 P b P e t b t e X b X e producción n horaria como empujador, producción n horaria como escarificador, tiempo dedicado al empuje en cada hora, tiempo dedicado al escarificado en cada hora, producción n como empujador en el tiempo t b, producción n como escarificador en el tiempo t e, producción n combinada. X Para optimizar el rendimiento: ( 1 ) X = X = X X = P t = P t = P t Pe Pb Pb Pe tb = te = X = P + P P + P P + P b b e b b e e e b e b e b e 62 Excavadoras hidráulicas Las excavadoras hidráulicas son máquinas m diseñadas para excavar terrenos, se llaman hidráulicas porque su equipo de trabajo se mueve mediante cilindros hidráulicos. Se diferencian de otras máquinas m porque trabajan fijas, sólo s mueven la superestructura. Cuando la excavación n sale de su alcance la máquina m se mueve pero durante este desplazamiento la máquina m no excava. Las grandes dimensiones de sus equipos de trabajo les permiten tener una capacidad de carga superior a la de las cargadoras, en cuanto a alcance y altura y al evitarse desplazamientos se disminuyen los tiempos de ciclo alcanzándose ndose mayores producciones. 63 Excavadoras hidráulicas Las excavadoras hidráulicas pueden ser: Sobre ruedas: : con velocidades comprendidas entre 0 y 20 km/h. Únicamente existe el tipo retroexcavadora con poca capacidad. Además s necesitan apoyos estabilizadores para no moverse durante la excavación. Constan de dos ejes de ruedas neumáticas y de un bastidor con corona dentada en el que se acopla la superestructura permitiendo su giro. Sobre cadenas: : con velocidades comprendidas entre 0 y 3 km/h. Es el tren de rodaje más m s utilizado porque tiene mayor adherencia y por la poca presión n que transmiten los trenes al terreno. Constan de dos trenes de rodaje y de un bastidor con corona dentada en el que se acopla la superestructura permitiendo su giro. 64

17 Excavadoras hidráulicas El equipo de trabajo consta de: Pluma (1): su elevación n y descenso se realiza con ayuda de unos cilindros hidráulicos (2). Brazo (3): es el elemento de unión n entre la pluma y el cazo articulado en ambos elementos. Su movimiento de produce mediante la acción n de un cilindro hidráulico (4). Cazo (5): su movimiento también n se acciona con un cilindro hidráulico (6). 4 1 Excavadoras hidráulicas La pluma puede ser de dos tipos: Monobloque: formada por una sola pieza, posee tres conjuntos de cilindros hidráulicos en total. Formada por dos piezas unidas por una articulación, posee cuatro conjuntos de cilindros hidráulicos en total Excavadoras hidráulicas El cazo puede ser de varios tipos: Cazo convencional: : para la descarga bascula por el giro producido por un cilindro hidráulico, que también n produce la fuerza de arranque. Cazo de descarga por el fondo ó 4 en 1: es el más m moderno y sólo s se usa en excavadoras de empuje frontal. Para la descarga se abre por el fondo mediante unos cilindros hidráulicos colocados en el propio cazo. Da ciclos más s rápidos r pero es más m s pesado, complicado y costoso. Equipo bivalvo: : se trata de una cuchara prensil compuesta por dos mandíbulas de acero que se articulan entre sís accionadas por dos cilindros hidráulicos y que pueden cerrarse para cargar materiales y abrirse para descargarlos. Excavadoras hidráulicas 68

