Cargadora de dirección deslizante

Un minicargador , minicargador ( SSL ) o minicargador es un tipo de equipo pesado compacto con brazos de elevación que se pueden acoplar a una amplia variedad de cucharones y otras herramientas o accesorios que ahorran mano de obra.

Las ruedas normalmente no tienen un mecanismo de dirección independiente y mantienen una alineación recta fija en el cuerpo de la máquina. El giro se logra mediante una dirección diferencial , en la que los pares de ruedas izquierda y derecha se operan a diferentes velocidades, y la máquina gira derrapando o arrastrando sus ruedas de orientación fija por el suelo. Las cargadoras de dirección deslizante son capaces de girar con radio cero, impulsando un juego de ruedas hacia adelante mientras impulsan simultáneamente el juego de ruedas opuesto en reversa. Esta capacidad de "giro cero" (la máquina puede girar dentro de su propia longitud) las hace extremadamente maniobrables y valiosas para aplicaciones que requieren una cargadora o un portaherramientas compacto, potente y ágil en áreas de trabajo con espacios reducidos.

Al igual que otros cargadores frontales , pueden empujar material de un lugar a otro, transportar material en el cucharón, cargar material en un camión o remolque y realizar una variedad de operaciones de excavación y nivelación.

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El primer cargador frontal de tres ruedas fue inventado por los hermanos Cyril y Louis Keller en Rothsay, Minnesota , en 1957. ^[1] Los Keller construyeron el cargador para ayudar a un granjero, Eddie Velo, a mecanizar el proceso de limpieza del estiércol de pavo de su establo. La máquina ligera y compacta, con su rueda giratoria trasera, podía girar sobre su propia longitud mientras realizaba las mismas tareas que un cargador frontal convencional, de ahí su nombre. ^[1]

Los hermanos Melroe, de Melroe Manufacturing Company en Gwinner, Dakota del Norte , compraron los derechos de la cargadora Keller en 1958 y contrataron a los Keller para que siguieran perfeccionando su invento. Como resultado de esta asociación, la cargadora autopropulsada M-200 Melroe se presentó a fines de 1958. Presentaba dos ruedas motrices delanteras independientes y una rueda giratoria trasera, un motor de 12,9 hp (9,6 kW) y una capacidad de elevación de 750 libras (340 kg). Dos años más tarde, reemplazaron la rueda giratoria con un eje trasero y presentaron la M-400, la primera cargadora de cuatro ruedas con dirección deslizante. ^[1] La M-440 estaba impulsada por un motor de 15,5 hp (11,6 kW) y tenía una capacidad operativa nominal de 1100 libras (500 kg). El desarrollo de la dirección deslizante continuó hasta mediados de la década de 1960 con la cargadora M600. Melroe adoptó la conocida marca Bobcat en 1962.

A finales de la década de 1960, los fabricantes de equipos pesados ​​que competían entre sí vendían máquinas de este formato .

Las minicargadoras son vehículos de cuatro ruedas o de orugas, en los que las ruedas delanteras y traseras de cada lado están unidas mecánicamente para girar a la misma velocidad y las ruedas motrices del lado izquierdo pueden accionarse independientemente de las ruedas motrices del lado derecho. Esto se logra al tener dos transmisiones separadas e independientes: una para las ruedas del lado izquierdo y otra para las ruedas del lado derecho. Las primeras versiones de minicargadoras usaban transmisiones con embrague de avance y retroceso. Prácticamente todas las minicargadoras modernas diseñadas y construidas desde mediados de la década de 1970 usan dos transmisiones hidrostáticas separadas (una para el lado izquierdo y otra para el lado derecho).

La dirección diferencial, las capacidades de giro cero y la falta de visibilidad, a menudo exacerbadas por el transporte de cargas con estas máquinas, significa que su operación segura requiere que el operador tenga un buen campo de visión, buena coordinación mano-ojo, destreza manual y la capacidad de recordar y realizar múltiples acciones a la vez. ^{[2] [3]} Antes de permitir que alguien, incluidos los adultos, opere una minicargadora, se le debe evaluar su capacidad para operar la máquina de manera segura y capacitarlo en su operación segura. En los EE. UU., es ilegal que los jóvenes menores de 18 años empleados en trabajos no agrícolas operen una minicargadora. ^[4] Para los jóvenes contratados para trabajar en la agricultura, se recomienda que tengan al menos 16 años y que un adulto evalúe sus habilidades utilizando las Pautas de trabajo agrícola para jóvenes ^[5]   antes de que se les permita operar una minicargadora.

