cambio del sistema de traslación de las retroexcavadoras

Modificación del sistema de traslación de las excavadoras anfibias 1 de 52

CAMBIO DEL SISTEMA DE TRASLACIÓN DE

LAS RETROEXCAVADORAS ANFIBIAS DE

MINEROS S.A.

Trabajo De Grado Presentado Por Ana Isabel Puerta Saldarriaga,

Para Obtener El Título De Ingeniera Mecánica.

Director: Jorge Iván Álvarez González

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE MINAS

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA

MEDELLÍN, JUNIO DE 2009


DEDICATORIA

GRACIAS A MI FAMILIA, AMIGOS Y A TODOS MIS COMPAÑ EROS DE

MINEROS, QUE ME BRINDARON SU AYUDA Y COLABORACIÓN PARA QUE

ESTE PROYECTO SALIERA ADELANTE.


TABLA DE CONTENIDOS

1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 7

2 OBJETIVOS ......................................... ..................................................... 9

3 DEFINICIÓN E IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA .......... ................... 10

4 ANÁLISIS TÉCNICO .................................. ............................................ 13

4.1 CÁLCULO DEL PESO DE LA EXCAVADORA CON EL TREN DE RODAJE ACTUAL .............................................................................................................. 13

4.1.1 CALCULO DEL PESO DE LA EXCAVADORA POR EL MÉTODO 1 ....................... 13

4.1.2 CALCULO DEL PESO DE LA EXCAVADORA POR EL METODO 2 ....................... 14

4.2 CAPACIDAD MÁXIMA DE FLOTACIÓN DE LOS PONTONES ........................ 15

4.3 CÁLCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD, DE MASA Y DE FLOTACIÓN DE LA EXCAVADORA CON EL SISTEMA ACTUAL ..................................................... 15

4.4 DEFINICIÓN DE ELEMENTOS PARA EL NUEVO TREN DE RODAJE ............ 17

4.5 CÁLCULO DE LA CARRILERÍA A UTILIZAR EN EL NUEVO TREN DE RODAJE .............................................................................................................. 20

4.6 SELECCIÓN DE LA CARRILERÍA ..................................................................... 21

4.7 MODIFICACIÓN DE LOS PONTONES .............................................................. 25

5 ANALISIS FINANCIERO DEL PROYECTO .................. ......................... 29

5.1 EVALUACIÓN FINANCIERA .............................................................................. 29

6 DISEÑO DEL NUEVO SISTEMA .......................... .................................. 32

6.1 DISEÑO DE LOS SOPORTES DE LOS NUEVOS ELEMENTOS Y MONTAJE EN EL PONTON ................................................................................................. 32

6.2 DISEÑO DE NUEVOS ELEMENTOS DEL TREN DE RODAJE ......................... 34

7 CONSTRUCCIÓN Y COMPRA DE ELEMENTOS ................ .................. 35

8 INTERVENTORIA, ENSAMBLE Y PUESTA A PUNTO .......... ............... 37

8.1 INTERVENTORIA MODIFICACIÓN DE LOS PONTONES. ............................... 37

8.2 ENSAMBLE DE ELEMENTOS............................................................................ 38

8.3 PRUEBAS, VERIFICACION, CORRECCIONES DEL DISEÑO Y PUESTA A PUNTO. ............................................................................................................... 40

9 COSTO REAL DEL PROYECTO............................ ................................ 45


10 AJUSTES Y MEJORAS AL DISEÑO ....................... .............................. 46

11 IMPACTO, BENEFICIOS ALCANZADOS .................... .......................... 48

12 RIESGOS OCUPACIONALES E IMPACTOS AMBIENTALES ...... ....... 49

13 CONCLUSIONES ................................................................................... 50

14 BIBLIOGRAFIA ...................................... ................................................ 51


LISTA DE FIGURAS

Imagen 1. Excavadora anfibia Hitachi MA 125-2. ................................................. 10

Imagen 2. Piso del pontón de la excavadora para reparar. .................................. 11

Imagen 3. Cadena con rodillos, fabricada por Forjas Bolívar bajo pedido de

Mineros S.A. .......................................................................................................... 11

Imagen 4. Zapata sin tornillos en el extremo. ........................................................ 12

Imagen 5. Modelo del pontón. ............................................................................... 14

Imagen 6. Calculo de estabilidad de la máquina. .................................................. 16

Imagen 7. Elementos tren de rodaje de una PC 200-7. ........................................ 33

Imagen 8. Etapas de la modificación de los pontones. ......................................... 38

Imagen 9. Ensamble carriles y guarda cadena. .................................................... 39

Imagen 10. Montaje de soporte y sprocket. .......................................................... 39

Imagen 11. Montaje del Sistema tensor y rueda guía. .......................................... 40

Imagen 12. Instalación de cadena y zapatas, y calzas de la araña. ...................... 40

Imagen 13. Modificación soporte inferior y adición de carril. ................................. 41

Imagen 14. Pruebas de maniobrabilidad de la excavadora. .................................. 42

Imagen 15. Prueba de flotabilidad. ........................................................................ 42

Imagen 16. Pruebas en terrenos plásticos. ........................................................... 43

Imagen 17. Nuevas zapatas de 1400 cm. para pruebas en barro. ........................ 43

Imagen 18. Falla presentada en el lado de la rueda tensora. ............................... 44

Imagen 19. Corrección sprocket. ........................................................................... 44


LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Costo de mantenimiento del tren de rodaje actual. ................................. 12

Tabla 2. Peso excavadora anfibia Hitachi método 1. ............................................ 14

Tabla 3. Peso excavadora anfibia Hitachi método 2. ............................................ 14

Tabla 4. Flotación máxima excavadora. ................................................................ 15

Tabla 5. Ventajas y Desventajas de los elementos que conforman los trenes de

rodaje. ................................................................................................................... 18

Tabla 6. Ventajas y desventajas de las configuraciones de las cadenas y las

zapatas para las excavadoras anfibias. ................................................................ 19

Tabla 7. Valor de los criterios de evaluación. ........................................................ 21

Tabla 8. Resumen evaluación criterios. ................................................................ 22

Tabla 9. Calculo de la carrilería. ........................................................................... 23

Tabla 10. Peso excavadora con ambos trenes de rodaje. .................................... 25

Tabla 11. Peso excavadora con ambos trenes de rodaje. ................................... 26

Tabla 12. Cantidad de elementos del nuevo tren de rodaje. ................................ 27

Tabla 13. Nuevo Peso excavadora. ...................................................................... 27

Tabla 14. Flotación máxima excavadora. .............................................................. 27

Tabla 15. Cotización modificación pontones. ........................................................ 27

Tabla 16. Comparación del costo de los elementos de dos proveedores. ............ 28

Tabla 17. Cuadro resumen análisis financiero. ..................................................... 29

Tabla 18. Análisis financiero. ................................................................................ 30

Tabla 19. Comparativo de reparación de pontones. .............................................. 35

Tabla 20. Evaluación proveedores. ....................................................................... 35

Tabla 21. Costo real del proyecto. ......................................................................... 45


1 INTRODUCCIÓN Mineros S.A. es una empresa dedicada a la extracción del Oro, desarrolla sus

operaciones en el aluvión profundo del valle del río Nechí con dragas de

cangilones y dragas de succión, desde 1974. En ese año, inversionistas

colombianos adquirieron los derechos de la PATO CONSOLIDATED GOLD

DREDGING LTD. Y constituyeron a MINEROS COLOMBIANOS (con sus filiales

Mineros de Antioquia S.A. y Mineros del Choco S.A., pocos años después Mineros

del Choco S.A. entregó a sus trabajadores los derechos, por lo que desapareció

MINEROS COLOMBIANOS y únicamente permaneció Mineros de Antioquia S.A.

