Excavador

Las excavadoras son equipos de construcción pesada que consisten principalmente en una pluma , un brazo (o cucharón), una cuchara y una cabina sobre una plataforma giratoria conocida como "casa". ^{[ 1 ]}

La cabina de la excavadora moderna se asienta sobre un tren de rodaje con orugas o ruedas , siendo una evolución de la pala de vapor (que a su vez evolucionó a la pala mecánica cuando el vapor fue reemplazado por el diésel y la energía eléctrica). Todos los movimientos y funciones relacionados con la excavación de una excavadora hidráulica se realizan mediante el uso de fluido hidráulico , con cilindros y motores hidráulicos , ^{[ 2 ]} que reemplazaron a los cabrestantes, cadenas y cables de acero (utilizados por las excavadoras de arrastre ). ^{[ 3 ]} Otro cambio fundamental fue la dirección de la acción de excavación, ya que las excavadoras modernas tiran de sus cucharones hacia sí mismas como una draga en lugar de empujarlos para llenarlos como lo hacían las primeras palas mecánicas.

Las excavadoras también se denominan palas mecánicas, palas de excavación o excavadoras de 360 ​​grados (a veces abreviadas simplemente como "360"). Las excavadoras de orugas a veces se denominan "excavadoras de orugas" por analogía con la retroexcavadora . ^{[ 4 ]} En el Reino Unido , las excavadoras de ruedas a veces se conocen como "patos de goma". ^{[ 5 ]}

Las excavadoras se utilizan de muchas maneras:

• Excavación de zanjas , agujeros y cimientos.
• Manipulación de materiales ^{[ 6 ]}
• Desbroce con sierra hidráulica, cortacésped y accesorios para la eliminación de tocones.
• Trabajos forestales
• Acolchado forestal
• Demolición con garras hidráulicas, cortadoras y martillos hidráulicos .
• La minería , especialmente, pero no solo la minería a cielo abierto.
• Dragado de ríos
• Excavación hidráulica para acceder a infraestructuras subterráneas frágiles mediante agua a alta presión.
• Hincado de pilotes , en conjunto con una hincadora de pilotes.
• Perforación de pozos para cimientos y voladura de rocas , mediante el uso de una barrena o un accesorio de perforación hidráulica.
• Retirada de nieve con arado y soplador de nieve .
• Reciclaje de aeronaves

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  Una excavadora operada por cable bajo el nombre de Northwest (ahora Terex ) en los terrenos del Pageant of Steam.
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  Excavadora de ruedas Liebherr 314
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  Zanjadoras Link-Belt
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  CAT 5230 en operación minera de carbón
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  Excavadora Caterpillar 315C L limpiando los escombros del tornado.
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  Una excavadora Komatsu de L&T vista en India
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  Un New Holland E215 en Hamburgo, Alemania.
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  Excavadora Caterpillar 350L en Louisville, Kentucky , EE. UU., 2001. Nótese el pulgar hidráulico .
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  Una excavadora de menor tamaño está trabajando en la instalación de un cable de banda ancha en el centro de Ystad en 2021.
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  Excavadora de orugas Daewoo Solar 150LC-V de Waterways Ireland , utilizada para el mantenimiento de canales.
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  Excavadora de orugas
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  Chasis de orugas
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  Excavadora SH200 Sumitomo en un almacén/estacionamiento para 8-10 unidades en Chiba, Japón, en 2008.
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  Excavadora realizando labores de mantenimiento costero y limpieza de escombros en la playa de Stockton.
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  Se observa la pluma articulada de una excavadora de orugas, mostrada en su posición de desplazamiento correcta.

Las excavadoras hidráulicas modernas vienen en una amplia variedad de tamaños. Las más pequeñas se llaman miniexcavadoras o excavadoras compactas . ^{[ 7 ]} Por ejemplo, la miniexcavadora más pequeña de Caterpillar pesa 2060 libras (930 kg) y tiene 13 hp ; ^{[ 8 ]} su modelo más grande es la excavadora más grande disponible (desarrollada y producida por Orenstein & Koppel, Alemania, hasta la adquisición por Caterpillar en 2011, llamada »RH400«), la CAT 6090, que pesa más de 2160 510 libras (979 990 kg) , tiene 4500 hp y una cuchara de hasta 52,0 m ³ .   

