UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA

UNIVERSIDAD SAN LUIS GONZAGA DE ICAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

abrmquispePALAS MECANICAS1. DEFINICION

La pala mecnica, tambin llamado cargador delantero, carguero de cubo, el cargador de cucharada o pala, es un tipo de tractor, por lo general movido por ruedas, que usa un amplio plano que inclina el cubo al final de sus armas o brazos mviles para levantar y mover el material. El montaje de cargador puede ser un accesorio desprendible o permanentemente montado. A menudo el cubo puede ser substituido por otros dispositivos o instrumentos por ejemplo, muchos pueden montar tenedores para levantar plataformas pesadas o contenedores de embarque, y una apertura hidrulica de cubierta que permite a un cargador actuar como excavador o raspador. Los Cargadores grandes, por lo general tienen slo un balde delantero y les llaman Cargadores Delanteros, mientras que pequeos tractores de cargador tambin a menudo son equipados con una pequea azada trasera y les llaman a cargadores con azada trasera o cargador backhoes.

La Pala mecnica es usada principalmente para cargar materiales en camiones, poner tubos, limpieza de escombros, y cavar. Una pala mecnica no es la mquina ms eficiente para cavar porque estas no pueden cavar muy profundamente debajo del nivel de sus ruedas, como una azada trasera lo puede hacer. Su balde profundo por lo general puede almacenar aproximadamente de 3 a 6 metros cbicos (el nmero exacto vara con el modelo) de tierra. La capacidad de cubo del cargador delantero es mucho ms grande que la capacidad de cubo de un cargador trasero. Los cargadores no son clasificados como la maquinaria de trabajos de terraplenar, ya que su objetivo primario es otro que trabajos de terraplenar.

Las palas mecnicas en reas de construccin tambin son usadas para transportar materiales de construccin como ladrillos, tubo, barras metlicas, y herramienta para cavar en distancias cortas. Las palas mecnicas tambin son usadas para el retiro de nieve, usando su balde o un cesta de nieve pero por lo general se usan un accesorio quitanieves. Estas limpian la nieve de calles y carreteras y tambin aparcamientos. A veces cargan la nieve en los camiones que lo lleven lejos. A diferencia de la mayor parte de excavadoras, algunas palas mecnicas usan y no son arrastradas por cadenas. Sin embargo, las palas mecnicas de cadenas o pista realmente existen. Estas son acertadas donde hay materiales muy agudos, afilados o filosas en ruinas de construccin daaran ruedas de goma. Las ruedas proporcionan mejor movilidad y velocidad y no daan los caminos pavimentados tanto como las de pistas, pero esto viene a costa reducir la traccin.

Cabe resaltar que las palas mecnicas empleadas en la minera, son maquinarias modernas de gran tamao y peso, cuyos baldes son capaces de mover entre 23 y 28 metros cbicos, es decir, entre 70 y 77 toneladas de mineral de una sola vez. Estas palas son elctricas y su potencia la obtienen conectndose al tendido de alta tensin o a camiones generadores de electricidad.

Las palas en general, constan de tres unidades principales: la maquinaria inferior, el puente giratorio y el equipo frontal.

La maquinaria inferior sirve, de base para el bastidor rotatorio y contienen el equipo necesario para propulsar la pala. El puente giratorio incluye, el bastidor rotatorio, el depsito de lastre y la casa de mquinas, conteniendo esta ltima, toda la maquinaria necesaria para las funciones de levante, giro y empuje, como asimismo, los controles para comandar las operaciones mecnicas. La casa de mquinas dispone adems, de un sistema filtrador de aire para reducir al mnimo la acumulacin de calor y polvo en su interior. La cabina del operador va montada en posicin elevada sobre la casa de mquinas y contiene todos los controles para operar la pala. El equipo frontal, ubicado en la parte delantera de la pala, comprende el caballete "A", el balde excavador, el brazo del balde, la pluma, los cables mviles y los tirantes estructurales de la pluma.

