Los cargadores frontales, como cualquier equipo pesado, están diseñados para realizar tareas exigentes con alta eficiencia y precisión. Un componente clave en su funcionamiento es el sistema hidráulico, que acciona los cilindros de dirección, levante e inclinación. Además, las herramientas de trabajo, como los distintos tipos de cucharones, permiten que el cargador pueda manejar una amplia gama de materiales. En este artículo, exploraremos el sistema hidráulico, los mecanismos de trabajo y la cabina del operador.

Sistema Hidráulico

El sistema hidráulico de un cargador frontal está compuesto por varios circuitos que permiten su operación:

• Circuito hidráulico de inclinación
• Circuito hidráulico de levante
• Circuito hidráulico de dirección

Cada uno de estos circuitos utiliza bombas de doble acción para generar la presión de aceite necesaria, incluso cuando el motor está operando a bajas revoluciones. En el cargador frontal CAT 988, por ejemplo, se utilizan dos bombas: una para el circuito principal y otra para el de dirección o articulación.

Cuando el motor alcanza su máximo régimen, un sensor de velocidad envía aceite a presión desde el circuito de articulación al circuito principal. Este mecanismo asegura que se mantenga la eficiencia en todo el sistema hidráulico, tanto durante el carguío del lampón (cucharón) como en las maniobras de levante e inclinación.

Equipo o Herramienta de Trabajo

El equipo de trabajo en un cargador frontal incluye la estructura principal y los mecanismos de levante e inclinación del lampón. Este sistema está diseñado para manejar grandes cargas y mantener la estabilidad del cargador durante las operaciones. Las uniones articuladas y los buges y pasadores aseguran la movilidad y la lubricación adecuada en los puntos críticos de articulación.

Mecanismo de Inclinación o Volteo

Este mecanismo permite abrir y cerrar el lampón (cucharón) del cargador frontal. Existen dos configuraciones principales:

1. Mecanismo de inclinación en paralelo (en cargadores más antiguos)
2. Mecanismo de inclinación en “Z” (en cargadores modernos)

El sistema de inclinación en “Z” es el más utilizado en la actualidad, ya que multiplica la fuerza y velocidad de volteo del cucharón gracias a su geometría optimizada. Aunque antiguamente se accionaba con dos cilindros hidráulicos, hoy en día la mayoría de los sistemas utilizan un solo cilindro.

Requisitos del Mecanismo de Inclinación y Levante

Para que un sistema de inclinación y levante sea eficiente, debe cumplir con los siguientes requisitos:

• Resistencia estructural adecuada para soportar las cargas.
• Articulaciones en línea selladas para minimizar el desgaste y la fricción.
• Reducción de peso en los elementos de articulación.
• Control preciso de la orientación del lampón durante las maniobras.
• Elevado ángulo de giro del lampón hacia adelante y hacia atrás para evitar derrames y facilitar la descarga completa.

Tipos de Cucharones (Lampones)

Existen diferentes tipos de cucharones según el tipo de material que se va a manejar. A continuación, se describen los más comunes:

1. Cucharón de uso general (Multi Purpose Bucket - MPB): Diseñado para manejar una variedad de materiales ligeros y de densidad media.
2. Cucharón de uso pesado o severo (Heavy Duty Bucket - HDB): Ideal para condiciones más extremas donde se manipulan materiales más abrasivos o de mayor densidad.
3. Cucharón para rocas (Rock Bucket - RB): Equipado con un borde en forma de ‘V’ para mejorar la penetración en materiales duros y con uñas para mayor resistencia.

Los cucharones están unidos a la estructura de elevación mediante uniones articuladas, lo que permite una mayor flexibilidad y durabilidad en su operación.

Herramientas Opcionales

Además de los cucharones estándar, existen otras herramientas que pueden ser acopladas al cargador frontal para tareas especializadas:

• Horquilla de montacargas: Para levantar y mover materiales paletizados.
• Cucharón cernidor: Utilizado para filtrar materiales y separar tamaños específicos.

Cuchillas

Las cuchillas, uñas y puntas de los cucharones están fabricadas en acero DH2 de alta resistencia, con un contenido elevado de boro, carbono y wolframio. Estos materiales aseguran una alta durabilidad, resistencia al calor y capacidad para soportar impactos y aplastamientos.

Cabina de Operación

La cabina del operador en un cargador frontal está diseñada no solo para proporcionar comodidad, sino también para proteger al operador de las inclemencias del tiempo y otros factores ambientales, como polvo, frío y calor extremos.

Estructuras de Protección

1. Estructura R.O.P.S. (Roll Over Protective Structure): Es una estructura de protección contra vuelcos que cumple con normas de seguridad internacionales, como la SAE J1040C y UNE115-204-87.
2. Estructura F.O.P.S. (Falling Objects Protective Structure): Protege al operador en caso de caída de objetos, cumpliendo con estándares como la ISO 3449/84.

Ubicación de la Cabina

La cabina suele estar colocada encima de la articulación del cargador y puede formar parte del semichasis delantero o posterior.

Ventajas de la Ubicación en el Cuerpo Delantero:

• Mejor visibilidad para el operador durante las maniobras.
• Mayor aislamiento de ruidos y vibraciones provenientes del motor.

Ventajas de la Ubicación en el Cuerpo Posterior:

• Aislación mejorada de las vibraciones y el ruido del motor.
• Visión optimizada de la operación y entorno.

El sistema hidráulico y las herramientas de trabajo del cargador frontal son esenciales para garantizar su rendimiento y versatilidad en diversas aplicaciones, desde la minería hasta la construcción. La correcta selección de cucharones, el mantenimiento de los cilindros hidráulicos y la protección del operador en la cabina aseguran una operación segura y eficiente. Con los avances en la tecnología de sistemas hidráulicos y estructuras de protección, los cargadores frontales modernos continúan siendo una herramienta imprescindible en el manejo de materiales pesados.