Las excavadoras hidráulicas suelen acoplar la potencia del motor a (generalmente) tres bombas hidráulicas en lugar de a sistemas de transmisión mecánicos . Las dos bombas principales suministran aceite a alta presión (hasta 5000 psi , 345 bar) para los brazos , el motor de giro, los motores de las orugas y los accesorios, mientras que la tercera es una bomba de menor presión (aproximadamente 700 psi , 48 bar) para el control piloto de las válvulas de carrete ; este tercer circuito permite reducir el esfuerzo físico al operar los controles. Generalmente, las tres bombas utilizadas en las excavadoras constan de dos bombas de pistón de desplazamiento variable y una bomba de engranajes. La disposición de las bombas en la unidad de la excavadora varía según el fabricante y el formato utilizado.

Las tres secciones principales de una excavadora son el tren de rodaje , la cabina y el brazo. También se utiliza la pluma, la parte frontal que se une a la cabina y sostiene el brazo. El tren de rodaje incluye orugas, bastidor de orugas y transmisiones finales, que cuentan con un motor hidráulico y engranajes que proporcionan la tracción a cada oruga. El tren de rodaje, especialmente en el caso de una miniexcavadora, también puede tener una pala similar a la de una excavadora de gran tamaño. La cabina incluye la cabina del operador, el contrapeso , el motor y los depósitos de combustible y aceite hidráulico. La cabina se une al tren de rodaje mediante un pasador central. El aceite a alta presión se suministra a los motores hidráulicos de las orugas a través de una articulación hidráulica en el eje del pasador, lo que permite que la máquina gire 360° sin obstáculos y, por lo tanto, proporciona el movimiento lateral. ^{[ 9 ]} El brazo proporciona los movimientos de elevación y descenso, así como de acercamiento y alejamiento (o movimiento de excavación). Los brazos suelen constar de una pluma, un brazo y una cuchara, con tres articulaciones entre ellos y la casa.

El brazo articulado se fija a la casa y permite el movimiento vertical. Puede tener varias configuraciones diferentes:

• Los más comunes son los brazos monobrazo; estos no tienen otro movimiento que el vertical.
• Otros modelos cuentan con una pluma articulada que también puede moverse hacia la izquierda y hacia la derecha en línea con la máquina.
• Otra opción es una bisagra en la base de la pluma que le permite pivotar hidráulicamente hasta 180° independientemente de la casa; sin embargo, esto generalmente solo está disponible para excavadoras compactas .
• Las plumas de ángulo variable tienen una articulación adicional en el centro para modificar su curvatura. También se las conoce como plumas de triple articulación (TAB) o plumas de tres piezas.

En el extremo de la pluma se encuentra el brazo (o cucharón). El brazo proporciona el movimiento de excavación necesario para arrastrar la cuchara a través del suelo. La longitud del brazo es opcional, dependiendo de si se requiere mayor alcance (brazo más largo) o mayor fuerza de arranque (brazo más corto). Lo más común es el brazo monobrazo, pero también existen, por ejemplo, brazos telescópicos. La excavadora de arrastre , la más grande jamás construida , eliminó el cucharón y lo sustituyó por un cable y un cabrestante .

En el extremo del brazo suele haber una cuchara . Una cuchara ancha y de gran capacidad (para lodo) con un borde de corte recto se utiliza para la limpieza y nivelación, o cuando el material a excavar es blando y no se requieren dientes. Una cuchara de uso general (GP) suele ser más pequeña, más resistente y tiene cortadores laterales endurecidos y dientes que se utilizan para romper terrenos duros y rocas. Las cucharas tienen numerosas formas y tamaños para diversas aplicaciones. También hay muchos otros accesorios disponibles que se pueden acoplar a la excavadora para perforar, desgarrar, triturar, cortar, levantar, etc. Los accesorios se pueden acoplar con pasadores similares a otras partes del brazo o con algún tipo de acoplamiento rápido . Las excavadoras en Escandinavia a menudo cuentan con un rotador basculante que permite que los accesorios giren 360 grados y se inclinen ±45 grados, para aumentar la flexibilidad y precisión de la excavadora.