18 Excavadoras hidráulicas Según n sea el equipo de trabajo recibe los siguientes nombres: Excavadora de empuje frontal etroexcavadora Excavadora bivalva Excavadoras hidráulicas de empuje frontal El cazo está colocado con los dientes orientados hacia el exterior. Para el arranque se mueve alejándose de la máquina m elevándose en un plano superior. Sus aplicaciones son: Excavación n en bancos de altura, por encima del plano de apoyo de la máquina. m Frentes de canteras después s de las voladuras Excavadoras hidráulicas retroexcavadoras Excavadoras hidráulicas con equipo bivalvo El cazo está colocado con los dientes orientados hacia la máquina. El arranque se produce acercándose a la máquina, m si está en un plano inferior de abajo hacia arriba y si está en un plano superior de arriba a abajo. Sus aplicaciones son: Excavaciones por debajo del plano de apoyo de la máquina. m Excavación n de paredes verticales estables. Trincheras y zanjas para tuberías, cables, etc. Excavación n de la cimentación n de edificios. efino de taludes. Son de gran utilidad cuando existe poco espacio de maniobra o cuando se deben alcanzar grandes profundidades. Sus aplicaciones son: pozos, zanjas profundas, pilotes, pantallas continuas. efino de taludes

19 Excavadoras hidráulicas A veces, se les acopla otros accesorios como: Mandíbulas hidráulicas Trituración n del hormigón Pulverización n del hormigón Cazos estrechos para zanjas. Martillo rompedor hidráulico. Demolición n de estructuras y losas de hormigón. Demolición n de pavimentos asfálticos. Apertura de zanjas. Alternativa de la voladura. Túneles calizos. Pinza para bloques de escollera. Escarificador o ripper 73 Excavadoras hidráulicas. Cazos Los cazos llevan el labio inferior cortante reforzado con robustos dientes cambiables. Para aumentar la fuerza de arranque, los dientes deben apoyar en el suelo pero no el cazo. La capacidad del cazo pueden ser a ras o colmada. Las pendientes para la capacidad colmada son: Empuje frontal 1:2 Equipo retro 1:1 a 1:2 74 Excavadoras hidráulicas. Fuerza de excavación La fuerza de excavación n es la fuerza de penetración n del cazo en el terreno, se produce por la acción n combinada de las siguientes fuerzas: Fuerza de empuje del brazo o fuerza de penetración n (F B ). Fuerza de excavación n del cazo o giro del cazo (F G ). Excavadoras hidráulicas. Fuerza de excavación Como la fuerza de empuje del brazo es inversamente proporcional a la longitud del brazo, cuanto mayor sea ésta menor será la fuerza de empuje. Los fabricantes suelen ofrecer distintas longitudes de brazo: Brazo corto: para trabajos duros. Brazo normal: para trabajos normales. Brazo largo: para excavaciones a gran profundidad. La fuerza de excavación n o giro del cazo es inversamente proporcional al radio del cazo, por eso cuando el material tiene gran tamaño o o el trabajo es duro deben emplearse cazos cortos

20 Excavadoras hidráulicas. Fuerza de excavación Para que durante la excavación n la máquina m no se desplace, se debe cumplir: FH μ W siendo: F H componente horizontal de la fuerza de excavación, W peso de la excavadora, μ coeficiente de rozamiento de las cadenas con el suelo, aproximadamente 0,60. Si no se cumple la anterior relación, las excavadoras de empuje frontal se desplazan en sentido contrario, pero las retroexcavadoras pueden caer por el terraplén. 77 Excavadoras hidráulicas. Métodos M de trabajo Excavadoras de empuje frontal: La excavadora y el dúmper d están n situados en el mismo plano, en el de corte. etroexcavadoras: En distinto plano que el dúmper (en el plano inferior), se deben buscar ángulos de giro pequeños (entre 10 y 45º) ) para reducir el tiempo de ciclo. 78 Excavadoras hidráulicas. Métodos M de trabajo En el mismo plano que el dúmper, d cuando no se puede circular en el plano inferior. Los ángulos de giro de la retro son 90º ó 180º. Otros trabajos que pueden realizar las excavadoras son: dragados, trabajos como grúas, desbroce de terrenos, perfilado de taludes, colocación n de escolleras, etc. 79 Excavadoras hidráulicas. Ciclo de trabajo Consta de 4 fases: 1ª Fase: Carga.. La excavadora hinca los dientes del cazo en el terreno y lo mueve en el frente de excavación cargándolo. 2ª Fase: Giro.. Una vez cargado el cazo, se eleva mediante la elevación n de la pluma y el brazo y se produce el giro de la plataforma hasta el punto de descarga. 3ª Fase: Descarga.. Colocado el cazo sobre la caja del dúmper, se procede a la descarga. 4ª Fase: Giro en sentido contrario.. Descargado el cazo, la plataforma gira hacia el frente de excavación n para comenzar el ciclo. 80