En el 2004 cambia su razón social por MINEROS S.A.

Actualmente Mineros S.A. cuenta para la explotación aluvial con cinco unidades

de producción las cuales están compuestas por:

• Una Draga de cucharas o cangilones.

• Una Draga de succión.

• Una Excavadora anfibia.

• Una Lancha.

Además se cuenta con otros equipos como botes rápidos, canoas, bulldozer,

cargadores frontales, grúa telescópica entre otros. Con los cuales realizan otros

trabajos como el transporte del personal a las dragas y de repuestos, perfilación

de los terrenos para iniciar el proceso de revegetalización (construcción de

bosques o parcelas productivas), conformación de humedales y operaciones

auxiliares.


Las operaciones mineras que realiza MINEROS S.A. son en terrenos inundables y

las excavadoras presentan dificultades en su desplazamiento, motivo por el cual

se realizó este trabajo de rediseño.


2 OBJETIVOS • Realizar el diseño conceptual y de detalle, para modificar el sistema de

traslación actual de las excavadoras anfibias por un sistema tipo oruga.

• Elaborar el análisis económico para cambiar el sistema de traslación a todas

las excavadoras anfibias Hitachi.

• Fabricar, montar y poner a punto el primer prototipo con el nuevo sistema de

transmisión.


3 DEFINICIÓN E IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA Mineros S.A. cuenta con 4 excavadoras anfibias Hitachi MA 125-2 (Ver Imagen 1.)

y una Komatsu PC 200, las cuales se emplean en la construcción y adecuación de

las zonas de transito de los botes, canoas y lanchas, y de apoyo en las maniobras

de las unidades de producción, entre otras actividades.

Uno de los elementos críticos que se ha identificado en el mantenimiento de las

excavadoras es el tren de rodaje que utilizan actualmente, ya que no es un

componente comercial y no es el más apropiado para operar en los terrenos que

explota actualmente la empresa. Por estas razones las maquinas pasan mucho

tiempo en reparación y el mantenimiento es muy costoso.

Con el fin de incrementar la disponibilidad de los equipos y minimizar el costo del

mantenimiento se rediseña el tren de rodaje, en principio para las excavadoras

Hitachi.

Imagen 1. Excavadora anfibia Hitachi MA 125-2.

Para el rediseño del tren de rodaje se tuvo en cuenta que las excavadoras

deberán tener la capacidad de operar en todo tipo de terreno (Cementado, friable,

Máquina

Pontón

Tren de rodaje


plástico y líquido), flotar y atacar los problemas que se presentan en el sistema

actual, los cuales se presentan a continuación:

• Desgaste de las láminas de los pontones, ocasionado por el tren de rodaje,

lo cual genera que entre material sólido y agua, disminuyendo la flotación

de la excavadora.

Imagen 2. Piso del pontón de la excavadora para reparar.

• Desgaste en las cadenas y rodillos por falta de lubricación y por abrasión.

Imagen 3. Cadena con rodillos, fabricada por Forjas Bolívar bajo pedido de Mineros S.A.


• Deformación en las zapatas y desprendimiento de los tornillos que las

sujetan a las cadenas.

Imagen 4. Zapata sin tornillos en el extremo.

El costo aproximado que tiene el mantenimiento de las excavadoras cada siete

meses se presenta en siguiente tabla.

Tabla 1. Costo de mantenimiento del tren de rodaje actual.

1 Anfibia (Pesos) 5 Anfibias (Pesos)

Pontón $25’000.000 $125’000.000

Zapata $15’000.000 $75’000.000

Tren de rodaje $55’000.000 $275’000.000

Tornillos $2’500.000 $12’500.000

Total $97’500.000 $487’500.000


4 ANÁLISIS TÉCNICO

4.1 CÁLCULO DEL PESO DE LA EXCAVADORA CON EL TREN D E RODAJE ACTUAL

El peso de la excavadora se halló con el fin de saber cuánta era la capacidad de

flotación que tienen los pontones y cuanto es el peso que se gana al retirar el tren

de rodaje actual para instalar el nuevo. El peso de la excavadora se obtuvo por

dos métodos.

4.1.1 CALCULO DEL PESO DE LA EXCAVADORA POR EL MÉTO DO 1

Para calcular el peso total de la excavadora se dividió el equipo en tres elementos

principales (Tren de rodaje – Pontones o flotadores - Máquina).

Se halló el peso de cada uno de estos de manera independiente y por diferentes

métodos.

• Tren de rodaje: Como no se tenía el peso, se calculó de la siguiente

manera: Con los planos de los elementos de la cadena (Ver Anexo 1.

Planos de Forjas Bolívar), se modelaron en 3D las piezas en el Programa

Inventor y se calculó el peso de cada una. Luego este peso se multiplicó

por el número total de piezas que la conformaban. El método se verificó

pesando un tramo de la cadena y multiplicándolo por la longitud total.

• Pontones o flotadores: Se calcularon los metros de material que componían

la estructura y el tipo de perfil, y se multiplicó por el peso de metro teórico,

además se calculó el peso de la lámina que cubre la estructura. Los datos

fueron tomados del plano del pontón. (Ver Anexo 2. Pontón para

excavadora Hitachi MA 125-2)


• Máquina: Del catalogo de la maquina (Hitachi MA125-2) se tomo el dato del

peso de los componentes que la conforman. (Ver Anexo 3. Especificaciones

Hitachi MA 125-2)

Tabla 2. Peso excavadora anfibia Hitachi método 1.

Elemento Peso (Ton.)

Tren de rodaje 8,77

Pontones 5,62

Máquina Hitachi 10,66

Total 25,05

4.1.2 CALCULO DEL PESO DE LA EXCAVADORA POR EL METO DO 2

Para validar el peso calculado, se pone una excavadora Hitachi MA 125-2 en el

agua y se mide la altura a la que se encuentra la línea de flotación. Luego se

modela el pontón en 3D y se calcula el volumen desplazado a la altura que se

midió y se re calcula el peso total.

Imagen 5. Modelo del pontón.

Los valores de peso obtenidos por los métodos 1 y 2 se presentan en la Tabla 3.

Tabla 3. Peso excavadora anfibia Hitachi método 2.

