114496528 historia del cargador frontal
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TEMA: HISTORIA DEL CARGADOR FRONTAL
INTRODUCCION
El hombre, desde el inicio de su historia, ha intentado facilitar su trabajo con la
ayuda de mquinas o herramientas
Debido al crecimiento de las fronteras agrcolas y al incremento en el volumen
de produccin nace la necesidad de aumentar la velocidad de trabajo. Con la
aparicin de las mquinas agrcolas se abri un campo infinito de desarrollo de
mquinas para cada funcin: labrar el suelo, siembra, cosecha, recoleccin y carga
de productos, transporte, etc.
La moderna mecanizacin y automatizacin ha demostrado la necesidad de
innovar la tecnologa para mejorar la competitividad de los sistemas mediante la
incorporacin de nuevos equipos y el mejoramiento de otros ya conocidos y
probados.
Esta tesis est inspirada en los trabajos realizados en el proyecto IBEROEKA,
proyecto de cooperacin internacional Hispano - Cubano que lleva por ttulo: Diseo
de Mquinas Cosechadoras de Caa de Azcar de Altas Prestaciones. Acrnimo:
CAIMANA, perodo 1999 al 2001.
Entre otros objetivos, este proyecto se enfrenta a dar soluciones tecnolgicas
al accionamiento de una serie de aperos que configuran aspectos funcionales de
estas mquinas.
Haciendo un poco de historia el primer Cargador Frontal apareci en EE.UU., en 1939 que
consista en un tractor de ruedas con un lampn (cucharn) en la parte delantera accionados
por cables. En la dcada de los aos cuarenta se introdujeron numerosas modificaciones
tales como la ubicacin del motor en la parte trasera esto para mejorar la traccin y la
estabilidad, brazos soportes de la cuchara a ambos lados del equipo, accionamiento
hidrulico del lampn y traccin de las cuatro ruedas, posteriormente en los aos cincuenta
se introdujo en el sistema de transmisin el sistema de servo transmisin y en la poca de
los sesenta el diseo articulado
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HUELLA EN LA HISTORIA
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GENERALIDADES
Prototipos de cargadores frontales
En los 1920s, pequeos tractores para laagricultura fueron equipados con un cucharn de
carga para el manejo de materiales livianos. Este artefacto fue el primer prototipo del
cargador frontal moderno que tenemos hoy en da. Las primeras versiones del cargador
frontal no fueron ms que un cargador simple con brazos de elevacin montados a un
tractor de finca. El cucharn fue implementado al tractor usando alambres con un
cabrestante operado porembragues,luego siendo soltado por gravedad con un mecanismo
de trip release.[3]
En los 1930s, un nmero de fabricantes fueron creando pequeos
cargadores frontales asegurando los cucharones a los tractores. En Manchester, Inglaterra,
E. Boydell & Co. fue uno de los primeros fabricantes documentados del tractor cucharn
montado , con la creacin del cargador Muir-Hill , un tractor Fordson de 28 caballos de
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fuerza con un 0.5-yardas cubicas (0.4 m3) de cucharn implementado y controlado por
cable.[4]
Cargadores sobre neumticos de bastidor rgido
En 1939, Frank G. Hough, un ingeniero de Chicago construy el primer cargador que fue
autocargable, de traccin sencilla y con llantas de goma, llamado Hough modelo HS.[5]
Esta
mquina tena un cucharn con una capacidad de 1/3 de yarda cbica (0.23 m3). El
cucharn era soltado por la gravedad usando un mecanismo de seguridad.[6]
Otros fabricantes comenzaron a producir cargadores integrando la doble traccin. Aunque
estas maquinas fueron integradas, sus rgidos bastidores limitaban las posibilidades para
maniobrar resultando en la necesidad de girar en grandes crculos, siendo incapaces de
operar en lugares pequeos.[7]
Varios de los primeros modelos de cargadores tenan
bastidores rgidos. Por ejemplo, los tres primeros prototipos desarrollados por Caterpillar
tenan bastidores rgidos. Otros fabricantes como Euclid/Terex entraron al mercado de los
cargadores frontales en 1957, relativamente ms tarde, pero tambin con un cargador de
bastidores rgidos conocido como L-7.[8]
Cargadores sobre neumticos articulados
Talvez uno de los momentos ms significativos en la evolucin de los cargadores frontales
fue la introduccin del bastidor articulado. En 1953, en Prtland, Oregon, Mixermobile
Manufacturers iniciaron esta tecnologa con el lanzamiento del Scoopmobile Modelo LD-
5;[9]
un cargador frontal de cuatro ruedas implementando un bastidor articulado.
