6rotopalas

7/23/2019 6rotopalas

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6. Consideraciones de selección

Las rotopalas son máquinas con grandes rendimientos de arranque enterrenos y condiciones de operación adecuados. Las mejores condiciones sedan en grandes yacimientos horizontales, de materiales poco consolidados yuniformes, tal como aluviones, suelos, rellenos glaciares, etc.

Hay que tener en cuenta las siguientes restricciones

• Los !loques de roca o el material grueso no pueden ser manipulados

por estas máquinas.• Los materiales muy duros no son adecuados ya que se requiere una

potencia del rodete muy elevada y se somete a la máquina atensiones muy importantes.

• Los materiales pegajosos producen pro!lemas de apelmazamiento y

atascos en los cazos, en las cintas y en los nudos de transferencia.• Los materiales muy a!rasivos producen un desgaste en las puntas y

dientes de los cazos.• Los frentes de e"cavación de!en ser esta!les.

#l proceso de selección de la máquina tiene dos etapas !ásicas el cálculode la producción teórica y la de$nición de la geometr%a de la máquina.

6.&. Cálculo de la producción teórica

La producción real de una rotopala es muy diferente a la producción teórica

o de dise'o de la misma, de!ido a los siguientes factores

•

(rado de llenado de los cangilones.• )aradas por mantenimiento programado.

• )aradas por aver%as.

• *ipados de cintas transportadoras.

• +%as no tra!ajados, etc.



La producción teórica de dise'o, -,, se calcula en función del volumenanual necesario, -e.

# se determina en función de las caracter%sticas del terreno y condiciones

de la organización, a!la /. #l factor C se determina seg0n la a!la /1.

6.2. +e$nición de la geometr%a de la máquina

3na vez conocida la producción teórica necesaria, se determinan lossiguientes parámetros geom4tricos de estas máquinas

5 +iámetro del rodete.

5 elocidad de corte.

5 70mero de cangilones.

5 70mero de descargas.

5 )otencia de accionamiento.

La producción teórica del material suelto de una rotopala viene dada por



)or otro lado, se tiene

#l rendimiento, -,, es igual al producto de la altura, la terraza, h, por la

profundidad de corte, a, por la anchura de corte, !, y por el n0mero dedescarga por minuto, s.



La profundidad y anchura de la re!anada dependen la velocidad de giro dela pluma del rodete.

La altura de la re!anada, h, depende a su vez del diámetro del rodete,+, y suele estar comprendida, como ya se ha indicado, entre los siguientesvalores

La profundidad de la pasada, a, es función de la altura de la re!anada ydepende de la dimensión del cangilón, estando comprendida entre lossiguientes valores

La velocidad de giro, 8suele variar dentro del siguiente rango

Con los valores se'alados anteriormente, resultan las siguientes relaciones,con sus rangos, entre la capacidad nominal de la rotopala y el diámetro delrodete



#l material a e"cavar in9uye en el diámetro del rodete, de!ido a lossiguientes aspectos

#n los materiales !landos y pegajosos se requiere cazos, precisándose undiámetro mayor.

#l diámetro in9uye en el ángulo de la pluma del a mayor diámetro menorángulo.

6.2.&. elocidad de corte

La velocidad de corte o velocidad tangencia: del rodete y su regulación esun parámetro de dise'o fundamental, ya que condiciona el peso de lamáquina y, por tanto su coste y además la producción horaria.

La velocidad de corte depende de las caracter%sticas del material a e"cavary de!e ser tal que permita el perfecto vaciado de los cazos.

La regulación del rodete se consigue con un reductor de la velocidad o conuna cascada su!sincrona y de esta forma los materiales pegajosos see"traen con velocidad y los normales con alta velocidad.

#ntre la velocidad de corte, ,, en m;s, la velocidad angular, <, en rad;s,y el diámetro del rodete, =, en m, e"iste la siguiente relación

La velocidad de corte suelevariar entre 2 y >,? m;s. La velocidad cr%tica es la que se alcanza cuando la

fuerza centr%fuga se iguala con el peso del material y, normalmente, se

calcula con la siguiente e"presión



6.2.2. 70mero de cangilones

#l tama'o y n0mero de cangilones depende del tipo de material a e"cavar

5 #n rocas !landas se usan pocos cangilones de gran capacidad, y

5 #n materiales duros se emplean muchos cangilones de peque'o tama'o.

#n este 0ltimo caso, se consigue una mejor distri!ución de los esfuerzos decorte y una reducción de las vi!raciones al disponer de un elevado n0merode cangilones. #l espesor del tama'o arrancado es más peque'o y, porconsiguiente, más maneja!le en todo el sistema.

#l espacio e"istente entre cazos depende de la capacidad geom4trica de losmismos y el diámetro del rodete. #l n0mero de cazos, @, se suele estimar

con la ecuación

6.2.>. 70mero de descargas

#l n0mero de descargas de los cazos, s, por segundo es función del tipo dematerial y del tiempo necesario para permitir el vaciado. Con materialessueltos el n0mero de descargas es mayor que con materiales pegajosos o

plásticos de mayor cohesión.

#l valor de s se determina con



6.2.A. Capacidad de los cangilones

6.2.?. )otencia de accionamiento

La potencia de accionamiento que englo!a la potencia de e"cavación, lapotencia de aceleración, la potencia de elevación y la potencia perdida, hasido tratada con detalle en el ep%grafe >.?.?.

6.2.6. +ise'o estructural del rodete

#l dise'o completo del rodete comprende

5 #l dise'o del cazo.

5 Los elementos de corte y precortadores.

5 Las tolvas de vertido.

5 La u!icación del accionamiento del rodete.

Los tres primeros elementos dependen de las propiedades de los materialesa e"cavar

5 *esistencia a compresión

5 #structura de la matriz

5 )lasticidad para permitir el vaciado.

5 Cohesión

5 Bngulo de fricción

5 Humedad

5 B!rasividad

5 elocidad de propagación s%smica.



+ado que el precio de adquisición de estas máquinas es nota!lementediferente, de!e realizarse un análisis comparativo detallado estudiando lain9uencia de diversos factores

5 Coste del dinero.

5 ida del proyecto.

5Coste del personal.

5 Coste de la energ%a.

5Coste de los materiales.

5 Coste de los elementos de desgaste.

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