EXCAVADORA HIDRAUCALICAS.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA, ELETRÓNICA, MECANICA Y MINAS FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA, ELETRÓNICA, MECANICA Y MINAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS MAQUINARIA MINERA I MAQUINARIA MINERA I EXCAVADORA HIDRAULICA Docente: Docente: Ing. Máximo V. Mayta Lino

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tipos de excavadoras hidraulicas

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERIA ELCTRICA, ELETRNICA, MECANICA Y MINAS

    CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINASMAQUINARIA MINERA IEXCAVADORA HIDRAULICADocente: Ing. Mximo V. Mayta Lino

  • ESTA EXCAVADORA APARECIO EN ALEMANIA EN LOS AOS DE 1950 COMO EQUIPO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS PARA LA APERTURA DE ZANJAS.

    ESTAS MAQUINAS CONSTABAN EN SU ORIGEN DE UN CHASIS CON DOS EJES PROVISTOS DE NEUMATICOS, UN EJE DE GIRO Y LA SUPERESTRUCTURA, DONDE IBAN COLOCADOS EL MOTOR DIESEL, LAS BOMBAS HIDRAULICAS Y EL ANCLAJE EN LA PLUMA. LA CINEMATICA DEL EQUIPO TRATABA DE SER SIMILAR A LAS EXCAVADORAS DE CABLE

  • ESTE TIPO DE EQUIPO ALCANZO UNA GRAN ACEPTACION EN LOS AOS DE 1960, DISPONIENDOSE EN EL MERCADO UNIDADES DE 14 TN SOBRE RUEDAS Y DE 44 TN SOBRE ORUGAS.

    LAS EXCAVADORAS HIDRAULICAS CONSTITUYEN EN LA ACTUALIDAD, UN EQUIPO ALTERNATIVO DE EXCAVACION Y CARGA, TANTO EN LAS EXPLOTACIONES MINERAS COMO EN LAS OBRAS PUBLICAS.

  • EVOLUCIN DE LAS VENTAS DE LAS MQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS. Desde la dcada de los 70 hasta nuestros das, en los movimientos de tierras, en obras pblicas y en minera, las palas cargadoras y las excavadoras hidrulicas han estado sustituyendo a las excavadoras de cables, dejndolas relegadas al sector de las grandes explotaciones a cielo abierto. Esta tendencia se vio acrecentada en el ao 1980, debido a la evolucin y desarrollo de las excavadoras hidrulicas.

  • Evolucin de las ventas de las mquinas de movimiento de tierras.

  • TIPOS DE EXCAVADORAS HIDRAULICAS

    FRONTALES,RETROS

    LA DIFERENCIA DE DISEO ENTRE ELLOS ES EL SENTIDO DE MOVIMIENTO DE LA CUCHARA Y EN LA GEOMETRIA DE LOS EQUIPOS DE TRABAJO.

  • EXCAVADORAS FRONTALESCAPACIDAD DESDE 2 A 30 m3 POTENCIA DESDE 300 A 2,400 HPPESO EN SERVICIO DESDE 52 A 425 TN

    EXCAVADORAS RETROCAPACIDADES DE 2 A 25 m 3POTENCIAS DESDE 300 A 2,400 HPPESOS EN OPERACIN DESDE 50 A 425 TN

  • CARACTERISTICAS BASICAS DE DISEODISEOS COMPACTOS Y PESOS RELATIVAMENTE REDUCIDOS EN RELACIN A LA CAPACIDAD DE LA CUCHARA.GRAN MOVILIDAD Y FLEXIBILIDAD EN LA OPERACIN, ESPECIALMENTE EN LA S DIESEL, CON VELOCIDADES DE DESPLAZAMIENTO HASTA 2.4 Km/hr.REDUCIDAS PRESIONES ESPECFICAS SOBRE EL TERRENO DE 0.09 A 0.2 MPA.EXCELENTE POSICIONAMIENTO DE LAS MQUINAS GRACIAS AL ACCIONAMIENTO INDEPENDIENTE DE LAS CADENAS U ORUGAS.

  • CAPACIDAD PARA REMONTAR PENDIENTES HASTA EL 80 % Y POSIBILIDAD DE REALIZAR LA OPERACIN CONTINUADA EN 60 %.

    VELOCIDAD DE ROTACIN ELEVADAS DE 2.5 A 5 RPM, Y POR CONSIGUIENTE, CICLOS DE CARGA PEQUEAS.

