La Maquinaria Pesada 3o5f6r

 Generalidades de la Maquinaria pesada. 1.1. Potencias y fuentes de energía. Estos conceptos los vemos con frecuencia en las tablas de especificaciones del motor de un automóvil o camión. Pero, ¿qué significan?, ¿Cómo los interpretamos? Empecemos con una analogía: Al sentirnos enfermos visitamos al médico para consultarle sobre nuestro malestar. Luego de escuchar nuestra narración, nos realiza algunas pruebas sencillas: nos toma el pulso y la presión sanguínea. Estas pruebas le permiten conocer el estado de funcionamiento del corazón. Es decir con qué rapidez y fuerza está trabajando nuestro motor. El torque y la potencia son dos indicadores del funcionamiento del motor, nos dicen qué tanta fuerza puede producir y con qué rapidez puede trabajar. El torque es la fuerza que producen los cuerpos en rotación, recordemos que el motor produce fuerza en un eje que se encuentra girando. Para medirlo, los ingenieros utilizan un banco ó freno dinamométrico que no es más que una instilación en la que el motor puede girar a toda su capacidad conectada mediante un eje a un freno o balanza que lo frena en forma gradual y mide la fuerza con que se está frenando. Con los dedos de la mano izquierda trate de hacerlo girar (motor) y con la mano derecha trate de impedir que gire. Mientras más fuerza haga para impedir que gire, mayor será el esfuerzo que debe hacer para hacerlo que girar. Se llama Torque máximo a la mayor cantidad de fuerza de giro que puede hacer el motor. Esto sucede a cierto número de revoluciones. Un motor con un torque máximo de 125 Nm @ 2500rpm significa que el motor es capaz de producir una fuerza de giro (Técnicamente conocido como "momento" o "par" torsional) de hasta 125 newton metro cuando está acelerado al máximo y gira a 2500 revoluciones por minuto. Recuerde que el motor esta acelerado al máximo (Técnicamente conocido como WOT ó wide open throttle) y no gira a las máximas revoluciones ya que se encuentra frenado por el freno dinamométrico. Mientras mayor sea el torque máximo de un motor, más fuerte este es. Esto es interesante al momento de comparar motores ya que sin importar el tamaño, el tipo, el sistema de encendido ó el de inyección, un motor tendrá más fuerza que otro cuando su torque máximo sea mayor. La tendencia mundial es lograr motores con el torque más alto posible en todas las revoluciones y principalmente al arrancar. Este efecto se conoce como "motor plano".

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¿Qué pasó con la potencia? La potencia indica la rapidez con que puede trabajar el motor. La potencia máxima es el mayor número obtenido de multiplicar el torque del motor por la velocidad de giro en que lo genera. Potencia = Torque x velocidad angular. Veamos las unidades: En el sistema internacional el torque se expresa en Nm (Newton metro) La potencia se expresa en W (Vatios) Debido a que los motores usados en la industria automotriz, tienen muchos vatios se acostumbra usar el kW (Kilovatio) 1kW = 1000 W. Fuentes de energía Rudolf Diesel desarrolló la idea del motor diesel y obtuvo la patente alemana en 1892. Su logro era crear un motor con alta eficiencia. Los motores a gasolina fueron inventados en 1876 y, específicamente en esa época, no eran muy eficientes. Las diferencias principales entre el motor a gasolina y el Diesel son: Un motor a gasolina aspira una mezcla de gas y aire, los comprime y enciende la mezcla con una chispa. Un motor diesel sólo aspira aire, lo comprime y entonces le inyecta combustible al aire comprimido. EL calor del aire comprimido enciende el combustible espontáneamente. Un motor diesel utiliza mucha más compresión que un motor a gasolina. Un motor a gasolina comprime a un porcentaje de 8:1 a 12:1, mientras un motor diesel comprime a un porcentaje de 14:1 hasta 25:1. La alta compresión se traduce en mejor eficiencia. Los motores diesel utilizan inyección de combustible directa, en la cual el combustible diesel es inyectado directamente al cilindro. Los motores a gasolina generalmente utilizan carburación en la que el aire y el combustible son mezclados un tiempo antes de que entre al cilindro, o inyección de combustible de puerto en la que el combustible es inyectado a la válvula de aspiración (fuera del cilindro).Observe que el motor diesel no tiene bujía, toma el aire y lo comprime, después inyecta el combustible directamente en la cámara de combustión (inyección directa). Es el calor del aire comprimido lo que enciende el combustible en un motor diesel.En esta animación simplificada, el aparato verde pegado al lado izquierdo del cilindro es un inyector de combustible. De cualquier forma, el inyector en un motor diesel es el componente más complejo y ha sido objeto de gran experimentación en cualquier motor particular debe ser colocado en variedad de lugares. El inyector debe ser capaz de resistir la temperatura y la presión dentro del cilindro y colocar el combustible en un fino spray. Mantener el rocío circulando en el cilindro mucho tiempo, es también un problema, así que muchos motores diesel de alta eficiencia utilizan válvulas de inducción especiales, cámaras de pre combustión u otros dispositivos para mezclar el aire en la cámara de combustión y para que por otra parte mejore el proceso de encendido y combustión. Una gran diferencia entre un motor diesel y un motor a gasolina está en el proceso de inyección. 2

La mayoría de los motores de barcos utilizan inyección de puerto o un carburador en lugar de inyección directa. En el motor de un barco, por consiguiente, todo el combustible es guardado en el cilindro durante el choque de aspiración, y se quema todo instantáneamente cuando la bujía dispara. Un motor diesel siempre inyecta su combustible directamente al cilindro, y es inyectado mediante una parte del choque de poder. Esta técnica mejora la eficiencia del motor diesel. La mayoría de motores diesel nos ofrecen un testigo de luz de algún tipo que no se muestra en la figura. Cuando el motor diesel está frío, el proceso de compresión no debe elevar el aire a una temperatura suficientemente alta para encender el combustible. El tapón de luz es un alambre calentado eléctricamente (recuerde los cables calientes que hay en una tostadora) que ayuda a encender el combustible cuando el motor está frío. Combustible Diesel Si usted ha comparado el combustible diesel y la gasolina, sabrá que son diferentes. Huelen diferente. El combustible diesel es más pesado y aceitoso. El combustible diesel se evapora mucho más lento que la gasolina, su punto de ebullición es más alto que el del agua. Usted oirá a menudo que al combustible diesel lo llaman gasoil por lo aceitoso. El combustible diesel se evapora más lento porque es más pesado. Contiene más átomos de carbón en cadenas más largas que la gasolina (la gasolina típica es C9H20 mientras el diesel es típicamente C14H30). Toma menos tiempo refinar para crear el combustible diesel, ya que es generalmente más barato que la gasolina. El combustible diesel tiene una densidad de energía más alta que la gasolina. En promedio, un galón de combustible diesel (3875 L.) contiene aproximadamente 147x106joules, mientras que un galón de gasolina contiene 125x106joules. Esto, combinado con la eficiencia mejorada de los motores diesel, explica por qué los motores diesel poseen mejor kilometraje que el equivalente en gasolina.

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1.2.

