4.5.3.5 Los neumáticos.
Se estima que en un 10% y un 20% de los costos de mantenimiento de un cargador frontal están relacionados con los neumáticos, por lo que debe prestarse una gran atención a este tema.
Existen tres tipos de neumáticos aplicables a los cargadores de ruedas:
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De lonas sesgadas.
Radiales.
Beadless.
Los neumáticos “Beadless” consisten en un elemento tubular de caucho, con aire o nitrógeno en su interior, al que se adapta mediante una nervadura una banda de tejas.
La ventaja de este tipo de neumáticos son: mayor duración, menor desgaste y mayor estabilidad debido a su mayor anchura.
Por el contrario, los inconvenientes que presentan son: mayor inversión y niveles de ruido, y mayor fatiga del operador por los elementos de rodadura más rugosos.
4.5.4 Operaciones básicas y práctica operativa.
La forma general de trabajo de un cargador frontal es el siguiente: la máquina se acerca al frente de carga con el cucharón al nivel del suelo, la cuchilla horizontal y con la velocidad más corta de la caja de cambios. Una vez que ha penetrado el cucharón en el terreno se procede a la carga del mismo.
A continuación se cambia el sentido de marcha retirándose del frente con el cucharón elevado, y en un momento dado vuelve a desplazarse hacia delante con el fin de aproximarse al punto de vertido para depositar la carga. La trayectoria que describe el cargador habitualmente es en forma de “V”, figura 06.
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Figura 06: Operación básica con cargador.
Existen tres procedimientos por medio de los cuales se puede efectuar la carga sobre las unidades de transporte:
Método tradicional con un cargador.
Método tradicional con dos cargadores.
Método en cadena.
4.5.4.1 Método con un cucharón.
Consiste en colocar el volquete sensiblemente normal frente a la carga y desde uno de los laterales cargarlo totalmente con un cargador.
Es adecuado cuando la producción requerida está próxima a la producción de carga de una unidad, figura 07.
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4.5.4.2 Método con dos cucharones.
Es análogo al anterior, con la única diferencia de que el segundo cargador carga simultáneamente al volquete desde el otro lado de este.
Es adecuado cuando la producción requerida está próxima a la producción de carga de dos unidades y una vez posicionado el volquete no cambia de posición, figura 08.
Figura 08: Método con dos cucharones.
4.5.4.3 Método en cadena.
Se dispone de tantos cargadores como cucharones se precisan para cargar un volquete. Los cargadores se colocan normales al frente con los cucharones llenos y separados de dicho frente entre 8 y 10 m. entonces empiezan a descargar sobre el volquete que pasa entre el frente y el cargador deteniéndose ante cada uno de ellos.
Con este método se tiene menor tiempo de carga del volquete y un fácil acoplamiento sin tiempos muertos, figura 09.
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Figura 09: Método en cadena.
4.5.5 Tiempos de ciclo.
Normalmente el tiempo de ciclo de carguío con un cargador frontal está dividido en cuatro partes, y estos dependen de la distancia al frente y al volquete de acuerdo a las condiciones de trabajo y de dimensiones de los equipos, a continuación se muestran los 4 tiempos fundamentales:
Carga (T-1).
Desplazamiento cargado (T-2).
Descarga o volteo (T-3).
Desplazamiento vacío (T-4).
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4.6 PRODUCCIÓN DE UN CARGADOR FRONTAL.
Para el cálculo de producción de los cargadores también se encuentran tablas de los fabricantes que ayudan aplicar la formula general de producción.
Estas tablas están hechas con base a numerosas pruebas y bajo ciertas condiciones ideales de operación.
La producción por hora se puede obtener aplicando la siguiente fórmula:
Donde:
Q = Producción por hora (m³/hr) q = Producción por ciclo (m³) = ql x K
ql = Capacidad colmada del cucharón a las especificaciones nominales. K = Factor de llenado del cucharón.
