EJERCICIO 1

Se requiere realizar una excavación de una zanja de 2,80 km de longitud, 1.30m de ancho y 2,42m de profundidad para la excavación se dispone de una excavadora normal a oruga con una cuchara de 0,57m3 de capacidad, considerar el factor de llenado. La excavadora carga a la volqueta en 120°, el tiempo de ciclo de la excavadora es de 40 segundos. El 75% de la excavación es tierra común que queda al lado de la zanja y el 25% es roca fragmentada que se debe trasladar a un buzón distante a 1,45 km. Las condiciones de trabajo son buenas y la dirección regular. Se cuenta con una volqueta de 6m3 s de capacidad. El costo horario de la excavadora es de 45$/h y de la volqueta 12$/h.

Datos de la volqueta

Ve ida 35km/Hr L=1,45km

Ve vuelta 65km/Hr L=1,65km

Ti descarga= 2,2min

Ti aco= 0,6min

Volumen compactado

V=2800m*1,30m*2,42m=8808,8 m3b

CC=0,57 m3

α giro= 120°

t ciclo= 40s

Condición de trabajo= Buena

Dirección= regular

Capacidad de la volqueta=6m3 s

Para 75% excavación tierra común

Vb=8808,8*0,75=6606,6m3 s

Cc=0,57m3

F(llenado)=0,80 tierra común.

Cc(real)=0,80*0,57=0,456m3

Tiempo de excavación de la excavadora para tierra común.

VbCc(real)

6606,6m3

0,456=14488,16

14488,16 x

1 40s

X= 579526,32 segundos = 160,98horas

Tiempo de excavación para roca mal fragmentada.

Vb=8808,8*0,25=2202,2m3b

Ccre= 0,57*0,4=0,228m3

9658,77 x

1 40s

X=107,32 hr

Producción o Real de la excavadora

Para la tierra común y roca 0,57 = 103m3b/horas=Pm

P optima = 1,60=hop

htrhop

∗100=2,421,60

∗100=151,25%

FG.-

0,81−0,75160−140

= y1,60−151,25

FG=0,776

Y=0,02625

FE=0,71

Pt=103*0,776*0,71

Pt=53,748m3bhr

PR=53,748*0,83=44,61m3bhr

Para el costo de excavadora

Vfl=8808,8m3b

Tiempo excavadora=8808,8m3b

44,61 m3bhr

=197,46hr

Costo de excavadora= 197,46*45=8885,7$

Para encontrar el N° de volquetadas

Para 25%roca fragmentada

Vb=2202,2 m3b

Vs=2202,20,67

FV=0,67

FV=VbVs

3286,87m3 s x

6 m3 s 1

X=N°volqueta=547,81 volqueta

N°volqueta=548 volqueta

Para encontrar costo de volqueta

tc=tf+tf

tf= 2min aproximadamente

tv= ti+tv+tdes+tacom

tv=2,486+1,52+2,2+0,6=6,806 min

ti=1,45 km

35 kmhr

=0,0414hr60min1hr =2,486min

tr=0,025hr=1,52min

tc=2+6,806

tc=8,806min

8,806min 1 volqueta

x 548 volqueta

x=4825,68min(1hora60min

)=80,428hora

80,428hr x

1hr 12$

X=915,14 $us para la volqueta

EJERCICIO N°2

Se requiere construir un terraplén arena y grava seca, se dispone de 4 tractores sobre oruga con sus respectivas traíllas de 10 m3 de capacidad colmata.

Condiciones de trabajo:

DATOSVOLUMEN TERRAPLEN COMPACTADO 15000 m3cCLASE DE MATERIAL arena y grava secaELEVACION DEL SITIO DE TRABAJO 1950 msnmPESO DE TRACTOR D7 18000 KgPENDIENTE 1,50%FACTOR DE COMPRESIBILIDAD 0,94TIEMPO FIJO 2,10 minDIAS DE TRABAJO 10 horasCONTENIDO DE HUMEDAD EN BANCO 8%PESO DE LA TRAILLA VACIA 8000 KgPESO DE LA ARENA Y GRAVA SECA 1900 Kg/m3FACTOR DE RODADURA (Kr) 45 Kg / TonDISTANCIA DE ACARREO 450 mDISTANCIA DE RETORNO 600 mCAPACIDAD DE LA TRAILLA COLMATADA 10 m3EXPANSION VOLUMETRICA 12%VELOCIDAD DE ACARREO 6 Km / HrVELOCIDAD DE RETORNO 8 Km / HrESPONJAMIENTO 12%FACTOR VOLUMETRICO 0,89

Mediante la fórmula de factor de compresión despejamos el volumen en banco, ya que el factor de compresión y el volumen compactado son datos conocidos.

F c = Vc / Vb

Vb = Vc / Fc

Vb = 15000 m3 / 0.94

Vb = 15957.44681 m3b

Una vez hallado el volumen en banco, se le suma el 8% de humedad que hay en el.