Tren de fuerzas

La fuerza es todo agente capaz de modificar la velocidad o la forma de los objetos. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o energía. El tren de fuerza es la parte más importante y es el encargado de convertir la energía del combustible en movimiento de los neumáticos para impulsarlo, puede ser de diversas arquitecturas de acuerdo al propósito a que se destine el vehículo. A continuación los esquemas más comunes utilizados en los automóviles de hoy. En todos los casos es necesaria la existencia de un elemento de desconexión/conexión entre el motor y el resto de la transmisión conocido como embrague. El tren de fuerzas de una maquinaria es aquel conjunto de dispositivos encargado de convertir toda la energía en movimiento, ya sea para trasladar a la máquina o a que esta misma desarrolle cierta acción. En otras palabras es la encargada de transmitir la fuerza al suelo. Entre los dispositivos que conforman el tren de fuerza de la maquinaria generalmente se encuentran los: Motores Un motor es una máquina capaz de transformar cualquier tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento. Existen diversos tipos, siendo los más comunes: Motores térmicos: cuando el trabajo se obtiene a partir de energía térmica. Motores de combustión interna: son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de iniciar la combustión es una mezcla de un comburente (como el aire) y un combustible, como los derivados del petróleo, los del gas natural o los biocombustibles. Motores de combustión externa: son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor energía mediante la transmisión de energía a través de una pared. Motores eléctricos: cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica. Generalmente en la actualidad la maquinaria pesada usa motores diésel, el motor diésel es un motor térmico de combustión interna cuyo encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro.

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El tren de fuerza de Caterpillar produce una potencia de tracción continua para el 525B Motor 3126 D ITA El motor Caterpillar 3126 genera una potencia confiable con bajo nivel de emisiones, excelente economía de combustible y la tradicional larga duración de Caterpillar. Diseño del motor La precisión del diseño y el ciclo de 4 carreras proporcionan potencia, confiabilidad, facilidad de servicio y economía de combustible Características de confiabilidad El motor 3126 ofrece máxima confiabilidad y respuesta gracias a una diversidad de características. · Asientos de válvula más anchos · Inyectores con boquilla cónica · Vástagos de las válvulas de escape cromados · Filtros de combustible en serie Seguidores del rodillo del árbol de levas Los seguidores del rodillo del árbol de levas reducen el desgaste y las pérdidas de potencia por fricción para una excelente economía de combustible. Los seguidores y las varillas de empuje pueden reemplazarse sin desmontar el árbol de levas. Pistones Los pistones articulados de 2 piezas son duraderos, más silenciosos y económicos; tienen mayor capacidad térmica y estructural. Anillos de cerámica cromada El nuevo conjunto de anillos CCS (superficie cerámica cromada) mejora notablemente la vida útil del bloque del motor. Cigüeñal El cigüeñal es forjado y endurecido por inducción para una mayor duración; además, puede rectificarse totalmente Muñones El cigüeñal tiene 7 muñones principales y 8 contrapesos; el mismo se ha equilibrado dinámicamente para funcionar suavemente. Bielas

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Las bielas pueden desmontarse por la parte superior de los cilindros para facilitar el servicio. Convertidor de par El convertidor de par grande, de servicio pesado, incluye un embrague de traba y se ha adaptado específicamente al motor Cat 3126 para una excelente fuerza de tracción en las ruedas, alta velocidad y mejor rendimiento en el arrastre. Cargas con alta fuerza de desprendimiento El convertidor de par está bien preparado para las altas cargas de desprendimiento y las altas velocidades de arrastre de troncos con garfios. Velocidad y aceleración El mando directo permite aceleración rápida y altas velocidades de desplazamiento. Menor patinaje de las ruedas La capacidad de transmisión directa reduce el patinaje de las ruedas, lo cual disminuye el desgaste de neumáticos, la fatiga de los componentes y el consumo de combustible. Embrague de traba El embrague de traba integrado permite funcionar con la transmisión del convertidor o la transmisión directa para un arrastre de alta eficiencia y mayores velocidades de desplazamiento, y con menos cargas de impacto al tren de mando. • La función de traba automática traba el embrague del convertidor siempre que éste funciona en mando directo, lo cual maximiza la velocidad de desplazamiento y la fuerza de tracción en las ruedas para lograr un arrastre rápido y económico. • La traba funciona tanto en retroceso como en avance. MOTORES Motor diesel Cat 3412E El diseño de cuatro tiempos hace uso de carreras de potencia largas para obtener una combustión más completa y una eficiencia óptima. Su alta cilindrada y baja velocidad nominal contribuyen a prolongar la duración del motor. Reserva de par

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La reserva de par del 33 por ciento proporciona una elevada fuerza de sobrecarga del motor durante la aceleración y menos cambios descendentes en pendientes o en terrenos irregulares. La reserva de par coincide efectivamente con los puntos de cambio de la transmisión para aumentar al máximo la eficiencia y agilizar la duración de ciclo. Motor 1) Rotadores de válvulas 2) Turbocompresor 3) Válvulas con superficies de estelita 4) Cojinetes impregnados de cobre y reforzados con acero 5) Enfriador de aceite 6) Cigüeñal forjado 7) Posenfriador 8) Bombas inyectoras libres de ajuste 9) Inyectores hidráulicos 10) Pistones de acero forjado 11) Camisas de cilindros de longitud máxima enfriadas por agua

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Características del motor Las características siguientes contribuyen a la potencia y fiabilidad del motor 3412E: · Inyección de alta presión · Control electrónico completo · Pistones forjados de una pieza con tres anillos enfriados por rociado de aceite · Cojinetes del cigüeñal con uniones de cobre · Muñones endurecidos de cigüeñal · Filtros de aire de sello radial tipo seco con antefiltro y elementos primario y secundario · Sistema de arranque eléctrico de corriente continúa de 24 voltios con alternador de 50 amp y dos baterías de 12 voltios, 172 amperios-hora, de bajo mantenimiento y alta salida Inyector unitario hidráulico electrónico (HEUITM) El sistema HEUI es un sistema de combustible de inyección directa a alta presión de rendimiento demostrado. Dicho sistema vigila electrónicamente los mandos del operador y la máquina para mejorar el rendimiento del motor. El sistema HEUI es exclusivo en lo que se refiere a su capacidad de controlar independientemente la presión de inyección en toda la gama de operación del motor. Esto permite un control completo de la sincronización, duración, rendimiento y eficiencia de la inyección. Dispone de una tecnología de control de inyección que modifica las características de desprendimiento de calor del proceso de combustión para disminuir significativamente los niveles de ruido y emisiones. El humo de escape se reduce considerablemente mediante un control electrónico preciso de los límites de inyección de combustible y de la sincronización de inyección del sistema HEUI. Módulo de Control Electrónico (ECM) El ECM supervisa las funciones clave y registra los indicadores críticos. Mediante el Técnico Electrónico puede consultarse dicha información de diagnóstico para facilitar el mantenimiento y la reparación.

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Perkins Serie 1100ABC Motores para maquinaria pesada: con potencias entre 39,5 y 129,5 kW La Serie 1100 ABC de Perkins, que comercializa Modipesa, es una gama de motores de 1 -1,1 l/cilindro, enfriados por agua, que ofrece una gama de potencias de 39,5 a 129,5 kW. Está disponible en 15 modelos diferentes de variantes de 3, 4 y 6 cilindros, que ofrecen una amplia gama de soluciones adaptadas para aplicaciones en los mercados agrícolas, de construcción, manipulación de materiales, jardinería y generación de energía. Permiten el arranque en frío hasta -25 °C, con opción de regímenes electrónicos y mecánicos equilibrados. Con una amplia selección de ofertas de tomas de fuerza (derecha/izquierda,

individual/doble, servicio intermedio/ligero) hasta 210 Nm, el par suministrado es hasta 695 Nm. Tienen una capacidad de subida en pendiente operacional hasta 36° e integran tecnología de sistemas de combustible y bombas de combustible rotativas de auto ventilación. Con opciones en cuanto a regulación de velocidad electrónica y mecánica. 1) Transmisión La servotransmisión planetaria de siete velocidades de Cat se adapta al motor diesel de inyección directa 3508B para suministrar una potencia constante en una gama amplia de velocidades de operación.