21 Excavadoras hidráulicas. Producción La producción n de una excavadora depende de: Capacidad del cazo. Grado de llenado del cazo. Capacidad de acarreo del medio de transporte. Naturaleza del material a excavar. Ángulo de giro de la plataforma. Carrera: recorrido del cazo una vez efectuada la penetración n hasta el momento en que cesa la operación. La carrera óptima es la que consigue el llenado total del cazo de una sola vez. Organización n de la obra. Desplazamientos de la excavadora. 81 Excavadoras hidráulicas. Producción P= C N f f f f f LL G H h m L siendo: C capacidad de la cuchara correspondiente a la carrera óptima, N f LL f G f H/L f h número de ciclos, factor de llenado, factor de corrección n debido al giro, /L factor de corrección n debido a % de carrera óptima, factor de eficiencia horaria, f m factor de organización n de la obra (varía a entre 0,8 y 0,6). No olvidar la influencia de los desplazamientos de la excavadora. Cargadoras La cargadora es una máquina m equipada con cuchara frontal y un sistema de brazos accionado por cilindros hidráulicos, cuya función n principal es: Cargar materiales sueltos de abajo hacia arriba. Transportarlos a distancias mínimas. m Descargarlos sobre tolvas de poca altura o sobre medios de acarreo (camiones y dúmperes). d Debido a la elevada fuerza de sus cilindros también n es capaz de arrancar material en banco de no mucha resistencia. Cargadoras 83 84

22 Cargadoras Hay dos tipos de cargadoras: Cargadoras de ruedas: : actualmente la mayoría a de las cargadoras son de este tipo. El mecanismo de traslación está constituido por cuatro ruedas motrices de gran diámetro y todas iguales. Normalmente las cargadoras sobre neumáticos tienen el bastidor articulado. Cargadoras Cargadoras sobre cadenas: : se utilizan para trabajos especiales y se desplazan sobre dos carros de cadenas. Comparadas con las de ruedas, a igualdad de cuchara tienen más m s peso y por lo tanto mayor fuerza de arranque y como la fuerza de rozamiento también n es mayor, la fuerza de excavación n es mayor Cargadoras El equipo de trabajo consta de: Mecanismo de elevación Mecanismo de volteo Cuchara Otros accesorios, en las de cadenas el más m s importante es el escarificador. Cargadoras Los parámetros característicos geométricos son: Altura de descarga: : es la máxima m altura que hay desde el terreno hasta el borde de la cuchara, puesta en su posición más s baja y una vez levantados los brazos. Cuanto mayor sea, mayor altura de caja y por lo tanto, mayor tonelaje podrán n tener los camiones o dúmperes. d Alcance: : es la distancia entre dos verticales, una la tangente a la rueda o a la cadena y otra que pase por el extremo del diente estando la cuchara volcada y en su posición n más m s alta