    FUERZAS DE PENETRACIN Y DE EXCAVACIN ELEVADAS PERMITIENDO EL ARRANQUE DIRECTO DE MATERIALES COMPACTOS Y UN MEJOR COMPORTAMIENTO QUE LAS EXCAVADORAS DE CABLES ANTE LA PRESENCIA DE REPIS.

  • VERSATILIDAD PARA ORIENTAR A LA CUCHARA EN EL FRENTE DE EXCAVACIN, POR LO QUE SON MUY ADECUADAS PARA EFECTUAR UNA EXPLOTACIN SELECTIVA.BUENA PENETRACIN Y FACTOR DE LLENADO DE LA CUCHARA DEBIDO A LA CONTINUA EVOLUCIN DEL DISEO DE STOS.REDUCCIN DE LOS DAOS CAUSADOS EN LA CAJA DE LOS VOLQUETES, POR EL MAYOR CONTROL EN LA DESCARGA DE LA CUCHARA, ALCANZNDOSE UNA BUENA DISTRIBUCIN Y REPARTO DEL MATERIAL.EXIGE POCO ESPACIO PARA OPERAR, CONSTITUYENDO EL EQUIPO IDEAL EN LA EXCAVACIN EN TRINCHERA DE CARRETERAS, FONDOS DE CORTES, ALIMENTACIN DE EQUIPOS MVILES.

  • MENOR NECESIDAD DE EMPLEO DE MQUINAS AUXILIARES EN TAJO, COMPARADO CON LAS EXCAVADORAS DE CABLE.VIDA TIL MEDIA DE 25,000 A 35,000 HORAS, POR LO QUE SU USO RESULTA MUY ATRACTIVO EN PROYECTOS MINEROS DE TIPO MEDIO Y PEQUEO.LOS COSTOS DE OPERACIN E INVERSIN SON MEDIOS.FACILIDAD DE DESPLAZAMIENTO E INSTALACIN DEL EQUIPO EN OBRA.

  • PARTES PRINCIPALES

    CHASIS Y TREN DE RODAJE.SUPERESTRUCTURA, PLANTA MOTRIZ Y SISTEMA HIDRULICO.EQUIPO DE TRABAJO.

  • COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA EXCAVADORA HIDRAULICA

  • 1.- CHASIS Y TREN DE RODAJE

    1.1. CHASISTIENE POR MISION TRANSMITIR LAS CARGAS DE LA SUPERESTRUCTURA AL TREN DE RODAJE.

    LOS CHASIS PARA TRENES DE RODAJE DE ORUGAS ESTAN CONSTITUIDOS POR UNA ESTRUCTURA EN FORMA DE H QUE ALOJA EN SU PARTE CENTRAL LA CORONA DE GIRO Y VA APOYADA Y ANCLADA EN LOS CARROS DE ORUGAS

  • TREN DE RODAJEEL SISTEMA DE TRASLACION RESPONDE A TRES FUNCIONES BASICAS:CONSTITUYE UNA PLATAFORMA DE TRABAJO ESTABLE.SOPORTA LOS MOVIMIENTOS DE LA MAQUINA PERMITIENDO GIRAR DURANTE LA TRASLACION.APORTA AL CONJUNTO MOVILIDAD Y CAPACIDAD PARA REMONTAR PENDIENTE.

    LOS SISTEMAS EXISTENTES SON: ORUGAS Y NEUMATICOS.

  • A. ORUGASEL TREN DE RODAJE ESTA COMPUESTO POR LOS SIGUIENTES COMPONENTES:CADENA DE TEJAS ENSAMBLADAS POR BULONES Y CASQUILLOS SELLADOS.TENSORES DE CADENARODILLOS GUIARUEDA MOTRIZ

    EXISTEN TRES TIPOS BASICOS DE ORUGAS:STANDARDDE BAJA PRESION, YREFORZADOS

  • LA PRESION TRANSMITIDA AL TERRENO, SE DETERMINA POR LA SIGUIENTE RELACION:

    P = ______ ___W_________ 2 x N x [L + 0.35 x (M-L)]

    W :Peso en operacin de la mquinaL : Longitud entre las ruedas gua.M : Longitud de las ruedasN : Ancho de las orugas.

  • B.- NEUMATICOSLAS UNIDADES CON PESO INFERIOR A LAS 30 TN PUEDEN MONTARSE CON NEUMATICOS, UTILIZANDOSE ESTOS EQUIPOS EN LOS TRABAJOS AUXILIARES DEBIDO A SU GRAN MOVILIDAD.