Otro aspecto a tener en cuenta son las luces de señalización y las alarmas de marcha atrás que advierten a los compañeros de trabajo sobre los movimientos de la minicargadora. Estas alarmas no siempre forman parte del equipamiento estándar de todas las minicargadoras agrícolas o de jardinería, dependiendo de factores como la antigüedad de la máquina. El uso y el mantenimiento continuo de estas alarmas reducen en gran medida el riesgo de que se produzcan incidentes en los que los compañeros de trabajo queden atropellados o atrapados entre la máquina y un obstáculo. Las obras de construcción y sus requisitos contractuales comerciales suelen exigir que los paisajistas dispongan de luces de señalización y alarmas de marcha atrás en las minicargadoras que funcionen. ^[6]

El bastidor extremadamente rígido y los fuertes cojinetes de las ruedas evitan que las fuerzas de torsión provocadas por este movimiento de arrastre dañen la máquina. Al igual que con las orugas , la alta fricción con el suelo producida por las minicargadoras puede destrozar superficies de carreteras blandas o frágiles. Se pueden convertir en ruedas de baja fricción con el suelo utilizando ruedas especialmente diseñadas, como la rueda Mecanum .

Los cargadores de dirección deslizante a veces están equipados con orugas en lugar de ruedas, y este tipo de vehículo se conoce como cargador compacto de orugas. ^[7]

Las minicargadoras, tanto de ruedas como de orugas, funcionan de manera más eficiente cuando están desequilibradas (ya sea las ruedas delanteras o las traseras) tienen una carga mayor. Cuando están equipadas con un balde vacío, las minicargadoras son más pesadas en la parte trasera y las ruedas traseras giran en su lugar mientras que las ruedas delanteras se deslizan. Cuando un balde está completamente cargado, la distribución del peso se invierte y las ruedas delanteras se vuelven significativamente más pesadas que las traseras. Al hacer un giro cero mientras está cargado, las ruedas delanteras giran y las traseras se deslizan.

El funcionamiento desequilibrado reduce la cantidad de potencia necesaria para hacer girar la máquina y minimiza el desgaste de los neumáticos. Los operadores expertos siempre intentan mantener la máquina con una carga más pesada, ya sea en la parte delantera o trasera. Cuando la distribución del peso es 50/50 (o cercana a esa proporción), ni el juego de ruedas delantero ni el juego de ruedas trasero quieren pivotar o deslizarse y la máquina comienza a "saltar" debido a la alta fricción, dividida de manera uniforme entre los ejes delantero y trasero. El desgaste de los neumáticos aumenta significativamente en esta condición.

A diferencia de un cargador frontal convencional , los brazos de elevación en estas máquinas están al lado del conductor con los puntos de pivote detrás de los hombros del conductor. Debido a la proximidad del operador a las plumas en movimiento, los primeros cargadores deslizantes no eran tan seguros como los cargadores frontales convencionales, en particular debido a la falta de una estructura de protección en caso de vuelco . Los cargadores deslizantes modernos tienen cabinas, abiertas o completamente cerradas, que pueden servir como estructuras de protección en caso de vuelco (ROPS) y estructuras de protección contra la caída de objetos (FOPS). Las ROPS, FOPS, las pantallas laterales y los dispositivos de sujeción del operador conforman la "zona de protección" en un minicargador y están diseñados para reducir la posibilidad de lesiones o muerte del operador. La FOPS protege la cabina del operador de la caída de escombros, y la ROPS protege al operador en caso de vuelco. Las pantallas laterales evitan que el operador quede atrapado entre los brazos de elevación y el bastidor del minicargador, así como que sea golpeado por protuberancias (como extremidades). El operador está asegurado en el asiento del operador cuando se utiliza el cinturón de seguridad o la barra de sujeción del asiento, lo que lo mantiene dentro de la zona de protección. Las características de seguridad y la operación segura son importantes porque ^[8] las minicargadoras son peligrosas cuando no se observan las prácticas de seguridad. Los incidentes de vuelco y aplastamiento por piezas móviles son las causas más comunes de lesiones graves y muerte asociadas con las minicargadoras. ^[9]

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  Cargadora compacta limpiando nieve con accesorio quitanieves en Minneapolis , MN
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  Accesorio zanjador
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  Balde
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  Minicargadora de la Marina de los EE. UU. con accesorio de sierra circular
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  Cortacésped
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  Horquillas para palés
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  Barrena
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  Barrendero
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  Arado
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  Empujador de nieve
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  El ala de nieve tiene alas hidráulicas.
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  Conductor de poste de dirección deslizante
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  Trituradora de tambor ^[10]
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  Luchar
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  Martillo neumático
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  Bulldozer con rippers en la parte trasera
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  Orificio para pasador de remolque con pasador de enganche

