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• Daniel Orellana

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IC - 432 2018

AUQUI PAUCCARIMA, Jhon Robinson

CAMINOS II CALCULO DEL RENDIMIENTO DE CARGADORES FRONTALES

1) Necesitamos conocer cuál será el rendimiento (𝑚3 /𝑑𝑖𝑎)de un cargador frontal de ruedas con las siguientes características: Capacidad del cucharon: 2.5 𝑚3 Carga de roca de voladura medianamente fragmentada Distancia de acarreo: 50 m Región costa a 250 msnm Condiciones promedio de trabajo y Velocidad con carga y de retorno (vacía): 30 y 40 𝑘𝑚/ℎ

SOLUCIÓN: Primeramente necesitamos ordenar y hacer ciertas suposiciones para los datos y así empezaremos con los cálculos: Capacidad de Cucharon: 2.5 𝒎𝟑 Capacidad del volquete con que se trabaja, no es dato del problema, asi que hacemos suposiciones y de acuerdo a algunas tablas del libro del Ing. Walter Ibáñez en función de la capacidad del cucharon: Capacidad del Volquete: 10 𝒎𝟑 Distancia de acarreo: 50 𝒎 Para el Cálculo de la duración del ciclo se necesitaran estos factores: Tiempo de ciclo básico: 0.85 𝒎𝒊𝒏 Tamaño de materia 0.03 𝒎𝒊𝒏 Apilamiento: 0.02 𝒎𝒊𝒏 Factor varios 0.04 𝒎𝒊𝒏 Tiempo de descarga: 2 𝒎𝒊𝒏 Velocidad con carga: 500 m/𝒎𝒊𝒏 Velocidad de retorno: 666.67 m/𝒎𝒊𝒏 Por último se identificaran los factores de corrección, los cuales influyen mucho en el cálculo del rendimiento Pendiente: 1 Capacidad de operador: 0.75 Eficiencia de traslado: 0.833 Visibilidad: 0.91

Autor: AUQUI PAUCCARIMA, JHON ROBINSON

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CAMINOS II Factor de acarreo: 0.80 Altura: 250 msnm

CALCULOS: Tiempo de Ciclo de Carga (min) 𝒁 = 𝑻𝒃𝒂𝒔𝒊𝒄 + 𝒕𝟏 + 𝒕𝟐 + 𝒕𝟑 + 𝒕𝟎 𝒁 = 𝟎. 𝟖𝟓 + 𝟎. 𝟎𝟑 + 𝟎. 𝟎𝟐 + 𝟎. 𝟎𝟒 + 𝟐 𝒁 = 𝟐. 𝟗𝟒 𝒎𝒊𝒏

𝑻= 𝑻=

𝑫 𝑫 + +𝒁 𝑽𝒄 𝑽𝒓

𝟓𝟎 𝟓𝟎 + + 𝟐. 𝟗𝟒 𝟓𝟎𝟎 𝟔𝟔𝟔. 𝟔𝟕 𝑻 = 𝟑. 𝟏𝟏𝟓 𝒎𝒊𝒏

N° Ciclos de Carga de un Camión Volquete 𝑵° 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒔 𝑽𝒐𝒍𝒒 =

𝑽𝒐𝒍. 𝑽𝒐𝒍𝒒 𝒒 ∗ 𝑭𝒂𝒄𝒂𝒓

𝑵° 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒔 𝑽𝒐𝒍𝒒 =

𝟏𝟎 𝟐. 𝟓 ∗ 𝟎. 𝟖

𝑵° 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒔 𝑽𝒐𝒍𝒒 = 𝟓 Tiempo de Carga del Camión (min) 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒒 = 𝑵° 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒔 𝑽𝒐𝒍𝒒 ∗ 𝑻 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒒 = 𝟓 ∗ 𝟑. 𝟏𝟏𝟓 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒒 = 𝟏𝟓. 𝟓𝟕𝟓