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Diseño robusto La servotransmisión planetaria de rendimiento demostrado, diseñada para producir una mayor potencia del motor 3508B, tiene una construcción resistente para prolongar la duración entre reacondicionamientos generales. Duración Dispone de un tanque y un circuito de aceite especiales que proporciona un aceite más frío y más limpio para obtener un máximo rendimiento y una mayor duración delos componentes. Control de la transmisión/chasis (TCC) El TCC usa los datos de rpm del motor transferidos electrónicamente para ejecutar cambios en puntos prefijados a fin de obtener un rendimiento, una eficiencia y una vida útil del embrague óptimo. 2) Convertidor de par con embrague de traba Combina una fuerza de tracción máxima en las ruedas y los cambios amortiguados del mando del convertidor de par con la eficiencia y el rendimiento del mando directo. El embrague de traba se conecta a aproximadamente 6,4 km/h (4 mph), para dar más potencia a las ruedas. Embrague de traba Se desconecta y se vuelve a conectar rápidamente para reducir las cargas del par del tren de fuerza para lograr cambios más uniformes, una mayor duración y una marcha más cómoda. Cambios suaves La modulación individual del freno proporciona conexiones suaves del embrague para optimizar el rendimiento y prolongar la vida útil del embrague. Sistema de dirección

3) Mandos finales Los mandos finales Cat funcionan como un sistema con la servo transmisión planetaria para suministrar una potencia máxima en el terreno. Los mandos finales de doble reducción, fabricados para resistir las fuerzas de alto par y las cargas de impacto, proporcionan una alta multiplicación de par (19,16:1) para disminuir adicionalmente la fatiga del tren de fuerza.

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Ejes Los ejes completamente flotantes se granallan para aliviar los esfuerzos internos y aumentar su larga duración. Las estrías laminadas también prolongan la vida útil. Ruedas y aros Ruedas traseras de fundición y aros de montaje central Cat que se montan usando prisioneros y tuercas para reducir al mínimo el mantenimiento y aumentar al máximo la durabilidad. El sistema de control de la dirección hidráulica está diseñado por su suavidad excepcional y control preciso. La presencia de un circuito separado impide la contaminación externa para lograr una larga duración. Convertidor de Torque (Par): El convertidor es un tipo de turbina que gira el aceite a alta velocidad contra sus aletas, haciendo girar el eje de la transmisión con un aumento de torque. El aceite no puede ser muy viscoso y no puede tener aditivos (azufre/fósforo) que cambien las superficies; esto elimina el uso de aceites de transmisión GL-5. El aceite a utilizar debe tener alta resistencia a la oxidación y alta detergencia para evitar la formación de barnices; esto también elimina el uso de aceites GL-1 y aceites hidráulicos industriales (tipo Hidráulico 68). No puede tener polímeros para mejorar su viscosidad ó índice de viscosidad, por el efecto de cizallamiento en la alta velocidad; esto elimina el uso de aceites multigrados, a no ser que sean sintéticos.

Cubos o Mandos Finales: Si estos componentes no tienen frenos ni piezas de bronce o cobre, también pueden ser lubricados con un aceite API GL-5 SAE 80W90 o SAE 85W-140 con un paquete de aditivos de azufre y fósforo con un mínimo de 60 libras de protección en prueba Timken. Embragues: Para utilizar el torque en la transmisión, existe un grupo de embragues de diferentes materiales y diseños de canales o ranuras para desplazar el aceite y transferir la fuerza al engranaje elegido. Si el aceite es muy viscoso o contiene aditivos de adherencia permanente, no se desplaza de la superficie, causando el patinado de los discos, aumentando la temperatura del aceite y las superficies. Si el aceite tiene muchos polímeros para mantener su viscosidad, estos se rompen, causando una pérdida de viscosidad y reducción en lubricación hidrodinámica.

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Engranajes: La transmisión, el diferencial y los mandos finales están compuestos de engranajes que requieren lubricación en condiciones extremas. El aceite tiene que mantener su viscosidad para lograr una buena lubricación hidrodinámica. Esto elimina el uso de aceites multigrados de motor y otros con polímeros para mantener su viscosidad. También tiene que tener aditivos anti-desgaste para evitar desgaste prematuro de las superficies. Aunque en esta parte de la transmisión se podría utilizar aditivos tradicionales de extrema presión, por estar en el mismo sistema de los embragues y el convertidor debemos utilizar aceites con aditivos que no se adhieran permanentemente.

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1.3.

Sistemas Auxiliares.

Un sistema (lat. systema) es un conjunto de funciones, virtualmente referenciada sobre ejes, bien sean estos reales o abstractos. También suele definirse como un conjunto de elementos dinámicamente relacionados formando una actividad para alcanzar un objetivo operando sobre datos, energía y/o materia para proveer información. Un sistema siempre está dentro de otro sistema. El concepto de sistema tiene dos usos muy diferenciados, que se refieren respectivamente a los sistemas conceptualmente ideados (sistemas ideales) y a los objetos encasillados dentro delo real. Ambos puntos establecen un ciclo realimentado, pues un sistema conceptualmente ideado puede pasar a ser percibido y encasillado dentro de lo real; es el caso de los ordenadores, los coches, los aviones, las naves espaciales, los submarinos, la fregona, la bombilla y un largo etc. qué referencia a los grandes inventos del hombre en la historia. Sistema eléctrico. Sistema eléctrico a un conjunto de dispositivos cuya función es proveer la energía necesaria para el arranque y correcto funcionamiento de los rios eléctricos tales como luces, electrodomésticos y diversos instrumentos. Cuando los expertos diseñan un sistema eléctrico lo hacen pensando en cómo proveer energía aún en las peores condiciones de operación; los sistemas de 12 volts son los más tradicionales y, a su vez, los menos costosos, los de 24 volts se consideran los más eficientes. En la actualidad los sistemas eléctricos de las máquinas han evolucionado tremendamente comparados con los existentes hace relativamente poco tiempo. La introducción de la electrónica en ellos hace que cada nuevo modelo que sale al mercado suponga la introducción de nuevos componentes y nuevas funciones. En estos artículos vamos a tratar de forma general los componentes más importantes así como sus funciones, dejaremos los sistemas electrónicos para otros capítulos posteriores teniendo en cuenta su complejidad. Las funciones básicas del sistema eléctrico comienzan nada más arrancar la máquina. Consisten en suministrar la energía necesaria para arrancar el motor, utilizar luces, rios eléctricos, instrumentos, indicadores etc. Los componentes electrónicos que forman parte del sistema eléctrico sirven en su mayoría para efectuar un control más fino

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delos distintos componentes como la inyección del motor, control de cambios de transmisión, control de las funciones hidráulicas, etc., y todo ello de una forma que permite el ajuste o modificación de los parámetros de funcionamiento, de manera que la máquina se adapte en cada momento a las condiciones en que trabaja, de una forma automática. Es un conjunto de dispositivos cuya función es proveer la energía necesaria para el arranque y correcto funcionamiento de los rios eléctricos tales como luces, electrodomésticos y diversos instrumentos. Cuando los expertos diseñan un sistema eléctrico lo hacen pensando en cómo proveer energía aún en las peores condiciones de operación; los sistemas de 12 volts son los más tradicionales y, a su vez, los menos costosos, los de 24 volts se consideran los más eficientes. Las funciones básicas del sistema eléctrico comienzan nada más arrancar la máquina. Consisten en suministrar la energía necesaria para arrancar el motor, utilizar luces, rios eléctricos, instrumentos, indicadores etc. Los componentes electrónicos que forman parte del sistema eléctrico sirven en su mayoría para efectuar un control más fino de los distintos componentes como la inyección del motor, control de cambios de la servotransmisión, control de las funciones hidráulicas, etc, y todo ello de una forma que permite el ajuste o modificación de los parámetros de funcionamiento, de manera que la máquina se adapte en cada momento a las condiciones en que trabaja, de una forma automática. La Batería. La batería es la encargada de mantener una reserva de corriente para hacer funcionar el arranque y los rios mientras la máquina esta parada. También actúa de reserva cuando el generador no es suficiente porque el consumo eléctrico momentáneo supere su capacidad de producir corriente, y estabiliza el sistema absorbiendo las cargas puntuales que se producen cuando se enciende o apaga algún componente de fuerte consumo. Normalmente suelen ser de plomo y ácido. El almacenamiento de la energía se hace de forma química y la potencia la da en forma de electricidad.

