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23/11/2015 Codelco Educa/Procesos Productivos Escolares/Extracción/Equipos Asociados/Transporte

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Escolares / Extracción

Equipos de TransporteCamiones de alto tonelaje

El transporte en las faenas mineras se realiza con mucha frecuencia vía camiones. En minería a rajoabierto se utilizan camiones con descarga por el fondo, constituidos por una tolva que se apoya sobre elchasis y que se bascula hacia atrás para la descarga mediante unos cilindros hidráulicos.

Normalmente, estos vehículos son de dos ejes, uno de dirección y otro motriz, con ruedas gemelas. El ejedelantero soporta aproximadamente el 47% del peso neto de la unidad y el 32% del peso total cargado,mientras que el trasero soporta el 53% y el 68% de los pesos, respectivamente.

En el caso de camiones de más de 350 toneladas, se dispone de tres ejes, de los cuales los traseros sonmotrices.

Los camiones mineros no deben circular por carreteras, ya que sus dimensiones y pesos superan loslímites establecidos.

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Capacidad decarga (t)

Características

< 100 mecánica

Capacidad de carga:330 toneladas

Altura media: entrelos 3 y 5,5 m.

Longitud media: 15 m

Radios de giromínimo: entre 1,1 y1,2 veces la longitudtotal del camión.

Ventajas

Flexibilidad del sistema, pues pueden recorrer distancias entre los100 y 3.000 metros. Capacidad de adaptación a todo tipo de materiales. Requieren de una infraestructura relativamente sencilla y pococostosa. Existe gran variedad de modelos, lo que permite emplear el que másse adapte a las condiciones en que debe desarrollarse la operación. Menor inversión inicial que otros sistemas de transporte.

Desventajas

Elevados costos de operación, que junto al carguío pueden llegar al60% del costo total de explotación. Disminuyen su rendimiento cuando aumenta la distancia detransporte. Requieren de gran cantidad de mano de obra especializada para laoperación y la mantención.

Componentes principales

Motores y transmisiones

El motor que tienen estos camiones de alto tonelaje son diésel,turboalimentados y con posenfriador.

El turbo permite elevar el caudal de entrada de aire, lo que a su vez logra aumentar la alimentaciónde gasoil y, en consecuencia, la potencia. El posenfriador permite que la inyección de ese aire sehaga a una temperatura adecuada, lo que mejora el rendimiento energético del combustible,elevando la potencia del motor.La transmisión de los camiones está directamente relacionada con la capacidad de carga, comose indica en la siguiente tabla. Como se observa, los camiones de alto tonelaje tienen sistema detransmisión eléctrica principalmente.

Relación entre capacidad de carga y tipo de transmisión en camiones

La transmisión mecánica

Ésta se caracteriza por:

Ser totalmente automática, diseñada paraminimizar los impactos en la línea de



100 180 mecánica o eléctrica

> 180 eléctrica

accionamiento, lo que proporciona mayor confortal operador y reduce los esfuerzos de tensiónsobre los componentes. Tener entre tres y seis marchas hacia delante yuna hacia atrás. Estar fabricada para una duración de 5.000 a8.000 horas antes de ser reconstruida oreemplazada.

1. Ventilador2. Motor3. Eje de salida4. Eje propulsor5. Bomba de refrigeración de frenos6. Bomba de control del diferencial7. Convertidor de par8. Servotransmisión9. Neumáticos10. Mandos finales11. Freno de disco12. Palier13. Engranaje cónico14. Engranaje diferencial15. Freno de aparcamiento



16. Eje propulsor17. Bomba del convertidor de par18. Bloqueo del embrague

Los principales componentes de una transmisión mecánica son:

convertidor de par caja de cambios diferencial mandos finales.