La compaa empez en el mercado de los cargadores frontales en 1939, con un cargador
modelo A de 3/4 yardas cubicas (0.6). Tena una nica rueda trasera que conduca y una
rueda frontal en dos grandes neumticos.
En 1944, la compaa introdujo el cargador frontal Modelo C, que tuvo una larga
produccin que duro hasta 1966. Este modelo de alto alcance con un arreglo especial en el
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cual el cucharon era jalado hacia arriba por la oruga vertical hasta una altura de 24 pies (7.3
m), haciendo posible para el usuario cargar grandes contenedores y silos.
Cuando la compaa emprendi en 1953 el Scoopmobile Modelo LD-5, la industria fue
lenta en acoger la idea de un cargador frontal articulado. Sin embargo, el advenimiento de
los cargadores articulados permitieron mayor maniobra reduciendo los ciclos de tiempo.
Eventualmente el concepto fue acogido por mas fabricantes. A mediados de los 1960s, un
numero de las principales empresas Americanas fabricantes de equipo como Caterpillar,
Internacional Hough, Allis-Chalmers, y Trojan comenzaron a introducir en sus lneas
modelos articulados. Hoy en da, modelos de cargadores frontales con bastidores
articulados son el estndar de la industria y hasta los cargadores ms compactos son
construidos de esta manera.
Despus de la Segunda Guerra Mundial, un numero de fabricantes competan en la
produccin de cargadores frontales que incorporaban el uso de tecnologa hidrulica.
Mientras el uso de tecnologa hidrulica en maquinas para el movimiento de tierra haba
sido usado antes de la guerra, el resultado en numerosas ocasiones haba sido burdo y
rudimentario. Sin embargo, en los 1950s, un rpido refinamiento de esta tecnologa condujo
a la proliferacin de fabricantes de maquinas para el movimiento de tierra que utilizaban
sistemas hidrulicos que para el final de la dcada, los cargadores operados por cable
quedaron completamente obsoletos.
Hough haba estado utilizando tecnologa hidrulica en sus diseos de cargadores frontales
tiempo atrs retrocediendo hasta el lanzamiento en 1941 del cargador frontal modelo HL.
Este cargador marco un giro significante para el desarrollo de los cargadores frontales
porque fue construido con el primer brazo de levante operado hidrulicamente. En 1944,
Hough empez a fabricar un cargador con el primer cucharon de inclinacin operado
hidrulicamente. Este cambio le dio a la maquina la habilidad de controlar la descarga y el
operador podra aproximarse al banco en marcha baja y sacar un cucharon lleno
inclinandolo hacia atrs mientras se carga.[10]
En 1947, Hough nuevamente avanzara el
desarrollo del cargador frontal con la introduccin del Modelo HM, siendo el primer
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cargador frontal hidrulico de doble traccin en el mundo conocido como el Modelo
HM.[11]
Este modelo es todava considerado el predecesor del cargador frontal moderno.
Mixermobile Manufacturing puede ser acreditado de haber introducido el primer cargador
frontal con motor hidrulico, cuando en 1952 desarroll el cargador frontal Modelo H y en
1957 el cargador frontal Modelo HP. Estos cargadores posean cucharon centrado por
brazos.[12]
Fundada por Van Doubes, Tractomotive Corp. fue otra compania que introdujo el cargador
frontal hidrulico en el mercado de los Estados Unidos. Esto implico el aseguramiento del
mecanismo de una rueda hidrulica usando energa hidrulica para la carga del cucharon.