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Actualmente la mayoría de las baterías utilizadas en máquinas no requieren mantenimiento alguno durante toda su vida útil, sin embargo es conveniente comprobar de vez en cuando el estado de los bornes y conexiones, puesto que la intensidad de corriente que pasa por ellos es tan fuerte que un borne flojo puede dar lugar a una avería prematura de la batería. Motor de Arranque. El motor de arranque va montado en la carcasa del volante del motor de manera que, mediante una corona dentada, al accionar la llave de encendido hace girar el cigüeñal del motor para que comience el ciclo de combustión. Lleva incorporado un relé que tiene la función doble de desplazar el piñón del arranque para que engrane con la corona y a la vez cierra el circuito de potencia que hace girar el arranque. El motor de arranque no requiere mantenimiento habitualmente, únicamente es conveniente revisarlo cuando el motor diesel necesite a su vez una reconstrucción, teniendo en cuenta revisar la corona del volante del motor diesel y sustituyendo los elementos del motor de arranque que estén gastados por el uso, como casquillos, os del relé, escobillas, etc.

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Sistemas Auxiliares (Eléctricos, hidráulicos, neumáticos, frenos) Un sistema (lat. systema, proveniente del griego σύστημα) es un conjunto defunciones, virtualmente referenciada sobre ejes, bien sean estos reales o abstractos. También suele definirse como un conjunto de elementos dinámicamente relacionados formando una actividad para alcanzar un objetivo

operando sobre datos, energía y/o materia para proveer información. Un sistema siempre está dentro de otro sistema. El concepto de sistema tiene dos usos muy diferenciados, que se refieren respectivamente a los sistemas conceptualmente ideados (sistemas ideales) y a los objetos encasillados dentro de lo real. Ambos puntos establecen un ciclo realimentado, pues un sistema conceptualmente ideado puede pasar a ser percibido y encasillado dentro de lo real; es el caso de los ordenadores, los coches, los aviones, las naves espaciales, los submarinos, la fregona, la bombilla y un largo etc. qué referencia a los grandes inventos del hombre en la historia. Sistemas Auxiliares (Eléctricos, hidráulicos, neumáticos y frenos) Sistema eléctrico Sistema eléctrico a un conjunto de dispositivos cuya función es proveer la energía necesaria para el arranque y correcto funcionamiento de los rios eléctricos tales como luces, electrodomésticos y diversos instrumentos.

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Cuando los expertos diseñan un sistema eléctrico lo hacen pensando en cómo proveer energía aún en las peores condiciones de operación; los sistemas de 12 volts son los más tradicionales y, a su vez, los menos costosos, los de 24 volts se consideran los más eficientes. En la actualidad los sistemas eléctricos de las máquinas han evolucionado tremendamente comparados con los existentes hace relativamente poco tiempo. La introducción de la electrónica en ellos hace que cada nuevo modelo que sale al mercado suponga la introducción de nuevos componentes y nuevas funciones. En estos artículos vamos a tratar de forma general los componentes más importantes así como sus funciones, dejaremos los sistemas electrónicos para otros capítulos posteriores teniendo en cuenta su complejidad.

Las funciones básicas del sistema eléctrico comienzan nada más arrancar la máquina. Consisten en suministrar la energía necesaria para arrancar el motor, utilizar luces, rios eléctricos, instrumentos, indicadores etc. Los componentes electrónicos que forman parte del sistema eléctrico sirven en su mayoría para efectuar un control más fino delos distintos componentes como la inyección del motor, control de cambios de la servotransmisión, control de las funciones hidráulicas, etc., y todo ello de una forma que permite el ajuste o modificación de los parámetros de funcionamiento, de manera que la máquina se adapte en cada momento a las condiciones en que trabaja, de una forma automática. Sistema de carga y arranque. El sistema se compone de batería, motor de arranque y alternador con su regulador incorporado. Es el sistema que requiere más potencia de todos los de la máquina. En motores antiguos también se contemplan bujías de precalentamiento o calentadores para motores dotados de sistema de pre combustión. La batería Es la encargada de mantener una reserva de corriente para hacer funcionar el arranque y los rios mientras la máquina esta parada. También actúa de reserva cuando el generador no es suficiente porque el consumo eléctrico momentáneo supere su capacidad de producir corriente, y estabiliza el sistema absorbiendo las cargas puntuales que se producen cuando se enciende o apaga algún componente de fuerte consumo. Normalmente suelen ser de plomo y ácido. El almacenamiento de la energía se hace de forma química y la potencia la da en forma de electricidad. Actualmente la mayoría de las baterías utilizadas en máquinas no requieren mantenimiento alguno durante toda su vida útil, sin embargo es conveniente 17

comprobar de vez en cuando el estado de los bornes y conexiones, puesto que la intensidad de corriente que pasa por ellos es tan fuerte que un borne flojo puede dar lugar a una avería prematura de la batería.

Problemas en las baterías: Se pueden presentar diversos problemas en las baterías entre los que se pueden destacar: Roturas de carcasas y puentes entre bornes, generalmente por golpes y vibraciones. Cortocircuito entre las placas, generalmente producidos por decantación en el fondo del material desprendido de las placas que se va acumulando hasta llegar a la altura de las mismas cortocircuitándolas. Suele darse en uno de los vasos lo que inutiliza toda la batería. Oxidación de las placas, producida por el paso del tiempo o bien por una carga excesiva por defecto en el alternador o por haber quedado descubiertas sin electrolito. Las baterías utilizadas en maquinaria como las utilizadas en el transporte suelen ser de gran capacidad, puesto que los motores grandes requieren motores de arranque de mucha potencia que precisan grandes intensidades de corriente al mismo tiempo que los diversos sistemas tanto de iluminación como electrónicos cada vez más comunes y en más cantidad requieren capacidades de reserva cada vez más altas. Para comprobar la carga de una batería se utiliza un comprobador de descarga que mide la tensión entre los bornes aplicando una carga parecida a la del motor de arranque. Aunque es posible que la batería no pueda conservar la carga, por lo que es conveniente efectuar de nuevo la prueba transcurridos algunos días para asegurarse. Las baterías modernas no necesitan mantenimiento ni relleno de electrolito, simplemente una limpieza de bornes y en general de la batería de vez en cuando servirá para mantenerla en perfecto estado de funcionamiento. El motor de arranque Va montado en la carcasa del volante del motor de manera que, mediante una corona dentada, al accionar la llave de encendido hace girar el cigüeñal del motor para que comience el ciclo de combustión. Lleva incorporado un relé que tiene la función doble de desplazar el piñón del arranque para que engrane con la corona y a la vez cierra el circuito de potencia que hace girar el arranque. El motor de arranque no requiere mantenimiento habitualmente, únicamente es conveniente revisarlo cuando el motor diésel necesite a su vez una reconstrucción, teniendo en cuenta revisar la corona del volante del motor diésel y sustituyendo los elementos del motor de arranque que estén gastados por el uso, como casquillos, os del relé, escobillas, etc.

