motoniveladoras o graders
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MOTONIVELADORA
Ing. Nathalie Núñez
En Obras Civiles, muchos proyectos de movimientos de tierra exigen que la
plataforma este acabada con cuidado, de tal forma que la superficie sea uniforme
y plana, sin ondulaciones o surcos.
La Motoniveladora ha sido concebida especialmente para refinar la explanada, la
superficie de la subbase en las carreteras, así como los desmontes y los rellenos,
para igualar taludes de las presas de tierra y conservar los caminos de arrastre de
obras. Se trata de una maquina auto-desplazable que se sustenta sobre sus dos o
tres ejes
MOTONIVELADORA
•Máquina muy versátil usada para mover tierra u otro material suelto
principalmente en trabajos de precisión.
•Su función principal es nivelar, modelar o dar la pendiente necesaria al material
en que trabaja, por lo que se considera como una máquina de terminación
superficial.
•Su versatilidad esta dada por los diferentes movimientos de la hoja, como por la
serie de accesorios que puede tener.
•Puede imitar todo los tipos de tractores, pero su diferencia radica en que la
Motoniveladora es más frágil, ya que no es capaz de aplicar la potencia de
movimiento ni la de corte del tractor.
•Se usa para aplanar, moldear o nivelar la superficie de la tierra a la forma y
elevación deseada.
Año 1918
Motoniveladora
Pazandak
Equipo de gran Aceptación en los grandes proyectos de carretera,
proporcionando una mejor tracción.
Corte y desmonte de vegetación ligera
Nivelación final o superficial
Refino de explanadas
Relleno
Zanjas de Corte
Reperfilado de taludes
Excavación
Mantenimiento y conservación de cunetas y caminos
Escarificación
Fusión de Suelos para obtener una mezcla uniforme
OPERACIÓN Y USO
Puede ser usada para las siguientes
tareas de construcción:
Algunas motoniveladoras son equipadas con un escarificador y un destripador,
que son usadas para aflojar suelos bien compactados, así el equipo puede
cavar en el suelo con la hoja, también conocidas como vertederas.
Motoniveladora CAT 140H,
160H
Motoniveladora Champion 760
Escarificadores
Ripper trasero
Ripper delantero
Escarificador
En el mercado podemos encontrar diferentes
Modelos de Motoniveladoras, las cuales se
clasifican según su peso y potencia de acuerdo
a las funciones especificas para las cuales son
requeridas.
COMPONENTES
La excelente movilidad de la hoja permite ángulos empinados para cavar zanjas y
formar aludes exteriores más allá del ancho total de la máquina.
Hoja vertedera:
Las hojas
niveladoras
pueden ser
giradas
verticalmente
en diferentes
posiciones.
De esta
manera
pueden
realizar una
gran variedad
de tareas.
Pie de la hoja vertedera: Es el extremo más adelantado de la hoja en
relación con el sentido de marcha. Es, generalmente, el extremo que está
más próximo a las ruedas delanteras de la máquina.
Talón de la hoja vertedera: Es el extremo más retrasado de la hoja en relación
con el sentido de marcha. Es, generalmente, el extremo que está más próximo a
las ruedas en tándem de la máquina.
Giro del círculo: Permite una rotación de 360 grados del círculo a la hoja
vertedera para adaptar el ángulo de la hoja al tipo de material o características
de la aplicación.
El ángulo de la hoja es muy importante porque permite que el material ruede a lo
largo de ella, aumentando la productividad de la Motoniveladora.
La motoniveladora desplaza el
material de un lado a otro cuando
nivela en vez de empujarlo hacia
delante. De esta manera, el motor
requiere menos potencia.
La combinación del uso de
rodadura, giro del circulo,
desplazamiento Lat. y la inclinación
de la hoja vertedera, permite un
mejor rendimiento del equipo.
Bastidor o chasis: es el elemento metálico que sirve de soporte a todos los
mecanismos que llevan consigo una Motoniveladora.
Eje delantero: Las ruedas delanteras soportan una larga viga puente de donde
cuelga la hoja vertedera.
