CARGADOR FRONTAL

DEFINICION

El cargador frontal es un equipo tractor,

montado en orugas o en ruedas, que tiene

un cucharón excavador de gran tamaño

en su extremo frontal que son accionados

por medio de dispositivos hidráulicos.

Los cucharones del cargador frontal

varían en tamaño, desde 0.19 m3 hasta

más de 19.1 m3 de capacidad, colmado.

El tamaño del cucharón está estrictamente

relacionado con el tamaño de la máquina.

OPERACIONES Excavar

Cargar

Descargar

Acarrear o transportar

Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas.

El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la producción.

ESQUEMA

APLICACIONES Se aplica en construcciones donde exista

amplio espacio para maniobrar, se utiliza en toda obra que requiere de corte, carguio, acareo y descarga de medianos volúmenes de tierra.

Las aplicaciones son las siguientes:

Carguío de materiales

Mezcla de materiales

Excavación de terreno suelto ó blando

Apilado de material y carguío de material suelto

Deposita el material suelto, ya sea en una planta (chancadora, de hormigón, asfalto, recicladora, etc) o en un lugar de desecho

FORMA DE TRABAJO

Altura de descarga

El mecanismo del cucharón de los cargadores se diseña para tener una altura de vaciado comprendida entre 2.4 y 4.5 metros arriba del plano sobre el que se mueve el tractor. Tal altura es proporcional al tamaño del cargador. Esto hace posible que el cargador vacíe a un camión o unidad de acarreo de tamaño adecuadamente equilibrado.

Capacidad de giro

Un cargador montado en tractor de orugas puede pivotear lentamente sobre sus bandas de orugas sin gran dificultad, pero un ordinario tractor de dos ejes, montado sobre ruedas, necesita más espacio para maniobras. Esto ha conducido a la unidad de tracción articulada más moderna, como es el caso de nuestra maquina en estudio.

Un cargador de armazón articulado tiene su articulación aproximadamente a la mitad de la distancia entre sus ejes. Su capacidad de giro se aumenta notablemente por el ángulo de más de 30 grados que puede girar el eje frontal a cada lado de la posición recta hacia delante

.

Flexibilidad y posición

Su flexibilidad permite al cargador extender su carga para lograr uniformidad de distribución en la unidad de acarreo, sin tener que cambiar su posición completamente. La capacidad de carga a unidades de acarreo, de un cargador articulado, en su posición de rotación, es aproximadamente del 85% de su capacidad en su posición normal hacia delante.

Cambios de dirección

El tipo de operación que realiza un cargador implica muchos cambios de dirección, de avance y retroceso, así como los cambios de dirección de sus partes frontal y trasera, puede haber de 400 a 500 cambios de dirección por hora. Esto equivale a un cambio de dirección cada 6 segundos. Agregando a estos movimientos la variedad de posiciones del cucharón, es fácil predecir que el operador tiene una máquina difícil de controlar.

Una manera de simplificar la labor del operador fue poner el cambio y el control de los engranes de velocidad en una sola palanca. El operador puede cambiar de 1ª a 2ª velocidad en avance hasta una velocidad de reversa tan alta como la 3ª , en un solo movimiento de esta palanca. Otro medio para simplificar la operación de un cargador consistió en dotarla de un sistema de un control automático del cucharón. Tal mejora la traen incorporada la mayoría de los cargadores frontales modernos, para permitir que el operador se concentre en las maniobras de su equipo.

La operación manual del cucharón de un cargador, utiliza dos palancas situadas al alcance del operador. Una sirve para controlar la posición vertical y la elevación del cucharón; eleva o baja el cucharón, o lo mantiene vertical. La otra palanca sirve para controlar la posición del cucharón en torno a un eje horizontal situado en el borde trasero del cucharón más próximo al tractor. Esta pone al cucharón en una posición inclinada hacia atrás para lograr su capacidad máxima, una posición cargada hacia delante para el vaciado, o lo mantiene en una posición intermedia para excavación, raspada, etc. Estas posiciones se ilustran en la figura.

El control automático de las posiciones del cucharón releva

al operador de muchos pequeños puntos de decisión que

causan cansancio a éste. El cucharón se eleva a una de

tres posiciones preajustadas de inclinación y se detiene

automáticamente a una altura ajustada. Cuando el

cucharón se vacía, regresa automáticamente al ángulo

adecuado para excavación para tomar su siguiente carga.