Factor de Correc. Final 𝑭𝒄𝒐𝒓 = 𝑭𝒄𝒐𝒓 =

𝒑 ∗ 𝑬 ∗ 𝒕 ∗ 𝑭𝒗𝒊𝒔 𝟏+𝒉

𝟏 ∗ 𝟎. 𝟕𝟓 ∗ 𝟎. 𝟖𝟑𝟑 ∗ 𝟎. 𝟗𝟏 𝟐𝟓𝟎 − 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟏 + ( 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 ) 𝑭𝒄𝒐𝒓 = 𝟎. 𝟔𝟏𝟒𝟖

Tiempo Efectivo de Carga (min)

Autor: AUQUI PAUCCARIMA, JHON ROBINSON

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CAMINOS II 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒓𝒂𝒈𝒂 =

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒒 𝑭𝒄𝒐𝒓

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒓𝒂𝒈𝒂 =

𝟏𝟓. 𝟓𝟕𝟓 𝟎. 𝟔𝟏𝟒𝟖

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒓𝒂𝒈𝒂 = 𝟐𝟓. 𝟑𝟑𝟏

Número de Camiones Cargados (P/Hora) 𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 =

𝟔𝟎 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒓𝒂𝒈𝒂

𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 =

𝟔𝟎 𝟐𝟓. 𝟑𝟑𝟏

𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 = 𝟐. 𝟑𝟔𝟖𝟒 𝒑𝒐𝒓 𝒉𝒐𝒓𝒂

Número de Camiones Cargados (P/Día) 𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 = 𝟐. 𝟑𝟔𝟖𝟒 ∗ 𝟖 𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 = 𝟏𝟖. 𝟗𝟒𝟗 𝒑𝒐𝒓 𝒅𝒊𝒂

Rendimiento Standard de Carga (m3/Día) 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓(𝒅𝒊𝒂) = 𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 ∗ 𝑽𝒐𝒍. 𝑽𝒐𝒍𝒒 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓𝒓(𝒅𝒊𝒂) = 𝟏𝟖. 𝟑𝟕 ∗ 𝟏𝟎 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓𝒓(𝒅𝒊𝒂) = 𝟏𝟖𝟗. 𝟒𝟗𝟑 𝒎𝟑 ⁄𝒅𝒊𝒂

Rendimiento Standard de Carga (m3/Hora) 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓(𝒉𝒐𝒓𝒂) =

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓(𝒅𝒊𝒂) 𝟖 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓 =

𝟏𝟖𝟑. 𝟕 𝟖 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓 = 𝟐𝟑. 𝟔𝟗 𝒎𝟑 ⁄𝒉𝒐𝒓𝒂