Este desarrollo transform virtualmente el cargador frontal de una maquina de manejo en
una maquina de excavacin
Debido al crecimiento en tamao de los cargadores frontales en los aos 1950s, la
preocupacin por seguridad increment, particularmente en el posicionamiento de los
cargadores con brazo pivote del cucharn. Posicionado detrs del operador, el movimiento
de los brazos del cargador estaban en cercana proximidad del operador. Esto plante
problemas. Primero, el movimiento de los brazos present la posibilidad de un accidente
que en cualquier momento podra suceder. Segundo, las partes movibles de la maquina
limitaban la visibilidad del operador para ver hacia los lados, particularmente cuando estas
partes se encontraban inclinadas. A los finales de los aos 1950s, un numero de fabricantes
Americanos de cargadores frontales estuvieron trabajando en colaboracin con el Consejo
de Seguridad Nacional para la reposicin del brazo pivote para que se encuentre en frente
en vez de atrs. Hough fue uno de los primeros fabricantes que produjeron un nuevo y ms
seguro diseo con la introduccin del cargador frontal Modelo HO.[14]
Otros fabricantes
rpidamente siguieron la corriente y adoptaron este modelo con un pivote frontal como
Caterpillar en 1958, Case en 1959,Allis-Chalmers en 1961, y Michigan en 1962.
Con el paso de los aos, la industria a continuado sobrepasando las barreras en trminos de
capacidad de carga til. En los aos 1970s, un numero de cargadores frontales fueron
mostrados en 1975 CONEXPO con un crecimiento en la capacidad de carga til nunca
antes visto en la industria. Entre estos cargadores se encuentran Houghs de 21-yardas
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cubicas (16-m3) 580 Payloader y el enorme cargador Clark-Michigan 675 con capacidad de
24 yardas cubicas (18.3-m3).
En el ao 1986, el rcord en capacidad de carga til fue sobrepasado por Kawasaki Heavy
Industries Ltd., cuando crearon el cargador frontal ms grande del mundo con una
capacidad de 25-yardas cubicas (19-m3) para Japan Surface Mining Equipment y para Coal
Technology Research Association.. Eventualmente, otros fabricantes incluyendo
Caterpillar, Komatsu, y LeTourneau se encaminaron en la tarea de hacer cargadores con
capacidad de 20 yardas cubicas (15.3 m3).
El legado de LeTourneau
LeTourneau es un fabricante que tiene la reputacin de batir rcords en construccin de
equipo pesado. Esta compaa desarroll y todava produce el cargador frontal ms grande
del mundo conocido como el L-2350.[15]
Este cargador es primordialmente usado en
minera de superficies y posee 2300 caballos de fuerza, con un cucharn roquero con
capacidad de 53-yardas cubicas (40.5-m3) de 80 toneladas y una esplendida fuerza de
266,000 libras. De altura, hasta la parte de arriba de la cabina y el cucharon totalmente
elevado mide 43 pies con nueve pulgadas (13.23 m). La maquina fue diseada para cargar
de 300 hasta 400 toneladas los camiones mineros de cuatro a cinco cargas.[16]
Los cargadores frontales de LeTourneau usan traccin diesel-electrica con motores
elctricos DC en cada rueda, un concepto desarrollado por LeTourneau. En los aos 1960s,
la compaa empez a producir inmensos cargadores elctricos con potencia para el cable y
la inclinacin del cucharon transmitidos por la traccin del pinion y la cremallera. Al
comienzo, estos enormes motores no fueron comercialmente exitosos porque la ventaja de
la direccin articulada era disminuida por la fuerza industrial del cargador. Como resultado,
al comienzo muy pocos fueron producidos. Uno de estos modelos fue el Modelo SL-40,
conocido por el apodo Monstruo y midiendo 52 pies de largo (16 m).[17]
Actualmente la lnea de cargadores frontales de LeTourneau deriva de las L-700 series de
modelos de manejo electrnico introducidos por primera vez en 1968. El L-700 fue el
predecesor de una serie de exitosos cargadores producidos en grandes cantidades hasta hoy
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en da. Las maquinas han cambiado de los motores pinion y cremallera pero han retenido
las ruedas de manejo elctrico. Aunque los cargadores frontales de motor de pinion y
cremallera no fueron vendidos en grandes cantidades, estas maquinarias probaron que
trabajan duro y que el ciclo de vida es mas de 20 aos.
HISTORIA DEL MEJORAMIENTO DEL CARGADOR FRONTAL A LO LARGODE LOS AOS
Como se podr apreciar de acuerdo al esquema estos equipos por su gran versatilidad y
maniobrabilidad han tenido una gran popularidad, tanto en obras civiles y en la minera a
cielo, alcanzando su mxima incursin en la dcada de los aos setenta con la aparicin de
las unidades de transporte de 125 Tn.