Antiguamente la explosión o combustión delos motores podía comenzarse con sistemas manuales como la manivela, de compresión de muelles, de aire 18

comprimido, etc. El motor de arranque eléctrico es la forma habitual de comenzar la ignición de los motores de vehículos y maquinaria en la actualidad, aunque subsisten algunos sistemas de aire en aplicaciones marinas. El motor de arranque tiene la función de hacer girar el cigüeñal del motor térmico con el fin de que comience el ciclo de explosión o combustión, y hasta que este último es capaz de continuar por sí solo. Los motores de arranque constan de dos elementos principales: el motor eléctrico simple que suele ser un motor "serie" de corriente continua. Motor "serie" quiere decir que la corriente pasa inicialmente por sus bobinas inductoras y a continuación por el inducido sin ninguna derivación. Este tipo de motor se caracteriza por un elevado par de arranque que lo hace óptimo en esta aplicación. El relé principal de arranque que tiene la misión de conectar al motor eléctrico con la batería directamente y en segundo lugar desplazar el piñón del arranque para que este se conecte con la corona del volante de inercia del motor térmico y así poder transmitir el giro del arranque al cigüeñal. El circuito eléctrico externo que pone en funcionamiento un motor de arranque es simple, consta de un cable grueso de positivo de batería conectado directamente al relé del arranque otro de control que va a la llave de o y de esta al relé del arranque para darle la señal de encendido.

Averías más comunes. Las averías en un motor de arranque una vez descartado el circuito externo al mismo pueden ser eléctricas o mecánicas. Dentro de las mecánicas podemos hablar de: Roturas en el piñón de arranque, fácilmente detectable visualmente. Fallos en el embrague que hacen que gire el eje del inducido y no lo haga el piñón, se detecta por el sonido al poner en marcha el arranque. Rotura de la leva que desplaza el piñón, visualmente se detecta la falta de desplazamiento. Desgaste excesivo de los casquillos de giro del inducido y el fallo consiguiente del mismo, detectable desmontando el arranque. Dentro de las eléctricas:

Fallo en los os del relé, se detecta con una lámpara serie. Fallo en el propio relé, se detecta suministrando corriente directamente sin pasar por la llave. Fallo en inductoras, inducido o escobillas, es necesario desmontar el arranque.

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El alternador Es un elemento fundamental entre los componentes de un motor y tiene dos funciones fundamentales, la primera recargar la batería y dejarla en condiciones de efectuar un nuevo arranque del motor térmico en Cuanto sea preciso y la segunda alimentar de corriente eléctrica los componentes auxiliares del motor térmico así como el alumbrado, sensores, indicadores, etc. Antiguamente se usaba una dinamo de corriente continua para estas funciones, actualmente los componentes electrónicos hacen más sencillo y barato usar un alternador para esta labor, el alternador produce más corriente con un tamaño menor de componentes y necesita menos revoluciones de motor para hacerlo. El alternador en una máquina síncrona trifásica que genera corriente alterna la cual se rectifica mediante unos diodos para así alimentar la batería y el resto de componentes con una corriente de 14voltios para turismos y 28 voltios para vehículos industriales y máquinas grandes. Características del alternador. Entrega de potencia útil incluso al ralentí. Menor volumen a igual potencia suministrada que las dinamos. Larga vida útil por no tener muchos elementos móviles.

Buena resistencia a elementos externos como humedad, calor, vibraciones, polvo, etc. Averías más comunes. Las averías más frecuentes de un alternador pueden ser de dos tipos: Mecánicas: Fallo en el mecanismo de arrastre del rotor por correas flojas, engrasadas o rotas o bien la polea rota o desgastada. Suele detectarse por un ruido de patina miento de las correas. Fallo en los rodamientos con su consiguiente agarrotamiento y la destrucción completa del alternador en la mayoría de los casos. Suele producirse ruido de agarrotamiento con anterioridad. Eléctricas: Fallo en el bobinado de rotor o inducido. Se comprueba desmontando el alternador y comprobando su continuidad. Fallo en el regulador. Solo se puede comprobar sustituyéndolo por otro. Fallo en los rectificadores, en los alternadores modernos se sustituyen como un conjunto y se comprueban con polímetro. 20

Sistemas hidráulicos

Todas las máquinas de movimiento de tierras actuales, en mayor o menor medida, utilizan los sistemas hidráulicos para su funcionamiento; de ahí la importancia que estos tienen en la configuración de los equipos y en su funcionamiento. Un sistema hidráulico constituye un método relativamente simple de aplicar grandes fuerzas que se pueden regular y dirigir de la forma más conveniente. Otras de las características de los sistemas hidráulicos son su confiabilidad y su simplicidad. Todo sistema hidráulico consta de unos cuantos componentes relativamente simples y su funcionamiento es fácil de entender. Vamos a tratar de describir algunos principios de funcionamiento así como algunos componentes simples y la forma en que se combinan para formar un circuito hidráulico. Hay dos conceptos que tenemos que tener claros el de fuerza y el de presión. Fuerza es toda acción capaz de cambiar de posición un objeto, por ejemplo el peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce, sobre el suelo, ese objeto. La presión es el resultado de dividir esa fuerza por la superficie que dicho objeto tiene en o con el suelo. La presión se mide generalmente en Kilogramos/Cm La hidráulica consiste en utilizar un líquido para transmitir una fuerza de un punto a otro.

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Los líquidos tienen algunas características que los hacen ideales para esta función, como son las siguientes: Incompresibilidad. (Los líquidos no se pueden comprimir) Movimiento libre de sus moléculas. (Los líquidos se adaptan a la superficie que los contiene). Viscosidad. (Resistencia que oponen las moléculas de los líquidos a deslizarse unas sobre otras). Densidad. (Relación entre el peso y el volumen de un líquido). D=P/V La densidad patrones la del agua que es 1, es decir un decímetro cúbico pesa un kilo. El principio más importante de la hidráulica es el de Pascal que dice que la fuerza ejercida sobre un líquido se transmite en forma de presión sobre todo el volumen del líquido y en todas direcciones. Generalmente la fuerza Hidráulica se consigue empujando el aceite por medio de una bomba conectada a un motor, se transmite a través de tuberías metálicas, conductos, latiguillos, etc. y se proyecta en cilindros hidráulicos, motores, etc. Un circuito hidráulico básico podría constar de un depósito de aceite, una bomba que lo impulsa, una tubería que lo transmite y un cilindro que actúa. Componentes básicos de los circuitos hidráulicos Los sistemas hidráulicos se componen básicamente de: Bombas. Tuberías. Válvulas. Depósitos. Cilindros o botellas. Motores. Filtros. Las bombas hidráulicas en maquinaria suelen ser de tres tipos fundamentalmente: Bombas de engranajes, bombas de paletas y bombas de pistones. Una bomba hidráulica es un dispositivo tal, que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior, la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas precisamente a esa presión. Se dice que una bomba es de desplazamiento negativo cuando su órgano propulsor no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. Otra definición para aclarar los términos dice que las bombas de desplazamiento negativo son las que desplazan una cantidad variable de líquido dependiendo de la presión del sistema. A mayor presión menor cantidad de líquido desplazará. A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica 22

recibida en energía hidro-cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga, en el caso límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento NO generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el máximo consumo de fuerza motriz. Bombas hidráulicas de engranajes o piñones Este es uno de los tipos más populares de bombas de caudal constante usados en la maquinaria. En su forma más común, se bomba hidráulica es un dispositivo tal, que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior, la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas precisamente a esa presión. Se dice que una bomba es de desplazamiento negativo cuando su órgano propulsor no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. Otra definición para aclarar los términos dice que las bombas de desplazamiento negativo son las que desplazan una cantidad variable de líquido dependiendo de la presión del sistema. A mayor presión menor cantidad de líquido desplazará. A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro-cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga, en el caso límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento NO generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el máximo consumo de fuerza motriz. Bombas hidráulicas de engranajes o piñones Este es uno de los tipos más populares de bombas de caudal constante usados en la maquinaria. En su forma más común, se Anillo; en unos se utiliza la propia fuerza centrífuga que les imprime el giro del rotor, en estos modelos se requiere una velocidad mínima de giro para garantizar el correcto apoyo de la paleta sobre el anillo; en otros modelos esta fuerza centrífuga se refuerza con unos muelles colocados entre la paleta y su alojamiento en el rotor, esto disminuye la velocidad mínima necesaria para el apoyo; otros modelos utilizan una reducida presión hidráulica para empujar la paleta. Las bombas de paletas son relativamente pequeñas en función de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable. Bombas hidráulicas de pistones Las bombas de pistones están formadas por un conjunto de pequeños pistones 23