Peso Valor (Ton.) Método 1 25,05 Método 2 24,65


La diferencia entre los dos métodos utilizados fue de 0.4 Ton. Para los cálculos

siguientes se trabajó con el mayor valor encontrado.

4.2 CAPACIDAD MÁXIMA DE FLOTACIÓN DE LOS PONTONES Se calcula la capacidad de flotación máxima de los dos pontones, para compararlo

con el peso de la excavadora con el nuevo tren de rodaje, si el valor encontrado es

menor o igual al peso de la excavadora, se determina que es necesario modificar

los pontones para garantizar la flotabilidad.

Con el modelo del pontón utilizado en el punto 4.1.2 se midió el volumen total que

tienen los dos pontones, Con este valor se halló la capacidad máxima de flotación

cuando los dos pontones se encuentran sumergidos completamente:

Tabla 4. Flotación máxima excavadora.

Capacidad máxima de flotación Peso (Ton.) Calculado 28,27

4.3 CÁLCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD, DE MASA Y DE FL OTACIÓN DE LA EXCAVADORA CON EL SISTEMA ACTUAL

Para hallar estos valores se debe seleccionar primero la forma más adecuada y

recomendada por el fabricante para tener el brazo en el momento en que el equipo

va a flotar, debido a que el centro de masa cambia según la posición del brazo

Para la posición seleccionada se hallan los centros de gravedad de las partes que

componen la máquina; Súper Cuerpo, Arm, Boom, Bucket, Soportes del cuerpo, y

pontones (Ver Imagen 6), esto se hizo con el boceto de la maquina a escala en

Autocad, y con los pesos encontrados en el punto anterior se calcularon, los

centros de masa y el centro de flotación de los pontones.


Imagen 6. Calculo de estabilidad de la máquina.

Según los datos obtenidos el centro de flotación de los pontones se encuentra por

debajo del centro de masa de todo el equipo, lo que indica que la excavadora es

inestable, este es uno de los motivos por los cuales no se debe operar cuando

este flotando y el brazo se debe mantener fijo.

Se considera que los elementos que conforman el nuevo sistema del tren de

rodaje que se desea usar (Tipo oruga), tienen un peso mayor a los actuales, lo

que hace que el peso del conjunto pontones y tren de rodaje aumente y que

Súper cuerpo

Boom

Arm

Bucket

Soportes

Pontón y Tren de rodaje


manteniendo la posición del brazo se desplace el centro de masa en forma vertical

acercándose al centro de flotación, lo cual permite ganar estabilidad.

4.4 DEFINICIÓN DE ELEMENTOS PARA EL NUEVO TREN DE R ODAJE Se definen los elementos principales que se deben utilizar en el rediseño del tren

de rodaje:

• Sprocket

• Rueda guía

• Zapatas

• Carriles

• Sistema tensor

Estos elementos se comparan con el sistema actual determinando las ventajas y

desventajas de cada uno. Además se tienen en cuenta las combinaciones que se

pueden hacer con los tamaños de zapatas que existen: largas, medianas, cortas o

una combinación de ellas.


Tabla 5. Ventajas y Desventajas de los elementos que conforman los trenes de rodaje.

Criterio Sistema Actual Sistema de Orugas

Ventaja Desventaja Ventaja Desventaja

Cad

ena

� Es liviana

� No es comercial � Vida útil 3 meses, se

desgastan los pasadores.

� No es lubricada.

� Comercial � Si se pone sellada y

lubricada se reduce el desgaste de los pasadores y bujes, lo cual disminuye los gastos de reparación del tren de rodaje.

� Vida útil dos años.

� Pesada � Se desgastan los

bujes cuando el sprocket presenta daños y hace que se salte la cadena.

Rod

illos

� Livianos � Mayor cantidad

� No son lubricados � No comerciales

� Lubricados � Comerciales

� Pesados � Menos Cantidad

Zap

atas

� Cubren el pontón en todo el ancho.

� Son livianas para la longitud que tienen.

� Se deforman y pierden altura por lo cual los tornillos ya no sostienen bien la zapata y se revientan.

� Por no ser macizas se llenan de material incrementando el peso cuando se les hace una perforación.

� No son comerciales. � Los tornillos

sobresalen en la zapata

� Comerciales y existen en varios tamaños y de tres tipos de vena, para hacer la mejor combinación según el terreno en el que se va a trabajar.

� Los tornillos quedan protegidos por las venas de las zapatas.

� No se llenan de material por ser macizas.

� Se pueden reparar y reconstruir.

� Cubren parcialmente el pontón

� Son más pesadas.


Tabla 6. Ventajas y desventajas de las configuraciones de las cadenas y las zapatas para las excavadoras anfibias.

Zapatas largas y cortas Zapatas cortas y dos cadenas Zapatas largas Zapatas cortas y medianas

C

onfig

urac

ione

s

Car

acte

ríst

icas

� Tiene zapatas de 1200 y 450 cm. � Mezcla entre zapatas de terrenos

duros y blandos. � Rodillos inferiores 9 o 10 por

pontón. � Una cadena. � Elementos de los Equipos: PC

200, 320D

� Tiene zapatas de 450 cm. � Zapatas para terrenos duros. � Rodillos inferiores 20 rodillos por

pontón. � Dos cadenas. � Elementos de los Equipos: EX

60.

� Zapatas de 900 o 1200 cm. � Zapatas para terrenos blandos. � Rodillos inferiores 9 o 10 por

pontón. � Una cadena � Elementos de los Equipos: PC 200,

320D.

� Zapatas de 450, 600 o 700 cm. � Zapatas para terrenos duros y

medios. � Rodillos inferiores 9 o 10 por

pontón. � Una cadena. � Elementos de los Equipos: PC

200, 320D, D4.

Ven

taja

s

� Se disminuye el peso de las

zapatas por ser combinadas y no todas largas.

� Por tener zapatas largas permite mejor movilidad en terrenos plásticos.

� Por tener dos zapatas a lo ancho

se tiene mayor área de apoyo. � Cubren mayor superficie del

pontón según la distancia a la que se ubiquen.

� Se tienen componentes de una maquina mucho más liviana.

� Se tienen zapatas que se adaptan

mejor a terrenos plásticos, lo que ayuda a que la máquina se apoye mejor.

� Mayor área del pontón cubierta.

� Trabajan muy bien en terrenos

cementados. � Tiene mayor facilidad de girar por

tener un punto de apoyo menor. � El peso es menor por tener

zapatas cortas

Des

vent

ajas

� No se sabe cómo se comportan

exactamente las zapatas largas en terrenos cementados.

� Se pueden incrustar palos o

elementos entre los dos carriles y ocasionar daños.

� Se deterioran en terrenos duros

más rápidamente. � Mayor peso � Presentará dificultad para girar.

� Puede tener problemas en

terrenos plásticos porque el área de contacto de la zapata con el piso es más pequeña.