En los aos 80 se produjo una paralizacin en el crecimiento de los cargadores, por lafuerte penetracin en el mercado de las excavadoras hidrulicas, tanto en los movimientos
de tierra y en la minera a cielo abierto.
Entre estos aperos cabe destacar:
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1) Mecanismo cargador frontal (tractor agrcola convencional, figuras 1.1)
2) Conjunto brazojaiba, de carga y descarga (Mquina alzadora de caa de
azcar, figura 1.2)
3) Mecanismo portador del sistema corta-cogollos (Mquina cosechadora
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combinada de caa de azcar, figura 1.3)
Nuevos desarrollos
Hoy en da, los cargadores elctricos continan en el mercado y funcionan con una
capacidad y versatilidad casi igual a la de los cargadores sobre neumticos que utilizan un
motor diesel o unmotor a gasolina.Los cargadores frontales tambin incluyen una serie de
accesorios como grapas, cuchillas, y cucharones de varios tamaos que expanden la
variedad de trabajos que pueden realizar para incluir las demoliciones pequeas y la
preparacin de tneles.[19]
Nuevos avances para la incorporacin de tecnologa hbrida para la reduccin de
transmisin de combustible estn en camino. En Marzo del 2008, Volvo revel en
CONEXPO una preproduccin de un prototipo llamado L220F cargador frontal hbrido.
Este cargador ofrecer una reduccin del consumo de combustible en un 10 por ciento. Esta
tecnologa a sido desarrollada dentro del Grupo Volvo y permanece confidencial y sujeta a
patentes. Programada para su produccin a finales del 2009, el L220F va a ser el primer
cargador frontal hbrido comercial en la industria.[20]
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Volvo tambin a surgi con un concepto para el diseo de un cargador frontal llamado
Gryphin. Esta es la visin futurista de la compaa de cmo un cargador frontal podra
verse en el ao 2020. El Gryphin posee un propulsor diesel y elctrico hbrido.
Remplazando las transmisiones estndares, las fuerzas de transmisin, y los ejes, el
Gryphin poseer un motor elctrico en cada rueda, lo cual lograr que el modelo sea
considerablemente ms silencioso que los modelos actuales. La cabina del Gryphin es
tambin nica y completamente compuesto de vidrio, lo cual de esta manera proporcionar
al operador mejor rango de visibilidad hacia todos los lados.[
Hoy en da, un cargador frontal es compuesto por un bastidor pivotante usualmente
articulado, con el motor montado sobre las ruedas traseras, y con una cabina o cpula
descansando sobre la parte delantera o trasera del marco final. El arreglo del pvot de la
maquina es vital en darle al cargador frontal la capacidad de maniobrar y trabajar en
pequeos giros circulares.
Cargador sobre nemticos Case W14 1974
Los cargadores sobre neumticos son segmentados en el mercado de acuerdo a suscaballos
de fuerza.Loscargadores sobre neumticos compactos contienen 80 caballos de fuerza o
menos, y por consiguiente la clasificacin es categorizada de 80 a 150 caballos de fuerza,
de 150 a 200 caballos de fuerza, y de 200 a 250 caballos de fuerza.[22]
La energa es abastecida desde unmotor diesel a travs de unconvertidor de torque y posee
power shift wheels para manejar las ruedas. Actualmente, la mayora de los cargadores
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8/13/2019 114496528 Historia Del Cargador Frontal
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sobre neumticos son de traccin a las cuatro ruedas las cuales es necesario que sean de
igual tamao, aunque tambin estas maquinas pueden ser operadas en traccin de dos
ruedas. La rueda motriz trasera mejora la capacidad para excavar de la maquina mientras
que la rueda motriz delantera permite una mejor traccin cuando esta cargando uncucharn
lleno.[23]
[Especificaciones
En la industria del equipo, un una serie de criterios especficos es usada para medir la
capacidad de realizar y de utilidad de un cargador sobre neumticos para manejar
particulares tareas de contraccin. Estas incluyen las caractersticas del cucharn como el
tamano y sus gavillanes o dientes, las llantas y su habilidad para proveer traccin, tipping
load y velocidadcontrapeso,y la fuerza de arranque. La fuerza de arranque es la cualidad
mas atribuida en un cargador frontal y proporciona una indicacin de la capacidad del
cargador sobre neumticos para cavar.
Fin.
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