Las palas electromecnicas tienen un funcionamiento bien caracterstico. Estn compuestas de varias maquinarias o transmisiones mayores, donde cada una de stas se podra describir como una gran caja reductora, ya que a travs de una configuracin de varios engranajes, reducen la velocidad de giro que entrega un motor elctrico, para transmitir la potencia a unos tambores que enrollan unos cables o a los ejes motrices para el desplazamiento. Estas maquinarias mayores dan las funciones de levante, giro, empuje y propulsin.

Segn sea el tipo de trabajo a que fundamentalmente se destine la mquina, el fabricante pueden suministrarla sobre el tipo de montaje o sistema de propulsin ms adecuados, los que primordialmente se dividen en:

montaje de propulsin sobre orugas, montaje con autopropulsin sobre llantas neumticas y montaje sobre camin. 2. FUNCIONAMIENTOA diferencia de las palas traseras o tractores estndar empotrados con un cubo delantero, muchos cargadores grandes no usan mecanismos de direccin de automotor. En cambio, estos son dirigidos por un sistema hidrulico. Esto se le conoce como " direccin articulada " y permite al eje delantero ser fuerte, permitindolo llevar una carga ms pesada. La direccin articulada tambin da un radio reducido al giro (y la maniobrabilidad por lo tanto ms alta) para la distancia entre ejes. Ya que las ruedas delanteras y el accesorio giran sobre el mismo eje, el operador es capaz "de dirigir" su carga. El problema es que cuando la mquina se tuerce a un lado y hay una carga pesada es levantada alta, y esto tiene un riesgo muy grande de vuelco amplio. Estas maquinas Cargadoras delanteras ganaron popularidad durante las dos dcadas pasadas, sobre todo en proyectos urbanos de ingeniera y pequeos trabajos de movimientos de tierra o terraplenes. Muchos fabricantes de vehculo de ingeniera ofrecen una amplia gama de estos.3. PARTES BASICAS Y OPERACIN DE UNA PALA MECANICA.

Las palas mecnicas se compones todas de las que pueden llamarse una UNIDAD BSICA a la que se adaptan diversos implementos segn la clase de trabajo que se quiere realizar.

La Unidad Bsica se compone:

Una Caseta.- En el cual va el motor que mueve todo el sistema y los procedimientos que realiza el maquinista, esa caseta va montada sobre un sistema de orugas o sobre la plataforma de un camin, en el primer caso la pala es autopropulsora. El motor puede ser elctrico, a gasolina o diesel, y pocos frecuentes que usan motores a vapor.Los implementos de la pala constan de:

Una pluma o aguiln.- Se acopla a la unidad bsica y algunos accesorios que a su vez a acoplan a una pluma. El conjunto es operado por sistema de cables que se controlan desde la caseta.

La caseta el operador y la pluma o aguiln con la que se opera el cucharon y que est sujeta a un eje en la base de la caseta, gua en conjunto sobre su eje vertical que est fijado a un sistema de orugas o camin permitiendo una rotacin de 360del conjunto de la caseta y pluma, permaneciendo fija la oruga o la plataforma del camin.

4. CAPACIDADLa capacidad de las palas mecnicas es designada por el tamao de su cucharn excavador, el cual se suele expresar en yardas cbicas que corresponde a la capacidad volumtrica del mismo, cuando se encuentra lleno al "ras".1yard.cubica0.76455486 metros cbicos764554.857984 centmetros cbicosLos tamaos comerciales frecuentemente utilizados en la industria de la construccin son designados por la capacidad volumtrica de sus cucharones son de: 1/2, 3/4, 1, 1 1/2, 2 1/2, y 3 1/2 yardas cbicas respectivamente, realizando la descarga por su parte inferior.4 .- no deje caer la carga de la cuchara sobre el camin desde altura, acrquese lo ms posible la cuchara a la plataforma del camin.

5.- los camiones deben de cargarse de modo que la cuchara no pase sobre la caseta.

Estas recomendaciones agregadas a las ya expuestas, harn que se obtenga una eficiente operacin de esta clase de palas.

