Rendimiento de maquinarias

rendimiento de mquinros

1. RENDIMIENTO DE MAQUINARIAS
❖ CURSO:
CAMINOS II

❖ DOCENTE:

ING. JUAN PABLO ESCOBAR MASSIAS

❖ ALUMNOS:

1. CJUNO HUAMAN KENJI
2. HANCCO QUISPE ROMARIO
3. HUALLPA CHURAPA HUGO ELMER
4. SOTALERO CCANA LUIS FELIPE






UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO
ABAD DEL CUSCO
FACULT
AD DE
ARQUITE
CTURA E
INGENIE
RIA
CIVIL

SEMESTRE 2015-II

2. PRESENTACIÓN
Este trabajo es realizado por ingenieros en formación que con el afán de mejorar sus
destrezas en el rendimiento de maquinarias realizaron un trabajo con enfoque a la
práctica de una correcta aplicación de los conocimientos impartidos en aulas
académicas por el Ing. JUAN PABLO ESCOBAR MASSIAS.
TITULO
“Rendimiento de maquinarias en una obra”


INTRODUCCIÓN
Con el afán de solucionar los costos y presupuestos en una obra y evitar las
paralizaciones de las obras como en muchos casos está ocurriendo en nuestro
departamento del cusco un grupo de estudiantes de la Universidad Nacional de San
Antonio Abad del Cusco salió a verificar y experimentar en obra el rendimiento de las
maquinarias y el tiempo de ciclo de cada uno de ellos. Las maquinarias a estudiar son:
1. Tractor oruga
2. Cargador frontal sobre llantas
3. Volquete
4. Cisterna
5. Motoniveladora
6. Rodillo vibratorio

OBJETIVOS.
● Objetivo general
Determinar el rendimiento de cada uno de las maquinas que trabajan en la obra
“pavimentación de la av. Túpac Amaru”.

● Objetivos secundarios
Observar la funcionalidad de las distintas máquinas de trabajo.

3. RENDIMIENTO DE MAQUINARIAS

1. Concepto
El rendimiento es un concepto asociado al trabajo realizado por las máquinas.
Obtener un buen rendimiento supone obtener buenos y esperados resultados
con poco trabajo.


2. Compactación de suelos
Se entiende por compactación de los suelos el mejoramiento artificial de sus
propiedades mecánicas por medios mecánicos.
La importancia de la compactación de los suelos estriba en el aumento de
resistencia y disminución de capacidad de deformación que se obtienen al
sujetar

4. CALCULO DE RENDIMIENTO DE MAQUINARIAS:
1) TRACTOR ORUGA

6. MAQUINARIA: TRACTOR ORUGA

Especificaciones
Motor: Marca Caterpillar
Modelo 3116T
Máxima Potencia: 153 CV - 114.1 kw
La potencia neta es de: 140 CV - 104.4 kw
Potencia medida a 2200 rpm
Peso: 33200 kg - 15059.3 lb
Capacidad de combustible: 82.2 gal -311 L
Velocidad máxima - Delantero 6,4 mph - 10,3 kph
Velocidad máxima - Invertir 7,9 mph -12,7 kph
Capacidad: 3,2 m3
Datos:
ESPECIFICACION TIEMPO(min,seg) TIEMPO(min)
TIEMPO DEL PRIMER CICLO 1min27seg 1.45min
TIEMPO DEL SEGUNDO CICLO 1min30seg 1.50min
TIEMPO DEL TERCER CICLO 1min20seg 1.33min
TIEMPO DEL 1° TRABAJO CONTRIBUTORIO 1min15seg 1.25min
TIEMPO DE LA MAQUINA PARADA 1min39seg 1.65min
TIEMPO DEL 2° TRABAJO CONTRIBUTORIO 44seg 0.73min
TIEMPO DEL CUARTO CICLO 1min36seg 1.60min
TIEMPO DEL QUINTO CICLO 46seg 0.76min
TIEMPO DEL SEXTO CICLO 1min14seg 1.23min
TIEMPO DEL 3° TRABAJO CONTRIBUTORIO 34seg 0.57min
TIEMPO DEL SETIMO CICLO 1min22seg 1.37min
TIEMPO DEL 4° TRABAJO CONTRBUTORIO 50seg 0.83min
TIEMPO DEL OCTAVO CICLO 1min24seg 1.40min
TIEMPO DEL NOVENO CICLO 1min8seg 1.13min
TIEMPO DEL DECIMO CICLO 1min13seg 1.22min
TIEMPO DEL NCEAVO CICLO 1min15seg 1.25min
TIMPO DEL DOCEAVO CICLO 1min7seg 1.12min
TIEMPO DEL TRECEAVO CICLO 0min55seg 0.92min
TIEMPO DEL CATORCEAVO CICLO 1min13seg 1.22min
TIEMPO DEL LA MAQUINA PARADA 1min0seg 1.00min