23 Cargadoras Los parámetros característicos dinámicos son: Carga de vuelco: : es el peso mínimo m en el centro de gravedad de la carga que es capaz de levantar las ruedas traseras o ruedas cabillas (en cadenas) del suelo en la posición n más m s avanzada del brazo. Carga máxima m operacional: : es la carga de trabajo en las siguientes condiciones: No debe exceder del 50% de la carga de vuelco en las cargadoras de ruedas ni del 35% en las de cadenas. Debe ser igual a la capacidad de elevación n en cualquier posición n de cuchara, girada 40º. Para un tamaño o y tipo de cazo determinado. La velocidad de la marcha no debe ser superior a 6,43 km/h. En terreno firme, suave y llano. 89 Cargadoras Capacidad de elevación del sistema hidráulico: es el mayor peso que el cilindro puede levantar a una cierta altura determinada por el fabricante. Como este valor es superior a la carga de vuelco, el ensayo debe hacerse con la máquina anclada en su parte posterior. Fuerza de arranque: : es la fuerza de elevación n vertical medida en el borde de la cuchilla de la cuchara. Es el parámetro más m s importante ya que da una idea del poder de excavación n de la cargadora. M = F L siendo: M par de arranque, F L fuerza de arranque, longitud del fondo de cuchara. Cargadoras. Fuerza de arranque La fuerza de arranque depende de: Tipo de cuchara: : cuanto más m s ancha menor fuerza de arranque, por eso se usan las más m s anchas para mover tierras y arenas y las más m s estrechas para materiales más m consistentes. Geometría a de los brazos. Capacidad del hidráulico ulico: : a mayor fuerza del hidráulico mayor fuerza de arranque. Fuerza de penetración: n: 91 Cargadoras. Fuerza de penetración Cuando la cuchara trata de penetrar el dinamismo de la máquina exige mucho par y velocidad casi nula. El peso gravita sobre el eje delantero (ruedas guía) por lo que se produce una pérdida p de adherencia en la parte posterior, por ello la tracción n corre a cargo de la potencia transmitida al eje delantero y por lo tanto la fuerza de penetración disminuye. Por lo tanto, la fuerza de penetración n varía a en función n de: potencia del motor, desmultiplicación n de la transmisión, n, diámetro de los neumáticos (superficie de contacto cadenas-suelo), suelo), condiciones de adherencia del terreno y peso de la máquina m y su distribución. 92

24 Cargadoras. Ciclo de trabajo La cargadora simultanea la maniobra (avance, retroceso y giro) con los movimientos de la cuchara (subida, bajada y basculación). El ciclo de trabajo consta de 4 fases: 1ª Fase: Carga.. La cargadora empuja avanzando con la cuchara baja hasta hincarla en el material, la llena y la pone boca arriba elevándola ligeramente para retroceder. Cargadoras. Ciclo de trabajo 2ª Fase: Acarreo.. Con la cuchara llena, la máquina m retrocede y simultáneamente eleva y bascula la cuchara para que el material no se derrame. Es esta posición puede transportar a pequeñas distancias Cargadoras. Ciclo de trabajo 3ª Fase: Descarga.. Se coloca junto al medio de transporte, ajustando la altura de vertido al mismo, bascula la cuchara y el material cae en la caja del medio de transporte. 4ª Fase: Maniobra.. etrocede y maniobra mientras baja la cuchara vacía a hasta alcanzar el frente de llenado con la cuchara a ras del suelo para comenzar el ciclo. Cargadoras. Forma de carga Normalmente la carga se realiza en V. El camión n debe colocarse a la izquierda para que ambos conductores se vean. Si hay otro camión n esperando se sitúa a a la derecha. La cargadora debe atacar el frente siempre con el eje perpendicular a él, sin que la articulación n forme ángulo y sin que ninguna rueda quede en el aire

25 Cargadoras. Producción Cargadoras. Producción La producción n de las cargadoras depende de: Capacidad de la cuchara. Tiempo de ciclo. Factor de llenado. La capacidad de la cuchara puede ser a ras o colmada. 97 Los fabricantes ofrecen cucharas de distintas capacidades según n el tipo de material a cargar. Como la carga operacional no varía a con el modelo de cargadora, la cuchara se llenará más s o menos según n el tipo de material. El factor de llenado varía a entre el 65 y el 100%. La capacidad útil (volumen útil) es: C util = C f La producción n es el producto del volumen colmado de la cuchara, por el factor de llenado, por el número n de ciclos por hora y por el factor de eficiencia. LL P= C f N f = C N f LL h util h 98 Cargadoras. Producción Si el tiempo de ciclo permanece constante, cuanto mayor sea el llenado de la cuchara mayor es la producción. Pero si el llenado es mayor, el tiempo de ciclo es mayor y el número de ciclos por hora será menor, por lo que la producción n será menor. Así que para hallar la producción n máxima m habrá que hacer distintas pruebas para comprobar el llenado óptimo. Cargadoras. Campo de aplicación En arranque por tractores de cadenas cargando el producto a camiones. En desmontes de rocas voladas con explosivos o canteras, con cuchara adecuada. Si es de neumáticos deben protegerse con cadenas protectoras. En escolleras, debido a la gran capacidad de sus cucharas cargan y manejan bien grandes bloques de roca. Desbroce de tierra vegetal. Alimentación n de material suelto a tolvas en plantas de aglomerado asfáltico, graveras, instalaciones de hormigón n y de machaqueo