El diseño permite que las
ruedas se inclinen unos 18º o
20º a cada lado para resistir los
empujes laterales
La combinación de ambos
dispositivos permite que la dirección
pueda controlarse sin necesidad de
concentración excesiva por parte del
conductor, liberando así su atención
a favor de la hoja vertedera.
Inclinación de las ruedas para mayor tracción y
una mejor estabilidad en terrenos inclinados.
Las motoniveladoras están disponibles con marcos rectos y articulados. Las
motoniveladoras articuladas tienen una mayor maniobra. El modo articulado le
permite girar en radios cortos; el modo de fallo le permite a las ruedas traseras
estar compensadas, por lo tanto estas permanecen en suelo firme mientras cortan
terreno natural, cuestas naturales o zanjas.
Las motoniveladoras se utilizan para las pistas de transporte y circulación para
reducir la resistencia a la rodadura, lo cual incrementará la productividad de las
mototraillas o camiones cuando usen el camino. El costo del mantenimiento del
camino generalmente es significativamente menor que el costo de la baja
productividad del acarreo de las unidades de transporte.
Cabina: Una buena posición del varillaje de la hoja, la forma del capo del motor y
las ventanillas amplias aseguran excelente visibilidad del operador en todas las
direcciones.
ESTIMACION DE LA PRODUCTIVIDAD:
Las operaciones de una motoniveladora tienden a ser lineales, como la
construcción de un camino, o rectangulares, como la construcción de un
estacionamiento.
Al trabajar en un
proyecto rectangular,
el operador de la
motoniveladora utiliza
el método de ida y
vuelta o el método de
colocación.
Cuando las
operaciones son
lineales, las
operaciones de la
motoniveladora
usualmente se dan
en una dirección,
girando al final del
proyecto y nivelando
en la otra dirección.
En el método de ida y vuelta el operador trabaja en una sola dirección,
sostiene con la hoja del equipo levantada y luego baja la hoja y hace un
segundo paso.
En el método de colocación, el operador levanta la hoja al final del paso uno,
gira en arco y nivela en dirección contraria.
Productividad=
donde:
V= Velocidad promedio de nivelacion
W= Ancho efectivo de nivelacion
OF= Factor de operación
N= Numero de pasos necesarios
Para Estimar la Productividad:
Esta ecuación provee un estimado de la
productividad para operaciones lineales
de la motoniveladora, pero no funciona
para operaciones rectangulares porque
no toma en cuenta el tiempo en el cual la
motoniveladora no está nivelando
Productividad=
donde:
CT= Tiempo del ciclo
E= Eficiencia operacional
N= Numero de pasos necesarios.
Esta ecuación se usa para
determinar la productividad
en operaciones
rectangulares
Para Estimar la Productividad:
Estas dos ecuaciones se utilizan para determinar el costo unitario usando una
motoniveladora.
Multiplicando el costo unitario por la cantidad total de trabajo dará un
estimado del rendimiento y del costo total de la tarea.
Al dividir el volumen total de trabajo a ser realizado entre la productividad
obtendremos un estimado del tiempo requerido para completar la tarea.
CT=
donde:
DF= la distancia que viaja la motoniveladora cuando se mueve hacia delante
VF= Velocidad delantera promedio de la motoniveladora
DR= la distancia de la motoniveladora cuando se mueve en reversa
VR= Velocidad en reversa promedio de la motoniveladora
El Tiempo del ciclo según el método de ida y vuelta es determinado, por:
El Tiempo del ciclo según el método de colocación es determinado, por:
CT=
donde:
DF= la distancia que viaja la motoniveladora cuando se mueve hacia delante
VF= Velocidad delantera promedio de la motoniveladora
DT= la distancia a la que la motoniveladora viaja cuando gira
VT= Velocidad promedio de la motoniveladora cuando gira.
EJEMPLO I
Un contratista tiene un proyecto de construcción de un relleno compactado que se utilizará para el almacenamiento de contenedores de transporte. El relleno será construido en 6 pulgadas compactadas y mide 150 por 360 pies. El contratista planea utilizar mototraillas para transportar el material de relleno de un lugar situado a 1 milla desde el sitio de construcción. El contratista planea utilizar una motoniveladora Caterpillar 140 G para nivelar el área.
