Download - Clase 7 - Equipos de Carguío Parte 1 - CYT
CLASIFICACIÓN EQ. DE CARGUÍO
CARGUÍO Y TRANSPORTE - UPV SEDE CHILLÁN
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Sin Acarreo Acarreo Mínimo
I.- Unidad Discreta 1. Pala Eléctrica (de cables)
2. Pala Hidráulica
3. Pala Neumática
4. Retroexcavadora
5. Cargador Frontal
1. LHD
II.- Flujo Continuo 1. Excavador de Baldes
2. Dragadora
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Se utilizan principalmente en mediana y gran minería a cielo abierto.
Tienen un bajo costo por unidad de producción y pueden manejar grandes volúmenes.
Cada modelo puede combinarse con varios modelos de camiones, lo que les otorga cierta
flexibilidad.
Son equipos caros y críticos en la producción que requieren de mantenimiento preventivo
para evitar interrupciones en la producción.
Tienen poca movilidad para trabajar en varios frentes al mismo tiempo.
Para una misma producción, la energía eléctrica que consumen estos equipos resulta más
económica que el consumo de combustible de una pala hidráulica. Sin embargo, el costo de
inversión requerido es considerablemente mayor en el caso de una pala eléctrica.
RELACIÓN DE CAPACIDAD Y UNIDADES
FAENA UNIDADES MARCA MODELO PESO OPERACIONAL CAPACIDAD
1 6 P&H 2800-XPA 1.084 Ton 34 yd³
2 2 P&H 4100-A 1.536 Ton 56 yd³
3 2 P&H 4100-XPB 1.496 Ton 73 yd³
RENDIMIENTO EQUIPO DE 73 yd3
Capacidad balde yd³ 73
Capacidad balde m³ 55,8
Factor de llenado % 95
Densidad esponjada t/m³ 1,8
Carga por baldada t 95,4
Ciclo para una baldada min 0,63
Capacidad máx. camión m3 164
Capacidad máx. camión t 296
Capacidad Real camión t 286
N° de pases reales cu 3
Tiempo de carguío por camión min 1,89
Espera camión min 0
Aculatamiento min 0,5
Ton húmedas cargadas hora (incl. Esperas & aculat.) t/h ef 5945Ton húmedas cargadas hora (incl. Solo aculat.) t/h ef 7180
Factor operacional % 87
Producción horaria pala t/h op 5172
Disponibilida física % 85
Uso de la disponibilidad % 84
Horas Turno h 12
N° turnos día cu 2
N° días periodo d 320
Item Un Cantidad
Parámetros de Rendimiento Pala 73 yd³
SUPERESTRUCTURA
Sobre la infraestructura se instala la superestructura giratoria capaz de girar en 360º
grados en ambos sentidos.
En su parte delantera están implantados los apoyos de pluma, como soporte y
estructura principal del equipo de excavación y del bastidor en A que mantiene en
posición a la pluma mediante los cables de suspensión.
El mecanismo de empuje y retracción del brazo puede estar en ella (accionamientopor cable) o montada sobre la pluma.
INFRAESTRUCTURA
Las palas de cable tienen una infraestructura montada sobre dos carros
de orugas.
La velocidad de los desplazamientos son a baja velocidad, menores a
3 km/h.
En este conjunto va instalado el mecanismo de traslación y dirección.
CABLES DE ACCIONAMIENTO
Los cables de empuje y retroceso son independientes, pero poseen un tambor de
enrollamiento en común, pues forman un conjunto accionado por el mismo motor.
El ajuste o tensado del sistema se realiza sobre el de retroceso, mediante un
mecanismo en el brazo, una vez que el de empuje ha sido convenientemente fijado.
Ambos cables son del mismo diámetro y tienen longitudes distintas.
La sustitución de los cables de accionamiento es un factor importante en lamantención del equipo, por lo que se deben establecer frecuencias de reemplazo,
ya sea por horas trabajadas o toneladas cargadas. No obstante, si por simple
observación se ven en mal estado, deben tomarse las medidas pertinentes.
BALDE
La geometría de diseño de balde o cucharón de los diferentes fabricantes puede
variar significativamente, por lo que es muy importante considerar los siguientes 5
parámetros:
Ángulo de ataque
Ángulo de excavación
Anchura de balde
Altura del balde
Profundidad del balde
DETERMINACIÓN TAMAÑO BALDE/CAMIÓN
Sea C el tamaño del balde, en m³ y sea P la producción, en m³/hr.
Según el tipo de material, tenemos que:
Ej: Se requiere una producción de 4000 ton/hr. ¿Cuál es tamaño del balde en material duro?
Resp: Asumiendo una densidad esponjada de 1,8 t/m³, se requiere un balde de 73 yd³ . El
mercado puede satisfacer la necesidad con una pala P&H 4100XPC (120st/109mt).
Blando Medio Duro Muy Duro
C (m³) = 𝑃
117
1,33 𝑃
71
1,23 𝑃
50
1,15 𝑃
50
1,13
AUTOMATIZACIÓN
Las Palas poseen microprocesadores que cumplen las siguientes
funciones:
Controlan la producción en tiempo real.
Monitorizan los parámetros de la operación: tiempos de ciclo, potencia utilizada
etc.
Controlan el sistema de engrase automático.
Permiten la detección de averías
VENTAJAS DE LAS PALAS DE CABLES
Pueden excavar a alturas entre los 10 y 20 m.