26 Comparación n entre cargadoras Carga estática tica de vuelco. Capacidades de la cuchara. Potencia del motor: proporciona la fuerza de penetración n y la velocidad de desplazamiento. Peso de la máquina: m estabilidad. Fuerza de arranque. Altura de descarga y alcance. adio de giro. 101 Comparación n cargadora y excavadora hidráulica La cargadora tiene que tener la cuchara más m s ancha que su vía v para proteger el avance a las ruedas o cadenas, lo que reduce su fuerza de arranque. El ciclo de trabajo es mayor en las cargadoras que en las excavadoras, debido a los desplazamientos. La altura de carga de la cargadora es de 1-1,51 1,5 m mientras que la de la excavadora es de varios metros. La cargadora de neumáticos requiere como mínimo m el doble de su longitud para maniobrar sin problemas. La excavadora gira y permite colocarse cómodamente c a los camiones. En limpieza a pie de cantera, la cargadora tiene ventaja frente a la retro, al dejar el suelo mejor para los camiones. 102 etrocargadoras o mixtas Son máquinas m autopropulsadas sobre ruedas, con un bastidor diseñado para montar un equipo de carga frontal y otro trasero de retroexcavación,, de forma que pueden ser usados alternativamente. Combina las ventajas de las palas cargadoras con las de la retroexcavadora. etrocargadoras o mixtas Es una máquina m muy versátil y rentable, por lo que cada vez se utiliza más. m Se utilizan mucho en zanjas, porque con la retro se abre la zanja y con la cuchara frontal se rellena. Cuando hay que demoler hormigón n o pavimentos asfálticos, el cazo de la retro se puede sustituir por un martillo rompedor. Para conseguir mayor fuerza de arranque, a veces tienen un sistema de anclaje

27 Traíllas Las traíllas son máquinas m utilizadas en el movimiento de tierras que realizan las funciones de arranque, carga, transporte, descarga y nivelación n de suelos tales como arena, arcilla, tierra e incluso zahorras. 105 emolcadas: Traíllas. Tipos Por tractores de cadenas, tienen una buena tracción, incluso en pistas en mal estado. Por tractores de ruedas de tracción n total, tienen menor capacidad que las de cadenas. Autopropulsadas,, llamadas mototraíllas, que pueden ser: Convencionales con un motor delantero y tracción delantera. De dos motores, uno delantero y otro trasero y de tracción total Con elevador de paletas para la carga o autocargadoras, tiene un solo motor y tracción n delantera. 106 Mototraíllas. Cajas La caja está abierta por su parte superior y dotada con movimiento ascendente y descendente, y provista en su borde de ataque de una cuchilla recambiable para hacer el corte o excavación n al terreno. Para cada modelo los fabricantes proporcionan las siguientes capacidades: Carga máxima m que pueden llevar. Capacidad a ras. Capacidad colmada que corresponde a una determinada densidad. Mototraíllas. Cajas La caja consta de dos elementos muy importantes: La compuerta tipo sector, situada en la parte frontal, sirve para cargar, mantener la carga y descargar. La placa eyectora situada en la parte posterior sirve para empujar el material al efectuar la descarga