2 TRABAJOS CON CUCHARONES DE ARRASTRE

Los cucharones de arrastre son indicados para efectuar excavaciones bajo el nivel del suelo de la maquina y pueden usarse para excavar bajo el agua, cuando se desea sacar el material lo mas lejano posible, la caseta puede inclinarse ligeramente con la pluma lo mas bajo posible, de esta manera puede obtenerse un alcance adicional. Se recomienda para ensanches de cursos de agua, limpieza de canales, destastados y otros trabajos en que la maquina no puede entrar.

Para excavar con cucharones de arrastre, se coloca el cucharon en el punto ms bajo de la excavacin y se le hala arrastrndolo hacia la maquina, hasta que est lleno. No debe consentirse movimiento giratorio mientras la cuchara se arrastra cargando porque la pluma puede doblarse.

Una vez cargado el cucharon, se levanta y se gira la maquina hasta ubicarlo sobre el punto de descarga. Se recomienda que tanto los movimientos giratorios de la pala como los de levantado del cucharon sean reducidos a un mnimo.

Debido a que los cucharones de arrastre son difciles de descargar en un lugar mas o menos preciso, se les usa generalmente para acumular materiales. Si fuese indispensable descargarla en un volquete o tolva el tiempo que se considera para la descarga al computar el ciclo total Cm debe de tomarse el doble.

Una vez descargado el cucharon, se gira la maquina y se regresa al lugar de carga, impulsando el cucharon hacia afuera una distancia que depende de la habilidad del operador y que varia de la ter cera parte a las dos terceras partes de la altura de descarga, el cucharon debe de bajarse a medida que es impulsado.

Adems de lo indicado, deben de tenerse presentes las siguientes recomendaciones: en general, dado lo difcil de la descarga los cucharones de arrastre no son apropiados para cargar equipo de transporte, como camiones, etc. Como la cuchara se carga raspando o arrastrndose sobre el suelo debe de tenerse cuidado que los dientes del cucharon estn bien aguzados y sean del tamao apropiado, para hacer mas rpida la carga. Llnese bien la cuchara, se recomienda la operacin en un ngulo de la pluma con la horizontal de 30 y por ultimo tngase cuidado que el cucharon no caiga de gran altura o sea fuertemente golpeado en el suelo.

3 TRABAJOS CON CUCHARONES DE ALMEJA

Los cucharones de almeja son los indicados para ejecutar trabajos bajo agua, para llenado de tolvas de descarga y en trabajos de excavaciones que debe controlarse con cuidado tales como zanjas para alcantarillas y cimientos.

PARA EXCAVAR MATERIALES

Para excavar materiales duros con el cucharon de almeja se le adaptan juegos de dientes que facilitan la excavacin. Cuando se excava materiales blandos, se descarga carros con material o se trabaja descargando en tolva no es necesario usar dientes, esto evita daos en los carros o tolvas y permite limpiar los carros hasta el fondo.

La accin de excavacin de los cucharones de almeja es vertical, se lo deja caer sobre el material apilado con las mandbulas abiertas y se les cierra abajo en el mismo material, despus se levanta el cucharon, se obtienen as cargas completas.

ACCION DE LEVANTAR EL CUCHARON Y GIRAR LA MAQUINA

Se hacen simultneamente. Se recomienda que el ngulo de la pluma sea de 40 a 60, no mayor de este ltimo ya que en ese caso hay peligro que el cucharon pueda golpear y daar la pluma, al ser levantado.

Se recomienda usa guas en los cables con el fin de mantener el cucharon alineado con la maquina, que no gire incontroladamente cuando se suelta el cucharon y adems para evitar que los cables puedan enredarse.

EXCAVACION

Para los trabajos de excavacin controlada se debe de tener un hombre cerca del lugar donde se excava, de modo que el maquinista solo suelta el cucharon cuando ese ayudante le hace una seal que est en el lugar preciso.

Los cucharones de almeja son los indicados para usarse en los trabjos de dragado en las dragas flotantes.