Los puntos del control automático pueden ajustarse como

se requiera o se hayan programado para una operación

dada.

TIPOS

De acuerdo a la forma de efectuar la descarga:

Descarga Frontal

Descarga Lateral

Descarga Trasera

De acuerdo a la forma de rodamiento:

Básicamente existen dos tipos de cargadores,

dependiendo de su tipo de tracción, pudiendo

ser de carriles y de llantas neumáticas.

De Neumáticos (Bastidor rígido o articulado)

De Orugas

Con cuchara por debajo

En el mercado existen diferentes tipos de cargadores frontales, Caterpillar, Volvo, Kawasaki, Komatsu, Daewoo, etc.

Cada marca posee sus propias características, es importante saber elegir la maquina adecuada para las diferentes condiciones de trabajo.

Entre estas tenemos:

a) Cargador Frontal sobre neumáticos

El Cargador de Ruedas brinda una excelente fuerza de desprendimiento, carga y tiempos de ciclo rápidos así como maniobras precisas para un rendimiento superior desde todo punto de vista. Sus comprobados componentes, en combinación con un fácil mantenimiento, aseguran confiabilidad durante la duración de la máquina.

ESPECIFICACIONES DETALLADAS

b) Cargador Frontal sobre orugas

c) Cargador Frontal con cuchara por

debajo

PRODUCTIVIDAD DEL CARGADOR

Y RENDIMIENTO

Productividad del cargador

La productividad de un cargador frontal se calcula en m* por hora. Puede determinarse, estimando la carga real medida en banco de material, y calculando el tiempo que toma el manejar cada cucharón lleno. En otras, palabras, el encargado de planeación estima la carga del cucharón y su tiempo de ciclo. Luego puede calcular la productividad para el tiempo medio gastado en cada hora de producción real. Esta es la manera de estimar los metros cúbicos por hora para cualquier equipo de construcción que maneje material a granel.

El tiempo de ciclo de un cargador para manejar cada cucharón, debe separarse en varios componentes clave. Esta subdivisión tiene por objeto separar los cambios variables, los cuales dependen de las distancias que recorre el cargador con cada cucharón lleno, de los llamados tiempos fijos. El tiempo fijo comprenderá aquellas partes del ciclo del cargador que son razonablemente constantes, cualquiera que sea la operación de que se trate. Las partes son los tiempos requeridos para cargar el cucharón, para cambiar las velocidades, para girar y para vaciar la carga. Para cualquier tipo de arreglo de la operación y cualquier distancia de movimiento de la carga, se estima que el valor del tiempo fijo es de 15 a 21 segundos, para una operación razonablemente eficiente.

El tiempo variable de recorrido se basa en las velocidades de recorrido y en las distancias a recorrer entre la carga y la descarga, y luego en el retorno para la siguiente carga. El cambio de velocidades, el giro y las maniobras, en general, se hacen entre los puntos extremos de cada ciclo.

Ejemplo de aplicación:

Ciclo de trabajo.

La maquina estudiada en este caso realizaba labores de carga de materiales que se encontraban a distancias variables. Como grava, arena, ripio, bloques de hormigón (en algunas oportunidades).

Este ciclo de trabajo fue considerado para las cargas de gravilla que se encontraba a unos 15 mts. del cono dosificador para el hormigón en planta :

carga

transporte hasta el cono

descarga en cono

giro cambio de posición

regreso vacío al lugar de carga

TIEMPO DE CICLO: 1 minuto 20 seg.

DETERMINACION DEL RENDIMIENTO DE

UN CARGADOR.

La producción en este tipo de equipo se

calcula multiplicando la cantidad de

material que mueve el cucharón en cada

ciclo por el número de ciclos/hora, siendo

la capacidad nominal del cucharón

afectada por un determinado factor de

carga.

Factores de carga para diversos

materiales

Factores de excavación

El tiempo de ciclo se compone de:

Correcciones en el tiempo de ciclo.

Para material con una granulometría no bien

definida, arcilla limo, tepetates combinadas con

otro material se agrega al tiempo del ciclo + 2.4.

seg. para material en banco.

Para materiales granulares hasta de 1/8" se le

suman al ciclo 1.2 seg.

Forma de acomodo de material

corrección

Forma de descarga

Rendimiento teórico = nª de ciclos por

hora x capacidad del cargador

Rendimiento real = Rt x factos de carga

x factor de operación.

