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Tecnología de la construcción 41 | Tiempo de Ciclo del Camión

Tiempo de ciclo del camion

 

El tiempo de ciclo de un camion es la suma del tiempo de carga, el tiempo de acarreo, el tiempo de descarga y el tiempo de retorno:

 

Tiempo de ciclo del camion = Tiempocarga + Tiempoacarreo + Tiempodescarga + Tiemporetorno

[9.9]

Numero de camiones requeridos

 

El numero de camiones necesarios para mantener el equipo de carga trabajando a total capacidad es:

20 numero de camiones requeridos - ecuacion 9.10

[9.10]

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Produccion

 

El numero de camiones debe ser un entero.

 

Numero entero menor que el numero de balance. Si se escoge un numero entero de camiones inferior al resultado de la ecuacion. [9.10], los camiones controlaran la produccion.

 

21 produccion - ecuacion 9.11

[9.11]

Numero entero mayor que el numero de balance Cuando se selecciona un numero entero de camiones mayor que el resultado de la ecuacion. [9.10], la produccion es controlada por el equipo de carga.

 

22 numero entero mayor que el numero balance - ecuacion 9.12

[9.12]

 

El punto de balance ocurre cuando el equipo de carga y las unidades de acarreo operan al mismo nivel de produccion. Como regla general, redondee hacia abajo y mantenga las unidades de transporte en movimiento. Esto le da tiempo al equipo de carga para acondicionar el sitio de carga, llenar el cucharon y estar listo para cargar la siguiente unidad de transporte. Considere la posibilidad de que si se utiliza constantemente un solo cargador, ello representa un riesgo mayor para la produccion de trabajo si llegara a ocurrir un fallo mecanico. Una operacion constante al 100% limita el mantenimiento de rutina cuando los camiones llegan continuamente a cargar. La averia de una unidad de acarreo tiene un impacto menor que la averia de un unico cargador. Si hay un numero insuficiente de camiones de acarreo, habra una perdida de produccion. Si hay unidades adicionales de acarreo, pueden ocurrir congestionamientos en la carga, elevando los costos. El sitio de descarga puede moverse mas cerca o mas lejos del sitio de carga. Esta caracteristica debe considerarse en el diseño de la operacion. Por lo tanto, como punto de partida, por lo general es mejor redondear hacia abajo al entero mas proximo, a menos que las condiciones justifiquen lo contrario. Es necesario un analisis de costo para ayudar en la decision.

 

Eficiencia

La produccion calculada ya sea con la ecuacion. [9.11] o la ecuacion [9.12] se basa en una hora de 60 minutos de trabajo. Esa produccion deberia ser ajustada por un factor de eficiencia. Distancias de transporte mas largas suelen dar lugar a una mejor eficiencia del conductor. La eficiencia del conductor aumenta a medida que aumentan las distancias de transporte hasta cerca de 2,400 m (8,000 ft), despues de la cual que se mantiene constante. Otros elementos criticos que afectan la eficiencia son el congestionamiento, las condiciones del equipo, la congestion del area de carga y de descarga, el abastecimiento de combustible y el mantenimiento, los descansos de los operarios, las normas de trabajo y la planificacion del proyecto y el diseño.

 

23 eficiencia - ecuacion 9.13

[9.13]

 

Ejemplo 9.2

 

Un cargador que opera a 107 yd3/hr tiene un cucharon con una capacidad colmada de 2.5 yd3 y un ciclo de carga de 1.2 min. Los camiones tienen 11 yd3 de capacidad y un tiempo de descarga, acarreo y retorno de 30 min. Al cargador se le aplica un factor de llenado de 95% debido al derrame del material. El proyecto trabaja con 50 min/hr.

 

 24 ejemplo 9.2 - 1

Tiempo del ciclo del camion = Carga + Acarreo + Descarga + Retorno

= (1.2 min × 4 cargas) + 30 min = 34.8 min

Carga util del camion = 2.5 yd3 × 4 cargas × 0.95 = 9.5 yd3

 25 ejemplo 9.2 - 2

26 ejemplo 9.2 - 3

 

Cada camion que se añade al trabajo incrementara la produccion en 13.7 yd3/hr; sin embargo, el cargador controlara y limitara la produccion del trabajo a 107 yd3/hr.

 

El proximo  paso  sera  determinar la  produccion  del  trabajo cuando se añada cada camion:

 

Seis camiones: 13.7 yd3/hr × 6 camiones = 82.2 yd3/hr

 

Siete camiones: 13.7 yd3/hr × 7 camiones = 95.9 yd3/hr

 

Ocho camiones: 13.7  yd3/hr  × 8  camiones  =  109.6  yd3/hr, el cargador controla a 107 yd3/hr

 

Nueve camiones: 13.7 yd3/hr × 9 camiones = 123.3 yd3/hr, el cargador controla a 107 yd3/hr

 

Para ilustrar el numero de camiones con la produccion se ha desarrollado una curva de balance

 

27 ejemplo 9.2 - 4 curva de balance

 

En el Ejemplo 9.2, tenga en cuenta que la produccion de los camiones se basa en una hora de 50 min. Esta politica se deberia aplicar tambien cuando se haga el balance de la excavadora o el cargador con las unidades de transporte, porque a veces ambos operan a su maxima capacidad, si el numero de unidades esta bien balanceado. Sin embargo, la produccion promedio de una unidad, excavadora o camion, por un periodo prolongado de tiempo, deberia basarse en la aplicacion de un factor de eficiencia adecuado a la capacidad productiva maxima.