4.5 CÁLCULO DE LA CARRILERÍA A UTILIZAR EN EL NUEV O TREN DE RODAJE

Para el cálculo de la carrilería del tren de rodaje, se tuvieron en cuenta los

siguientes parámetros:

• El peso de los elementos.

• El peso de la excavadora con oruga.

• La cantidad de carriles inferiores que usan.

• La longitud y paso de la cadena.

• La longitud de la cadena apoyada en el piso.

Se eligieron 4 referencias de excavadoras (320 de Caterpillar, PC 200 de

Komatsu, EX 60 de Hitachi, EX 100 de Hitachi) y un bulldozer (D4 de Caterpillar)

se seleccionaron las dos primeras excavadoras y el bulldozer por el buen

desempeño que tiene en la empresa y las demás referencias fueron

recomendadas por los proveedores para esta aplicación.

Adicionalmente, se tuvo en cuenta como referencia la longitud de cadena de un

pontón: 16.459 m. y el peso calculado en el numeral 4.1.1: 25,05 Ton, de la

excavadora anfibia Hitachi MA 125-2.

Con esta información se hallaron:

• La capacidad de carga de los carriles.

• La capacidad de carga de la cadena por metro de longitud.

• La cantidad de carriles.

• Cantidad de zapatas.

• La cantidad de cadenas que son necesarias para el nuevo sistema.

(Ver Tabla 9).


4.6 SELECCIÓN DE LA CARRILERÍA

Para seleccionar la carrilería en la modificación de las excavadoras anfibias, se

tuvieron en cuenta los siguientes criterios.

Tabla 7 . Valor de los criterios de evaluación.

Criterio Valor Peso (25%)

Cantidad de elementos (18%) Costo (20%) Disponibilidad comercial (18%)

Vida Útil (19%)

Calificación (100%)

Los criterios y el valor asignado a cada uno de ellos, fue dado por las personas

que participan en el proyecto. A continuación se explica cómo se realiza la

calificación:

• Peso: Conjunto de los elementos principales (zapatas, carriles y cadenas),

los elementos con menos peso reciben mayor puntaje.

• Cantidad de componentes: Cantidad de elementos que se requieren de

zapatas, carriles y cadena, a mayor cantidad de elementos se supone

mayor cantidad de mantenimiento. Los elementos con menor cantidad

tienen mayor puntuación.

• Costo: Los elementos más económicos tienen mayor puntuación, además

se tuvieron en cuenta las respuestas de los proveedores al momento de

cotizar.

• Disponibilidad: En la disponibilidad se tuvo en cuenta la experiencia que

han tenido las personas del grupo con cada una de las marcas, los

proveedores: agilidad e interés en el proyecto, y existencia de los

elementos.


• Vida útil: Teniendo en cuenta que todos los proveedores dan una garantía

similar y que nuestras máquinas no cumplen con esas horas da una

puntuación inicial igual para todos, entonces lo que hizo la diferencia es el

comportamiento posible de los elementos en la aplicación (sellos y tamaño)

En la tabla 8 se muestra los resultados obtenidos de esta calificación.

Tabla 8 . Resumen evaluación criterios.

Calificación total PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320 Peso (25%) 0,58 0,92 1,17 0,42 0,58 Cantidad (18%) 0,84 0,30 0,54 0,72 0,72 Costo (20%) 1,00 0,07 0,13 0,53 0,60 Disponibilidad (18%) 0,84 0,36 0,36 0,72 0,72 Vida Útil (19%) 0,95 0,38 0,57 0,76 0,76 Calificación (100%) 4,21 2,02 2,77 3,15 3,38

En la tabla 9 se muestran en más detalle el peso de los elementos, la cantidad

requerida, el costo, la disponibilidad, la vida útil, y la calificación de cada criterio

para las 5 referencias analizadas.


Tabla 9. Calculo de la carrilería.

Peso (Kg) - Cantidad Zapatas (cm.) PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

400 9,5

450 6,342 11

500 13 9,513 12,6 13,3

600 13,95 8,154 12,684 19

700 20 14,949

800 21,475

900 23,041

1200 92 Cantidad

(1Pontón (1P)-16 ,459m Longitud) 84 194 88 82 85

Puntuación Cantidad 4 1 2 5 3 Peso total zapatas de

600(1P) 1171,8 1581,88 1116,19 0 1615 Puntuación Peso 4 3 5 0 2

Peso (Kg) - Cantidad Carriles inferiores PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Peso 42,35 12,96 20,84 43,5 38

Cantidad 24 54 38 24 24

Puntuación Cantidad 5 3 4 5 5

Peso Total 1016,4 699,84 791,92 1044 912

Puntuación Peso 2 5 4 1 3

Peso (Kg) - Cantidad Cadena PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Longitud (m) 17,68 12,56 15,44 14,61 17,45

Peso (Kg) 1916 385 566,2 600 1120

Peso/metro (Kg/m) 108,37 30,65 36,67 41,07 64,18

Cantidad 32,918 65,836 32,918 32,918 32,918

Puntuación Cantidad 5 1 3 2 4

Peso Total 3567,36 2018,06 1207,14 1351,87 2112,79

Puntuación Peso 1 3 5 4 2

Calificación Peso PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Zapatas 600 4 3 5 0 2

Carriles inferiores 2 5 4 1 3

Cadena 1 3 5 4 2

Calificación (25%) 0,58 0,92 1,17 0,42 0,58


Calificación Cantidad

PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Zapatas 600 4 1 2 5 3


Cadena 5 1 3 2 4

Calificación (18%) 0,84 0,30 0,54 0,72 0,72

Costo – Zapatas

Costo zapatas PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

400 $ 65.523

450 $ 71.598

500 $ 290.415 $ 77.630 $ 106.035

600 $ 92.382 $ 152.663

700 $ 159.821

800 $ 188.282

900 $ 141.521

1200 $ 1.723.936

Costo Zapatas de 600 $ 7.760.088 - - - $ 12.976.355 Puntuación Costo zapatas de

600 5 0 0 0 3

Costo – Carriles

Carriles PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Cantidad (2P) 32 74 50 32 32

Costo Unidad $ 543.083 $ 400.000 $ 500.000 $ 839.355 $ 842.036

Costo Total $ 17.378.656 $ 29.600.000 $ 25.000.000 $ 26.859.360 $ 26.945.152

Puntuación 5 1 2 4 3

Costo – Cadena

Cadena PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Costo/metro $ 755.718 $ 910.026 $ 1.033.327

Cantidad (m) 32,918 65,836 32,918 32,918 32,918

Costo Total $ 24.876.727 $ - $ - $ 29.956.251 $ 34.015.065

Puntuación Costo 5 0 0 4 3

Calificación Costo

PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Zapatas 600 5 0 0 0 3


Cadena 5 0 0 4 3

Calificación (20%) 1,00 0,07 0,13 0,53 0,60

Disponibilidad

PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Experiencia 4 3 3 5 5

Servicio - Interés proyecto 5 2 2 2 2

Productos 5 1 1 5 5

Calificación (18%) 0,84 0,36 0,36 0,72 0,72


Vida Útil

PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

5 2 3 4 4

Calificación (19%) 0,95 0,38 0,57 0,76 0,76

Capacidad de carga de los carriles

PC 200 Ex 60 Ex 100 D4 320

Capacidad de carga del carril (Ton)

1.45 6 10 20

El tipo de carrilería seleccionada para el nuevo tren de rodaje de la excavadora

anfibia es el de la Komatsu PC 200.