  • 2.- SUPERESTRUCTURAES UN CONJUNTO FORMADO POR DOS VIGAS CAJON Y UN CONJUNTO DE MODULOS ADOSADOS QUE DEBEN ABSORBER LOS ESFUERZOS TRANSMITIDOS POR EL EQUIPO DE TRABAJO EN LA EXCAVACION Y LA ACELERACION PRODUCIDA POR EL GIRO, ESTANDO UNIDA AL CHASIS MEDIANTE LA CORONA DE GIRO.

  • 3.- EQUIPO DE TRABAJOEL EQUIPO DE TRABAJO ESTA CONSTITUIDO POR LOS SIGUIENTES ELEMENTOS:

    LA PLUMAEL BRAZOLA CUCHARA

    LA PLUMA Y EL BRAZO ESTAN CONSTITUIDOS POR ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE TIPO CAJON, PARA RESISTIR LAS TENSIONES Y TORSIONES QUE SE ORIGINAN DURANTE LA EXCAVACION.

  • LOS EQUIPOS BASICOS DE TRABAJO SON LOS SIGUIENTES:

    FRONTALES,RETROS yBIVALVA

  • EQUIPO FRONTALSE COMPONE DE LA PLUMA, Y EL BRAZO CON LA CUCHARA EN SU EXTREMO.LA FUERZA DE PENETRACION SE CONSIGUE MEDIANTE UNO O DOS CILINDROS HIDRAULICOS DEL BRAZO Y LA FUERZA DE EXCAVACION POR MEDIO DE OTROS CILINDROS EN LA CUCHARA. EL MOVIMIENTO VERTICAL SE REALIZA GRACIAS AL ACCIONAMIENTO HIDRAULICO DE LA PLUMA.LA CUCHARA PUEDE SER DE DOS CLASES:DE DESCARGA POR VOLTEO, yDE DESCARGA POR EL FONDO

  • LA CUCHARA POR DESCARGA POR VOLTEO SE UTILIZAN EN:

    CASOS ESPECIALES, COMO EL CARGUIO DE ESCORIAS CALIENTES,

    MATERIALES MUY ABRASIVOS,

    MATERIALES DESCARGADOS A UN COSTADO DE ZANJAS.

    CAMIONES DE BAJO TONELAJE.

  • CUCHARAS DE DESCARGA POR EL FONDOVENTAJAS:- MEJOR CONTROL DE LA CARGA, DEBIDO A:LA CUCHARA DEPOSITA LA CARGA MAS CERCA DE LA CAJA DEL VOLQUETE, DEJANDO CAER EL MATERIAL FINO QUE AMORTIGUA EL IMPACTO DE LOS TAMAOS MAYORES.LA ULTIMA CUCHARADA PUEDE EXTENDERSE SOBRE LA CARGA.MEJOR POSICIONAMIENTO DE LA CARGA, ESPECIALMENTE EN CAMIONES PEQUEOS.MENOR PERDIDA DE MATERIAL SOBRE LOS LATERALES DE LA CAJA.

  • - CICLOS DE TRABAJO MAS REDUCIDOS:LA UBICACIN DE LA CUCHARA Y SU DESCARGA SON MAS RAPIDOS, CON UNOS TIEMPOS DE CICLO UN 15 % MAS CORTOS.CON MATERIALES HUMEDOS Y PEGAJOSOS SE PRODUCE UNA MEJOR SALIDA DEL MATERIALSE REQUIERE UNA MENOR ELEVACION DE LA PLUMA.

    MAYORES FUERZAS DE PENETRACION Y EXCAVACION.

    - MAYOR VERSATILIDAD. PUEDE MANIPULAR GRANDES BOLONES DE MATERIAL Y LIMPIAR EL TAJO DE CARGA.

  • EXCAVADORA HIDRAULICA CON CUCHARA DE VOLTEO

  • EXCAVADORA HIDRAULICA CON CUCHARA DE DESCARGA POR EL FONDO

  • PARMETROS CARACTERSTICOS A TENER EN CUENTA:Relacin anchura/volumen del cazo.Distancia entre la punta de los dientes y la articulacin.ngulos de vuelco y de apertura.Peso del cazo.CUCHARAS

  • CAPACIDAD DEL CUCHARON, para un ngulo de reposo de 2:1,

    SiendoA = Anchura del cucharon.B = Altura del corte.b = Anchura del cucharon.b1 = Anchura interior delantera.b2 = Anchura interior trasera.F = rea lateral del cucharon.