7. Donde:
Tc= tiempo de ciclo
Ttc=tiempo de trabajo contributorio
Tmp= tiempo de maquina parada
Tmm= tiempo de movimiento de la maquina sin trabajar
Si sacamos el promedio de los tiempos de ciclo se tiene:
��
=
1.45+1.50+1.33+1.6+0.76+1.23+1.37+1.40+1.13+1.22+1.25+1.12+0.92+1.22
14
=1.25���

Pero como los tiempos de ciclo son muy variados y además existen trabajos
contributarios donde la maquina realiza trabajos que son necesarios pero no
corta, entonces el tiempo de ciclo teniendo en cuenta todas las consideraciones
antes mencionadas será:

��=
������ ����� �� �������
�° �� ������
=
20���53��??????
14
=
20.88���
14
=1.49���

8. FACTOR EFICIENCIA:
�=
������ �� �??????����� �����
������ �� ��??????����� �����
=
20.88���
23.53���
=0.87

CALCULO DEL RENDIMIENTO DEL TRACTOR ORUGA:
??????=
�∗�∗60′
��∗��

DONDE:
�=3.2�
3
; ��=1.3 ; ��=1.49��� ; �=0.87
Reemplazando:
??????=
3.2∗0.87∗60′
1.3∗1.49′
=86�
3
/ℎ

2) CARGADOR FRONTAL SOBRE LLANTAS Y VOLQUETE

ESPECIFICACIONES DE CADA MAQUINARIA.
1.- CARGADOR SOBRE LLANTAS
POTENCIA 200 – 220 HP
CAPACIDAD 3.1 m^3
PESO 18,900 Kg
AÑO 2007
MODELO HL760-7A

9. 2.- VOLQUETE:
POTENCIA 400 HP
CAPACIDAD 15 M^3
PESO 19,000 Kg
AÑO 1889
MODELO VOLVO

FORMULA DE RENDIMIENTO:
R =
??????∗??????∗??????∗60
′
)
????????????

⮚ CALCULO DE RENDIMIENTO DE CARGADOR SOBRE
LLANTAS
C = Capacidad del cargador frontal 3.1 m^3
K= Factor de relación de la caja 0.95
E = Eficiencia del cargador frontal 80%
Tc = Tiempo de ciclo 0.80'

R =
??????∗�∗(??????∗60
′
)
????????????


R =
3.1∗0.95∗(0.8∗60
′
)
0.8

R = 177 m^3/hora en m.s.

CARGADOR SOBRE LLANTAS
RENDIMIENTO 177 m3/hr
COSTO 180 S/./hr
COSTO POR m^3 0.74 S/./m3



⮚ CALCULO DE RENDIMIENTO DE VOLQUETE
Rendimiento de un volquete
Datos del volquete: datos unidad
Capacidad del volquete: 15 m3
Factor de eficiencia: 75 %

10. Distancia de transporte: 30 km
Factor de K 0.95
Velocidad del recorrido cargado bajada (6 – 8) 7 km/h
Velocidad del recorrido descargado subida (12- 20) 16 km/h
Tiempo de descarga del material 1.2 min
Tiempo de carga del material 4.03 min

Tc : TCARGA + TRETORNO + TDESCARGA + TVIAJE
Tc = 4.02’ + 101.15’ + 1.12’ + 62.15’= 168.44’ = 168.73 mint
C= capacidad del volquete
E= factor de eficiencia
F= factor de K
R =
??????∗??????∗(??????∗60
′
)
????????????