Antes de la década de 1990, todas las excavadoras contaban con un contrapeso largo o convencional que colgaba de la parte trasera para proporcionar mayor fuerza de excavación y capacidad de elevación. Esto resultaba un inconveniente al trabajar en espacios reducidos. En 1993, Yanmar lanzó la primera excavadora de giro de cola cero del mundo, ^{[ 10 ]} que permite que el contrapeso permanezca dentro del ancho de las orugas durante el giro, lo que la hace más segura y fácil de usar en espacios confinados. Este tipo de máquina se utiliza actualmente de forma generalizada en todo el mundo.

En las excavadoras, existen dos configuraciones de control principales para la pluma y la cuchara, cada una distribuyendo las cuatro funciones principales de excavación entre dos joysticks XY. Esto permite a un operador experimentado controlar las cuatro funciones simultáneamente. La configuración más popular en EE. UU. es la SAE , mientras que en otras partes del mundo predomina la ISO. Algunos fabricantes, como Takeuchi, ofrecen interruptores que permiten al operador seleccionar la configuración de control que desea utilizar.

Las excavadoras hidráulicas ahora realizan tareas que van mucho más allá de la excavación con cucharón . Con la llegada de implementos hidráulicos como un martillo hidráulico , una cortadora, una garra o una barrena , una trituradora y cucharones de cribado ^{[ 11 ]} la excavadora se usa frecuentemente en muchas aplicaciones además de la excavación. Muchas excavadoras cuentan con un acoplamiento rápido para simplificar el montaje de implementos, lo que aumenta la utilización de la máquina en la obra. Las excavadoras generalmente se emplean junto con cargadoras y topadoras . La mayoría de las excavadoras de ruedas, compactas y algunas de tamaño mediano (de 11 a 18 toneladas) tienen una hoja de relleno (o topadora). Esta es una hoja horizontal similar a la de una topadora, unida al tren de rodaje, y se usa para nivelar y empujar el material removido de vuelta al agujero.

A julio de 2021, los fabricantes de excavadoras actuales incluyen:

Argelia

• ENMTP

Porcelana

• Compañía Industrial Pesada Guangxi Yuchai, Ltd.
• LiuGong
• Lonking
• Lovol Heavy Industry Group Co., Ltd
• SANY
• SDLG
• Shantui
• Grupo de Equipos Inteligentes Sunward
• XCMG
• Xiamen XGMA Machinery Co., Ltd.
• Zoomlion

Dinamarca

• Hidrema

Francia

• JMEKA
• Mecalac
• Minipellet
• ProtoMicroTP

Alemania

• ThyssenKrupp
• Wacker Neuson

India

• BEML
• L&T
• Maquinaria de construcción Tata Hitachi

Indonesia

• PT Pindad (Persero) ^{[ 12 ]}

Irán

• HEPCO

Italia-EE. UU.-Países Bajos

• CNH Industrial - produce Sumitomo y CASE

Japón

• Maquinaria de construcción Hitachi
• Kato Works Co. Ltd.
• Kobelco
• Komatsu
• Kubota
• SUMITOMO
• Yanmar

Rusia

• Uralvagonzavod

Suecia

• Sandvik AB
• Equipos de construcción Volvo

Corea del Sur

• Doosan
• Industrias pesadas de Hyundai

Suiza-Alemania

• Liebherr

Pavo

• Hidromek

Reino Unido

• JCB

Estados Unidos

• Bucyrus Internacional
• Caso CE
• Caterpillar Inc.
• John Deere
• Excavadoras LBX (Link-Belt)
• Nueva Holanda
• Corporación Terex

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