4.7 MODIFICACIÓN DE LOS PONTONES Debido a que el peso de la carrilería seleccionada es mayor al peso de la carrilería

actual y supera la capacidad de flotación de los pontones, es necesario

modificarlos o construir unos nuevos para garantizar la flotación de la excavadora.

Tabla 10. Peso excavadora con ambos trenes de rodaje.

Peso (Ton.)

Elementos Permanecen 10,66 Que salen 14,39 Nuevos 20,29

Peso (Ton.)

Sistema Actual 25,05 Nuevo 30,95

Para determinar la forma en la que se deben modificar los pontones, se simuló el

cambio en las dimensiones del ancho, alto y largo, hasta obtener una tonelada

más de volumen, luego se compararon las longitudes que cambiaron y se

estudiaron las ventajas y desventajas de cada una de las situaciones. Además se

consideró la opción de poner pontones adicionales.

En la tabla 11 se muestran las opciones tenidas en cuenta.


Tabla 11. Peso excavadora con ambos trenes de rodaje.

Pontón Ancho

Ventajas • Menor cambio en la longitud para

obtener el volumen requerido

Desventajas • Más área inferior del pontón

descubierta por la zapata. • Implica modificar las porterías de la

empresa. • Afecta la operación de giro de la

excavadora y el posicionamiento en los planchones.

Pontón Largo

Ventajas • Mayor distancia para ubicar los

carriles, más cantidad de zapatas sobre el piso lo que implica: mayor tracción, carga más distribuida, mayor área de soporte.

Desventajas • Se requiere aumentar mayor longitud

con respecto a las otras dimensiones, para alcanzar el volumen requerido.

• Afecta la operación de giro de la excavadora y el posicionamiento en los planchones.

Pontón Alto

Ventajas • Con un incremento pequeño en la

altura se incrementa bastante el volumen.

Desventajas • Pierde profundidad en la operación

del brazo.

Pontones Internos

Ventajas • Se pueden ubicar sin modificar la

estructura original.

Desventajas • Mayor área inferior descubierta. • Es limitado el espacio por la distancia

entre los motores. • Apenas se puede incrementar hasta

una tonelada cada pontón.


Con base en los criterios tenidos en cuenta se decide, que la mejor forma de hacer

la modificación en los pontones es a lo alto y a lo largo, esta modificación en los

pontones implicó:

• Calcular nuevamente la cantidad de los siguientes elementos:

Tabla 12. Cantidad de elementos del nuevo tren de rodaje.

Elemento Cantidad Sprocket 2 Carriles Inferiores 22 Carriles Superiores 10 Rueda Libre 2 Sistema Tensor 2 Cadena de 96 pasos 2 Zapatas 192

• Modificar la estructura del pontón (Ver Anexo 4. Plano de la modificación de

la estructura del pontón.), la cual fue validada por cálculos de un ingeniero

civil (Ver Anexo 5. Calculo de la estructura del pontón.).

• Calcular el nuevo peso de la excavadora.

Tabla 13 . Nuevo Peso excavadora.

Peso Valor (Ton.) Nuevo peso calculado 30,05

• Calcular la nueva capacidad máxima de flotación del ponto.

Tabla 14 . Flotación máxima excavadora.

Capacidad máxima de flotación Peso (Ton.) Calculado 33,2

• Cotizar la modificación de los pontones y la construcción de unos nuevos.

Tabla 15. Cotización modificación pontones.

Valor (Pesos.) Modificados en el Bagre $26’000.000

Nuevos en el Bagre $60’000.000 Nuevos en Astillero ($8.000 Por Kilo) $88’000.000

• Cotizar el total de los elementos nuevos del tren de rodaje.


Tabla 16. Comparación del costo de los elementos de dos proveedores.

REFERENCIA DESCRIPCION CANTIDAD PRACO BERCO Precio Unidad Precio Total Precio Unidad Precio Total 20Y-30-07300 Carriles 32 $ 429.308 $ 13.737.853 $ 502.561 $ 16.081.952 20Y-32-07040-PASOS Pasos cadena 12 $ 127.602 $ 1.531.221 $ 0 20Y-27-77110 Sprocket 2 $ 517.772 $ 1.035.544 $ 712.502 $ 1.425.004

20Y-32-07040 Tramo cadena (45)(49) 4 $ 5.257.640 $ 21.030.560 $ 7.561.202 $ 30.244.808

20Y-32-11111 Zapata de 600 mm 192 $ 73.026 $ 14.021.067 $ 104.000 $ 19.968.000 04064-04518 Pin argolla 2 $ 4.235 $ 8.471 $ 0 20Y-30-08040 Rueda guía comp. 2 $ 1.592.126 $ 3.184.253 $ 0 205-30-72170XC Platina 2 $ 7.462 $ 14.923 $ 0 206-30-45262 Seguro 2 $ 18.432 $ 36.864 $ 0 206-30-55122 Eje rueda guía 2 $ 1.365.692 $ 2.731.385 $ 0 20Y-30-12111 Resorte 2 $ 2.948.916 $ 5.897.832 $ 1.553.520 $ 3.107.040 20Y-30-22113 Horquilla 2 $ 660.608 $ 1.321.216 $ 0 20Y-30-22122 Cilindro 2 $ 2.364.169 $ 4.728.338 $ 0 Total $ 69.279.526 $ 70.826.804


5 ANALISIS FINANCIERO DEL PROYECTO

5.1 EVALUACIÓN FINANCIERA Para la evaluación financiera del proyecto se previó una inversión inicial de

$600.000.000, correspondiente al acondicionamiento de las cuatro excavadoras

anfibias Hitachi y la ampliación de dos planchones “Cuadrados” necesarios para

la operación de los equipos.

Esta inversión se incurriría en el año 2008 o 2009, para los años subsiguientes se

estima un ahorro bianual de $409.500.000.

El nuevo diseño de traslación requerirá de mantenimiento cada dos años por valor

de $480.000.000.

Con estos datos iniciales se realiza el flujo de caja para un horizonte de 7 años,

teniendo los siguientes resultados:

Tabla 17 . Cuadro resumen análisis financiero.