También planea utilizar la motoniveladora para mantener el camino de recorrido para maximizar la productividad de la mototrailla. La motoniveladora está equipada con una cuchilla de 12 pies.
A) ¿Cual es la productividad del grader cuando da mantenimiento al camino, si
el ancho efectivo de la cuchilla es 9 pies y su velocidad promedio es 3
millas/hora. Asumir una eficiencia operacional de 50 min./hora, y son
necesario 2 pases al camino para ponerlo en condiciones suaves.
Productividad =
=15840 ft/hr x 9ft x 0.83 = (59,162.4 ft2/h ) / 9 yd2/ft2 = 6,574 yd2/hr
2
•B)¿Cuál es la producción estimada en yd cúbicas compactadas por hora si el operador utiliza el método de ida y vuelta para el relleno, con una velocidad de avance promedio de 2,4 millas por hora y velocidad en reversa de 6 millas por hora? Asumir una eficiencia operacional de 50 minutos por hora y 2 pases son necesarios.
Productividad =
Productividad = 360 ft x 9ft x 50min/hr = (33,750 ft2/h ) / 9 yd2/ft2 = 3,750 yd2/hr
2.4 min x 2
= 3,750 yd2/hr x (6in / 36 yd3comp/hr) = 625 Y3C/hr
CT = = 360 ft + 360ft = 2.4 min
(2.4 mill/h x 88) (6mill/hr x 88)
1 MILLA = 5280 PIES
1yd = 36 pulg.
X = 6 pulg.
•C)¿Cuál es la producción estimada en yd cúbicas compactadas por hora si el operador utiliza el método de colocación para el relleno, con una velocidad de avance promedio de 2.4 millas por hora y velocidad de giro de 1.5 millas por hora? El radio de giro mínimo de la motoniveladora es de 24 pies. Asumir una eficiencia operacional de 50 minutos por hora y 2 pases son necesarios.
Productividad =
Productividad = 360 ft x 9ft x 50min/hr = (35,217 ft2/h ) / 9 yd2/ft2 = 3,913 yd2/hr
2.3 min x 2
= 3,913 yd2/hr x (6in/36 yd3comp/hr )= 652 Y3C/hr
= 360 ft + 75 ft = 2.3 min
(2.4 mill/h x 88) (1.5mill/hr x 88)CT =
1yd = 36 pulg.
X = 6 pulg.
Para estimar el costo directo al realizar una tarea de construcción con una
motoniveladora, primero hay que estimar los costos de posesión y operación
COSTO Y ANALISIS DE TIEMPO
(Tabla de costo de posesión y operación)
EJEMPLO II
El Contratista del mismo ejemplo anterior estima el costo horario de propiedad para
la motoniveladora Caterpillar 140G en $12.50, el costo horario de operacion en
$22.75, y el salario efectivo por hora de operador en $28.00.
Determinar:
•Cual es el costo por unidad de yd3 compactado para nivelar el relleno, si el
contratista selecciona el método de nivelación mas económico?
•Cual es el tiempo total de para nivelar el camino recorrido?. Asuma que el camino
a recorrer es de 24 pies de ancho.
Solucion.
a.
Estimando El costo total de propiedad y operación para la motoniveladora tenemos:
Costo total = (12.5+22.75+28.00)/hr = $63.25/hr
Según el ejemplo desarrollado anteriormente nos muestra que por el método de
colocación nos da una productividad mayor para el proyecto. Entonces se toma 652
Y3C/hr
El costo unitario estimado es : $63.25 / 652 Y3C/hr = $ 0.10 CCY
b.
Desde que el ancho efectivo de nivelación es de 9 pies, este tendría que realizar 3
viajes para cubrir los 24 pies de ancho del camino de recorrido. De esta manera el
problema nos indica solo 2 pases son requeridos, indicándonos que la motoniveladora
tendría que dar 6 viajes.