Pueden descargar a alturas entre los 6 y 8 m.
Poseen un sistema de traslación sobre una oruga y su accionamiento es eléctrico.
La excavación se realiza mediante la combinación de dos movimientos: elevación y empuje.
Son máquinas pesadas y robustas, adecuadas para trabajar en cualquier tipo de material.
Tienen alta fiabilidad, debido a un diseño ampliamente probado, con buena disponibilidad ypueden remontar pendiente reducidas.
Presentan buena estabilidad y suavidad en la operación.
Proporcionan una buena mezcla en dirección vertical, durante la carga, debido a la forma deexcavar, ya que la forma de movimiento de la pala hacia el materiales, primero, horizontal,penetrando la pila de material tronado, y segundo, subiendo el balde en forma casi vertical hastalograr llenarlo.
Presentan buen rendimiento, incluso en malas condiciones de piso, ya que operan sin desplazarsesobre él.
LIMITACIONES DE LAS PALAS DE CABLE
No son adecuadas para cargar material en forma selectiva.
Presentan una reducida capacidad de excavación (menos que la altura de orugas).
Requieren de un equipo auxiliar que constantemente mejore la pila de material por cargar.
Generalmente son tractores sobre orugas (bulldozer) o ruedas.
Requieren operadores altamente calificados.
Pueden dificultar otras labores, puesto que las mantenciones se realizan en la misma faena
minera.
Por su alto precio, sólo son consideradas en proyectos de gran escala y duración.
PARÁMETROS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS
Características básicas:
La producción horaria requerida P expresada en m³/h.
El tipo de material objeto de excavación. Este puede clasificarse como: Blando, medio,
duro y muy duro, debiendo especificarse si es susceptible de arranque directo o debe ser
perforado y volado previamente.
La densidad de la roca.
A partir de estos se determinara:
El tamaño del balde en m³.
El peso aproximado de la excavadora.
La potencia total instalada y su distribución en los distintos mecanismos.
Altura del banco.
SELECCIÓN MODELO
Selección del modelo:
Sistema eléctrico:
Potencia disponible.
Control de la potencia.
Fiabilidad.
Facilidad de mantenimiento.
Eficiencia del sistema.
Factor de potencia.
Precio del sistema.
Sistema de empuje del brazo:
Cables.
Piñón y cremalleras.
Selección del modelo (continuación):
Mecanismo de traslación:
Tipo de accionamiento.
Potencia disponible.
Anchura de zapatas.
Velocidad de traslación.
Balde:
Capacidad del balde.
Ancho, alto y profundidad.
Relación peso/capacidad del balde.
Tipo de dientes.
Sistema anti desgaste.
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Son equipos montados sobre orugas que son utilizados en mediana y gran minería.
Estas palas presentan una mejor movilidad que las palas de cable, aunque no están diseñadas
para cambiar de posición de manera frecuente.
Con una menor inversión y un costo operacional levemente más alto que en el caso de las
palas eléctricas, las palas hidráulicas poseen un rango de capacidades de balde menores
(hasta 40 yd3).
El balde de la pala puede estar instalada de manera frontal o inversa (como una
retroexcavadora). Poseen dualidad posición cucharón.
Son equipos menores en tamaño que necesitan poco espacio para operar.
EQUIPO RETROEXCAVADORA
El equipo RETROEXCAVADOR
principalmente realiza la
excavación por encima de su nivel
en la preparación del tajo de
carga. Normalmente la unidad
excava siempre por debajo del
nivel de orugas, pudiendo situarse
el camión en el nivel inferior o en el
mismo que la excavadora
ALCANCE Y DIMENSIONES COMO
RETROEXCAVADORA
Accionamiento: Diesel y Eléctrico
Peso Operacional:
Diesel: 200 a 763 ton.
Eléctrica: 256 a 763 ton.
Capacidad:
Diesel: 12 a 42 yd³.
Eléctrica: 15 a 42 yd³.
Potencia:
Diesel: 976 a 4020 HP.
Eléctrica: 900 a 2900 HP.
EQUIPO FRONTAL
En el caso de pala hidráulica
frontal, el camión tolva están en
un mismo plano de trabajo.
Con estas unidades solo se
produce la excavación por
debajo del piso en la ejecución
de rampas para crear el acceso
a un nuevo banco.
ALCANCE Y DIMENSIONES COMO
PALA FRONTAL
Accionamiento: Diesel y Eléctrico
Peso Operacional:
Diesel: 195 a 752 ton.
Eléctrica: 252 a 752 ton.
Capacidad:
Diesel: 11 a 42 yd³.
Eléctrica: 16 a 42 yd³.
Potencia:
Diesel: 976 a 4020 HP.
Eléctrica: 900 a 2900 HP.
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS Y DE DISEÑO
Diseños compactos y pesos relativamente reducidos en relación a la capacidad de los baldes.
Velocidades lentas de desplazamiento; hasta 2,4 kilómetros por hora en palas con motor diésel.
Facilidad de desplazamientos sobre terrenos mal acondicionados.
Capacidad para subir o bajar pendientes de fuerte pendiente a baja velocidad.
Ciclos de carga pequeños gracias a su alta velocidad de giro.
Altas fuerzas de excavación y penetración en materiales compactos.
Buena versatilidad para orientar el balde, con lo cual se consigue una alta selectividad.
Alto control de descarga sobre los camiones, con lo cual se reducen los daños producidos al
camión, y se consigue una buena distribución del material.