CARGADOR FRONTAL

DEFINICIONEl cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un cucharn excavador de gran tamao en su extremo frontal que son accionados por medio de dispositivos hidrulicos.Los cucharones del cargador frontal varan en tamao, desde 0.19 m3 hasta ms de 19.1 m3 de capacidad, colmado. El tamao del cucharn est estrictamente relacionado con el tamao de la mquina.

OPERACIONESExcavarCargarDescargarAcarrear o transportar

Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavacin, 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 produccin.

ESQUEMA

APLICACIONESSe aplica en construcciones donde exista amplio espacio para maniobrar, se utiliza en toda obra que requiere de corte, carguio, acareo y descarga de medianos volmenes de tierra.Las aplicaciones son las siguientes:Carguo de materialesMezcla de materialesExcavacin de terreno suelto blandoApilado de material y carguo de material sueltoDeposita el material suelto, ya sea en una planta (chancadora, de hormign, asfalto, recicladora, etc) o en un lugar de desecho

FORMA DE TRABAJOAltura de descargaEl mecanismo del cucharn de los cargadores se disea 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 tamao del cargador. Esto hace posible que el cargador vace a un camin o unidad de acarreo de tamao adecuadamente equilibrado. Capacidad de giroUn 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 ms espacio para maniobras. Esto ha conducido a la unidad de traccin articulada ms moderna, como es el caso de nuestra maquina en estudio.Un cargador de armazn articulado tiene su articulacin aproximadamente a la mitad de la distancia entre sus ejes. Su capacidad de giro se aumenta notablemente por el ngulo de ms de 30 grados que puede girar el eje frontal a cada lado de la posicin recta hacia delante

.Flexibilidad y posicinSu flexibilidad permite al cargador extender su carga para lograr uniformidad de distribucin en la unidad de acarreo, sin tener que cambiar su posicin completamente. La capacidad de carga a unidades de acarreo, de un cargador articulado, en su posicin de rotacin, es aproximadamente del 85% de su capacidad en su posicin normal hacia delante.Cambios de direccinEl tipo de operacin que realiza un cargador implica muchos cambios de direccin, de avance y retroceso, as como los cambios de direccin de sus partes frontal y trasera, puede haber de 400 a 500 cambios de direccin por hora. Esto equivale a un cambio de direccin cada 6 segundos. Agregando a estos movimientos la variedad de posiciones del cucharn, es fcil predecir que el operador tiene una mquina difcil 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 1 a 2 velocidad en avance hasta una velocidad de reversa tan alta como la 3 , en un solo movimiento de esta palanca. Otro medio para simplificar la operacin de un cargador consisti en dotarla de un sistema de un control automtico del cucharn. Tal mejora la traen incorporada la mayora de los cargadores frontales modernos, para permitir que el operador se concentre en las maniobras de su equipo.La operacin manual del cucharn de un cargador, utiliza dos palancas situadas al alcance del operador. Una sirve para controlar la posicin vertical y la elevacin del cucharn; eleva o baja el cucharn, o lo mantiene vertical. La otra palanca sirve para controlar la posicin del cucharn en torno a un eje horizontal situado en el borde trasero del cucharn ms prximo al tractor. Esta pone al cucharn en una posicin inclinada hacia atrs para lograr su capacidad mxima, una posicin cargada hacia delante para el vaciado, o lo mantiene en una posicin intermedia para excavacin, raspada, etc. Estas posiciones se ilustran en la figura.

El control automtico de las posiciones del cucharn releva al operador de muchos pequeos puntos de decisin que causan cansancio a ste. El cucharn se eleva a una de tres posiciones preajustadas de inclinacin y se detiene automticamente a una altura ajustada. Cuando el cucharn se vaca, regresa automticamente al ngulo adecuado para excavacin para tomar su siguiente carga. Los puntos del control automtico pueden ajustarse como se requiera o se hayan programado para una operacin dada.

TIPOS

De acuerdo a la forma de efectuar la descarga:Descarga FrontalDescarga LateralDescarga TraseraDe acuerdo a la forma de rodamiento:Bsicamente existen dos tipos de cargadores, dependiendo de su tipo de traccin, pudiendo ser de carriles y de llantas neumticas. De Neumticos (Bastidor rgido o articulado)De OrugasCon cuchara por debajo

En el mercado existen diferentes tipos de cargadores frontales, Caterpillar, Volvo, Kawasaki, Komatsu, Daewoo, etc.Cada marca posee sus propias caractersticas, es importante saber elegir la maquina adecuada para las diferentes condiciones de trabajo.

Entre estas tenemos:

a) Cargador Frontal sobre neumticosEl Cargador de Ruedas brinda una excelente fuerza de desprendimiento, carga y tiempos de ciclo rpidos as como maniobras precisas para un rendimiento superior desde todo punto de vista. Sus comprobados componentes, en combinacin con un fcil mantenimiento, aseguran confiabilidad durante la duracin de la mquina.