Autor: AUQUI PAUCCARIMA, JHON ROBINSON

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CAMINOS II 2) Calcular el número de cargadores frontales Komatsu WA300-1 necesario para alimentar una planta de trituración que tiene una Capacidad de producción de 120 M3 por hora, considerando que los materiales están a 130 metros de distancia, de acuerdo a las siguientes condiciones: q = 2,0 M3 Vc = 12,5 km/hra Vr = 13 km/hra Tiempo de ciclo básico = 0.53 minutos Tiempo de descarga = 1.5 minutos Condiciones de Trabajo Regulares “0” = 0,8 Factor de acarreo “k” = 0,83 Pendiente del terreno “p”: 10 % cuesta arriba La zona de trabajo es la región Sierra 3000 msnm SOLUCIÓN: Primeramente necesitamos ordenar y hacer ciertas suposiciones para los datos y así empezaremos con los cálculos: Capacidad de Cucharon: 2.0 𝒎𝟑 Capacidad del volquete: 10.0 𝒎𝟑 Distancia de acarreo: 130 𝒎 Para el Cálculo de la duración del ciclo se necesitaran estos factores: 𝒁 = 𝑻𝒃𝒂𝒔𝒊𝒄 + 𝒕𝟏 + 𝒕𝟐 + 𝒕𝟑 + 𝒕𝟎 Tiempo de ciclo básico = 0.53 minutos Tiempo de descarga “t0”= 1.5 minutos Tiempo de ciclo básico + Tamaño de materia + Apilamiento + Factor varios + Tiempo de descarga Velocidad con carga: 𝟏𝟐. 𝟓 𝒌𝒎/𝒉 = 𝟐𝟎𝟖. 𝟑𝟑 𝒎/𝒎𝒊𝒏 Velocidad con carga: 𝟏𝟑. 𝟎 𝒌𝒎/𝒉 = 𝟐𝟏𝟔. 𝟔𝟕 𝒎/𝒎𝒊𝒏 Por último se identificaran los factores de corrección, los cuales influyen mucho en el cálculo del rendimiento Pendiente: 𝟏𝟎% 𝒄𝒖𝒂𝒔𝒕𝒂 𝒂𝒓𝒓𝒊𝒃𝒂 → 𝟎. 𝟖𝟔 Eficiencia de traslado “t”: 0.75 Capacidad de operador “E”: 𝑬 = 𝒕 × 𝒐 = 𝟎. 𝟕𝟓 × 𝟎. 𝟖 = 𝟎. 𝟔𝟎 Factor de acarreo “k”: 0.83

Autor: AUQUI PAUCCARIMA, JHON ROBINSON

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CAMINOS II Altura: 3000 msnm Visibilidad: 0.88 CALCULOS: Tiempo de Ciclo de Carga (min) 𝒁 = 𝑻𝒃𝒂𝒔𝒊𝒄 + 𝒕𝟏 + 𝒕𝟐 + 𝒕𝟑 + 𝒕𝟎 𝑻𝒃𝒂𝒔𝒊𝒄 = 𝟎. 𝟓𝟑 𝒕𝟎 = 𝟏. 𝟓 𝒁 = 𝟎. 𝟓𝟑 + 𝟎. 𝟎𝟑 + 𝟎. 𝟎𝟐 + 𝟎. 𝟎𝟒 + 𝟏. 𝟓 𝒁 = 𝟐. 𝟏𝟐

𝑻= 𝑻=

𝑫 𝑫 + +𝒁 𝑽𝒄 𝑽𝒓

𝟏𝟑𝟎 𝟏𝟑𝟎 + + 𝟐. 𝟏𝟐 𝟐𝟎𝟖. 𝟑𝟑 𝟐𝟏𝟔. 𝟔𝟕 𝑻 = 𝟑. 𝟑𝟒𝟒 𝒎𝒊𝒏

N° Ciclos de Carga de un “Camión Volquete” 𝑵° 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒔 𝑽𝒐𝒍𝒒 =

𝑽𝒐𝒍. 𝑽𝒐𝒍𝒒 𝒒 ∗ 𝑭𝒂𝒄𝒂𝒓

𝑵° 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒔 𝑽𝒐𝒍𝒒 =

𝟏𝟎 𝟐. 𝟎 ∗ 𝟎. 𝟖𝟑

𝑵° 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒔 𝑽𝒐𝒍𝒒 = 𝟔. 𝟎𝟐𝟒 → 𝟔. 𝟎 Tiempo de Carga del Camión (min) 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒒 = 𝑵° 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒔 𝑽𝒐𝒍𝒒 ∗ 𝑻 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒒 = 𝟔. 𝟔𝟓 ∗ 𝟑. 𝟑𝟒𝟒 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒒 = 𝟐𝟎. 𝟎𝟔𝟒

Factor de Correc. Final 𝑭𝒄𝒐𝒓 = 𝑭𝒄𝒐𝒓 =

𝒑 ∗ 𝑬 ∗ 𝒕 ∗ 𝑭𝒗𝒊𝒔 𝟏+𝒉

𝟎. 𝟖𝟔 ∗ 𝟎. 𝟔 ∗ 𝟎. 𝟕𝟓 ∗ 𝟎. 𝟖𝟖 𝟑𝟎𝟎𝟎 − 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟏+( ) 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 𝑭𝒄𝒐𝒓 = 𝟎. 𝟐𝟖𝟒

