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Tecnología de la construcción 40 | Cálculo de la Productividad de los Camiones

CALCULO DE LA PRODUCTIVIDAD DE LOS CAMIONES

 

La consideracion mas importante al momento de hacer corresponder las excavadoras y los camiones es encontrar equipos con capacidades compatibles. Es importante balancear las capacidades de las unidades de transporte con el tamaño del cucharon de la excavadora y su capacidad de produccion. Hacer corresponder las capacidades lleva a una maxima eficiencia de carga y reduce el costo total. Cuando se carga con excavadoras hidraulicas, palas o cargadores, deberia utilizarse unidades de acarreo cuyo volumen de tolva este balanceado con el volumen del cucharon del excavador. Si no se hace esto, se generaran dificultades en la operacion y el costo combinado de excavacion y transporte de material sera mayor que cuando se logra el balance entre los camiones y las excavadoras.

 

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Una regla practica general de uso frecuente en la seleccion del tamaño de los camiones es el uso de camiones con una capacidad de cuatro a cinco veces la capacidad del cucharon de la excavadora. El siguiente es un formato que puede utilizarse para balancear el equipo y calcular la produccion de los camiones.

 

Numero de cargas del cucharon

 

El primer paso en el analisis de la produccion de camiones es determinar el numero de cargas de cucharon que toma cargar el camion.

13 numero de cargas del cucharon - ecuacion 9.1[9.1]

 

Tiempo de carga y volumen de carga del camion

 

El numero real de cargas del cucharon colocadas en el camion debe ser un entero. Es posible no llegar a llenar completamente el cucharon (carga corta) para equilibrar el volumen del cucharon con el volumen del camion, pero esta practica suele ser ineficiente, ya que produce perdidas de tiempo en la carga.

 


carga corta

Cucharon o tolva del camion no llenada a su total capacidad.


 

Si se coloca una carga menos del cucharon en el camion, el tiempo de carga se reducira, pero la carga en el camion tambien se reducira. A veces las condiciones de trabajo determinaran que se coloque en el camion un numero menor de cargas del cucharon, por ejemplo al trabajar en pendientes pronunciadas o cuando se agrupan muchos camiones esperando cargar. La carga del camion en tales casos, sera igual al volumen del cucharon multiplicado por el numero de cargas del cucharon.

 

Numero entero inmediatamente inferior Cuando el numero de cargas del cucharon se redondea a un entero menor que el numero de equilibrio de cargas o se reduce a causa de las condiciones de trabajo.

 

Tiempo de carga = Numero de cargas del cucharon × tiempo del ciclo del cucharon       

[9.2]

 

Cargacorta del camion (volumetrico) = Numero de cargas del cucharon × volumen del cucharon

[9.3]

 

Numero entero inmediatamente superior Si la division del volumen de la tolva de carga del camion entre el volumen del cucharon se redondea al entero inmediatamente superior y ese numero mayor de cargas del cucharon se coloca en el camion, entonces el exceso de material se derramara fuera del camion o parte de el permanecera en el cucharon. En tal caso, la duracion de la carga es igual al tiempo de ciclo del cucharon multiplicado por el numero de cargas del cucharon, pero el volumen de la carga en el camion ahora es igual a la capacidad del camion, no al numero de cargas del cucharon multiplicado por el volumen del cucharon.

Carga Plena del camion (volumetrico) =   Capacidad volumetrica del camion     

[9.4]

 

Verificacion   Gravimetrica Siempre compruebe el peso de la carga en relacion a la capacidad gravimetrica del camion.

Carga del camion (gravimetrica) = Carga volumetrica (m3S) × Peso unitario (tn/m3S)

[9.5]

 

Carga del camion (gravimetrica) < Carga util gravimetrica especificada?           

[9.6]

 

Tiempo de acarreo

 

El acarreo deberia hacerse a la mayor velocidad segura y en el cambio adecuado. Para aumentar la eficiencia, mejor es usar diseños de trafico de un solo sentido.

14 tiempo de acarreo - ecuacion 9.7

[9.7]

 

15 tiempo de acarreo - ecuacion 9.7 - 2

[9.7]

 

Con base en el peso bruto del vehiculo con la carga y teniendo en cuenta la resistencia a la rodadura y a la pendiente desde la zona de carga hasta el punto de descarga, la velocidad de viaje en el acarreo se puede estimar utilizando las cartas de desempeño del fabricante del camion (ver Figura 9.8).