28 Mototraíllas. Ciclo de trabajo 1ª Fase: Carga.. Se abre la compuerta y se baja la caja hasta que apoye en el terreno y la cuchilla penetre en el mismo. El espesor de la capa arrancada es de unos 25 cm. Al avanzar la máquina el terreno va llenando la caja, empujado por el material que sigue penetrando en ella. La resistencia a la carga depende de la resistencia al corte del suelo y de la resistencia que el propio material ofrece a ser penetrado en la caja. Cuando la caja está medio llena la resistencia del propio material es tan grande que no deja entrar más m s material, al no ser que se tenga la ayuda de un tractor empujador. Mototraíllas. Ciclo de trabajo 2ª Fase: Acarreo.. Una vez realizada la carga se cierra la compuerta y se levanta la caja de manera que las ruedas son los únicos elementos de apoyo en el terreno. Las velocidades pueden alcanzar los 45 km/h Mototraíllas. Ciclo de trabajo 3ª Fase: Descarga.. Al llegar al punto de vertido se levanta la compuerta y el eyector avanza en la caja de forma que se realiza la descarga por la parte delantera. La caja puede elevarse o bajarse de forma que la altura del material expulsado puede variarse y con la cuchilla se logra su nivelación. n. Mototraíllas. Ciclo de trabajo 4ª Fase: etorno.. Una vez descargado el material se levanta la caja, se cierra la compuerta y se regresa al punto de carga para reiniciar el ciclo

29 Mototraíllas con tractor empujador La misión n del tractor empujador es ayudar a cargar a las mototraíllas convencionales. El tractor empuja sobre el tope de empuje situados en la parte posterior de la caja. Es necesario tener un número n de mototraíllas suficiente para que el tractor tenga un empleo continuo. 113 Mototraíllas con tractor empujador No se debe perder tiempo en completar la carga de la mototraílla, porque una pérdida p de tiempo en esta fase retrasa todas las demás s mientras que si la carga no es completa no se retrasa ninguna otra fase. El empujador debe actuar hasta que el material rebose o hasta que llegue otra mototraílla en cuyo caso cesará y se preparará para empujar a la que está en espera. Para reducir el tiempo de carga es conveniente dar la profundidad de corte necesaria a cada caso. Depende de: el tipo de material, el tiempo invertido y la potencia del tractor. Para evitar el desgaste excesivo en los neumáticos de la mototraílla, el tractor empujador debe ser el que realice el esfuerzo de carga y debe hacerlo en línea l recta. 114 Mototraíllas con empujador. Ciclo de trabajo La traílla empieza a cargar sin el empujador, mientras éste realiza la maniobra. A continuación, n, el tractor empuja la traílla durante el resto de la carga. Una vez acabada la carga, la traílla cierra la compuerta y sube la caja y el empujador le empuja unos 5 m más m s para salvar el escalón n de la excavación. La traílla realiza el transporte por sus propios medios. Mototraíllas con empujador. Ciclo de trabajo El empujador da marcha atrás s en ángulo o en línea l recta para permitir a la siguiente traílla realizar la maniobra necesaria para situarse en el lugar en el que la otra dejó la excavación. La traílla empieza la carga mientras el empujador se sitúa detrás s de ella para ayudarle en la carga

30 Mototraíllas con elevador de paletas Mototraíllas con elevador de paletas Uno de los problemas de las mototraíllas es la resistencia que ejerce el material ya cargado al que se está cargando, por ello se ha desarrollado la mototraílla con elevador de paletas, montado en la parte delantera de la caja. 117 Las paletas del elevador van montadas sobre dos cadenas sin fin y arrastran el material excavado hacia el fondo de la caja, facilitando la carga. El elevador dispone de un dispositivo de giro, así cuando encuentran una piedra demasiado grande se levanta la parte trasera evitando que lo dañe. El elevador desmenuza el material con lo que se reduce la cantidad de huecos, obteniéndose ndose una distribución n del material más m s uniforme y mejor compactada, y por lo tanto la capacidad de carga es mayor. 118 Mototraíllas con elevador de paletas Esta mototraíllas no pueden disponer de la compuerta de sector, por lo que para su descarga el suelo de la caja se desplaza hacia atrás s a la vez que el eyector empuja al material directamente sobre el terreno donde es extendido y nivelado por la parte posterior. Mototraíllas con dos motores Estas mototraíllas poseen dos motores y tracción n en todas las ruedas por lo que el peso total de la máquina m es aprovechado para el esfuerzo tractor, y por lo tanto pueden cargarse solas sin necesidad de un tractor empujador. En muchas ocasiones se disponen dos mototraíllas en tándem, t llamándose mototraíllas de empuje y arrastre