Autor: AUQUI PAUCCARIMA, JHON ROBINSON

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CAMINOS II Tiempo Efectivo de Carga (min) 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒓𝒂𝒈𝒂 =

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒒 𝑭𝒄𝒐𝒓

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒓𝒂𝒈𝒂 =

𝟐𝟎. 𝟎𝟔𝟒 𝟎. 𝟐𝟖𝟒

𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒓𝒂𝒈𝒂 = 𝟕𝟎. 𝟔𝟗𝟖

Número de Camiones Cargados (P/Hora) 𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 =

𝟔𝟎 𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑬𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝒓𝒂𝒈𝒂

𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 =

𝟔𝟎 𝟕𝟎. 𝟔𝟗𝟖

𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 = 𝟎. 𝟖𝟒𝟗 𝒑𝒐𝒓 𝒉𝒐𝒓𝒂

Número de Camiones Cargados (P/Día) 𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 = 𝟎. 𝟖𝟒𝟗 ∗ 𝟖 𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 = 𝟔. 𝟕𝟖𝟗 𝒑𝒐𝒓 𝒅𝒊𝒂

Rendimiento Standard de Carga (m3/Día) 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓(𝒅𝒊𝒂) = 𝑵𝒖𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒎𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 ∗ 𝑽𝒐𝒍. 𝑽𝒐𝒍𝒒 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓𝒓(𝒅𝒊𝒂) = 𝟔. 𝟕𝟖𝟗 ∗ 𝟏𝟎 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓𝒓(𝒅𝒊𝒂) = 𝟔𝟕. 𝟖𝟗𝟓 𝒎𝟑 ⁄𝒅𝒊𝒂

Rendimiento Standard de Carga (m3/Hora) 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓(𝒉𝒐𝒓𝒂) =

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓(𝒅𝒊𝒂) 𝟖 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓 =

𝟔𝟕. 𝟖𝟗𝟓 𝟖 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔

𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓 = 𝟖. 𝟒𝟖𝟕 𝒎𝟑 ⁄𝒉𝒐𝒓𝒂

Autor: AUQUI PAUCCARIMA, JHON ROBINSON

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CAMINOS II Para nuestro ejemplo nos pide que el rendimiento de nuestra planta de trituración sea de: 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝑷𝒍𝒂𝒏𝒕𝒂 𝑻𝒓𝒊𝒕. = 𝟏𝟐𝟎 𝒎𝟑 ⁄𝒉𝒐𝒓𝒂 Pero un solo cargador frontal rinde: 7.929 𝑚3 ⁄ℎ𝑜𝑟𝑎 por lo cual, es insuficiente y para poder abastecer a nuestra planta de trituración se tiene que hacer una simple regla de tres simple:

𝟖. 𝟒𝟖𝟕 𝒎𝟑 ⁄𝒉𝒐𝒓𝒂 𝟏𝟐𝟎 𝒎𝟑 ⁄𝒉𝒐𝒓𝒂

𝐱=

𝟏 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂𝒅𝒐𝒓 𝒇𝒓𝒐𝒏𝒕𝒂𝒍 𝒙 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂𝒅𝒐𝒓𝒆𝒔 𝒇𝒓𝒐𝒏𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔

𝟏𝟐𝟎 𝒎𝟑 /𝒉𝒓 × 𝟏𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂𝒅𝒐𝒓 𝑭𝒓𝒐𝒏𝒕𝒂𝒍 = 𝟏𝟒. 𝟑𝟗𝟑 𝟖. 𝟒𝟖𝟕 𝒎𝟑 /𝒉𝒓

Por lo tanto nuestra planta de trituración requieres de 15 cargadores frontales

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CAMINOS II 3) C

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