Estructura y Metalurgia de Excavadoras: Bastidores, Chasis y Componentes ROPS
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Introducción a la Maquinaria Pesada
Las excavadoras son máquinas móviles que utilizan una herramienta de corte para perforar las masas de materiales y cargarlos. Poseen un motor de combustión interna que entrega energía mecánica, la cual es transferida a un sistema hidráulico que mueve la máquina por medio de orugas y a la herramienta de corte por medio de la pluma.
Componentes Clave de la Excavadora
La Pluma (*Boom*)
La pluma (o *Boom*) es una estructura articulada formada por dos piezas metálicas unidas al bastidor de la máquina y entre ellas por una articulación compuesta por un *pin* y un par de rodamientos lubricados por grasa. Se mueve por la acción de dos pistones hidráulicos alimentados por una serie de mangueras conectadas al sistema hidráulico central de la máquina.
Seguridad y Estructura (ROPS)
La estructura ROPS (aprobada para protección contra vuelcos) es parte integral de la cabina y el bastidor. La cabina tiene montaje amortiguado sobre el bastidor para reducir los niveles de ruido y vibración.
El Bastidor y el Chasis en Maquinaria Pesada
Definición y Función del Bastidor
Bastidor
Es el "esqueleto" del vehículo, cumple la función de soportar todos los sistemas, además de darle resistencia.
Chasis
Se le llama al conjunto conformado por el bastidor, motor, ruedas, tren de potencia, frenos y sistema de dirección.
Diseño y Resistencia del Bastidor
El diseño del bastidor con secciones de caja y las soldaduras continuas y de gran penetración resisten el daño de las cargas pesadas sin aumentar su peso. Las reparaciones del bastidor pueden hacerse sin precalentar, a temperaturas ambiente superiores a 16 °C (61 °F), para evitar la degradación metalúrgica. Los bastidores de camiones Caterpillar utilizan *hierro dulce* que proporciona flexibilidad, larga duración y resistencia a cargas de impacto incluso en climas fríos. El bastidor incorpora dos piezas forjadas y 21 piezas fundidas en las áreas de alto esfuerzo, para que su fortaleza sea de 2 a 3 veces superior a las estructuras fabricadas de tamaño equivalente.
Características Metalúrgicas Básicas de los Bastidores
- Alta resistencia elástica
- Alta resistencia a la tensión
- Alta resistencia a la fatiga
Tipos de Bastidores
- Sección en “U”
- Sección en “Caja”
- Fundidos
- Mixtos
- Autoportantes
Fundamentos Metalúrgicos
Composición y Fabricación del Acero
¿Qué es el Acero?
El acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2% de carbono). Algunas veces, otros elementos de aleación específicos, tales como el Cromo (Cr) o Níquel (Ni), se agregan con propósitos determinados. Ya que el acero es básicamente hierro altamente purificado (más de un 98% de hierro), su fabricación comienza con la reducción de hierro, el cual se convierte más tarde en acero.
El Hierro
El hierro es uno de los elementos, por lo tanto, consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza, ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro (*herrumbre*).