15957.44681 --- 100 %

x--- 8%

x = 1276.595745 m3b

Vb = 15957.44681 m3b + 1276.595745 m3b

Vb = 17234.04256 m3b

De la fórmula de factor volumétrico despejamos el volumen suelto, el volumen en banco y el factor volumétrico son datos.

Fv = Vb / Vs

Vs = 17234.04256 m3b / 0.89

Vs = 19364.09276 m3s

Peso arena + grava seca = W arena + grava seca * V suelto

Peso arena + grava seca = 1900 Kg / m3s * 19364.09276 m3s

Peso arena + grava seca = 36791776.24 Kg--------- 36791.77624 Ton

Encontramos el número de viajes

# de viajes = Vs / V trailla

# de viajes = 19364.08276 m3s / 10 m3

# de viajes = 1936.408276

Peso arena + grava por viaje = peso arena + grava total / # de viajes

Peso arena + grava por viaje = 36791.77624 Ton / 1936.408276

Peso arena + grava por viaje = 19 Ton

Peso total de la carga = W arena + grava seca por viaje + W trailla + W tractor

Peso total de la carga = 19 Ton + 8 Ton + 18 Ton

Peso total de la carga = 45 Ton

RR = 45 Kg / Ton * 45 Ton

RR = 2025 Kg

Rp = +- 10 * i * Wr

Rp = + 10 * 1.5 * 45 Ton

Rp = 77.5 Kg

RT = 2025Kg + 77.5 Kg

RT = 2102.5 Kg

Tiempo de acarreo = distancia de acarreo / velocidad de acarreo

Tiempo de acarreo = 450 m / 100 m / min

Tiempo de acarreo = 4.5 min

Tiempo de retorno = distancia de retorno / velocidad de retorno

Tiempo de retorno = 600 m / 133.333 m / min

Tiempo de retorno = 4.5 min

Tiempo variable = tiempo de acarreo + tiempo de retorno

Tiempo variable = 4.5 min + 4.5 min

Tiempo variable = 9 min

Tiempo de ciclo = tiempo fijo + tiempo variable

Tiempo de ciclo = 2.10 min + 9 min

Tiempo de ciclo = 11.10 min

Tiempo total = # de viajes * tiempo de ciclo

Tiempo total = 1936.408276 * 11.10 min

Tiempo total = 21494.13186 min ----358.235531 horas

Tiempo en días = tiempo total / horas de trabajo efectivas

Tiempo en días = 358.235531 horas / 10 horas / día

Tiempo en días = 35.8235531 días ------- 36 días

Ejercicio 3

Se dispone de una topadora a oruga CATERPILLAR de hoja recta (S) con una capacidad de 2,66 m 3

para transportar arcilla seca a una distancia de 75 m con una pendiente descendente de -6˚ en viajes de ida y retorno. El trabajo se realiza de noche, la experiencia del operador es buena, la velocidad de ida es de 3,40 km/hr, la de retroceso de 7,20 Km/hr. Tiempo fijo 0,30 min.

Calcular el rendimiento real de la topadora.

Datos:

Topadora Oruga CAT de hoja recta(s)Capacidad = 2,66 m3

Arcilla secaDistancia= 75 mPendiente= -6˚ Trabajo de Noche Experiencia BuenaVelocidad de ida= 3,4 km/hrVelocidad de retorno= 7,2 km/hr

Tiempo Fijo= 0,3 min

Desarrollo del cálculo:

Fórmula general de producción real de una topadora:

PR=C∗Fv∗F t∗60

t c [m3bhr ]t c=t f+t v

Cálculo de los tiempos de ida y retorno:

Ida t 1=

LV ida

= 0,075Km3,4∗Kmhr

∗1hr

60min

=1,324 [min ]

Retorno t 2=

LV ret

= 0,075 Km7,2∗Kmhr

∗1hr

60min

=0,625 [min ]

t viaje=t 1+t2=1,324+0,625=1,949 [min ]

Tiempo de Ciclo

t c=t f+t v=0,3+1,949=2,249 [min ]

Tabla IFactor volumétrico del materialArcilla seca F v=0,81

Tabla VFactor de eficiencia de maquinariaTipo de operación= Nocturna F t=0,75Tractor a oruga

PR=C∗Fv∗F t∗60

t c=2,66∗0,81∗0,75∗60

2,249=43,11 [m3bhr ]

Tabla V Habilidad de operador Buena = 0,75Tractor a oruga

PR '=0,75∗43,11=32,33[m3bhr ]-Por pérdida de arrastre:

0,05 30

X 75

x=0,1251−0,125=0,875

PR ' '=32,33∗0,875=28,29[m3bhr ]-Por ganancia de pendiente:

6% 1˚ X 6˚

x=0,361+0,36=1,36

PRF=28,29∗1,36=38,47[m3bhr ]