1 milla tiene 5280 pies
El area total a nivelar= 5280 pies x 9 pies x 6 viajes = 31,680 yd2
9 pie2/yd2
Asimismo teníamos que la productividad de la motoniveladra es de 6574 yd2/hr
El tiempo total para la operación de nivelación = 31,680 yd2 / 6574 yds2/hr = 4.80
hrs
RENDIMIENTO MOTONIVELADORAS CAT
Las tablas de rendimiento no aparecen el los manuales. Aunque para cada
equipo se pueden sacar sus rendimientos con los datos del fabricante y sus
respectivas formulas.
Datos Técnicos de Motoniveladoras
Velocidades de operación:
Velocidades de operación típicas por aplicación:
Nivelación de acabado: 0-4 km/h (0-2,5 mph)
Trabajo pesado con la hoja: 0-9 km/h (0-6 mph)
Reparación de zanjas: 0-5 km/h (0-3 mph)
Desgarramiento: 0-5 km/h (0-3 mph)
Mantenimiento
de carreteras: 5-16 km/h (3-9.5 mph)
Mantenimiento de
caminos de acarreo: 5-16 km/h (3-9,5 mph)
Movimiento de nieve: 7-21 km/h (4-13 mph)
Limpieza de nieve: 15-28 km/h (9-17 mph)
Longitud efectiva, Longitud efectiva,
Longitud de m (pies) m (pies)
la vertedera ángulo de la hoja ángulo de la hoja
m (pies) 30 grados 45 grados
3,658 (12) 3,17 (10,4) 2,59 (8,5)
3,962 (13) 3,43 (11,3) 2,80 (9,2)
4,267 (14) 3,70 (12,1) 3,02 (9,9)
4,877 (16) 4,22 (13,9) 3,45 (11,3)
7,315 (24) 6,33 (20,8) 5,17 (17,0)
Para otras longitudes de hoja y otros ángulos:
Longitud efectiva = Longitud de la hoja x seno (ángulo)
Ancho de superposición:
El ancho de superposición es generalmente 0,6 m (2,0 pies).
Esta superposición es para mantener los neumáticos fuera
de los camellones en la pasada de retorno.
Eficiencia del trabajo:
La eficiencia del trabajo varía según las condiciones del
trabajo, la habilidad del operador, etc.
Una buena estimación de la eficiencia del trabajo es
aproximadamente de 0,70 a 0,85, pero habrá que tener en
cuenta las condiciones reales de operación para determinar
el valor más apropiado.
Optimización de la disponibilidad del equipo productivo.
Disminución de los costos de mantenimiento.
Optimización de los recursos humanos.
Maximización de la vida de los equipos.
MANTENIMIENTO:
El mantenimiento ayuda a la disminución del riesgo,
previniendo la probabilidad de ocurrencia de fallas
indeseables, la mejora de los niveles de eficiencia
de la instalación o equipo, la reducción de costos
operativos e incremento de la producción.
Debe ser Preventivo, una estrategia en la cual se
programan periódicamente las intervenciones en los
equipos, con el objeto principal de inspeccionar,
reparar, conservar y/o reemplazar componentes.
y Proactivo es una estrategia de mantenimiento que
pretende maximizar la vida útil operativa de las
máquinas y sus componentes, identificando y
corrigiendo las causas que originan la falla.
En forma general se puede decir que este equipo es uno de los más indispensables al
momento de trabajar en construcciones de movimiento de tierra en términos de
acabado superficial, puesto que con la Motoniveladora se puede nivelar, modelar y dar
la pendiente necesaria al material en que trabaja.
El mismo es muy versátil, lo cual está dado por los diferentes movimientos de la hoja,
como por la serie de accesorios que puede tener. Son útiles en las pistas de transporte
y circulación para reducir la resistencia a la rodadura, lo cual incrementará la
productividad de las mototraillas o camiones cuando usen el camino.
La Motoniveladora es más frágil, ya que no es capaz de aplicar la potencia de
movimiento ni la de corte del tractor, Debido a esto es más utilizada en tareas de
acabado o trabajos de precisión.
La Motoniveladora también la podemos ver en trabajos de anexos al acabado
superficial del terreno, por ejemplo, en la limpieza de nieve en caminos, para lo cual se
adapta una pala en su parte delantera, que permite una limpieza ágil y oportuna en el
lugar de trabajo.
CONCLUSIONES:
EXTRAS
Planilla para estimar los costos de posesión