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

FLUJO DE CAJA LIBRE

DEL PROYECTO

$-402.000.000 $ 274.365.000 $ -99.225.000 $ 302.487.413 $ -109.395.563 $ 333.492.372 $ -120.608.608

TASA INTERNA DE RETORNO 16% VPN COSTO CAPITAL MINEROS S.A. 14,04% $ 19.635.082,18

RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN AÑOS (14,04%) 4,43 Como se nota en el cuadro resumen el proyecto es rentable y se recuperaría la

inversión de 4.43 años. Los ahorros en mantenimientos son representativos, ya

que este tipo de carrilería dura dos años sin necesidad de mantenimiento. Cabe

anotar que en los valores del mantenimiento futuro se es un poco conservador

asumiendo unos costos altos, disminuyendo estos costos el proyecto se vuelve

más atractivo.


Tabla 18 . Análisis financiero.

FLUJO DE FONDOS

ANÁLISIS CAMBIO SISTEMA TRASLACIÓN RETROS ANFIBIAS

0 1 2 3 4 5 6

AÑO 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

INGRESOS-AHORROS

Ahorro en Pontones $ $ 105.000.000 $ 110.250.000 $ 115.762.500 $ 121.550.625 $ 127.628.156 $ 134.009.564

Ahorro no consumo de zapatas $ $ 63.000.000 $ 66.150.000 $ 69.457.500 $ 72.930.375 $ 76.576.894 $ 80.405.738

Ahorro Tren de Rodaje $ $ 231.000.000 $ 242.550.000 $ 254.677.500 $ 267.411.375 $ 280.781.944 $ 294.821.041

Ahorro en no tornillería $ $ 10.500.000 $ 11.025.000 $ 11.576.250 $ 12.155.063 $ 12.762.816 $ 13.400.956

TOTAL INGRESOS-AHORROS $ $ 409.500.000 $ 429.975.000 $ 451.473.750 $ 474.047.438 $ 497.749.809 $ 522.637.300

EGRESOS $

MANTENIMIENTO FUTURO $

Sistema de Orugas $ $ $ 396.900.000 $ - $ 437.582.250 $ - $ 482.434.431

Pontones $ $ $ 132.300.000 $ - $ 145.860.750 $ - $ 160.811.477

TOTAL MANTENIMIENTO FUTURO $ $ $ 529.200.000 $ - $ 583.443.000 $ - $ 643.245.908

AMORTIZACIONES $ $ $ - $ - $ - $ - $ -

DEPRECIACION $ $ $ - $ - $ - $ - $ -

TOTAL EGRESOS $ $ $ 529.200.000 $ - $ 583.443.000 $ - $ 643.245.908

UTILIDAD OPERACIONAL $ $ 409.500.000 $ -99.22 5.000 $ 451.473.750 $ -109.395.563 $ 497.749.809 $ -120.608.608

IMPUESTO DE RENTA $ $ 135.135.000 $ - $ 148.986.338 $ - $ 164.257.437 $ -

UTILIDAD NETA $ $ 274.365.000 $ -99.225.000 $ 302.487.413 $ -109.395.563 $ 333.492.372 $ -120.608.608

AMORTIZACIONES $ $ $ - $ - $ - $ - $ -

DEPRECIACION $ $ $ - $ - $ - $ - $ -

FLUJO DE CAJA OPERATIVO $ $ 274.365.000 $ -99 .225.000 $ 302.487.413 $ -109.395.563 $ 333.492.372 $ -120.608.608


INVERSION EN ACTIVOS FIJOS (4 RETROS)

Elementos sistema de orugas $ 360.000.000

Pontones reparados $ 120.000.000

Acondicionamiento e imprevistos $ 40.000.000

Ampliación de 2 Planchones $ 80.000.000

TOTAL INVERSION EN ACT IVOS FIJOS $ -600.000.000

INVERSION EN CAPITAL DE TRABAJO $

BENEFICIO TRIBUTARIO $ 198.000.000 FLUJO DE CAJA LIBRE DEL PROYECTO $ -402.000.000 $ 274.365.000 $ -99.225.000 $ 302.487.413 $ -109.395.563 $ 333.492.372 $ -120.608.608

TASA INTERNA DE RETORNO 16% VPN (COSTO CAPITAL MINEROS S.A.

14,04%) $ 19.635.082,18 RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN

AÑOS (14,04%) 4,43

$ 240.586.636,27 $ -76.296.864,46 $ 203.955.621,98 $ -64.680.128,07 $ 172.901.938,29 $ -54.832.121,83

$ -402.000.000 $ -161.413.364 $ -237.710.228 $ -33.754.606 $ -98.434.734 $ 74.467.204 $ 19.635.082

SUPOSICIONES La carrilería es sustituida cada 2 años y los pontones reparados por un valor de $30,000,000


6 DISEÑO DEL NUEVO SISTEMA Para el diseño de los nuevos elementos del sistema se hizo análisis de esfuerzos.

Dichos diseños fueron discutidos por el grupo de trabajo buscando determinar que

fueran los adecuados y que cumplieran con todos los requerimientos que se

necesitan para instalar los nuevos elementos.

6.1 DISEÑO DE LOS SOPORTES DE LOS NUEVOS ELEMENTOS Y MONTAJE EN EL PONTON

Para diseñar los soportes de los nuevos elementos a instalar, fue necesario

realizar el levantamiento de estos, ya que había distancias o longitudes que se

debían respetar para su correcto ensamble, tales como distancia entre agujeros,

alturas, distancia entre caras, paso de la cadena, entre otras. La empresa Praco

Didacol suministró información importante para realizar dichos levantamientos (Ver

Anexo 6. Información técnica Komatsu PC-200.)

Rueda Libre a instalar, levantamiento en Praco Didacol

Diseño básico de sprocket, levantamiento en Praco Didacol


Carriles, levantamiento en Praco Didacol

Cadenas, levantamiento en Praco Didacol

Zapatas, levantamiento en Praco Didacol

Cilindro sistema tensor, levantamiento en Taller Diesel

Resorte sistema tensor, levantamiento en Taller Diesel

Soporte sistema tensor, levantamiento patios Mineros S. A.

Imagen 7. Elementos tren de rodaje de una PC 200-7.

En el diseño de los soportes de los carriles superiores e inferiores se tuvo en

cuenta que cumplieran con los siguientes requerimientos: que la cantidad

necesaria de carriles se pudieran ubicar en el espacio disponible, que permitan la

evacuación de material para evitar que los carriles se bloquen, que se puedan

instalar los carriles de forma fácil y que permitan el cambio en caso de

mantenimiento.


En la parte superior los soportes son 5 cajas independientes y en la parte inferior

Un soporte completo para todos los carriles.

Para el soporte del sistema tensor se realizó el levantamiento al puntal de una

Komatsu PC 200-5 existente en la empresa y se adaptó a las necesidades que se

tienen y al pontón.

Para más detalle ver los planos (Ver Anexo 7. Soportes de los elementos y

ensamble en el pontón.)

6.2 DISEÑO DE NUEVOS ELEMENTOS DEL TREN DE RODAJE Se decidió no montar el sprocket de la Komatsu PC 200-7 debido a que el espacio

disponible no era suficiente y el sprocket quedaría golpeando con el pontón, por lo

tanto se diseño un sprocket más pequeño de 13 dientes que se adaptara a la

cadena seleccionada, además se diseñó seccionado en 3 partes, dos de 5 dientes

y una de tres, esto se realizó para facilitar su montaje en el sistema. (Ver Anexo 8.