  • TAMAO Y DISEO DE LA CUCHARAEL TAMAO Y DISEO DE LAS CUCHARA DE LAS EXCAVADORAS ESTAN ACONDICIONADAS A LOS SIGUIENTES PARAMETROS:RELACION ANCHURA/VOLUMEN DE LA CUCHARA.

    DISTANCIA ENTRE LA PUNTA DE LOS DIENTES Y LA ARTICULACION.

    ANGULO DE VUELCO Y DE APERTURA, y

    PESO DE LA CUCHARA.

  • ALTURA DEL BANCO Y DISTANCIA AL CAMION.CUANDO EL MATERIAL ES ESTABLE, LA ALTURA DEL BANCO DEBE SER APROXIMADAMENTE IGUAL A LA LONGITUD DEL BRAZO.SI EL MATERIAL ES INESTABLE, LA ALTURA DEL BANCO DEBE SER MENOR.LA POSICION IDEAL DEL CAMION ES CON LA PARED CERCANA DE LA CAJA DEL CAMION SITUADA DEBAJO DEL PASADOR DE ARTICULACION DE LA PLUMA CON EL BRAZO

  • ZONA DE TRABAJO Y ANGULO DE GIRO OPTIMO

    PARA OBTENER LA MAXIMA PRODUCCION, LA ZONA DE TRABAJO DEBE ESTAR LIMITADA A 15 A CADA LADO DEL CENTRO DE LA MAQUINA O APROXIMADAMENTE IGUAL AL ANCHO DEL TREN DE RODAJE.LOS CAMIONES DEBEN COLOCARSE TAN CERCA COMO SEA POSIBLE DE LA LINEA CENTRAL DE LA MAQUINA.

  • DISTANCIA IDEAL DEL BORDELA MAQUINA DEBE COLOCARSE DE FORMA QUE EL BRAZO ESTE VERTICAL CUANDO EL CUCHARON ALCANZA SU CARGA MAXIMA.

    SI LA MAQUINA SE ENCUENTRA A UNA DISTANCIA MAYOR, SE REDUCE LA FUERZA DE DESPRENDIMIENTO.SI SE ENCUENTRA MAS CERCA DEL BORDE, SE PERDERA TIEMPO AL SACAR EL BRAZO.

    EL OPERADOR DEBE ALCANZAR A LEVANTAR LA PLUMA CUANDO EL CUCHARON HAYA RECORRIDO EL 75 % DE SU ARCO DE PLEGADO

  • DISPOSICION DE ARRANQUE Y CARGA DE UNA EXCAVADORA HIDRAULICA

  • EQUIPO AUXILIARTRACTORMOTONIVELADORACAMION DE RIEGOCOMPACTADORAEQUIPO PORTATIL DE ILUMINACIONATACADORA DE TALADROSEQUIPO DE TAQUEO

  • TRABAJO DE EMPUJE CON LA HOJA

  • TRABAJOS QUE REALIZAN LOS TRACTORESEjecucin de rampas y caminosArreglo de la zona de cargaArreglo previo del caminoArreglo de los vacesEmpuje de materialesArrastre de vehculosEmpuje de las mototraillasEjecucin de bordes o bordillos de proteccinVarias; como apertura y relleno de zanjas, ejecucin de explanaciones sobre rellenos, limpieza de broza y rboles, quita nieves, apilado del mineral, etc.

  • SELECCIN DE UN TRACCTOREn la seleccin de un tractor deben considerarse los siguientes puntos:1. Caractersticas del trabajo a realizar.2. Nmero de unidades requeridas.3. Tamao de las unidades.4. Tipo de unidad, sobre cadenas o sobre neumticos.

  • LA PRODUCCION DE UN TRACTOR ES EL ARRASTRE O EMPUJE DEL MATERIAL Y SE DETERMINA POR LA RELACION:

  • 20 mts.10 mts.TRACTORES DE ORUGA

  • 20 mts.40 mts. 40 mts. TRACTORES CON LLANTAS( TORITO )

  • CAMION DE RIEGO

  • 20,000 GALONES20,000 GALONES16,000 GALONES

  • LA MOTONIVELADORAESTA MQUINA AUTOMOTORA TIENE POR MISIN PRINCIPAL LA NIVELACIN Y AFINADO DEL TERRENO, PUDIENDO PARA ELLO RIPAR, EXCAVAR Y TRANSPORTAR EL MATERIAL, EN PEQUEAS CANTIDADES.