N = Número de ciclos por hora = 3600 / Tc Tc = tiempo de ciclo (seg).
E = Factor de eficiencia.
La producción por ciclo “ql”, es la capacidad colmada, se tiene la siguiente tabla donde se puede escoger el factor de llenado del cucharón de acuerdo a las condiciones de carguío, tabla 09.
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Condiciones de operación Observaciones Carguio fácil El carguío se efectúa de un arrume
de tierra o de roca ya excavada por otro equipo Carguío de arena, productos de tamaños pequeños de roca triturada Carguio promedio
El carguío de tierra suelta de un arrume más difícil que el anterior
Excavación en tierra arenosa en estado natural compactada.
Carguio moderado
Se presenta dificultad para cargar el cucharón, puede ser roca triturada pequeña acumulada por otra maquina
Carguío de roca pequeña triturada
Carguio difícil Dificultad para llenar el cucharón, rocas grandes de forma irregular
Carguio de roca de voladura
Tabla 09: Condiciones de carguío.
De acuerdo a la tabla anterior el valor del factor del cucharón se puede escoger de la tabla 10:
CONDICION DE CARGUIO FACTOR DE LLENADO
Fácil 100% - 110%
Promedio 85% - 95%
Moderado 80% - 85%
Difícil 75% - 80%
Tabla 10: Factor de llenado.
Para encontrar el número de ciclos por hora “N”, primero se debe tener el tiempo de ciclo que puede ser de acuerdo a las especificaciones del modelo o un dato tomado en la operación.
Una vez hallado el tiempo de ciclo en segundos, se calcula el número de ciclos por hora, así:
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Finalmente se determina el factor de eficiencia correspondiente, para calcular la producción de metros cúbicos por hora del cargador.
El factor de eficiencia (E), se puede escoger como guía de la siguiente tabla:
CONDICIONES DE OPERACIÓN EFICIENCIA DEL TRABAJO
Buenas 83%
Promedio 75%
Moderada 67%
Deficiente 58%
Tabla 11: Eficiencia.
4.6.1 Equipo de carguío CAT 980G.
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Figura 11: Cargador frontal CAT 980 G. CARACTERISTICAS CARGADOR 980 G – II
Descripción Cargador sobre ruedas
Modelo 980G – Serie II
Marca CATERPILLAR
Potencia al volante neta. 224,00 KW / 300HP
Masa 29,40 t Longitud (L) 9,58 m Anchura (a) 3,53 m Altura (A) 3,75 m INFORMACIÓN GENERAL Vía (V) 2.44 m
Distancia entre ejes (E) 3,70 m
Chasis: Articulado A
Dimensiones de los neumáticos
estándar 26,5x25
Velocidad máx. AD/AT 37/43 km/h
MOTOR
Marca CATERPILLAR
Tipo 3406 T
Clasificación de RPM del motor 2100 rpm/min
CUCHARA ESTÁNDAR
Capacidad 5,0 m3
Anchura 3,53 m
Carga de basculación estática 24,0 tn
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4.6.2 Equipo de transporte (acarreo) Scania P 460. CARACTERISTICAS VOLQUETE SCANIA P 460
Descripción Volquete
Modelo P 460
Marca SCANIA
Potencia al volante neta. 420 HP
Masa 15,00 Tn
Longitud (L) 6,735 m
Anchura del eje trasero 2,530 m
Altura (A) 2,993 m
INFORMACIÓN GENERAL
Sistema de tracción 6 x 4
Peso máximo 3 ejes 23,0 Tn
Motor Marca SCANIA DC 13 106 460 Tipo Inyección comandada electrónicamente. Turbo compresor e intercooler Potencia máxima 1500 - 1800 rpm Tolva
Marca/Modelo Fameca - Semiroquera
Peso de tolva 5,0 Tn
Capacidad de tolva 15 m3
Dimensiones de los neumáticos 12,00 x 20
Cantidad 10 unidades
Tabla 14: Características técnicas del volquete Scania P 460.