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MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN


Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Cables y maquinaria de elevación, COSTE Y PRODUCCIÓN DE LOS EQUIPOS, Equipos de excavación y carga de tierras, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN, Mecanización de las obras y costes de explotación de la maquinaria, Movimiento de tierras. Generalidades    

La maquinaria ha cambiado rápidamente con las innovaciones tecnológicas. Se ha derivado hacia la especialización, evolucionando unas hacia el gigantismo para obtener grandes producciones, mientras otras se han convertido en diminutas y versátiles. En otros casos se ha buscado la polivalencia del trabajo en equipos pequeños y medianos. Los medios informáticos han auxiliado y mejorado los sistemas de los equipos. La maquinaria va siendo cada vez más fiable, segura y cómoda para el operador, facilitándole las labores de conservación. En general se observa una preocupación creciente por la seguridad, el medio ambiente y la calidad.

Como muestra de la tendencia al gigantismo en la maquinaria de ingeniería civil y minería, os paso un pequeño documental donde se muestran brevemente estas megamáquinas. Espero que os guste.

 Os paso ejemplos de máquinas gigantes. La grúa torre Kroll K-10000 es la más grande del mundo. Fue fabricada por la marca danesa Kroll y es capaz de levantar pesos de 132 toneladas de carga máxima y 91 toneladas a una distancia máxima de 100 metros.

El Bulldozer D575A-3SD tiene casi 5 metros de altura y fue diseñado y fabricado en Japón. Esta potente máquina rebasa los 12 m de ancho y puede mover más de 215 toneladasde una sola vez.

La Bagger 288, es una excavadora giratoria empleada fundamentalmente en trabajos de minería. Una vez entró en funcionamiento se convirtió en el vehículo de carga sobre tierra firme más grande del mundo. Mide 220 metros de largo, 96 de alto y 46 de ancho.

El BelAZ 75710 pesa 810 toneladas, 210 toneladas más que el Caterpillar, y tiene una capacidad de carga de 450 toneladas. Cuenta con dos motores turbodiésel de 16 cilindros asociados que generan 4.600 caballos con un par máximo de 18.626 Nm.

La motoniveladora ACCO se considera la mayor motoniveladora del mundo. Esta máquina pesa unas 200 toneladas y contiene dos motores Caterpillar, uno de 1000 CV en la parte trasera y otro de 700 CV en la parte delantera, la cual pertenece a la cabeza tractora de una mototrailla Caterpillar 657. La hoja o cuchilla posee una longitud de 10 metros.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia,  158 pp.

YEPES, V. (2015). Coste, producción y mantenimiento de maquinaria para construcción. Editorial Universitat Politècnica de València, 155 pp. ISBN: 978-84-9048-301-5. Ref. 402.

8 septiembre, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Cables y maquinaria de elevación, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN    

Aparejo factorial

Aparejo factorial

El polipasto o aparejo es un sistema de poleas móviles, unidas con una o varias poleas fijas. En el caso ideal la ganancia o ventaja mecánica es igual al número de segmentos de cuerda que sostienen la carga que se quiere mover, excluido el segmento sobre el que se aplica la fuerza de entrada. El rozamiento reduce la ganancia mecánica real, y suele limitar a cuatro el número de poleas. El aparejo puede ser factorial, potencial y diferencial.

Ventaja mecánica de distintos aparejos tipo potencial

Ventaja mecánica de distintos aparejos tipo potencial

  • Aparejo factorial: se combinan igual número de poleas fijas y móviles; de donde se deduce que el esfuerzo necesario es igual a la resistencia dividida por el número total de poleas de que está construido el aparejo.
  • Aparejo potencial: se combina un número cualquiera de poleas móviles con una fija. De acuerdo con la figura, la primera polea móvil partiendo de abajo hacia arriba, reduce la fuerza necesaria para equilibrar la resistencia a la mitad de esta, la segunda polea reduce esta mitad a la cuarta parte, la tercera ala octava y así sucesivamente.
  • Aparejo diferencial: consta de una doble polea fija, de radios desiguales y una polea móvil, poleas que se encuentran enlazadas por una cadena sin fin o cerrada. Cuando la doble polea fija, gira en el sentido de las agujas de un reloj, la polea fija de menor radio da cordel y la más grande toma; como al dar una vuelta la polea pequeña da menos de lo que la grande toma, la consecuencia es que P = Q(R-r)/2R.
Aparejo diferencial

Aparejo diferencial

Estos aparatos se accionan mecánicamente, en muchas ocasiones con aire comprimido como elemento motor si las potencias son bajas. En estos casos es necesario dotar a los mecanismos de un freno de cinta para evitar el retroceso de la carga. En las figuras que siguen aparecen algunos ejemplos.