Sprocket de 13 dientes 5-5-3.)


7 CONSTRUCCIÓN Y COMPRA DE ELEMENTOS

Con el ánimo de desarrollar microempresas generadoras de empleo en la región y

por el alto nivel de trabajo en el Taller Metalmecánico de la empresa, se cotizó la

reparación de los pontones con varias personas de la zona que cuentan con

experiencia en este tipo de trabajo, posteriormente se realizó un comparativo de

dichas cotizaciones con el comité técnico quedando de la siguiente manera:

Tabla 19. Comparativo de reparación de pontones.

Se realizó la selección de dos de los contratistas y se evaluaron en varios

aspectos importantes para la realización del proyecto.

Tabla 20. Evaluación proveedores.

N° ASPECTO PORCENTAJE ALCIDES EBETH SOTELO

1 CONTROL DE CALIDAD 25% = =

2 EXPERIENCIA EN TRABAJOS SIMILARES 15% = =

3 MATERIAL 5% = =

4 CAPACIDAD ECONÓMICA DE REALIZAR EL TRABAJO 5% - -

5 EQUIPOS E INSTALACIONES 20%

Equipos de soldadura 2% = =

Equipos de corte 2% - +

Equipos de carga 7% + -

Instalaciones eléctricas 7% + -

Espacio 2% = =

6 TIEMPO DE ENTREGA (1 mes) 5% = =

7 PERSONAL CAPACITADO Y CALIFICADO 10%

DESCRIPCION EBETH SOTELO CRISTO ATENCIA ALCIDES TORRES

Materiales $ 18362040 N.D. $ 13717800

Mano de Obra $ 7545000 N.D. $ 15000000

Total $ 25907040 $ 33000000 $ 28717800


Cantidad 5% = =

Experiencia en pontones del personal 5% + -

8 COSTO 15% - +

= Iguales condiciones bien 100% 78% 76%

- Regular

+ Bien

Con el contratista Ebeth Sotelo Pinto, se iniciaron las labores de modificación de

los pontones, a quien se acompañó con interventoría y seguimiento para culminar

con éxito los trabajos. Se tomaron las cotizaciones para la carrilería (Ver Tabla

16.) y se adquirieron los elementos con Praco Didacol, por ser repuestos

originales y tener el menor precio.


8 INTERVENTORIA, ENSAMBLE Y PUESTA A PUNTO

8.1 INTERVENTORIA MODIFICACIÓN DE LOS PONTONES. Se realizo el seguimiento a la modificación de los pontones para que concordara

con el diseño realizado (Ver Anexo 4. Plano de la modificación de la estructura del

pontón.), al finalizar se revisó que las soldaduras no tuvieran poros, ya que se

debía garantizar la estanqueidad, para que no se filtre agua y les incremente el

peso.

Retiro de láminas deterioradas, Taller Ebeth Sotelo

Modificación del largo y alto , Taller Ebeth Sotelo

Cambio en el largo y alto del pontón, Taller Ebeth Sotelo

Instalación de nuevas láminas, Taller Ebeth Sotelo


Corrección de curvaturas del pontón, Taller Ebeth Sotelo

Corrección de curvaturas del pontón, Taller Ebeth Sotelo

Pontón terminado, Taller Ebeth Sotelo



Pruebas en las soldaduras, Taller Ebeth Sotelo

Imagen 8. Etapas de la modificación de los pontones.

8.2 ENSAMBLE DE ELEMENTOS. Los soportes superiores e inferior fueron soldados al pontón, luego se procedió a

hacer el ensamble de los carriles en estos, durante este proceso se vio la

necesidad de instalar tres guarda cadenas en cada pontón para evitar que se

saliera la cadena.


Ensamble carriles inferiores

Montaje guarda carriles

Imagen 9. Ensamble carriles y guarda cadena.

Se instalo el nuevo soporte y el sprocket en el tubo original de la máquina teniendo

especial cuidado en la alineación con los soportes superiores e inferior para evitar

el descarrilamiento de la cadena.

Montaje soporte sprocket

Montaje del sprocket

Imagen 10. Montaje de soporte y sprocket.

Luego se procedió a realizar el montaje del sistema tensor y de la rueda guía, al

sistema tensor se le adecuo una grasera externa para facilitar el uso por parte del

personal cuando se requiera tensionar la cadena. Adicionalmente se verifico que

la rueda guía se pudiera desplazar por las canales de soporte del sistema tensor.


Montaje del sistema tensor

Montaje de la rueda guía

Imagen 11. Montaje del Sistema tensor y rueda guía.

Por último fueron montadas las zapatas y la cadena en el pontón, se detectó que

cuando la máquina giraba, rosaban el tornillo que sostiene el contrapeso y las

zapatas, debido a esto fue necesario calzar el soporte de la maquina (araña) para

evitar que se presentara este problema.

Instalación de cadenas y zapatas

Calzas de la araña

Imagen 12. Instalación de cadena y zapatas, y calzas de la araña.

8.3 PRUEBAS, VERIFICACION, CORRECCIONES DEL DISEÑO Y PUESTA A PUNTO.

Se realizaron pruebas en terrenos cementados, en terrenos plásticos, de flotación

y de maniobrabilidad con las cuales se pudieron identificar algunas mejoras

necesarias antes de poner en funcionamiento la excavadora.


Con las pruebas en terreno cementado se observo que era necesario disminuir el

ángulo de quiebre de la cadena, para esto se modificó el soporte de los carriles

inferiores dándole la forma curva del pontón y en el lado en el que se encuentra el

sprocket se agregó un carril, este carril también sirvió para evitar que cuando la

cadena se tensione golpee el pontón.

Angulo de quiebre de la cadena muy pronunciado

Se modificó la base inferior de los carriles

Golpe de la cadena con la curva del pontón

Se adicionó un carril en la curva

Imagen 13. Modificación soporte inferior y adición de carril. En la prueba de maniobrabilidad se verifico que la excavadora fuera capaz de

levantarse apoyada en el brazo, ya que esto es necesario para realizar

reparaciones en campo e inspeccionar la carrilería, además se notó una mejora

adicional con respecto al sistema anterior, puesto que para girar no necesita

realizar grandes desplazamientos.


Imagen 14. Pruebas de maniobrabilidad de la excavadora.

En la prueba de flotación se comprobó que la excavadora era capaz de flotar, uno

de los requerimientos principales del rediseño y se encontró que la línea de

flotación correspondía a la calculada lo que indicó que el peso calculado del nuevo

sistema era correcto.

Imagen 15. Prueba de flotabilidad.

Se realizaron las pruebas en terrenos plásticos:


Imagen 16. Pruebas en terrenos plásticos.