El cucharón convencional de muchas minicargadoras puede reemplazarse con una variedad de cucharones o accesorios especializados, muchos de ellos accionados por el sistema hidráulico de la minicargadora. La lista de accesorios disponibles es prácticamente interminable. Algunos ejemplos incluyen motoniveladoras Dura, retroexcavadoras , martillos hidráulicos, horquillas para palés, barredoras angulares, barredoras, barrenas , segadoras, sopladoras de nieve , trituradoras de tocones, palas para árboles, zanjadoras , tolvas de descarga, fresadoras de pavimento, desgarradores, cultivadores, pinzas, inclinación, rodillos, palas quitanieves, sierras circulares, mezcladoras de cemento y trituradoras de madera.

Algunos modelos de minicargadoras ahora también tienen un mecanismo de cambio automático de accesorios. Esto permite al conductor cambiar entre una variedad de herramientas de manejo, modelado y nivelación del terreno sin tener que abandonar la máquina, utilizando un mecanismo de control hidráulico para enganchar los accesorios. Tradicionalmente, las líneas de suministro hidráulico a los accesorios motorizados se pueden enrutar de manera que los acoplamientos estén ubicados cerca de la cabina y el conductor no necesita abandonar la máquina para conectar o desconectar esas líneas de suministro. Recientemente, los fabricantes también han creado sistemas de conexión hidráulica automática que permiten cambiar los accesorios sin tener que desconectar o conectar manualmente las líneas hidráulicas.

Los brazos originales de las minicargadoras se diseñaron utilizando una bisagra cerca de la parte superior de las torres del bastidor de la cargadora en la parte trasera de la máquina. Cuando se elevaban los brazos de la cargadora, el mecanismo hacía pivotar el brazo de la cargadora hacia arriba en el aire en un arco que se balanceaba sobre la parte superior del operador. Esto se conoce como cargadora de elevación radial. ^[11] Este diseño es simple de fabricar y de menor costo. Las cargadoras de elevación radial comienzan con el balde cerca de la máquina cuando los brazos están completamente abajo y comienzan a moverse hacia arriba y hacia adelante alejándose de la máquina a medida que se elevan los brazos. Esto proporciona un mayor alcance hacia adelante en el punto medio de la elevación para descargar a alrededor de cuatro a cinco pies, pero menos estabilidad en la mitad de su arco de elevación (porque el balde está mucho más adelante). A medida que los brazos de la cargadora continúan elevándose más allá de la altura media, el balde comienza a moverse hacia atrás más cerca de la máquina y se vuelve más estable a la altura de elevación completa, pero también tiene mucho menos alcance hacia adelante a la altura completa.

Las máquinas de elevación radial tienen un costo menor y tienden a ser preferidas por los usuarios que realizan mucho trabajo con una altura menor de los brazos de elevación, como excavar y esparcir materiales a baja altura. Los diseños de elevación radial tienen muy buena capacidad de elevación/estabilidad cuando los brazos de la cargadora están completamente abajo y se vuelven menos estables (menor capacidad de elevación) a medida que los brazos alcanzan el punto medio y el balde está más adelante. La estabilidad estática aumenta a medida que los brazos continúan elevándose, pero las cargas elevadas son inherentemente menos estables y seguras para todos los tipos de máquinas. Una desventaja del diseño de elevación radial es que cuando está completamente elevado, el balde está más cerca de la máquina, por lo que tiene un alcance relativamente pobre cuando se intenta cargar camiones, tolvas o esparcidores. Además, el balde está casi sobre la cabeza del operador y el derrame sobre la parte trasera del balde puede terminar en la parte superior de la máquina o en el regazo del operador. Otra desventaja de las máquinas de elevación radial es que las grandes torres del bastidor a las que se unen los brazos de la cargadora tienden a restringir la visibilidad del operador hacia las esquinas traseras y traseras de la máquina. El brazo radial sigue siendo el diseño más común y el preferido por muchos usuarios, pero casi todos los fabricantes que comenzaron con diseños de elevación radial también comenzaron a producir diseños de "elevación vertical".