TRANSPORTE

La Cargadora Frontal se transporta por medio del Low

Boy en caso de no poder transportarse sola, si esta

sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede

transportarse sola.

Komatsu

Caterpillar

Kawasaki

Volvo

PROVEEDORES Y MARCAS

A.- CARGADORES FRONTALES CATERPILLAR

Las especificaciones de Caterpillar para cargadores de cadenas y de ruedas están de acuerdo con las definiciones de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), tal como se exponen en las normas J732 JUN92:

TIPOS DE CARGADORES CATERPILLAR

Cargadores sobre neumáticos

Máquina 902-914G

Máquina 924G-938G

Máquina 950G-972G

Máquina 980G-988G

Máquina 990 Serie II-992G

Máquina 990 Serie II-

992G Máquina 980G-988G

Máquina 950G-972G Máquina 924G-938G

Cargadores sobre cadenas

Con Cucharón de uso general

Con Cucharón de uso múltiple

B.- CARGADORES FRONTALES KOMATSU

KOMATSU ofrece soluciones inteligentes para movimiento de tierra, aplicadas al sector construcción. La tecnología de última generación utilizada en la fabricación de maquinaria permite a KOMATSU ofrecer equipos de alta productividad y de bajos costos operativos, factores determinantes para el éxito de sus obras.

ModeloWA380-6

Medido con neumáticos 20.5-25-16PR (L3) neumáticos, Cabina ROPS/FOPS

Motor

Modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Komatsu SAA6D107E-1

Tipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Enfriado por agua, 4 ciclos

Aspiración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Turboalimentado. posenfriado

Número de cilindros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Diámetro x carrera . . . . . . . . . . . . . .107 mm x 124 mm 4.21” x 4.88”

Desplazamiento del pistón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.69 L 408 plg3

Gobernador . . . . . . . . . . . . . . Para todas las velocidades, electrónico

Potencia neta

SAE J1995 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Potencia bruta 143 kW 192 HP

ISO 9249/SAE J1349* . . . . . . . . . Potencia Neta 142 kW 191 HP

Rpm nominales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2100 rpm

Método de impulso del ventilador

de enfriamiento del radiador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Hidráulico

Sistema de combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inyección directa

Sistema de lubricación:

Método . . . . . . . . . . . . . .Bomba de engranajes, lubricación forzada

Filtro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Filtro de aire del tipo de flujo total

Filtro de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Tipo seco de 2 elementos con

evacuador de polvo, más indicador de polvo

*Potencia Neta a la velocidad máxima de ventilador 133 kW 179 HP.

CONCLUSION

Se a podido observar la gran versatilidad

de la pala cargadora o cargador frontal

porque puede realizar labores tan

variadas como transportar materiales,

empujar, limpiar terreno, colar, elevar, etc.

RECOMENDACIONES

sobre suelos rocosos, verter si es posibles una capa de materiales blandos para reducir los choques sobre el cargador.

Cargar los camiones a la derecha, y a la izquierda de la cargadora para igualar los desgastes.

Trabajar preferentemente de espalda al viento para evitar que el conductor reciba las partículas de polvo en la cara.

Por razones de duración del equipo debe procurarse que siempre opere en terreno horizontal, aunque haya que ejecutar una nivelación previa.

Cuando el cargador se mueve sobre terrenos rugosos debe llevarse la cuchara lo más baja posible, para evitar que la carga pueda caer sobre el operador y la máquina, dañándolos.

Para cada tipo de faena y calidad del terreno se debe escoger el cargador adecuado, así como los aditamentos más efectivos.

En general el camión debe estacionarse de modo que su eje longitudinal quede a 135 grados con respecto al frente de carga, con ello se reduce el giro del cargador.

Si no se dispone de espacio para maniobrar, el camión puede colocarse con su eje paralelo al punto de carga. Con ello el cargador tiene mayor recorrido pero su giro permanece igual.

Tratar de evitar los giros de 90 ó 180 grados, que son los que producen mayor desgaste en el equipo

Una cargadora sobre neumáticos debe evitar los patinazo, fatales para los neumáticos sobre todo en suelos silicosos o rocosos. Sobre terreno blando o arenoso, reducir la presión de los neumáticos.

No moverlas ruedas de dirección de las cargadoras sobre neumáticos mas que en marcha para no perjudicar los órganos de dirección.

GRACIAS