4 TRABAJOS COMO GRUAS

Las palas tienen una vasta aplicacin en trabajos como gra hasta adaptarla en el extremo de la pluma el sistema de enganche mas apropiado, tales como ganchos, etc.

5 TRABAJOS COMO RETROEXCAVADORA

Para el uso de la pala como rezapadora, se le adapta un brazo especial que permite abrir zanjas bajo el nivel de las orugas de la maquina. Tiene amplia aplicacin para hacer zanjas para tuberas y para fundiciones. DRENAJE DE LAS EXCAVACIONES

Los cortes deben de proyectarse de manera que la lluvia y el agua del subsuelo sean rpidamente eliminadas. Siempre que ese posible el corte cabe de iniciarse en el punto mas bajo y con la inclinacin del corte hacia la pala. Si fuese necesarias zanjas de drenaje estas se van efectuando burdamente a medida que prosigue el corte.

5. TABLAS AUXILIARES PARA DETERMINAR RENDIMIENTOS EN PALAS MECANICASTABLA 1

TIEMPO DE CICLO

CAPACIDAD yd3CAPACIDAD M3TIEMPO DE CICLO

0.3822610

0.5733920

10.7645221

1 1.1467823

2 1/21.9113026

3 1/22.6758227

TABLA 2

FACTOR DE GIRO

ANGULO DE GIRO

EN (GRADOS)FACTOR DE GIRO

451.26

601.16

751.07

901.00

1200.88

1500.79

1800.71

Para ngulo de giro = 90

TABLA 3

FACTOR DE CORTE

% CORTEFACTOR DE CORTE

400.80

600.91

800.98

1001.00

1200.97

1400.91

1600.85

% de Corte = Altura Real / Altura terica

Altura ptima de corte = 2.76 m.TABLA 4

FACTOR DE OPERACIN

MINUTOSFACTOR DE OPERACION

601.00

550.92

500.83

450.75

El rendimiento real se obtiene con la frmula:

Siendo: R.T: Rendimiento Terico.

F: Factor de Angulo.

Fc: Factor de Corte.

Fop: Factor de Operacin.

A: Coeficiente de Abundamiento.

6. PRECAUCIONES A TENER EN CUENTA.

A continuacin los procedimientos para trabajo seguro con Palas Mecnicas: Mantngase en el asiento de operador cuando este la maquinaria en operaciones y colquese el cinturn de seguridad cuando maneje el vehculo o utilice la pala frontal. Mantngase en control en todo momento.

Observe y escuche descomposturas. Detngase si detecta algo incorrecto en las operaciones. Corrija el problema inmediatamente o reprtelo al supervisor.

Nunca permita que una persona no autorizada o sin la capacitacin adecuada maneje la pala mecnica.

No utilice la pala como plataforma o elevador de personal.

Observe el rea antes de manejar en reversa y coloque la pala trasera en la posicin de cerrado.

Conozca los puntos giratorios y de atrapamiento en todo el vehculo.

Maneje despacio cuando trabaje en reas congestionadas.

De la preferencia de paso a todos los vehculos cargados. Mantenga una distancia segura en relacin a otros vehculos. Rebase con precaucin.

No obstruya su visin cuando maneja el vehculo o mientras esta en operaciones. Lleve la pala frontal en la parte de abajo para mayor visibilidad y estabilidad cuando maneja. Opere el equipo a una velocidad que lo mantiene en control en todo momento. Por supuesto maneje despacio en superficies disparejas, mojadas, terraceras y pendientes. Precauciones para pala frontalMantenga la transmisin engranada cuando viaje bajo cuesta. No la coloque en neutral. Mantenga las RPM adecuadas para tener funciones de frenos y direccin. Utilice el mismo engranaje cuando viaja bajo cuesta que usara viajando hacia arriba.

Utilice los frenos y frenos de emergencia de acuerdo a las indicaciones en el manual de operador.

Cuando trabaje en reas peligrosas mantngase aun ms alerta.

