G0105_U1_INTRODUCTORIO

Unidad 1. Fuerzas Físicas a las cuales una máquina está sometida

ESTRUCTURA DE UNA MÁQUINA Y ELEMENTOS DE DESGASTE

Gildemeister

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Unidad 1. Fuerzas Físicas a las cuales una máquina está sometida

Unidad 1 Fuerzas Físicas a las que una máquina está sometida

Material de Introducción

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ÍNDICE DE CONTENIDO

Introducción Contenidos Tema 1: Maquinaria pesada 1.1. Clasificación 1.2. Función 1.3. Estructuras y Sistemas Tema 2: Cargas y esfuerzos mecánicos 2.1. Definición 2.2. Tipos 2.3. Aplicación Conclusiones Bibliografía Conceptos claves: cargas y esfuerzos mecánicos en maquinaria pesada, maquinaria pesada.

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INTRODUCCIÓN La maquinaria pesada utilizada en las distintas áreas industriales, es considerada un equipo crítico en el proceso productivo. Debido a las funciones que desarrollan determinados elementos y estructuras que la componen, quedan sometidas a distintos tipos de cargas o fuerzas, las cuales generan esfuerzos mecánicos. Si estos esfuerzos exceden la resistencia del material del cual están fabricados, producirán una falla y finalmente la rotura de la pieza, causando la paralización del equipo por lo tanto pérdidas en la productividad.

Debido a lo anterior es necesario poder identificar los puntos críticos con el fin de tomar las medidas necesarias para programar las mantenciones requeridas o si fuera el caso que la reparación del equipo se realice en el menor tiempo posible, evitando al máximo las demoras, aumentando así su disponibilidad.

En la unidad 1 comenzaremos con la revisión de los distintos tipos de maquinaria pesada, su función y las partes que las conforman, considerando sus estructuras y sistemas. Luego distinguiremos los esfuerzos mecánicos que se generan sobre las estructuras y elementos de acuerdo a las cargas a las cuales se someten producto de la actividad que desarrollan, y finalmente determinaremos los puntos críticos propensos a presentar fallas, según los efectos de los esfuerzos mecánicos y las condiciones de operación.

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Tema 1: Maquinaria Pesada.

1.1. Clasificación La maquinaria pesada se utiliza principalmente en obras civiles, minería y actividades agrícolas. Su clasificación se puede realizar respecto a la capacidad de carga; alta, media, baja, al área disponible de trabajo esto quiere decir con rotación o sin rotación, y según las operaciones que realizan las podemos clasificar de la siguiente manera:

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1.2. Función

Máquina

Función Excavadora: Excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balancín, sin que el chasis o la estructura portante se desplace.

Tractor: Trabajo de corte (excavando) y al mismo tiempo empujando con la hoja (transporte). En esta máquina son montados diversos equipos para poder ejecutar su trabajo, además debido a su gran potencia tiene la posibilidad de empujar o apoyar a otras máquinas cuando estas lo necesiten Cargador Frontal: El cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un cucharón de gran tamaño en su extremo frontal. Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas.

Retroexcavadora: Entre sus operaciones podemos citar: excavar, excavar taludes verticales por debajo del plano de sustentación de la máquina, cargar, girar y desplazar.

Bulldozers: Son tractores provistos de una hoja de empuje recta, su principal función es excavaciones superficiales, empujando el material a distancias pequeñas entre 20 y 100 m.

Motoniveladora: Su función principal es nivelar, modelar o dar la pendiente necesaria al material en que trabaja. 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.

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1.3. Sistemas y Estructuras Es importante que podamos identificar estas estructuras y sistemas porque es allí donde se aplican las cargas o fuerzas producto de las condiciones de operación de la máquina, las cuales definiremos y estudiaremos en el próximo tema.

