Excavadora
Las excavadoras hidráulicas modernas vienen en una amplia variedad de tamaños. Las más pequeñas se denominan miniexcavadoras o excavadoras compactas. Por ejemplo, la miniexcavadora más pequeña de Caterpillar pesa 930 kg (2.060 libras) y tiene 13 CV; su modelo más grande es la mayor excavadora disponible (desarrollada y producida por la Orenstein & Koppel, Alemania, hasta la adquisición en 2011 por parte de Caterpillar, denominada «RH400»), la CAT 6090, que pesa más de 979.990 kg (2.160.510 libras), tiene 4.500 CV y una cuchara tan grande como 52.0 m³.
Las excavadoras hidráulicas suelen acoplar la potencia del motor a (normalmente) tres bombas hidráulicas en lugar de a transmisiones mecánicas. 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 (~700 psi, 48 bar) para el control piloto de los distribuidores; este tercer circuito permite reducir el esfuerzo físico al operar los controles. Por lo general, las tres bombas utilizadas en las excavadoras consisten en dos bombas de pistones de desplazamiento variable y una bomba de engranajes. La disposición de las bombas en la unidad de la excavadora cambia con diferentes fabricantes que utilizan diferentes formatos.
Las tres secciones principales de una excavadora son el tren de rodaje, la casa y el brazo (también se utiliza la pluma). El tren de rodaje incluye las orugas, el bastidor de las orugas y las transmisiones finales, que tienen un motor hidráulico y un engranaje que proporciona la transmisión a las orugas individuales. El tren de rodaje también puede tener una cuchilla similar a la de una excavadora. La caja incluye la cabina del operador, el contrapeso, el motor y los depósitos de combustible y aceite hidráulico. La casa 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 rótula hidráulica situada en el eje del pasador, lo que permite a la máquina girar 360° sin obstáculos y proporciona así el movimiento de izquierda a derecha. El brazo proporciona los movimientos de subida y bajada y de acercamiento y alejamiento (o movimiento de excavación). El brazo suele estar formado por la pluma, el palo y la cuchara con tres articulaciones entre ellos y la casa.
La pluma se une a la casa y proporciona el movimiento de subida y bajada. Puede tener varias configuraciones diferentes:
- Las más comunes son las plumas simples; éstas no tienen ningún movimiento aparte del movimiento recto hacia arriba y hacia abajo.
- Algunas otras tienen una pluma de nudillos que también puede moverse a la izquierda y a 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 está generalmente disponible sólo para las excavadoras compactas.
- Las plumas de ángulo variable tienen una articulación adicional en el centro de la pluma para cambiar la curvatura de la misma. También se denominan plumas de triple articulación (TAB) o plumas de 3 piezas.
En el extremo de la pluma se encuentra el palo (o brazo basculante). El palo proporciona el movimiento de excavación necesario para tirar de la cuchara a través del suelo. La longitud del balancín es opcional, dependiendo de si se requiere alcance (balancín más largo) o potencia de arranque (balancín más corto). El más común es el palo único, pero también hay, por ejemplo, palos telescópicos.
En el extremo del palo suele haber un cubo. Un cazo ancho y de gran capacidad (de barro) con un borde de corte recto se utiliza para la limpieza y la nivelación o cuando el material a excavar es blando, y no se requieren dientes. Un cazo de uso general (GP) es generalmente más pequeño, más fuerte y tiene cuchillas laterales endurecidas y dientes que se utilizan para romper el suelo duro y las rocas. Los cazos tienen numerosas formas y tamaños para diversas aplicaciones. También hay muchos otros accesorios que se pueden acoplar a la excavadora para perforar, desgarrar, triturar, cortar, levantar, etc. Los implementos pueden fijarse con pasadores similares a los de otras partes del brazo o con alguna variedad de acoplamiento rápido. Las excavadoras de los países escandinavos a menudo cuentan con un inclinador que permite que los implementos giren 360 grados y se inclinen +/- 45 grados, con el fin de aumentar la flexibilidad y la precisión de la excavadora.
Ilustración de los mandos de la excavadora hidráulica, el color del mando coincide con la parte móvil.
Antes de la década de 1990, todas las excavadoras tenían un contrapeso largo o convencional que colgaba de la parte trasera de la máquina para proporcionar más fuerza de excavación y capacidad de elevación. Esto se convertía en una molestia cuando se trabajaba en zonas reducidas. En 1993, Yanmar lanzó la primera excavadora con giro de cola cero del mundo, que permite que el contrapeso permanezca dentro de la anchura de las orugas mientras gira, siendo así más seguro y fácil de usar cuando se utiliza en un espacio reducido. Este tipo de máquina se utiliza ahora ampliamente en todo el mundo.
Hay dos tipos principales de configuración de «Control» que se utilizan generalmente en las excavadoras para controlar la pluma y la cuchara, ambos reparten los cuatro controles principales de excavación entre dos joysticks x-y. Esto permite a un operador experto controlar las cuatro funciones simultáneamente. La configuración más popular en los Estados Unidos es la de los controles SAE, mientras que en otras partes del mundo es más común la de los controles ISO. Algunos fabricantes, como Takeuchi, tienen interruptores que permiten al operador seleccionar la configuración de control que desea utilizar.