Cuando opere la pala frontal, asegrese que la pala trasera est en la posicin de cerrado para evitar movimientos inesperados.Si se ha quitado la pala trasera asegrese que tiene suficiente contrapeso. Siga las recomendaciones del fabricante para el peso apropiado.

Utilice mayor precaucin cuando este rellenando, puesto que el peso del material de relleno y del equipo puede ocasionar un derrumbe en reas recin construidas.

Nunca corte una pendiente en la parte de abajo.

Cuando trabaje en la base de un acantilado o pendiente, est alerta sobre derrumbes de rocas, rboles u otros obstculos.

Utilice mayor precaucin cuando trabaje en orillas de acantilados, pendientes y mantenga una distancia segura entre el equipo y la orilla.

Observe las ramas bajas y rboles muertos estos pueden ocasionar problemas.

Antes de entrar en tneles, puertas, o reas bajas, observe los peligros potenciales de obstruccin y por supuesto la altura.

Evita acantilados muy angulados y superficies inestables. Si maneja en un acantilado lleve la carga cerca del piso y con mucho cuidado. No maneje en a lo ancho del acantilado bajo ninguna circunstancia. nicamente maneje hacia arriba y hacia abajo.

Evite dar vuelta en acantilados si es posible. Si es necesario dar vuelta deber hacerlo con mucho cuidado y con vueltas abiertas y muy despacio.

Cuando maneje objetos hgalo con cuidado. Levantar demasiado la carga o girar la pala puede ocasionar que la carga caiga sobre el operador.

Mantenga el rea de trabajo tan nivelada como sea posible. Evite crear canales con las llantas.

Utilice la pala ocasionalmente para nivelar la superficie. Seguridad de pala trasera Asegrese que el rea esta libre antes de empezar a trabajar.

Antes de iniciar operaciones; coloque el freno de emergencia, baje la pala frontal hasta el piso. Coloque la transmisin en neutral, baje los estabilizadores y nivel el vehculo lo ms posible.

Nunca entre o permita que otros entren en la circunferencia de trabajo de la pala.

Nunca opere los controles de la pala trasera desde el piso o fuera de la cabina.

No escarbe debajo del vehculo o los estabilizadores. Puede ocasionar un derrumbe ocasionando la cada del vehculo en la excavacin.

Asegrese que el vehculo no puede rodar en la excavacin cuando eleve los estabilizadores.

Asegrese que el chofer del camin esta fuera de la cabina antes de cargar el camin. Nunca mueva la pala sobre la cabina del camin.

Cuando opere el vehculo en acantilados, gire la pala hacia el lado elevado si es posible. Si es necesario cargar hacia el lado bajo del acantilado, nicamente mueva la pala lo suficiente para descargar. Utilice mayor precaucin y coloque los estabilizadores antes de iniciar la excavacin.

Mantenga una distancia apropiada entre la trinchera y el vehculo para evitar derrumbes.

Antes de mover el vehculo, el operador debe estar sentado y con cinturn de seguridad puesto. Eleve la pala frontal y estabilizadores lo suficiente para librar el piso y poder mover el vehculo. Una vez que el vehculo se ha colocado en la nueva posicin, coloque el freno de emergencia, coloque la transmisin en neutral, coloque la pala frontal y los estabilizadores para nivel el vehculo.

Aun cuando los operadores deben observar otras precauciones, este repaso proporciona una gua bsica de operaciones para palas mecnicas.CONCLUSIONES

Es la maquinaria ms popular en la construccin y comnmente las palas Mecnicas son maquinarias abusadas en sitios de trabajo. Se utilizan, principalmente para excavar cualquier tipo de tierra y cargarla.

Pueden estar montadas sobre llantas o sobre orugas. Para el tipo de pala se debe tener en cuenta: concentracin del trabajo

Para el tamao de la pala se deben tener en cuenta: costo en volumen del material de excavado y condiciones de la obra

CABINA

ORUGAS

CABLES

PALA

BALDE

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