Polipasto eléctrico

Polipasto eléctrico

 

Detalle de aparejo de grúa móvil

Detalle de aparejo de grúa móvil

Os dejo a continuación un vídeo explicativo de los polipastos.

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; ALCALÁ, J. (2012). Maquinaria auxiliar y equipos de elevación. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 200 pp.

 

 

 

6 septiembre, 2017
 

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN, Motores y componentes mecánicos    

motoranimation1hk5Aprende a calcular el rendimiento de un motor térmico a partir de su velocidad de régimen y su par motor conociendo las características de su combustible. Evalúa cómo influye en el gasto que el motor sea de cuatro tiempos o de dos tiempos en idénticas condiciones de funcionamiento.

El enunciado del problema es el siguiente: Un motor de cuatro tiempos consume 8,47 litros a la hora de un combustible de 0,85 kg/dm3 de densidad y 41000 kJ/kg de poder calorífico. Entrega un par de 78,3 Nm a 3000 rpm. Se pide:

  1.  Calcular la masa de combustible consumida en cada ciclo
  2.  Calcular el rendimiento del motor
  3.  ¿Qué consecuencias tendría en el consumo/ciclo si el motor fuera de dos tiempos?

Para ello te dejo un vídeo de Javier Luque que espero te resulte de interés.

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

25 agosto, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Cables y maquinaria de elevación, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN    

65373-5892361Los cables se describen mediante tres números o grupos de números que representan los elementos que lo componen:

(nº de cordones) x (nº de alambres/cordón) + (notación del alma)

Tras el número total de alambres del cordón, se indica la disposición de éstos en distintas capas, y seguidamente, su denominación correspondiente: Seale, alambre de relleno, cordones triangulares, etc. Con cordones ordinarios no es necesaria dicha aclaración, pues lo alambres presentan el mismo diámetro, siendo el número de alambres de las capas sucesivas una progresión aritmética de razón 6.

Si el alma es textil se designa escribiendo +1. En cambio, si el alma es metálica pero de la misma composición que los demás cordones, se anota +0.

f 148

6 x 37 +1 Normal

 

6 x 19(1+9+9) +1 Seale

6 x 19(1+9+9) +1 Seale

 

Si el alma es metálica y de distinta composición que los demás cordones, para designarla se emplea la misma nomenclatura que para un cable.

6 x 25 [1+(6+6)+12] + (7 x 7 +0) Relleno

6 x 25 [1+(6+6)+12] + (7 x 7 +0) Relleno

12 x 7 +(7 x 7 +0) Normal

12 x 7 +(7 x 7 +0) Normal

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

18 agosto, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Cables y maquinaria de elevación, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN    

comp_6x19_1_alma_textilUn cable es un conjunto de alambres trenzados según una cierta ley, que en todas sus fases de trabajo se comporta como un elemento unidad. Los cables forman una parte muy importante de determinadas máquinas empleadas en la construcción como las dragalinas, los blondines, los planos inclinados o la excavadora de cables.

Estructura de un cable.

Elementos que componen un cable:

  • Alambres: son los elementos básicos que constituyen el cable. Son de acero de alta resistencia mecánica, que oscila entre los 1 y los 2 kN/mm2.
  • Cordón: es un conjunto formado por una serie de alambres arrollados en una capa; en algunos casos, van arrollados alrededor de otro alambre que hace de base de apoyo, llamado alambre central.
  • Alma: es el elemento central del cable y sirve de base o soporte para los cordones que lo envuelven, sirviendo a la vez de almacén de grasa para su lubricación. El alma puede ser tanto de acero como de fibra textil, pero lo que se gana en resistencia con el acero se pierde en flexibilidad.
Cable

Composición de un cable

Tipos de arrollamientos.

Se denomina arrollamiento a la forma en la que se disponen los alambres en los cordones y los cordones en el cable. Se definen los siguientes tipos:

  • Cruzado: los cordones que forman el cable están arrollados en sentido contrario al de los alambres que forman los cordones. Son los más utilizados cuando los extremos giran libremente. Se manejan fácilmente, pues no tienden a descablearse; además son resistentes al aplastamiento y a las deformaciones. Son poco resistentes al desgaste.
  • Lang: los cordones y los alambres están arrollados en el mismo sentido. Este cable es muy resistente a la abrasión y al desgaste y puede tener una gran flexibilidad (más que el anterior) siempre y cuando se realice un amarre muy cuidadoso de los extremos debido al elevado momento de giro producido al cargar el cable.
  • Antigiratorio o alternado: estos cables están formados por dos o más capas de cordones, arrollados en sentidos diferentes. Así, los cordones compensan esfuerzos y eliminan la tendencia a girar sobre sí mismos, debido a la tensión ejercida por la carga suspendida. En las grúas torre se emplea como cable de elevación. Tiene la desventaja de que necesita el oxicorte para ser cortado, ya que cizallado sólo consigue desmontarlo.