Sistema de Potencia: Unidad constituida por el motor a combustión interna, ya sea diésel que es lo más común en maquinaria pesada, aunque también podemos

encontrar

a

gasolina

y

Sistema

de

Locomoción:

Unidad

constituida por elementos que se utilizan para su desplazamiento, entre los cuales se encuentran; los neumáticos y el tren de rodaje.

eléctricos

Sistema

de

Unidad

Sistema Hidráulico: Unidad constituida por

que

elementos que mediante algún tipo de

soportan los elementos y sistemas de la

fluido, transmiten la fuerza desde un

maquinaria y protegen al pasajero, el

punto a otro, entre los cuales podemos

cual se encuentra conformado por:

citar; bombas, válvulas, líneas de trabajo,

chasis, protecciones y bastidores.

actuadores lineales y rotatorios.

constituida

Carrocería: por

estructuras

Sistema de Transmisión: Esta unidad se compone

por

los

elementos

que

transmiten la potencia hasta las ruedas motrices que son las encargadas de traccionar o empujar la máquina. Entre dichos

elementos

podemos

citar:

embrague, caja de cambio manual o automática y mando final.

Sistema

de

Suspensión:

Unidad

constituida por elementos que absorben las reacciones producidas en las ruedas por la desigualdad del terreno. Esto quiere decir que se ubican entre los elementos no suspendidos (ruedas y ejes) y los suspendidos (chasis, carrocería, pasajeros y carga). Entre los elementos

podemos citar: muelles y barras.

Sistema Eléctrico: Unidad constituida por componentes interconectados para desarrollar alguna función, por ejemplo; baterías, alternadores, motor de arranque y sensores.

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Tema 2: Cargas y esfuerzos mecánicos 2.1. Definición Fuerza: Es la acción de un cuerpo sobre otro esto quiere decir, que puede provocar el desplazamiento del cuerpo o su deformación. Las unidades en las cuales se mide la fuerza es el Newton (N) en el sistema internacional de medida, mientras que en el sistema ingles se mide en libras fuerza (Lbf) y en el sistema técnico se mide en Kilogramo fuerza (Kgf ) o Kilopond (Kp).

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Esfuerzo Mecánico

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Un esfuerzo mecánico se define como la fuerza externa que soporta un elemento sobre una determinada área resistente.

2.2 Tipos de Esfuerzos Los revisaremos a continuación:

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2.3. Aplicación Los esfuerzos mecánicos simples que se generan producto de las fuerzas en las maquinarias pesadas, básicamente se localizan en los elementos que quedan sometidos a las distintas fuerzas, por ejemplo:

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Conclusiones De esta manera en la presente unidad hemos revisado por un lado las maquinarias pesadas utilizadas en trabajos de obras civiles y en el área agrícola, considerando su clasificación, funciones así como sus sistemas, estructuras y elementos principales. Es importante que podamos identificar estas estructuras y sistemas porque es allí donde se aplican las cargas o fuerzas producto de las condiciones de operación de la máquina y quienes finalmente están expuestos a presentar algún tipo de falla.

Por otro lado las fuerzas o cargas que se aplican en los distintos sistemas, estructuras y elementos constitutivos de la máquina, generan esfuerzos mecánicos simples; tracción, compresión, corte, flexión y torsión.

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Bibliografía Canturín Cano, Ricardo & Siucho Dextre, Raúl (2004). Aplicación de métodos de productividad en las operaciones de equipos de movimiento de tierras(ejemplo práctico: cantera de la fábrica de Cementos Lima), Proyecto Profesional para optar el titulo de Ingeniero Civil. Rescatado el 30 de Julio 2013, desde el sitio web: cybertesis.upc.edu.pe/upc/2004/canturin_cr/html/sdx/canturin_c r.html

Villarino Otero, Alberto. Maquinaria de Obra Civil, Escuela Politécnica Superior de Ávila. Rescatado el 25 de Julio 2013, desde el sitio web:

http://212.128.130.23/eduCommons/ensenanzas-

tecnicas/ingenieria-civil/contenido/TEMA%201%20%20MAQUINARIA%20DE%20OBRA%20CIVIL.pdf

España, Estructuras Esfuerzos Mecánicos. Recuperado el 30 de julio 2013,

desde

el

sitio

web

de

Libros

Vivos:

http://www.librosvivos.net/smtc/files/t_esfuerzos.pdf

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Bibliografía Imágenes de Maquinaria Pesada. Recuperado el 24 de Julio 2013, desde el sitio web: http://www.mgildemeister.cl/case.html

Maquinaria pesada. Recuperado el 24 de Julio 2013, desde el sitio web: www.maquinariaspesadas.org/maquinaria-pesada

Video

de una Retroexcavadora Case 580 SE en operación.

Recuperado el 30 de Julio de 2013, desde el sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=YAZHNYKooIg

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