ESPECIFICACIONES DETALLADAS

b) Cargador Frontal sobre orugas

c) Cargador Frontal con cuchara por debajo

PRODUCTIVIDAD DEL CARGADOR Y RENDIMIENTOProductividad del cargadorLa 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 cucharn lleno. En otras, palabras, el encargado de planeacin estima la carga del cucharn y su tiempo de ciclo. Luego puede calcular la productividad para el tiempo medio gastado en cada hora de produccin real. Esta es la manera de estimar los metros cbicos por hora para cualquier equipo de construccin que maneje material a granel.

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

cargatransporte hasta el conodescarga en conogiro cambio de posicinregreso vaco al lugar de cargaTIEMPO DE CICLO: 1 minuto 20 seg.

DETERMINACION DEL RENDIMIENTO DE UN CARGADOR.

La produccin en este tipo de equipo se calcula multiplicando la cantidad de material que mueve el cucharn en cada ciclo por el nmero de ciclos/hora, siendo la capacidad nominal del cucharn afectada por un determinado factor de carga.

Factores de carga para diversos materiales

Factores de excavacin

El tiempo de ciclo se compone de:

Correcciones en el tiempo de ciclo.Para material con una granulometra 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 materialcorreccin

Forma de descarga

Rendimiento terico = n de ciclos por hora x capacidad del cargadorRendimiento real = Rt x factos de carga x factor de operacin.

TRANSPORTELa 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.

KomatsuCaterpillarKawasakiVolvoPROVEEDORES Y MARCAS

A.- CARGADORES FRONTALES CATERPILLARLas especificaciones de Caterpillar para cargadores de cadenas y de ruedas estn de acuerdo con las definiciones de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), tal como se exponen en las normas J732 JUN92:TIPOS DE CARGADORES CATERPILLARCargadores sobre neumticosMquina 902-914GMquina 924G-938G Mquina 950G-972G Mquina 980G-988G Mquina 990 Serie II-992G

Mquina 990 Serie II-992GMquina 980G-988GMquina 950G-972GMquina 924G-938G

Cargadores sobre cadenas Con Cucharn de uso general

Con Cucharn de uso mltiple

B.- CARGADORES FRONTALES KOMATSUKOMATSU ofrece soluciones inteligentes para movimiento de tierra, aplicadas al sector construccin. La tecnologa de ltima generacin utilizada en la fabricacin de maquinaria permite a KOMATSU ofrecer equipos de alta productividad y de bajos costos operativos, factores determinantes para el xito de sus obras.

ModeloWA380-6Medido con neumticos 20.5-25-16PR (L3) neumticos, Cabina ROPS/FOPSMotorModelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Komatsu SAA6D107E-1Tipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Enfriado por agua, 4 ciclosAspiracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Turboalimentado. posenfriadoNmero de cilindros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6Dimetro x carrera . . . . . . . . . . . . . .107 mm x 124 mm 4.21 x 4.88Desplazamiento del pistn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.69 L 408 plg3Gobernador . . . . . . . . . . . . . . Para todas las velocidades, electrnicoPotencia netaSAE J1995 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Potencia bruta 143 kW 192 HPISO 9249/SAE J1349* . . . . . . . . . Potencia Neta 142 kW 191 HPRpm nominales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2100 rpmMtodo de impulso del ventilador de enfriamiento del radiador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .HidrulicoSistema de combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inyeccin directaSistema de lubricacin:Mtodo . . . . . . . . . . . . . .Bomba de engranajes, lubricacin forzadaFiltro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Filtro de aire del tipo de flujo totalFiltro de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Tipo seco de 2 elementos con evacuador de polvo, ms indicador de polvo*Potencia Neta a la velocidad mxima 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.

RECOMENDACIONESsobre 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 partculas de polvo en la cara.Por razones de duracin del equipo debe procurarse que siempre opere en terreno horizontal, aunque haya que ejecutar una nivelacin previa.Cuando el cargador se mueve sobre terrenos rugosos debe llevarse la cuchara lo ms baja posible, para evitar que la carga pueda caer sobre el operador y la mquina, dandolos.

Para cada tipo de faena y calidad del terreno se debe escoger el cargador adecuado, as como los aditamentos ms efectivos.En general el camin 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 camin 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 90 180 grados, que son los que producen mayor desgaste en el equipoUna cargadora sobre neumticos debe evitar los patinazo, fatales para los neumticos sobre todo en suelos silicosos o rocosos. Sobre terreno blando o arenoso, reducir la presin de los neumticos.No moverlas ruedas de direccin de las cargadoras sobre neumticos mas que en marcha para no perjudicar los rganos de direccin.

GRACIAS