arrollamientos cable

 

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

 

 

16 agosto, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Cables y maquinaria de elevación, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN    

BLONDINTambién denominado como cable-grúa, grúa funicular o andarivel, es una instalación similar a los puentes-grúa donde la viga-puente se reemplaza por un cable portante sobre el que se desliza el carretón del que se suspende la carga. Tanto el accionamiento del carretón como los movimientos de izado o descenso se consiguen mediante cables que se manejan desde el suelo. Su aplicación es habitual en la construcción de presas, puentes, astilleros, etc. El nombre de “blondin” viene del funámbuloy acróbata francés Jean François Gravelet-Blondin ( 1824-1897).

Esquema de funcionamiento del blondín

Esquema de funcionamiento del blondín

Se distinguen los siguientes cables en el blondín:

  • Cable vía o cable carril: cable atirantado sobre el que se desplaza el carretón o bicicleta. Está fijo a dos mástiles o torres, actuando a modo de dintel de pórtico.
  • Cable tractor o de vaivén: es el que desplaza al carretón.
  • Cable elevador: sirve para el izado de la carga, fijando la posición vertical del gancho.
Sistema de cables del blondín

Sistema de cables del blondín

Los tipos de blondines más habituales, en función de los grados de libertad de los soportes, son los siguientes:

  • Fijos: si los mástiles son completamente inmóviles.
  • Basculantes: cuando un mástil es fijo y el otro abatible alrededor de la base.
  • Radiales: con un mástil fijo y el otro desplazable sobre carriles.
  • Paralelos: si los dos mástiles pueden deslizarse paralelamente sobre carriles.
Blondín de cable fijo

Blondín de cable fijo

Blondín de cable basculante

Blondín de cable basculante

Blondín de cable radial

Blondín de cable radial

Los blondines han permitido alcanzar luces que se aproximan a los 1000 m, y una capacidad de carga ha llegado a las 50 t. Sin embargo las características normales de estas instalaciones se recogen en la Tabla. Sin embargo, estos equipos requieren una instalación compleja y por tanto difícilmente amortizable si la obra no es de gran volumen.

Tabla.- Características normales de los blondines

Luz entre torres 300 – 1,000 m
Capacidad de carga 10 – 25 t
Altura de las torres 10 – 30 m
Velocidad de traslación del carretón 2 – 8 m/s
Velocidad de elevación del gancho 0.3 – 1.5 m/s
Velocidad de traslación de las torres 0.1 – 0.3 m/s

 

Os dejo un vídeo de un blondín usado en la construcción de la presa de Ibiur.

En este otro vídeo podéis ver cómo se vacía hormigón con un blondín.

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

10 agosto, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Cables y maquinaria de elevación, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN    

MegagruaLa “Liebherr LTM 11200-9.1”, es la grúa motorizada más grande del mundo, fabricada. Este tipo de grúas se usan en la construcción, generalmente en grandes obras civiles, como la construcción de viaductos, en la reparación de un rascacielos o en el mantenimiento de aerogeneradores.  Hay varios tipos de grúa móvil, desde la T3 de sólo 55 m de altura a la T7, que alcanza los 100 m de altura y puede llegar con extensiones hasta los 130 m. Pero con un brazo accesorio (YVEN2) para la T3 que sube su altura hasta los 196 m. El contrapeso que lleva la base móvil en estos casos es de  hasta 200 t, además de cuatro brazos estabilizadores hidráulicos de 14 m de longitud. Esta base móvil puede cargar por sí sola los brazos extensibles o se pueden llevar en camiones de transporte especial. La base móvil tiene 9 ejes, todos ellos directrices y dotados de una suspensión neumática de alta resistencia. A continuación os voy a dejar un vídeo de Megamáquinas donde podemos apreciar la magnitud de las cifras que hemos comentado. Espero que os guste.

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

24 julio, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN, Motores y componentes mecánicos    

Motor de dos tiempos. Wikipedia

El motor de dos tiempos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, explosión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una vuelta del cigüeñal). Este motor presenta, en condiciones similares de cilindrada, número de cilindros, etc., doble de potencia que el de cuatro, pero presenta el inconveniente de que su potencia queda algo disminuida por las deficiencias de barrido de los gases producidos en la combustión. Estos motores se caracterizan por su ligereza y bajo coste, no presentando válvulas, lo cual supone una eliminación de complicaciones mecánicas.