que van subiendo y bajando de forma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje. Estas bombas disponen de varios conjuntos pistón-cilindro de forma que mientras unos pistones están aspirando líquido, otros lo están impulsando, consiguiendo así un flujo menos pulsante; siendo más continuo cuantos más pistones haya en la bomba; el líquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y posteriormente es expulsándolo en su carrera de compresión, produciendo así el caudal .La eficiencia de las bombas de pistones es, en general, mayor que cualquier otro tipo, venciendo, generalmente, presiones de trabajo más elevadas que las bombas de engranajes o de paletas. Las tolerancias muy ajustadas de estas bombas las hacen muy Sensibles a la contaminación del líquido. Según la disposición de los pistones con relación al eje que los acciona, estas bombas pueden clasificarse en tres tipos: Axiales: los pistones son paralelos entre si y también paralelos al eje. Radiales: los pistones son perpendiculares al eje, en forma de radios. Transversales: los pistones, perpendiculares al eje, son accionados por bielas. Las tuberías de conducción de los circuitos hidráulicos pueden ser metálicas con tubos rígidos conformados a la medida o bien latiguillos de goma con una o varias capas de alambres de acero trenzado en su interior, dependiendo de la presión para la cual estén diseñados. Las válvulas son fundamentales en los circuitos hidráulicos, y son las que controlan los flujos de aceite para dirigirlos hacia el lugar conveniente en cada momento. Cada fabricante puede denominarlas de una manera distinta, pero básicamente las funciones son similares en casi todos los circuitos hidráulicos. Podemos hablar de válvulas de carrete, de retención, reductoras de presión, de seguridad, compensadoras, pilotadas, anti retorno, moduladoras, combinadas, etc. Actualmente la tendencia general de todos los fabricantes es la de sustituir los circuitos pilotados hidráulicamente por pilotaje electrónico que resulta más cómodo, barato y sencillo, los circuitos son mandados por señales eléctricas y en unos pocos años la parte hidráulica de las máquinas se limitará a los circuitos principales que son menos propensos a las averías. Los depósitos hidráulicos Pueden ser de dos tipos: Presurizados que mantienen durante el funcionamiento de la máquina una presión en su interior que favorece la descarga de aceite hacia las bombas. Depósitos con respiradero que no mantienen presión en su interior. Los cilindros o botellas pueden tener diversas formas o tener los soportes colocados de distinta manera, pero generalmente se pueden clasificar por el sistema de cierre de la tapa que varía en función de la presión que tengan que soportar. Las tapas que usan tornillos aguantan generalmente más presión que las tapas que van atornilladas directamente en la camisa. Estas últimas pueden ser atornilladas exteriormente o bien en la parte interior de la camisa. 24

Motores hidráulicos son generalmente de pistones y caudal fijo, se utilizan generalmente para la traslación de las máquinas. Filtros hidráulicos, van generalmente en derivación con el circuito principal y suele pasar por ellos una parte de la presión de retorno, circunstancia por la cual, su eficacia en el circuito es limitada. No suelen colocarse en las líneas de presión porque necesitarían ser muy reforzados para aguantar tan altas presiones y serian antieconómicos. En las líneas de aspiración de las bombas podrían dar lugar a restricciones que producirían cavitación acortando así drásticamente la vida útil de las mismas. Como consecuencia de los cambios que están experimentando los circuitos hidráulicos tanto en cuanto a su configuración, (nuevos elementos electrónicos, sensores más eficaces, pasos de aceite más Restringidos), como en cuanto a su tecnología, (ajustes de válvulas más pequeños, cilindros y vástagos con mecanizados más finos, menores tolerancias en general en los circuitos), cada vez es más critica la limpieza del aceite que circula por los mismos, los mantenimientos de los circuitos hidráulicos, al contrario que en otros sistemas, se están acortando. Un circuito hidráulico en el que se produzca una avería que dé lugar a la rotura de algún componente, por sus especiales características, trasladará la contaminación inmediatamente a todo el resto del circuito, siendo muy probable que se tenga que desmontar y limpiar el circuito completo para solucionar el problema. Refrigeración de Todos los motores de combustión interna se calientan durante el funcionamiento. Este calor se produce al quemar el combustible dentro de los cilindros. El sistema de enfriamiento debe poder eliminar suficiente calor como para mantener el motor a una temperatura apropiada para la operación, pero no debe eliminar tanto calor como para que el motor funcione en frío. Además, en ciertas aplicaciones, el sistema de enfriamiento debe eliminar también el calor

El sistema de enfriamiento afecta directamente al funcionamiento y a la vida útil de la máquina. Si el sistema de enfriamiento no es del tamaño apropiado, o si no recibe buena atención de mantenimiento o si la máquina no se opera de la forma debida, puede producirse recalentamiento o exceso de enfriamiento. Como estos dos factores pueden acortar la vida útil del motor o causar un rendimiento deficiente, es muy importante descubrir y corregir de inmediato cualquier problema en el sistema de enfriamiento. Hay muchos sistemas de enfriamiento; la mayoría tiene un radiador y un ventilador para eliminar el calor del motor mientras que otros usan un intercambiador de calor, enfriadores de agua salada o torres de enfriamiento. Los componentes básicos de la mayoría de los sistemas de enfriamiento son: refrigerante, bomba de agua, enfriador de aceite del motor, termostatos, ventilador y radiador. Durante el funcionamiento normal, la bomba de 25

agua envía refrigerante al bloque del motor a través del enfriador de aceite del motor. El refrigerante fluye después a través del bloque del motor a la culata o culatas de los cilindros en donde es enviado a las superficies calientes de las mismas, pasa luego a la caja del termostato. Cuando el motor esta frío, los termostatos impiden el flujo del refrigerante hacia el radiador y el refrigerante vuelve directamente a la bomba del agua. Al ir aumentando la temperatura del refrigerante, los termostatos comienzan a abrirse y permiten que parte del refrigerante fluya al radiador. Factores que afectan al sistema de enfriamiento. Altitud La velocidad de transferencia de calor del radiador al aire está en relación directa con la diferencia entre las temperaturas del refrigerante y del aire. Una temperatura ambiente elevada hará que la temperatura del refrigerante sea más alta que la normal. A medida que aumenta la altitud se reduce la Densidad del aire. Por lo tanto se reduce la velocidad de transferencia térmica del aire a medida que aumenta la altitud. Sin embargo la temperatura ambiente se reduce a mayores altitudes con lo que se contrarrestan los efectos. Sobrecarga La operación de una máquina sobrecargada también puede producir sobrecalentamiento. La selección de velocidades adecuadas es muy importante. Se puede recalentar el sistema de enfriamiento si la máquina funciona durante un largo tiempo en una velocidad cercana a la de calado de convertidor. En tales condiciones el motor y el convertidor generan grandes cantidades de calor a la vez que se reduce la velocidad del ventilador y la bomba de agua. Enfriador aceite motor Muchos motores tienen también enfriadores de aceite motor. La mayor parte del calor proviene del rociado de la parte inferior de los pistones. La alta temperatura de los pistones se debe a la alta temperatura del aire de isión por la acción del turbo, también se puede producir por un ajuste inadecuado de la inyección y por poca presión de soplado del turbo. Post-enfriadores. El aire a la salida del turbo está a mayor temperatura que en la entrada del mismo. Algunos motores tienen un post-enfriador, para bajar la temperatura de salida del turbo, este post-enfriador utiliza refrigerante para absorber el calor del aire. Si el núcleo del post-enfriador está sucio o tiene aceite, el refrigerante no puede absorber tanto calor como en condiciones normales. Esto puede elevar la temperatura de los pistones y Reducir la potencia del motor. Enfriadores de aceite de transmisiones, transmisiones marinas o convertidores de par. En estos elementos se genera calor generalmente por agitación o batido del aceite. El 26

