Movimiento de tierras, fuerzas de tracción y resistencia.

Un contratista piensa utilizar la siguiente flotilla de maquinaria para la construcción de una presa.

Equipo:

Motoescrepa CAT 631ETractores de orugas D9N con hoja topadora CMotoniveladora 12GCompactador de pisones 825C

Obtener y revisar:

a) Fuerza de tracción disponible para cada uno de los equipos.b) La fuerza de tracción utilizable para cada uno de los equipos. c) Rendimiento de una motoescrepa CAT 631E serie II, cuya capacidad colmada

es de 23.7 m3, excavando una capa superficial de arcilla seca. El material producto de la excavación será acarreado y depositado en una zona para relleno y desperdicio alejado a una distancia de 3,100.00 m. de los cuales en su trayectoria encontrará las siguientes condiciones de caminos:

Para una motoescrepa CAT 631E serie II:

Potencia en el volante: 450 HPW (máquina vacía): 44,200 kg.Distribución del peso = Ruedas motrices: 60%Velocidad máxima cargada: 53 km/hrHundimiento de llantas: 5.00 cm. Material: arcilla seca. γsuelto = 1840 kg/m3

Considerar los siguientes factores de corrección:

Condiciones administrativas: EXCELENTES Condiciones de uso: BUENAS. Eficiencia horaria: 50/60

Determinar:

1) Peso de carga (material) suelto.2) Peso bruto total (equipo+carga útil).3) Resistencia al rodamiento.4) Resistencia a la pendiente.5) Resistencia total por tramo recorrido.6) Tracciones disponibles y utilizables.7) Revisar las condiciones más desfavorables de tracción de camino.8) Velocidades de desplazamiento (cargado y vacío) para cada tramo.9) Tiempos de ciclo. (cargado, vaciado y maniobras)10) Número de ciclos por hora de trabajo.11) Rendimientos o producción horario por equipo (Real, Normal y Máxima).

SOLUCIÓN

1) Peso de carga (material) suelto.

2) Peso bruto total (equipo+carga útil).

WT = W (máquina) + W (material) = 44,200 kg +35,076 kg = 79,276 kg = 79.3 Ton.

3) Resistencia al Rodamiento.

Resistencia a la Rodadura (RR)= Factor de RR (kg/t) * Peso bruto (t)Factor de Resistencia a la Rozadura (F-RR)= (0.6% por cada cm) + (33 kg/ton*)

¡OJO! (*) datos obtenido de tabla de “Fatores de Resistencia al Rodamiento”

F-RR = (0.60%)*(5 cm.) = 3.00%

RR = (33 kg/ton + 30 kg/ton)*(79.3 ton) = 4995.90 kg.

4) Resistencia a la pendiente.

**Recorrido de ida (cargado)

Tramo I: (79.3 ton)*(0.0%)*(10 kg/ton)= 0.0 kg.Tramo II: (79.3 ton)*(1.5%)*(10 kg/ton)= 1189.50 kg.Tramo II: (79.3 ton)*(-1.0%)*(10 kg/ton)= -793.00 kg.

**Recorrido de regreso (vacío)

Tramo IV: (44.2 ton)*(1.0%)*(10 kg/ton)= 442.00 kg.Tramo V: (44.2 ton)*(-1.50%)*(10 kg/ton)= -663.00 kg.Tramo VI: (44.2 ton)*(0.0%)*(10 kg/ton)= 0.00 kg.

5) Resistencia total RT (kg ó %) por tramo.

Tramo I: RT = RR1 + RP1 = 4995.90 kg +0.00 kg = 4995.90 kg.

RT % = (63 kg/ton)/(10 kg/ton)*100 + RP(%) = 6.3%+ RP (%)por tramo

RTI = 6.3% + 0.00% = 6.3%

Tramo II: RT = RRII + RPII

= 4995.90 kg + 1189.50 kg = 6185.40 kg.

RTII = 6.30 % + 1.50% = 7.80%.

Tramo III: RT = RRIII + RPIII

= 4995.90 kg + (-793.00 kg) = 4202.90 kg

RTIII = 6.3% + (-1.00%) = 5.30 %

Tramo IV: RT = RRIV + RPIV

= 2784.60 kg + 44200 kg = 3226.60 kg.

RTIV = 6.3% + 1.0% = 7.3%

Tramo V: RT = RRV + RPV

= 2784.60 kg + (-663.00 kg) = 2121.60 kg.

RTV = 6.3% + (-1.50% ) = 4.80%

Tramo VI: RT = RRVI + RPVI

= 2784.60 kg.

RTVI = 6.3% + 0.00% = 6.30%

6) Tracción disponible y utilizable

**Tracción útil.

T-util = (W-Total)* (%W-Tracciones)*(C-Tr) =

= 79.30 * 0.60 * 0.45 = 21.411 Ton.

Comprarando = Tr- util (ida) VS RTII =

21141.00 kg > 6185.40 kg

Diferencia = 15224.00 kg (fuerza de tracción en la barra) Rimpoll

7) Velocidades de desplazamiento.

Tramo %RR %RP %RTVelocidad

(km/hr)I 6.3 0 6.3 20II 6.3 1.5 7.8 13III 6.3 -1 5.3 25IV 6.3 1 7.3 29V 6.3 -1.5 4.8 48VI 6.3 0 6.3 39

Para calcular las velocidades por tramo se utilizó gráfica anexa. De acuerdo al procedimiento descrito en la gráfica se procedió con los siguientes tramos.

8) Tiempos de ciclo.

T (min.) CondiciónTiempo de

carga 0.7T tramo I 3.75 CargadaT tramo II 4.75 CargadaT tramo III 1.55 CargadaT tramo IV 1.3 VacíaT tramo V 4.8 VacíaT tramo VI 6.3 Vacía

T de maniobras 0.6

T de ciclo = T de carga + T de ida + T de regreso + T de maniobras =

= 16.50 min.

**Se anexa las tablas para en cálculo de tiempo en condición cargada y vacía

9) Número de ciclos por hora de trabajo

# ciclos (60 min.) = (60.0 min. / Hr.)/(16.50 min.) =

=3.64 ciclos/hr

10) Rendimientos.

Rendimiento máximo: (Capacidad )*( # de ciclos/hr.) == ( 23.7 m3-S)*(3.64 Ciclos/hr.) =

=86.27 m3-s/hr.

Rendimiento máximo banco =

86.27 m3-s/hr * Factor de abundamiento (1.24) = 69.39 m3-B /hr

Rendimiento Normal:

= Rendimiento max. –S * Factor horario = 86.27 m3-s/hr*50/60 =

71.89 m3-S / hr.

Rendimiento Real:

= (Rendimiento Máx.) *(F-operador)*(F-clima)*(F-admón.)*(F-hor)=

= 86.27 m3-s/hr*1.00*1.00*1.10*50/60 =

79.08 m3-S / hr.

Conclusión.

El rendimiento Normal (el cual se emplea para concurso) es de 71.89 m3-S / hr. Para una Motoescrepa CAT 631E.

Alumno: Hugo Álvarez Flores 1-90448