Unidades de acarreo de material excavado
Ninguna discusión sobre la maquinaria de excavación estaría completa sin mencionar quienes transportan el material excavado, generalmente camiones, con cuerpos hechos para ese propósito específico. Los transportistas de este tipo, con capacidades de acarreo de 120 pies cúbicos (92 pies cúbicos) y más, hacen un trabajo corto de mover el material excavado.
Los camiones de este tamaño pueden clasificarse de varias maneras, incluidas las siguientes:
- Tamaño y tipo de motor
- Número de engranajes
- Tracción en dos, cuatro o seis ruedas
- Método de dumping
- Capacidad
- Peso neto y peso bruto
Las capacidades de transporte de camiones se pueden estimar para un trabajo en particular una vez que se establecen las condiciones del sitio. El tipo de material a transportar, las distancias de transporte, el tipo de terreno sobre el que debe viajar el camión y, en algunos casos, la altura sobre el nivel del mar, juegan un papel importante en el cálculo de la eficiencia de la unidad de transporte. Las unidades turboalimentadas no se ven afectadas por elevaciones de hasta 10,000 pies (3,000 m); sin embargo, los camiones con sistemas de carburación normales perderán potencia en aproximadamente un 3% por cada 1,000 pies (300 m) de elevación.
El tiempo de viaje del ciclo se basa en las velocidades alcanzables del camión para condiciones cargadas y descargadas. Las velocidades alcanzables se ven afectadas por cuatro factores: la distancia recorrida, la resistencia del camino, la resistencia o asistencia en pendientes y la fuerza de tracción. La tracción máxima (fuerza de tracción utilizable) se define como el producto de la fuerza total sobre los ejes impulsores y el coeficiente de tracción. En forma de ecuación, se puede escribir como:
RPu = F x CT
Donde, RPu = fuerza de tracción máxima utilizable en lb
F = carga en los ejes de accionamiento en lb
CT = coeficiente de tracción
El coeficiente de tracción se basa en el tipo de material sobre el cual el camión debe viajar en la condición cargada. En el caso de los vehículos con neumáticos, representa el coeficiente de fricción de los neumáticos en una superficie de carretera en particular. La fuerza de tracción máxima utilizable representa la cantidad máxima de tracción que se puede desarrollar antes de que las ruedas motrices comiencen a deslizarse.
La fuerza de tracción máxima disponible que puede desarrollar un camión está determinada por el tamaño del motor y la fuerza de tracción que puede desarrollar en la parada. La fuerza de tracción requerida se basa en las condiciones anticipadas de la carretera y depende del peso del camión, la resistencia a la rodadura y la pendiente de la carretera. En forma de ecuación, se puede expresar como:
RPr= GW X TR
donde RPr = fuerza de tracción requerida en lb
GW = peso bruto cargado en lb
TR = resistencia total de desplazamiento = porcentaje de pendiente de la carretera + porcentaje de resistencia a la rodadura
Cuando el camión va cuesta abajo, la pendiente de la carretera ayuda al camión y se reduce la resistencia de desplazamiento total, lo que resulta en una fuerza de tracción más baja requerida. La resistencia de viaje total en este caso puede convertirse en asistencia de viaje; es decir, el camión tenderá a bajar la pendiente y se requerirá una acción de frenado para mantener una velocidad que no exceda la velocidad máxima de operación del camión. Esta asistencia de viaje se puede expresar como:
TA = porcentaje de pendiente de carretera - porcentaje resistencia a la rodadura
El tiempo total del ciclo se basa en la velocidad alcanzable del camión en cada dirección de desplazamiento. En la condición cargada, la velocidad alcanzable del camión es generalmente más lenta que en el viaje de regreso cuando el camión está vacío. Las velocidades alcanzables se basan en la velocidad máxima del camión en cada dirección modificada por el factor de velocidad alcanzable. Cuanto más corta es la distancia, menor es la velocidad alcanzada debido al tiempo perdido debido a cambios, aceleraciones, desaceleraciones y paradas. Los factores de velocidad típicos para convertir las velocidades máximas en velocidades alcanzables varían de 0.4 a 0.85 dependiendo de las condiciones de transporte.
Ejercicio de aprendizaje
Determine la fuerza de tracción máxima utilizable para un camión con un peso bruto de carga de 40 T que viaja sobre marga de arcilla dura y seca con un coeficiente de tracción de 0.60. La carga en el eje de transmisión es de 60,000 lb. Determine la fuerza de tracción requerida suponiendo que el camión cargado debe mover la carga un 6% más y la resistencia a la rodadura es del 2.5%. Basado en una estimación del programa de computadora de la velocidad máxima de 15 mph en la condición cargada y un factor de velocidad alcanzable de 0.66, calcule la velocidad alcanzable del camión.
Solución
La fuerza de tracción máxima utilizable en libras es = 60,000 x 0.60 = 36,000 lb
La fuerza de tracción requerida en función de las condiciones de la carretera dada es = RPr = GW x TR
RPr = fuerza de tracción requerida en lb; GW = 80,000 lb; TR = resistencia total de desplazamiento = porcentaje de pendiente de la carretera + porcentaje de resistencia a la rodadura
TR = 6 + 2.5 = 8.5
RP = 80,000 x (8.5 ÷ 100) = 6,800 lb
La velocidad alcanzable es el producto de la velocidad máxima y el factor de velocidad alcanzable, o 0.66 x 15 = 9.9 mph