calor aumenta con la carga y se genera mayor cantidad de calor cuando funcionan a una velocidad próxima a la de calado. El convertidor de par también genera mucho calor cuando funciona a alta velocidad sin carga sobretodo cuesta abajo. Enfriadores de retardadores. Algunas máquinas tienen un retardador que reduce la velocidad de la máquina al bajar una pendiente. La utilización del retardador genera calor en el aceite del mismo. Cuando se use el retardador es importante que el motor funcione a las RPM adecuadas y en la marcha apropiada. Múltiples de escape enfriados por agua y deflectores de calor generado por el turbo enfriados por agua. Algunos motores, sobre todo los motores marinos, están equipados con múltiples de escape enfriados por agua y deflectores de calor enfriados por agua. El ajuste de combustible o sincronización de inyección inadecuados, una carga excesiva del motor la alta temperatura del aire de isión restricción en el flujo de aire de escape originar altas temperaturas de escape y del refrigerante. Enfriadores de aceite hidráulico. Por lo general son del tipo radiador colocado entre el núcleo del radiador y el ventilador. El aire debe pasar por el enfriador antes que por el radiador lo que da lugar a que un alto calentamiento del enfriador transfiera el calor al radiador.

Sistema de Frenos Frenos de servicio de los dúmperes de Caterpillar Frenos Traseros de Discos Refrigerados por Aceite del dúmper 773D Los frenos Caterpillar de discos múltiples, refrigerados por aceite a presión están refrigerados continuamente proporcionando una capacidad de frenado y de retardo y una resistencia a la fatiga, excepcionales. El Control Automático del Retardador y la Ayuda Automática Electrónica a la Tracción utilizan los frenos traseros refrigerados por aceite para aumentar las prestaciones del dúmper y aumentar su productividad. 1 Pistón de Estacionamiento/Secundario 2 Pistón de Servicio/Retardo 3 Discos de Fricción 4 Platos de Acero 5 Muelles de Empuje 6 Entrada del Aceite de Enfriamiento 7 Salida del Aceite de Enfriamiento los frenos de discos refrigerados por aceite están diseñados y fabricados para funcionar con total seguridad, sin necesidad de ajustes, proporcionando mejor rendimiento y mayor duración que los sistemas de 27

zapata y de discos secos. Una película de aceite evita el o directo de los discos. Esto absorbe las fuerzas de frenado, mantiene el aceite lubricante y disipa el calor, alargando la duración del sistema. El diseño de doble pistón, patentado por Caterpillar combina los frenos secundario y de estacionamiento y las funciones del retardador. El pistón principal es accionado hidráulicamente proporcionando las funciones de retardo y de freno de servicio. El pistón secundario se aplica por muelle y se mantiene en la posición de desactivado por la presión hidráulica. En caso de que la presión del sistema hidráulico descienda por debajo de un determinado nivel, el pistón secundario que se aplica por muelle aplicará automáticamente los frenos. El sistema del retardador tiene una potencia de 1864 kW (2500 HP) en servicio intermitente y de 895 kW (1200 HP) en servicio continuo. Durante el retardo, el motor trabaja en contra de la compresión y se corta la entrada de combustible, aumentando el rendimiento de la máquina. Las fuerzas de retardo son absorbidas por las ruedas por lo que no se producen en el eje motriz tensiones asociadas con el sistema de retardo. Los dúmperes Caterpillar llevan los siguientes sistemas de freno: Freno de estacionamiento. Actúan sobre el pistón 12.Freno de servicio. Actúan sobre el pistón 2.3.Retardador. Actúan sobre el pistón 2.4.Freno de emergencia. Actúan sobre el pistón 1 y 2 y sobre los frenos delanteros aunque estos estén desconectados.5.Frenos delanteros. Solamente funcionan con los de servicio si están conectados. Frenos delanteros Frenos delanteros de discos refrigerados por aceite (opción). Ver foto superior Proporcionan mayor capacidad de frenado y control de la máquina cuando se trabaja sobre suelos resbaladizos y deslizantes. Los frenos delanteros son de serie, la opción consiste en colocar refrigeración. El frenado se distribuye entre los dos ejes aumentando la tracción. Cuando los transportes cuesta abajo son largos, la reconstrucción de los frenos se hace menos frecuente.

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1.4.

Medios de locomoción.

Al seleccionarse un tractor debe considerarse distintos factores que determinarán el tamaño, potencia, tipo de hoja a utilizar, entre otros. Algunos de estos factores son: El tamaño que se requiere para determinada obra. La clase de obra en la que se empleará, conformación. El tipo de terreno sobre el que viajará, alta o baja eficiencia de tracción.     

La firmeza del camino de acarreo. La rigurosidad del camino. Pendiente del camino. La longitud de acarreo. El tipo de trabajo que tenga que hacerse después de terminada la obra. Por lo tanto en este tema trataremos los medios de locomoción ya que también representan un factor importante en el desempeño de la tarea o trabajo a realizar, porque de la velocidad de desplazamiento de la máquina dentro del área de trabajo implica relativamente el avance de la obra o proyecto realizado. Así pues hemos considerado dos medios de locomoción principales como son las cadenas de tránsito y los neumáticos utilizados para diferentes tipos de maquinaria, más adelante mostraremos las características y mencionaremos sus ventajas y desventajas de estos medios de locomoción. Medios de locomoción Cadenas o tránsito: utilizadas para terrenos inestables de topografía accidentada Presentan mayor tracción en el suelo, pero menor velocidad de desplazamiento. Un claro ejemplo de maquinaria que se desplaza por medio de cadenas o de transito son los tractores bulldozer. Dentro de los bulldozer o tractores tenemos los tipos de locomoción por medio de cadenas o tránsitos (orugas). Las cadenas conocidas como orugas, son de muchísima ventaja para la utilización puesto que al presentar mayor tracción sobre las ruedas de tránsito, estas favorecen la potencia de empuje del motor, este tipo de cadenas los podemos ver en diversas variantes de maquinaria pesada.

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Cadenas. Los tractores y palas de cadenas así como las excavadoras de cadenas tienen en común el rodaje, pero en el caso de los dos primeros este componente supone un coste muy elevado en el costo horario de la máquina, mientras que en el caso de las excavadoras de cadenas aún suponiendo también un coste, este es mucho menor dadas las características de funcionamiento de cada una de las máquinas.

Generalmente en tractores y palas cargadoras de cadenas se suelen utilizar los rodajes con lubricación permanente de su sistema de bulones y casquillos, mientras que en las excavadoras el sistema va montado en seco, aunque la tendencia general en estos momentos es el de lubricar de forma permanente los rodaje de excavadora con grasa. En el caso de los primeros como se puede suponer es crítico el que el aceite que lubrica el interior del rodaje se conserve dentro del mismo el mayor tiempo posible, para lo cual estos rodajes están dotados de unos retenes que impiden la salida del aceite al exterior. En las excavadoras también llevan retenes aunque su utilidad está más bien orientada a evitar la entrada de materiales dentro del casquillo-bulón, con el fin de que estos materiales no contribuyan al desgaste de los componentes internos de la cadena. Como consecuencia de las diferentes formas de trabajar de unas máquinas y otras, ya hemos dicho que la influencia del rodaje en el costo horario de la máquina, puede ser importante.