R =
15∗0.95∗(0.75∗60
′
)
168.73
= 3.80 m3/hora


⮚ CALCULO DEL NÚMERO DE VOLQUETES QUE REQUIERE UN
CARGADOR FRONTAL

C = capacidad del volquete
Qc = capacidad del cucharon de el cargador frontal 3.1 m^3
Kc= eficiencia del cucharon del cargador frontal 85%

N =
??????
????????????∗????????????



N =
15
3.1∗0.85
= 5.70




⮚ CANTIDAD DE VOLQUETE QUE SE DEBE NECESITAR:

MATERIAL PARA TRASLADAR EN m^3 = 225 m^3/Hora
El volquete cargara
esa cantidad de m3
en una hora

NUMERO DE LAMPACADAS
QUE DEBE HACER EL
CARGADOR PARA LLENAR
EL VOLQUETE

11. Tiempo de viaje 168.73 min
Tiempo de carga 4.03 min
1. N =
??????����� �� ??????�??????��
??????����� �� �????????????�??????
+ 1


N =
168.44
4.02
+ 1 = 42 + 1 = 43


2. N =
??????
??????1
+??????1+
??????
??????2
+??????2
�∗??????
+ 1
N = Numero de volquetes
D = Distancia de cantera 30 KM
V1 = velocidad del recorrido descargado ida 16 Km/hora
V2 = velocidad del recorrido cargado regreso 7 Km/hora
T1 = Tiempo de descarga 1.12’
T2 = Tiempo de acomodamiento + carga 5.12’
n = numero de ciclos 3
C = tiempo de un ciclo en minutos 164.42’

C = TRETORNO + TDESCARGA + TVIAJE
C = 101.15’ + 1.12’ + 62.15’ = 164.42’ = 164.7 mint

N =
30000
16∗16.7
+
1.12
60
+
30000
7∗16.7
+
5.12
60
3∗
164.70
60
+ 1

N =41 + 1 = 42


Conclusión:
VOLQUETE
RENDIMIENTO 5.21 m3/hr
NUMERO DE VOLQUETES
QUE SE NECESITA PARA
TRASLADAR ESA CANTIDAD
DE MATERIAL

NUMERO DE VOLQUETES
QUE SE NECESITA PARA
TRASLADAR ESA CANTIDAD
DE MATERIAL

12. COSTO 150 S/./hr
COSTO POR m^3 28.8 S/./m3

3) MOTONIVELADORA

13. CÁLCULOS DE RENDIMIENTO

PASADAS TIEMPO LONGITUD VELOCIDAD T parciales
(min) (kms) (Km/Hr) (horas)
1 1,27 0,11 5,20 0,028
2 1,32 0,11 5,00 0,029
3 1,46 0,11 4,52 0,032
4 1,23 0,11 5,37 0,027
5 1,48 0,11 4,46 0,033
6 1,50 0,11 4,40 0,033
7 1,52 0,11 4,34 0,034
8 1,42 0,11 4,65 0,032
9 1,24 0,11 5,32 0,028
10 1,46 0,11 4,52 0,032
11 3,3 0,11 2,00 0,073
12 5,45 0,11 1,21 0,121
13 1,48 0,11 4,46 0,033
14 1,40 0,11 4,71 0,031
15 2,27 0,11 2,91 0,050
16 1,36 0,11 4,85 0,030
17 2,80 0,11 2,36 0,062
18 1,48 0,11 4,46 0,033
19 2,42 0,11 2,73 0,054
total de horas 0,797

14. T=N*L/(E*V1)+N*L/(E*V2)+N*L/(E*V2)+...+N*L/(E*Vn)
VOLUMEN (m3) 225

??????=
������� (�3)
������ ����� (ℎ����)