31 Mototraíllas con dos motores El dispositivo de acoplamiento consta de un elemento de enganche (tope elástico y fiador) situado en la parte delantera y un tope de empuje y un gancho en la parte posterior. El enganche es automático, tico, cuando chocan las dos mototraíllas, el fiador baja y la mototraílla trasera se engancha con la delantera y el desenganche se realiza desde la cabina del conductor. Mototraíllas en tándemt La fase de carga se realiza en dos etapas: 1ª etapa: la mototraílla trasera vacía a empuja a la delantera mientras se carga. 2ª etapa: cuando la mototraílla delantera está totalmente cargada, con la caja elevada tira de la trasera mientras se carga. De esta forma se aprovecha la potencia de las dos mototraíllas para realizar la carga. Cuando la carga se ha terminado, las mototraíllas se desenganchan y terminan su ciclo por separado siendo C N f h Mototraíllas. Producción La producción n de las mototraíllas se calcula: P= C N f h capacidad de carga, número de ciclos, factor de eficiencia horaria. Ensayos realizados indican que la máxima m capacidad reduce la producción n en vez de aumentarla. Esto es debido a que a medida que la caja se va llenando aumenta la resistencia, el ritmo de carga disminuye y el tiempo de ciclo aumenta. 123 Mototraíllas. Número N óptimo Cuando se trabaja con traíllas convencionales es necesario la utilización n de un tractor que se aprovecha para empujar varias mototraíllas (normalmente entre 3 y 5). Con el fin de que no se produzcan esperas innecesarias ni de las mototraíllas ni del empujador debe calcularse el número n óptimo utilizando el principio de equilibrio. Principio de equilibrio: Si se consideran dos conjuntos con N 1 y N 2 elementos cada uno, que están n perfectamente sincronizados, con tiempos de ciclo T 1 y T 2, se tendrá que sus frecuencias son las mismas. N N T f = f = N = N T1 T2 T2 124

32 Mototraíllas. Número N óptimo Conociendo los tiempos de ciclo de las traíllas y del tractor empujador, el número n óptimo de traíllas será: Nº traíllas < N opt > N opt TAÍLLAS no esperan esperan N opt T = T espera traillas tractor EMPUJADO no espera PODUCCIÓN máxima COSTE mínimo Mototraíllas. Aplicaciones Carreteras: compensación n de volúmenes en traza. Aeropuertos: excavación n del terreno. Obras hidráulicas: presas de tierra. Material Arcillosos ligeros secos Arcillosos pesados Arenosos secos y limpios Terrenos pizarrosos Duros oca con fragmentación n uniforme Carga B B M B Escarificar antes B Descarga B M M B B Mototraíllas. Comparación Mototraíllas. Ventajas Independencia Tamaño o del material esistencia a la rodadura Pendiente superable Distancia de acarreo Costos Carga Acarreo Convencional Necesita empujador Hasta roca escarificada Kp/t 8% < 2000 m Medio Bajo Elevador de paletas Totalmente independiente Hasta grava Kp/t 7% < 800 m Bajo Medio Empuje-Tiro Trabaja por parejas Hasta grava fina > 50 Kp/t 30% < 1600 m Alto Alto Independencia de otros equipos de carga y transporte. Compromiso entre carga y acarreo. Unos equipos las superan en la carga y otros en el acarreo pero ninguno ambos. Depositan la carga en capas delgadas que facilitan el extendido. Alta producción n en condiciones favorables y poca mano de obra. Descarga al progresar sobre la traza por lo que crean una compactación n previa. elleno Medio Bajo Medio 128