Neumático. Un neumático, también denominado cubierta en algunas regiones, es una pieza toroidal de caucho que se coloca en las ruedas de diversos vehículos y máquinas. Su función principal es permitir un o adecuado por adherencia y fricción

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con el pavimento, posibilitando el arranque, el frenado y la guía. Los neumáticos generalmente tienen hilos que los refuerzan. Dependiendo de la orientación de estos hilos, se clasifican en diagonales o radiales. Los de tipo radial son el estándar para casi todos los automóviles modernos. En 1887, el veterinario e inventor escocés, John Boyd Dunlop, desarrolló el primer neumático con cámara de aire para el triciclo que su hijo de nueve años de edad usaba para ir a la escuela por las calles bacheadas de Belfast. Para resolver el problema del traqueteo del triciclo, Dunlop infló unos tubos de goma con una bomba de aire para inflar balones. Después envolvió los tubos de goma con una lona para protegerlos y los pegó sobre las llantas de las ruedas del triciclo. Hasta entonces, la mayoría de las ruedas tenían llantas con goma maciza, pero los neumáticos permitían una marcha notablemente más suave. Desarrolló la idea y patentó el neumático con cámara el 7 de diciembre de 1888. Sin embargo, dos años después de que le concedieran la patente, Dunlop fue informado oficialmente de que la patente fue invalidada por el inventor escocés Robert William Thomson, quien había patentado la idea en Francia en 1847 y en Estados Unidos en 1891. Dunlop ganó una batalla legal contra Robert William Thomson y revalidó su patente.

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 Conclusión En cuanto a las maquinarias a utilizarse en un movimiento de tierra es necesario que sepamos cuales son todos los tipos de máquinas, que funciones cumplen, cuál es su ciclo de trabajo, cuál es su rendimiento, cuál es su costo de adquisición y de alquiler, entre otros. Existen muchos tipos de maquinarias especializadas para cada actividad de movimientos de tierra y una gran variedad de marcas.

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

Anexos

Moto traílla Son máquinas sobre neumáticos integradas por un tractor (Chuto) y un vagón (traílla), conocida también por su nombre inglés scraper. Estas máquinas se utilizan para cortar capas uniformes de terrenos de una consistencia suave, abriendo la cuchilla que se encuentra en la parte frontal del vagón. Al avanzar, el material cortado es empujado al interior del recipiente. Cuando este se llena, se cierra la cuchilla, y se transporta el material hasta el lugar donde será depositado. Para esto se abre el recipiente por el lado posterior, y el material contenido dentro del recipiente es empujado para que salga formando una capa uniforme. La traílla puede separarse del chuto para utilizar éste con otros fines propulsores, acoplándose a un tanque (Ballena), o a un rodillo o pata de cabra. Las Moto traíllas están diseñadas para excavar y transportar tierras en trabajos de gran magnitud a distancias cortas, máximo 1500 mts. La carga se efectúa con la ayuda de un tractor de orugas o grandes tractores de ruedas neumáticas que la empujan. Tienen la gran ventaja de excavar y descender cargadas, pendientes muy fuertes. Retroexcavadora. Estos equipos se utilizan excavar zanjas. Para remover tierra suelta y cargarla en vehículos de transporte, como camiones. Son generalmente articuladas para permitir maniobras en un espacio reducido. Tienen la ventaja de poder excavar por debajo de la cota del piso. Excavadoras hidráulicas o “Jumbos” Existen varios tipos: por su forma de locomoción pueden clasificarse en excavadoras sobre orugas, o sobre neumáticos o llantas. Las máquinas giratorias desplazadas sobre orugas, pueden aumentar substancialmente su potencia, también se incrementa su versatilidad para desplazarse por terrenos abruptos. Cargador de Ruedas o “Payloader”. Estos equipos se utilizan para cargar camiones en trabajos menos rudos, de fácil , buena superficie y poca pendiente. Especialmente en áreas urbanas. Puede desplazarse por sí solo a distancias considerables. Podría usarse como excavador en banqueos muy blandos; pero en suelos duros cohesionados debe ser auxiliado por un bulldozer, pues de lo contrario rediría muy poco y la máquina se desgastaría muy rápido. Minishovell Una versión muy reducida de los payloader son los llamados “Mini Showell”, que son cargadores muy pequeños, muy usados en zonas urbanas para trabajos de limpieza y zonas verdes. Es muy útil y a veces imprescindible en la construcción de edificaciones. Cargador de Cadenas o “Shovell ” Es un equipo de trabajo que se desplaza por cadenas destinado a la carga de material a través de una cuchara articulada. Estos equipos son

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muy funcionales ya que es una maquina muy práctica y sirve para cortar terreno y cargarlo en camiones a distancias cortas preferiblemente. Bulldozer. Su función es remover material a poca profundidad y arrastrar hacia otro lado a distancias cortas. Se usa además para para empujar o halar unidades de carga o de compactación. Se le adaptan deferentes elementos como un gancho trasero “Ripper” que sirve para escarificar el terreno. EQUIPOS PARA COMPACTACION Rodillo Vibro compactador: utilizado para compactar material granular luego que la moto niveladora la ha extendido, el tambor vibra para el proceso de compactación. Existen varios modelos como Rodillo-Cauho como lo vemos en la imagen; Rodillo-Rodillo, este en vez de unos neumáticos traseros viene con un rodillo de compactación en la arte trasera, otros llamados Patas de Cabra que son utilizados para compactar capas de terreno de mayor volumen. Entre algunas de consideraciones a tener en cuenta al momento de realizar un movimiento de tierra tenemos: · La tierra sacada de la obra, se lleva a terrenos donde pueda ser reutilizada o a sitios destinados como “bote”. · La tierra que se trae externa de la obra por lo general a su sitio de extracción se le denomina “saque”. · La tierra comúnmente es trasportada en camiones, estos camiones tienen diferentes metros cúbicos de carga dependiendo de su marca y modelo. Es importante que la vía donde circulan estos camiones siempre este en buen estado, ya que si no podríamos ocasionarles daños muy graves a estos equipos, hasta inclusive ocasionar algún accidente en la obra. · Al momento de compactar, no sobre compactar, porque en vez de obtener mayor compactación, se fatiga el material y se pierde la cohesión, por lo cual hay que remover toda la capa, y volverla a construir: Homogenizar, y re compactar (a veces hay que agregarle humedad). · El rendimiento de los equipos debe ser medido en el costo unitario del material movido, esta medida debe incluir la producción y los costos.

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· Los factores que afectan la productividad de los equipos son: el peso, la potencia, la capacidad, la velocidad, y costos operativos. · Factores intangibles que afectan la productividad, son: el operador, disponibilidad de servicios a las máquinas, y disponibilidad de los repuestos. · El Servicio y Mantenimiento es primordial para tener un rendimiento adecuado en la obra. Se debe reducir al mínimo el número de paradas por mantenimiento o reparaciones

· El costo del equipo es el dinero que requiere el equipo para mantenerse en condiciones de trabajo, estos costos se dividen en costo por posesión y costo de operación. · El Costo de Posesión es alto al principio de la vida del equipo y va bajando a medida que el equipo se deprecia. · El Costo de Operación es bajo al principio de la vida del equipo y aumenta a medida que el equipo envejece. · La Seguridad es primordial en todo tipo de obras, existen leyes que establecen ciertas normas que deben ser cumplidas y están establecidas en la Ley Orgánica de Prevención, Seguridad y Medio Ambiente en el Trabajo. Hay que tomar en cuenta la seguridad en el tránsito dentro de la obra y derechos de paso. Hay dotar a todos los trabajadores dentro de la obra todos con los implementos de seguridad y su indumentaria para trabajar. Y sobre todo hay que tener sentido común sobre las labores que se están realizando y buscar la prevención ante cualquier situación.

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 Bibliografía. http://cvcunimet.blogspot.mx/2014_03_01_archive.html http://www.marcoteorico.com/curso/55/maquinaria-pesada-ymovimiento-de-tierra/559/potencias-y-fuentes-de-energia-

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