 

Costo

Un tema fundamental en la optimizacion de la produccion es el efecto sobre el costo. Los niveles de produccion se pueden ajustar en funcion del numero de unidades de acarreo, como se describio anteriormente, pero debe entenderse el impacto en los costos. El desarrollo de costos unitarios proporciona una forma sencilla de entender el efecto de la produccion y el numero de unidades de acarreo.

 

Ejemplo 9.3

 

Usando los valores de produccion del ejemplo 9.2, se han calculado los costos unitarios usando los siguientes costos horarios:

 

Cargador con operador = $90/hr

Camion con operador = $55/hr

 

Para cada combinacion de ± 2 camiones alrededor del punto de equilibrio de 7 camiones se ha calculado el costo unitario en $/yd3:

 

Cinco camiones: $90/hr + ($55/hr)(5 camiones) = $365/hr ÷ 68.5 yd3/hr = $5.33/yd3

 

Seis camiones: $90/hr + ($55/hr)(6 camiones) = $420/hr ÷ 82.2 yd3/hr = $5.11/yd3

 

Siete camiones: $90/hr + ($55/hr)(7 camiones) = $475/hr ÷ 95.9 yd3/h = $4.95/yd3

 

Ocho camiones: $90/hr + ($55/hr)(8 camiones) = $530/hr ÷ 107 yd3/h = $4.96/yd3

 

Nueve camiones: $90/hr + ($55/hr)(9 camiones) = $585/hr ÷ 107 yd3/h = $5.47/yd3

 

Se ha graficado el numero de camiones con el costo unitario de produccion para visualizar el impacto.

 

28 ejemplo 9.3

 

A pesar de que la combinacion de cinco camiones tiene el menor costo por hora $365/hr, es el que tiene uno de los mayores costos de produccion unitario $5.33/yd3. Un numero menor de camiones, tal como tres o cuatro, aumentaria aun mas los costos de produccion. La adicion de mas camiones mas alla del punto de balance 7.25 camiones tambien aumenta los costos unitarios de produccion. Los costos de produccion mas bajos son los valores enteros a cada lado del punto de equilibrio, siete y ocho camiones. Como se señalo anteriormente, se recomienda seleccionar el menor valor entero para evitar el agrupamiento y la operacion constante del equipo de carga. En este ejemplo, el redondeo al valor entero mas alto lleva casi al mismo costo de $ 4.95/yd3 aproximadamente.

 

TEMAS DE PRODUCCION

 

Se deben considerar una serie de otros factores al momento de hacer corresponder las excavadoras con las unidades de acarreo:

 

  • Posicionamiento del camion para la carga
  • Alcance de la excavadora
  • Altura de descarga del cucharon
  • Ancho del cucharon

 

Posicionamiento del camion para la carga

 

El camion se deberia colocar para la carga de una manera eficiente y segura. Lo ideal es el movimiento solo hacia adelante de los camiones en el area de carga. Es mas facil y mas seguro para el conductor posicionar la unidad de acarreo y reduce el tiempo total de ciclo del camion por la eliminacion del retroceso. El retroceso tambien ocupa la misma areas de viajes dos veces una para retroceder y otra para avanzar, creando un pequeño punto de ahogo en la operacion. Retroceder en la zona de carga crea una preocupacion natural de seguridad, ya que el conductor tiene capacidad limitada para ver detras de la unidad de acarreo para posicionarlo adecuadamente para la carga. Un unico carril de carga deberia ser creado y ajustado a medida que la operacion continua. Si es necesario el retroceso, deberia planearse una disposicion de patron en V donde la unidad de acarreo llega por una linea (carril) y retrocede vacio y se mueve hacia adelante lleno sobre el segundo carril. Cuando la unidad de acarreo llega por el primer carril, el conductor puede estudiar el carril de retroceso y dirigir la unidad de carga. El carril de retroceso deberia mantenerse lo mas recto posible.

 

Alcance de la excavadora

La excavadora debe ser capaz de alcanzar fisicamente el punto de vertido sobre la tolva de carga del camion. En el caso de una pala o una excavadora, esto involucra el alcance de la pluma y el brazo cuando se extiende a la altura de descarga. El alcance de un cargador se mide desde la parte delantera de sus neumaticos delanteros a la punta de la cuchilla del cucharon, cuando el brazo esta completamente alzado y el cucharon esta dispuesto para descargar a 45 grados.

 

Altura de descarga del cucharon

 

Compare la altura de descarga del cucharon de la excavadora con la de los lados en la tolva de carga del camion. Esta comparacion debe tener en cuenta la configuracion real de la excavadora y su cucharon. Los dientes de un cucharon para roca pueden reducir la altura de descarga hasta en 30 cm (1ft). Los suples en la tolva de carga o el uso de neumaticos mas grandes en el camion pueden aumentar significativamente su altura. Se puede construir una rampa para el cargador para alcanzar la altura deseada de descarga.

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Ancho del cucharon

 

Compare el ancho del cucharon de la excavadora con la longitud de la tolva de carga del camion. Se recomienda que el ancho del cucharon de carga respecto a la longitud de la tolva de carga deberia estar en una relacion de 1:1.4 y 1:1.5. El cucharon no deberia ser tan ancho que sea dificil para el operario de la excavadora evitar golpear la parte posterior de la cabina del camion o descargar material muy cerca de extremo de la tolva de carga. Las piezas de material de forma voluminosa, como grandes rocas o suelo congelado, que se ubican muy cerca del extremo de la tolva de descarga es probable que caigan fuera del camion, cuando sube una pendiente. Las rocas que se derraman en el camino de acarreo pueden dañar los neumaticos y crear requerimientos adicionales para el mantenimiento de carreteras. Incluso si la carga no sale del camion, se coloca una distribucion de peso no deseado sobre el eje posterior, lo que puede aumentar el desgaste del eje y de los neumaticos.

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