??????=
225
0,797
= 282.3m3/hr

4) RODILLO VIBRATORIO

15. DATOS Y CALCULOS

PASADAS TIEMPO LONGITUD VELOCIDAD
(min) (m) (m/min)
1 3 110 36,67
2 3,2 110 34,38
3 3,25 110 33,85
4 4,2 110 26,19
5 4 110 27,50
6 3,45 110 31,88
7 4,2 110 26,19
8 3,45 110 31,88
9 4,1 110 26,83
10 3,5 110 31,43
V promedio 30,77

Dónde:
V (velocidad) 30,77 (m/min)
B (ancho de placa base) 2,15 m
H (profundidad de capa) 0,18 m
Z (número de pasadas) 10 pasadas

??????=
�∗�∗�∗60
�

??????=
30,77∗2.15∗0.18∗60
10
=71.4 �3/ℎ�

5) DENSIDAD DE CAMPO

Una vez establecido, para el suelo que se va a utilizar en un sitio determinado,
los criterios de compactación, generalmente con limitaciones de humedad y
densidad, es necesario utilizar algún método para verificar los resultados. En
todos los proyectos y en casi todos los proyectos grandes, esta verificación se
desarrolla de manera adecuada con el cono de arena.

16. PARA LA DENSIDAD DE CAMPO
1. Antes de ir al campo se debe pesar el recipiente del aparato de
cono de arena con arena llena lavada con las dimenciones
antes menscionadas.
2. Determinar el peso de arena que se encuentra solo en el cono,
esto se determina colocando el cono de arena sobre la placa y
abrira la llave hasta que el nivel de la arena ya no baje, el peso
antes de abrir menos el peso despues de que se cierra es el
peso de la arena que contiene el cono.
3. Una vez ubicados en el terreno donde se requiere determinar su
densidad se coloca la placa de Φ= 6,5” de espesor y se hace un
hueco con la ayuda de sincel, comba y brocha, del tamaño del
orificio de la placa, la altura se detrmina según la dimencion de
la particulas que presenta dicho suelo que acontinuacion se
muestra.
T.M.N profundidad (cm) de mejor manera
1/2" 6,63 8
1" 9,9 11
2" 13,22 15

17. 4. Una vez obtenido el hueco en el suelo todo el material extraido
se procesa a pesar y guardar en una bolsa hermetica para evitar
la perdida de su humedad.
5. Limpiar la placa de cono de arena y luego de ello invertir el
aparato de cono de arena sobre la palaca y encima del hueco
en el suelo seguidamente abrir la llave y esperar a que se
estabilice el nivel de la arena, luego de esto cerrar la llave y
pesar el cono de arena para saber que cantidad de arena
ingreso al hueco del suelo.

REFERENCIAS
✔ ASTM D- 1556
✔ MANUAL DE LABORATORIOS DE SUELOS EN INGENIERIA CIVIL
(JOSEPH E. BOWLES)


DENSIDAD DE LA ARENA: 2.41 gr/cm3

18. ALQUILER DE LAS MAQUINARIAS POR HORAS

TRACTOR ORUGA RETROEXCAVADORA
RENDIMIENTO = 120 m3/hr RENDIMIENTO = 96,34 m3/hr
COSTO= 220 S/./hr COSTO= 130 S/./hr

COSTO POR m3 1,83333 S/./m3 COSTO POR m3 1,35 S/./m3

CARGADOR FRONTAL MOTONIVELADORA
RENDIMIENTO = 400 m3/hr RENDIMIENTO = 167,6 m3/hr
COSTO= 180 S/./hr COSTO= 200 S/./hr

COSTO POR m3 0,450 S/./m3 COSTO POR m3 1,19 S/./m3

VOLQUETE RODILLO
RENDIMIENTO = 101 m3/hr RENDIMIENTO = 132,06 m3/hr
COSTO= 150 S/./hr COSTO= 180 S/./hr

COSTO POR m3 1,49 S/./m3 COSTO POR m3 1,36 S/./m3

19. ANEXOS