UNIVERSIDAD NACIONAL SEDE MEDELLIN MAQUINARIA PARA CONSTRUCCIÓN

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1 16. EL BULLDOZER INTRODUCCIÓN. El bulldozer es una herramienta instalada en la parte delantera de un tractor de orugas o de ruedas y que sirve para excavar y empujar materiales al mismo nivel de sustentación del tractor. El bulldozer puede excavar la gran mayoría de los materiales que normalmente se encuentran en construcción de vías PARTES COMPONENTES. El bulldozer está compuesto de las siguientes partes: a) Brazo de empuje. b) Hoja. c) Cilindro de elevación. d) Cilindro o brazo de inclinación. En la figura siguiente, se indican las partes componentes de un bulldozer y, además, se indican las 1

2 principales partes componentes de un tractor de orugas típico que es el más utilizado para la instalación de esta herramienta MOVIMIENTOS DE LA HOJA. a) Vertical. b) Rotación alrededor del eje de simetría vertical. c) Rotación alrededor del eje perpendicular a la hoja. d) Rotación alrededor del eje longitudinal de la hoja CONCAVIDAD DE LA HOJA. Las hojas tienen dos (2) tipos de concavidad así: a) A través de la altura. Facilita el corte del material en la parte inferior de la hoja (cuchilla), y proyecta el material hacia delante en la parte superior, cuando el material lo permite. Las arcillas, por ejemplo, forman rollos delante de la hoja que facilitan el empuje del material. b) A través de la longitud. Proyecta el material hacia el centro de la hoja con lo cual se mitiga el derrame del material por los costados de la hoja. 2

3 La hoja A (angulable) no tiene concavidad a través de la altura, pero las hojas S (recta) y U (universal) si tienen concavidad a través de la longitud VARIABLES RELACIONADAS CON LA HOJA. a) Longitud (L) varía en el siguiente rango: 2,40 m < L < 6,20 m b) Altura (H) varía en el siguiente rango: 0,70 m < H < 2,50 m c) Peso (P) varía en el siguiente rango: 1000 kg < P < kg d) Capacidad (V) varía en el siguiente rango: 1,26 m 3 < V < 34,4 m 3 e) Relación Potencia / Longitud. Entre mayor sea esta relación, mayor es la capacidad de penetración de la hoja y mayor es el poder de excavación. f) Relación Potencia / Capacidad. 3

4 Entre mayor sea esta relación, mayor es el peso unitario de los materiales que se pueden empujar. (Se deja al estudiante, como tarea, demostrarlo) CAPACIDAD DE LAS HOJAS. Para conocer la capacidad de las hojas existen las siguientes opciones: a) Consultar los catálogos de los fabricantes de las hojas. b) Hacer aforos en el campo. Para ello se pueden llevar con el bulldozer varias cargas a un sitio y formar un arrume. Después se mide el volumen del arrume y se divide por el número de cargas llevadas por el bulldozer. c) Por medio de fórmulas. Haciendo el diagrama de cuerpo libre de una hoja con carga, se puede demostrar fácilmente que: CAPACIDAD ( V ) = Donde: H: altura de la hoja. 1 H 2 L ( ) COTα 4 2

5 L: longitud de la hoja. α: ángulo que forma el talud de la carga con la horizontal. En la ecuación anterior, es conveniente destacar que el primer término de la zona derecha, entre corchetes, depende exclusivamente de la hoja, y el segundo término, entre paréntesis, depende del tipo de suelo que se esté excavando y empujando CRITERIOS DE UTILIZACIÓN. a) No asignar al bulldozer trabajos de precisión, ya que esta herramienta no está diseñada para ello. b) Las distancias máximas de acarreo con bulldozer no deben ser superiores a 100m. c) Hasta donde sea posible, las operaciones de excavación y acarreo deben ejecutarse hacia abajo para eliminar el gasto de potencia por resistencia a la pendiente. d) Hasta donde sea posible, debe trabajarse en línea recta para evitar el derrame de material por los 5

6 costados de la hoja, y la disminución de velocidad en los giros. e) En los retornos, la hoja debe levantarse para disminuir la resistencia a la rodadura. f) Para mejorar la producción del bulldozer, pueden colocarse dos (2) máquinas a trabajar en paralelo lo cual mitiga el derrame lateral de material por los costados de la hoja PRODUCCIÓN. La producción del bulldozer puede calcularse utilizando la expresión general de la producción: 3 3 m m 60 Q = q E h ciclo cm Donde: q=capacidad de la hoja en m 3. 6

7 16.9 USOS. Los principales usos del bulldozer, en construcción de vías, son los siguientes: a) Para la ejecución de la trocha, o sea la primera fracción de la excavación. b) Para ejecutar excavaciones a cielo abierto cuando hay botaderos laterales adyacentes. c) Para aproximar y extender materiales en la construcción de terraplenes. d) Para extender y compactar materiales en los botaderos. e) En extracción de derrumbes. f) Para recolectar fragmentos de roca producto de voladuras, o materiales previamente desgarrados. 7

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