Los diseños de "elevación vertical" utilizan enlaces y bisagras adicionales en el brazo del cargador, con los puntos de pivote principales hacia el centro o el frente de la máquina. Esto permite que el brazo del cargador tenga una mayor altura y alcance de operación, manteniendo al mismo tiempo un diseño compacto. No existen diseños verdaderamente de "elevación vertical" en producción. Todos los cargadores utilizan múltiples enlaces (que se mueven todos en arcos radiales) que tienen como objetivo enderezar la trayectoria de elevación del balde a medida que se eleva. Esto permite un movimiento casi vertical en puntos del rango de elevación, para mantener el balde por delante de la cabina del operador, lo que permite un vertido seguro en contenedores o vehículos altos. Algunos diseños tienen más arco en la parte más baja del arco de elevación, mientras que otros diseños tienen más arco cerca de la parte superior del arco de elevación.

Una desventaja de los diseños de elevación vertical es el costo y la complejidad de fabricación, que son algo más elevados. Algunos diseños de elevación vertical también pueden tener una visibilidad trasera o lateral reducida cuando los brazos están abajo, pero una visibilidad superior cuando los brazos están elevados (especialmente si el diseño no requiere una torre de bastidor trasero grande). La mayoría de las máquinas de elevación vertical proporcionan una estabilidad más constante cuando los brazos se elevan desde la posición completamente bajada a la completamente elevada, ya que el cucharón (carga) tiene una distancia similar desde la máquina desde la parte inferior hasta la parte superior del recorrido de elevación. Como beneficio adicional de la estabilidad constante, la mayoría de las máquinas de elevación vertical tienen capacidades de cucharón más grandes y cucharones de perfil bajo más largos y planos que pueden transportar más material por ciclo y tienden a proporcionar una excavación y nivelación más suaves que los cucharones de borde corto. Los diseños de elevación vertical han crecido rápidamente en popularidad en los últimos treinta años y ahora representan una proporción significativa de las ventas de cargadores deslizantes nuevos.

Cuando se activan los controles, los accesorios de la cargadora o del brazo elevador pueden moverse y aplastar a las personas que se encuentran dentro del alcance de la maquinaria. Para evitar lesiones, se recomienda encarecidamente que los operadores no pongan en marcha ni accionen los controles desde fuera de la cabina. Cuando se encuentre en el asiento del operador, este siempre debe abrocharse el cinturón de seguridad y bajar la barra de seguridad para permanecer seguro en la cabina y evitar ser aplastado. ^[12] Los operadores también deben asegurarse de que cualquier ayudante o transeúnte se encuentre fuera de la máquina antes de ponerla en marcha.

En ocasiones, se puede utilizar una minicargadora en lugar de una excavadora grande , cavando un hoyo desde el interior. Esto es especialmente cierto para cavar piscinas en un patio trasero donde no cabe una excavadora grande. La minicargadora primero cava una rampa que conduce al borde de la excavación deseada. Luego, utiliza la rampa para sacar el material del hoyo. La minicargadora remodela la rampa haciéndola más empinada y más larga a medida que la excavación se profundiza. Este método también es útil para excavar debajo de una estructura donde el espacio libre superior no permite el brazo de una excavadora grande, como cavar un sótano debajo de una casa existente. Varias empresas fabrican accesorios de retroexcavadora para minicargadoras. Estos son más efectivos para excavar en un área pequeña que el método anterior y pueden funcionar en los mismos entornos.

Otras aplicaciones pueden consistir en transportar materia prima por el lugar de trabajo, ya sea en baldes o utilizando horquillas para palés. Las carretillas elevadoras para terrenos difíciles tienen una maniobrabilidad muy deficiente, y las carretillas elevadoras más pequeñas para "manipulación de materiales" tienen una buena maniobrabilidad pero una tracción deficiente. Las minicargadoras tienen una maniobrabilidad y una tracción muy buenas, pero normalmente una capacidad de elevación menor que las carretillas elevadoras.

Las minicargadoras son excelentes para quitar la nieve , especialmente en estacionamientos pequeños donde la maniobrabilidad alrededor de autos, postes de luz y bordillos es un problema con las quitanieves más grandes. Las minicargadoras también tienen la capacidad de quitar la nieve en lugar de simplemente ararla y apilarla.

• Padgett, Marty (2007). Bobcat Fifty Years. MotorBooks International. ISBN 978-0-7603-2814-9.

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Cargadoras compactas .

• Cómo funcionan las minicargadoras y las cargadoras todoterreno: de HowStuffWorks.com
• Prevención de lesiones y muertes causadas por minicargadoras. Alerta del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de Estados Unidos de diciembre de 2010.
• Prevención de lesiones y muertes causadas por minicargadoras. Alerta del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de Estados Unidos de febrero de 1998.
• Seguridad con minicargadoras de la Universidad Estatal de Kansas
• "Los graduados de octavo grado inventaron, los doctores explicaron sus inspiraciones", por Edward Lotterman, St. Paul Pioneer Press, 15 de julio de 2010