    EL ELEMENTO PRINCIPAL DE TRABAJO ES UNA HOJA RECTA DE PERFIL CURVO, CUYA LONGITUD DETERMINA EL MODELO Y POTENCIA DE LA MQUINA

  • PRODUCCION

  • 40 mts.40 mts.20 mts.MOTONIVELADORAS

  • TRABAJO DE EMPUJE CON LA HOJA

  • Entre los equipos disponibles en el mercado para la fragmentacin de bolos, esto es bloques conun tamao mayor al admitido por los equipos de carga, podemos destacar:- Bola dinmica suspendida (2-6 t).- Los martillos hidrulicos de percusin (Energa de impacto de hasta 4000 Julios por golpe).- Las perforadoras de pequeo dimetro para la aplicacin posterior de explosivos.- El can de agua.Todos estos equipos suelen ir montados sobre pequeos tractores de neumticos de tipo agrcolaEQUIPO DE TAQUEO

  • RENDIMIENTO DE LA EXCAVADORA

    ES LA CANTIDAD DE MATERIAL QUE UNA PALA CARGA A UN VOLQUETE O VAGN DEL TREN, EN LA UNIDAD DEL TIEMPO. PUEDE SER EXPRESADO EN TONELADAS POR HORA, YARDAS CBICAS POR HORA O METROS CBICOS POR HORA.El rendimiento de una excavadora depende de los siguientes factores:Caractersticas del material.Administrativos.Operativos.Angulo de oscilacin.Tamao de las unidades de acarreo.Humanos.Mecnicos.

  • FACTORES ADMINISTRATIVOSEste factor trata sobre la organizacin y control del equipo y personal que opera, tratando que exista la coordinacin entre estos; como factores administrativos se tiene:

    La disponibilidad y distribucin del equipo y personal.Supervisin.Condiciones de trabajo.Demoras adicionales.

  • FACTORES OPERATIVOSSon factores que estn relacionados con las operaciones que realiza la pala mecnica:Preparacin y/o acomodo del material.Movimiento de bolones (bancos o trozos de material)Desquinche del talud.Cambio de posicin de la pala.Limpieza del piso por el tractor.Relleno o corte del piso.

  • EL RENDIIENTO EN FUNCION DEL ANGULO DE GIRO DE LA EXCAVADORA

    ANGULO DE GIRO () RENDIMIENTO MXIMO (%) 45126601167510790100120881507918071

  • RENDIMIENTO DE LA EXCAVADORA DE ACUERDO AL ANGULO DE GIRO CON RESPECTO AL CAMION

  • TAMAO DE LA UNIDADEl tamao de la unidad de acarreo (capacidad) debe estar en relacin con la capacidad de la pala mecnica, y debe efectuarse un balanceo de unidades con el tamao de las excavadoras.FACTORES HUMANOSSe considera la habilidad del operador de la excavadora y el estado de nimo del mismo.

  • FACTORES MECNICOSAl efectuarse los trabajos de carguo a veces ocurren fallas mecnicas y/o elctricas que originan demoras en el trabajo normal de la excavadora, demoras que van desde los 10 minutos hasta 420 minutos o ms.

    Los tiempos muertos ocasionados por estos factores son tambin llamados "tiempos muertos extraordinarios", salvo las de engrase y mantenimiento rutinario.

  • EFICIENCIA DE OPERACIN:

    Eff. = TNO/TTC x 100 %TNO = TOA TMETm = Ti + ToTo = Tev + ToxTi = Tam +Tdq + Tcp + Tlp + Tix

    Eff = Tci x 100% Tci + Tm TNO : tiempo neto de operacin productiva TTC : tiempo total cronometrado. TOA : tiempo de operacin asignada TME : tiempo muerto extraordinario. Tam : tiempo de operacin y acomodo del material ms el tiempo que se pierde en el movimiento y recoleccin de bolones. Tm : tiempo muerto en general. Ti : tiempo improductivo. To : tiempo ocioso. Tdq :tiempo ocupado en realizar el desquinche del talud. Tcp :tiempo ocupado al cambiar de posicin la pala. Tlp :tiempo que demora al esperar que el tractor limpie el piso. Tix :tiempo ocioso involuntario del operador de la pala, que se produce al esperar que venga el siguiente volquete. Tev : tiempo ocioso involuntario del operador de la pala, que se produce al esperar que venga el siguiente volquete. Tox : otros tiempos ociosos.

  • Eff = Tci x 100 % Tci + Tm - Tev

    Nvt = TOA TME TcvN = TOA TME x 100 % Tcv

    N = TOA TME x 100 % Tcv

    N volq = Tcv + Ttrv Tcv

    Ttrv : tiempo de transporte de los volquetes:

    Ttrv = Tida + Tdescarga + Tretorno

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