Encontrando que la excavadora con las zapatas cortas se quedaba enterrada,

dificultando su movimiento y haciendo necesario el uso del brazo para

desplazarse. Para solucionar esto se realizó una prueba con unas zapatas más

largas, las cuales fueron construidas uniendo dos zapatas de 700 cm, y para

aumentar el agarre en el terreno se soldó una platina a lo largo de ellas, el

resultado de esta prueba fue una notable mejoría en el desplazamiento de la

excavadora ya que el barro no se acumulaba frente al pontón.

Zapatas largas

Pruebas con las nuevas zapatas largas

Imagen 17. Nuevas zapatas de 1400 cm. para pruebas en barro.

También se detecto que era necesario instalar en el lado en el que se encuentra la

rueda libre un carril adicional, porque la cadena con ciertos movimientos de la

excavadora hunde la lámina del pontón.


Imagen 18. Falla presentada en el lado de la rueda tensora.

Con la operación de la máquina el sprocket diseñado presentó dos fallas: la

primera, los dientes tenían poca altura, por ende había poco contacto con la

cadena, la segunda, como el sprocket estaba seccionado en tres partes, generaba

que las cargas no se distribuyeran uniformemente, lo que ocasionó una falla en la

sección más pequeña. El sprocket se rediseñó para corregir dichas fallas (Ver

Anexo 9. Rediseño sprocket 13 dientes 5-5-4.).

Imagen 19. Corrección sprocket.

La verificación de la eficacia del proyecto fue realizada por, Sergio Bonilla técnico

del Taller Diesel, Jhon Jairo Gómez Director de la Unidad de Producción No. 2 y

Juan Gabriel Galvis Líder de Proyectos Mecánicos I&D durante los días 16 y 17 de

febrero de 2009, esta verificación quedó registrada en el formato: I&D-FOR-002

archivada en la carpeta del Proyecto en Mineros S.A.


9 COSTO REAL DEL PROYECTO

Los costos generales del proyecto, al realizar los ajustes y la puesta a punto del

mismo fueron los siguientes:

Tabla 21. Costo real del proyecto.

Concepto Proveedor Valor

Elementos tren de rodaje Praco - Didacol $ 91.670.132

Sprocket 13 dientes Armando Piedrahita $ 4.060.000

Reparación pontones Ebeth Sotelo $ 25.907.040

Adición reparación pontones Ebeth Sotelo $ 2.000.000

Trabajos varios puesta a punto Armando Piedrahita $ 1.000.000

Corte de sprocket con plantilla Ferrocortes $ 7.700.000

Maquinado sprocket Taller metalmecánico $ 453.325

Adecuación de zapatas Taller metalmecánico $ 2.024.322

Total $ 134.814.819

Hubo un incremento de $ 14’814.819 por concepto de modificaciones al diseño,

por espacios, alargue de la cadena, incremento de zapatas, entre otros.

El presupuesto previsto para el proyecto cumplió con las expectativas generales,

estos valores se ajustarán para futuras modificaciones.


10 AJUSTES Y MEJORAS AL DISEÑO Durante las diferentes etapas del proyecto se determinaron aspectos en el diseño

que se deben mejorar para los futuros acondicionamientos:

• Modificación de los pontones

En los pontones se deben diseñar unas canales a lo largo, tanto arriba y abajo,

para instalar las estructuras que soportan los carriles y disminuir la distancia que

hay entre las zapatas y las laminas, además las curvas que tienen en los extremos

serán eliminadas, con el fin de disminuir los quiebres bruscos en la cadena que

pueden afectar su vida útil. Es posible que se requiera modificar la base de los

carriles superiores e inferiores para que se adapten a la nueva geometría, para lo

cual se deben tener en cuenta las mejoras que se hicieron durante la puesta a

punto.

• Calzas

El uso de las calzas para la araña, ya no serán necesarias si se realizan las

modificaciones descritas anteriormente para los pontones.

• Zapatas largas

Como las zapatas largas probadas en la etapa de correcciones y puesta a punto

mejoraron el desplazamiento de la máquina en los terrenos plásticos, se deben

diseñar unas zapatas con dicha geometría (Largo de 1400 cm. y la pestaña central

más alta).

• Cadena

La longitud de la cadena se debe verificar con la nueva disposición de los

elementos, la longitud actual es de 97 links.


• Porta sprocket y tubo

Con el fin de diseñar el porta sprocket con un chaflán de mayor tamaño para

aplicar la soldadura de una forma correcta y que no afecte el montaje del sprocket,

se debe recalcular el tubo con un diámetro inferior, un espesor mayor y mejorar los

apoyos de este para evitar fracturas.

• Sprocket de 13 dientes

Como se mencionó anteriormente se cambio la partición del sprocket de 5-5-3 a 5-

4-4, para distribuir mejor la carga en las tres partes, se tiene la propuesta de

partirlo en 7-6 la cual debe ser evaluada antes de implementarla, además se debe

tener en cuenta el posible cambio a un sprocket de 15 dientes con el fin de

aumentar el ángulo de contacto con la cadena.


11 IMPACTO, BENEFICIOS ALCANZADOS Al culminar el proyecto se encontraron los siguientes beneficios:

a. Impacto ambiental: se disminuye la generación de chatarra derivada del cambio

frecuente del tren de rodaje.

b. Impacto económico: Disminución del costo de mantenimiento, debido a que la

vida útil del nuevo tren de rodaje es superior y en su mayoría son elementos

comerciales.

c. Beneficios obtenidos en la operación: Mejor desplazamiento y giros de las

excavadoras en los cargueros.

d. Disminución de la fricción, generando menor desgaste en los elementos.


12 RIESGOS OCUPACIONALES E IMPACTOS AMBIENTALES El nuevo diseño del sistema de traslación de las excavadoras anfibias, ofrece una

reducción considerable en el uso de recursos, desde el punto de vista ambiental,

minimiza la generación de materiales sólidos (chatarra, láminas antidesgaste) y el

uso de recursos (soldadura, gases, energía), sin embargo desde el punto de vista

ocupacional, el aumento en la altura de los pontones hace que el operador esté

más expuesto a accidentes, para este punto se tiene previsto la instalación de

accesos más confortables por intermedio de escaleras.


13 CONCLUSIONES

A pesar de que se presentaron algunos inconvenientes en el montaje y operación

de la excavadora con el nuevo sistema de traslación tipo oruga, se puede concluir

que este tipo de carrilería soluciona gran cantidad de problemas de las

excavadoras anfibias entre los cuales se pueden destacar; por ser un sistema

lubricado se facilita el desplazamiento y por no estar en contacto directo con la

lamina se evita el desgaste de esta.

Desde el punto de vista económico el rediseño del sistema de traslación es viable,

porque se ahorra en mantenimientos, la carrilería tiene una mayor vida útil, la

mayoría de elementos son comerciales, entre otros, pero para implementarlo con

éxito en todas las excavadoras de la compañía es necesario llevar a cabo las

mejoras planteadas.


14 BIBLIOGRAFIA

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edición, Mexico. 1998.

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