16 figura 9.8

FIGURA 9.8 Carta de desempeño para un camion de descarga posterior de 22 ton

 

Tiempo de retorno

 

Con base en el peso del vehiculo vacio y la resistencia a la rodadura y a la pendiente desde el punto de descarga a la zona de carga, la velocidad de viaje de retorno se puede estimar utilizando las cartas de desempeño del fabricante del camion.

17 ecuacion 9.8 - 1

[9.8]

 

18 ecuacion 9.8 - 2

[9.8]

 

Tiempo de descarga

 

El tiempo de descarga dependera del tipo de unidad de acarreo y de la congestion en el area de descarga. Tenga en cuenta que la zona de descarga esta por lo general llena de equipos de apoyo. Los tractores o las motoniveladoras estan esparciendo el material descargado y varios equipos de compactacion pueden estar trabajando en la zona. Las unidades de descarga posterior deben estar posicionadas antes de descargar. Esto generalmente significa que el camion tiene que llegar a detenerse completamente y luego retroceder una cierta distancia. El tiempo total de descarga en estos casos puede superar los 2 min. Las unidades de descarga inferior habitualmente descargan mientras se mueven. Despues de la descarga, el camion normalmente da vuelta y regresa a la zona de carga. En condiciones favorables, una unidad de descarga posterior puede descargar y girar en 0.7 minutos, pero un tiempo desfavorable promedio es de 1.5 minutos. Las unidades de descarga inferior pueden descargar en 0.3 min bajo condiciones favorables, pero tambien pueden promediar los 1.5 minutos, cuando las condiciones son desfavorables. Siempre se trata de visualizar las condiciones en el area de descarga cuando se estima el tiempo de descarga.

 

Ejemplo 9.1

 

Determine la velocidad de un camion cuando esta transportando una carga de 22 ton en una pendiente ascendente de 6% sobre un camino de acarreo que tiene una resistencia a la rodadura de 60 lb/tn, equivalente a una pendiente adversa de 3%. Utilice la carta de desempeño de la Figura 9.8, las especificaciones del camion son como sigue:

 

Capacidad

 A ras, 14.7 yd3

Colmada, 2:1, 18.3 yd3

 19 ejemplo 9.1

 

Es necesario combinar la pendiente y la resistencia a la rodadura, lo cual proporciona una resistencia total equivalente de 9% (6% + 3%) del peso del vehiculo.

 

El procedimiento para usar la carta de la Figura 9.8 es:

 

  1. Ubique el peso del vehiculo en la escala horizontal inferior de la fraccion izquierda.
  2. Trace una linea  vertical en el valor del peso del vehiculo e interceptelo con la linea inclinada de resistencia total.
  3. A partir de esta interseccion, lea horizontalmente hacia la derecha hasta interceptar con la curva de potencia.
  4. Desde esta intercepcion, lea hacia abajo para encontrar la velocidad del vehiculo.

 

Siguiendo estos cuatro pasos, se puede determinar que el camion operara en el rango del segundo cambio y la maxima velocidad sera 6.5 mph.

 

La carta de desempeño del camion deberia utilizarse para determinar la maxima velocidad para cada tramo del camino de acarreo que tenga una diferencia significativa en la resistencia a la pendiente o a la rodadura.

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Mientras que una carta de desempeño indica la maxima velocidad a la que un vehiculo puede viajar, el vehiculo no necesariamente viaja a esa velocidad. Una carta de desempeño no tiene en cuenta la aceleracion o la desaceleracion. Ademas, otras condiciones de la ruta de viaje y de seguridad pueden controlar la velocidad de desplazamiento. Antes de utilizar una velocidad de una carta de desempeño, siempre tenga en cuenta factores como la congestion, caminos de acarreo estrechos o señales de transito cuando se transporta en la via publica, ya que estos pueden limitar la velocidad a valores por debajo del dado en la carta. La velocidad efectiva prevista se deberia utilizar para calcular el tiempo de viaje. Los estimadores del proyecto deberian recorrer la ruta de acarreo con un operador experimentado para identificar los factores que puedan afectar las velocidades de recorrido.

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