  • Primer tiempo: se produce la combustión, expansión de los gases y descenso del pistón; llega un momento en que éste descubre la lumbrera de escape, al mismo tiempo que comprime por su parte inferior los gases, empujándolos a través de la galería de trasiego o paso hacia el cilindro.
  • Segundo tiempo: sube el pistón, descubriéndose la lumbrera de admisión, si cono es normal no lleva válvulas. Se cierra a continuación la galería y la lumbrera de escape y se produce la compresión de los gases.

Motor Otto de dos tiempos. Wikipedia

 

Para tener una visión más completa de este motor, os dejo el siguiente objeto de aprendizaje de la Universidad de La Laguna. Espero que os sea útil.

Otro vídeo explicativo es el siguiente:

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

 

 

15 julio, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Cables y maquinaria de elevación, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN    

pico de patoEstas grúas de puerto mantienen la cota de la carga por medio de un sistema de articulaciones que hace que la pluma de la grúa funcione como un mecanismo. El desplazamiento del pórtico y el giro de la superestructura es similar a las giratorias de cable compensado.

El  giro se consigue mediante un grupo moto-reductor fijado en el lateral del castillete y una corona dentada fija en la parte superior del pivote.  Éste dispositivo permite un giro de 360º controlado por la botonera de mando. Este mecanismo además de hacer girar la superestructura de la grúa, debe controlar el momento de vuelco debido a la excentricidad de la carga y peso propios.

Grúa giratoria sobre raíles “pico de pato”

Grúa giratoria sobre raíles “pico de pato”

El mecanismo que mantiene la cota de la carga es automático, de forma que no es necesario actuar sobre el cable de elevación. El movimiento de cambio de alcance, al igual que el resto de movimientos que caracterizan este modelo de grúa, se realiza mediante manipuladores progresivos y electroválvulas proporcionales dotando a la grúa de movimientos con velocidad variable y controlada. La cabina de control se sitúa en la parte frontal de la superestructura.

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.

13 julio, 2017
 
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Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Generadores eléctricos, compresores, bombas y ventiladores, MAQUINARIA AUXILIAR Y EQUIPOS DE ELEVACIÓN    

Bomba de engranaje

Bomba de engranaje

Una bomba es una máquina destinada al transporte y elevación de líquidos, para lo cual absorbe fluido dentro de sí misma a través de un orificio de entrada y lo impulsa hacia fuera a través de una lumbrera de salida. Para accionarlas precisan de la energía proporcionada por un motor, que suele ser en la mayoría de los casos eléctricos, y en otros de combustión.

En ingeniería civil son empleadas para la elevación de agua de pozos para el abastecimiento de poblaciones, agotamientos de niveles freáticos, aspiración de fondos marinos, bombeos de líquidos de un lugar a otro, elevación de aguas negras, etc.

Los parámetros básicos necesarios para seleccionar una bomba son los siguientes:

  1. El caudal de diseño.
  2. Los parámetros que definen el líquido a transportar.
  3. La altura manométrica en el caso de una instalación de bombeo o las necesidades de oxígeno si se trata de un agitador para una planta depuradora.

Las bombas se pueden clasificar atendiendo a diversos criterios. En la figura siguiente se establece la clasificación habitual de las bombas atendiendo a su forma de trabajo.

Figura

Clasificación de las bombas hidráulicas

Otra posible clasificación se establece atendiendo al régimen de funcionamiento:

  1. Bombas de caudal constante: donde el caudal de salida es proporcional al régimen de giro de la bomba, es decir, que el caudal de líquido desplazado por cada revolución es fijo. Estas máquinas no consideran la necesidad de presión del sistema y por tanto debe existir un medio capaz de reconducir el caudal sobrante. Las bombas de engranajes son de caudal constante.
  2. Bombas de caudal variable: el caudal a la salida es independiente de la velocidad de la bomba, por lo que el caudal de líquido desplazado por cada revolución es variable. En este caso el caudal desplazado es el que necesita el sistema. Las bombas de paletas y pistones pueden ser tanto de caudal constante como variable.

En la Tabla siguiente se comparan las características más importantes de las bombas hidráulicas.

Comparación de las propiedades generales de las bombas

Comparación de las propiedades generales de las bombas

Os dejo uno vídeos explicativos sobre este tema.

Aquí os dejo una serie de vídeos divulgativos sobre las bombas hidráulicas.

Referencia:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814.

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