La transmisión eléctrica

Las principales ventajas de la transmisión eléctrica son:

Máxima utilización de la potencia del motor en todo el rango de velocidades Frenado dinámico Simplificación de la operaciónMayor fiabilidad

Los principales componentes de una transmisión eléctrica son:

Un generador de corriente continua de hasta 1.000 HP y un alternador rectificador para lasunidades de mayor potencia. La vida de esos generadores oscila entre 12.000 y 20.000horas. Sistema de control de estado sólido. Sistema de refrigeración para disipar el calor generado en las resistencias durante lautilización del freno dinámico. Motores de corriente continua en cada rueda o en cada eje para los camiones de mayortonelaje. Los motores pueden ser de alto par y baja velocidad o de bajo par y alta velocidad, y una



vida útil en servicio de estos componentes que oscila entre 15.000 y 18.000 h.Un módulo motor que incluye los engranajes de reducción y el freno.

Bastidor

El bastidor principal o chasis es la espina dorsal del camión. Está construido por elementos deacero de alta resistencia, capaz de soportar importantes esfuerzos de torsión, flexión e impactosde los numerosos ciclos de carga, transporte y descarga.

El bastidor tiene una sección en forma de caja y una estructura soldada y reforzada. Consta dedos vigas cajón principales, firmemente unidas por un parachoques delantero integral, y cuatrotravesaños: uno bajo el bastidor para que se una a los montajes de los cilindros de suspensióndelantera; otro sobre el bastidor principal, que soporta la parte delantera de la caja y sirve demontaje a la plataforma de conservación y cabina; un travesaño tubular, que absorbe las cargasde empuje, y un travesaño trasero, que soporta los cilindros de suspensión y pivotes de la caja.

Los aceros utilizados tienen una composición de grano fino, alta resistencia a los impactos,soportan muy bien las bajas temperaturas ambientales y presentan una gran facilidad dereparación, sin requerir técnicas especiales de soldadura.

Tolvas

Las tolvas están construidas de planchas de acero de alto límite elástico (1.300 MPa), queproporciona una elevada resistencia a los impactos y al desgaste.

Las vigas de refuerzo son huecas, de sección rectangular, por las cuales circulan los gases de



escape para producir el calentamiento de la caja y así evitar la adherencia del material cuando estáhúmedo o es arcilloso.

El fondo de la caja y la sección longitudinaltiene forma de "V", de manera que el centro de gravedad de la carga queda lo más bajo posiblepara incrementar la estabilidad. El declive hacia adelante proporciona una excelente retención dela carga, aun al subir pendientes, mientras que los declives desde el fondo de la caja hacia lasparedes laterales desvían las fuerzas de los impactos de carga, centran el material en la caja ybajan el centro de gravedad.

En cuanto al sistema de volteo, éste suele ser el convencional, con vuelco trasero mediante laelevación con cilindros hidráulicos, que generalmente son dos.

Suspensión

El sistema de suspensión de un camión minero no sólo debe ser capaz de absorber lasoscilaciones y vibraciones causadas por las desigualdades del terreno, sino que también debeamortiguar los golpes durante la carga y distribuir el peso de ésta sobre los neumáticos. Además,debe proporcionar estabilidad al vehículo y confort al conductor.

Frenos

El sistema de frenos de los camiones mineros debe soportar frenadas prolongadas, como las queocurren al bajar pendientes mientras van totalmente cargados. Los sistemas de freno secomponen de:

Frenos de servicio. Frenos de emergencia.Frenos de estacionamiento.Retardador.Respecto del diseño de los frenos, éstos pueden ser de discos múltiples, de zapata y dedisco simple.

Dirección y sistemas hidráulicos



La dirección de un camión minero es totalmente hidráulica, y funciona mediante el trabajo de doscilindros hidráulicos gemelos independientes de doble acción. Estos cilindros están insertosdentro del sistema hidráulico general, que agrupa los cilindros de elevación de caja, y su aceiteatraviesa los discos traseros de freno, refrigerándolos.

El sistema hidráulico se activa por medio de una o dos bombas en paralelo, que estánfuncionando siempre, tanto para girar la dirección como para levantar la caja. Como se dispone dedos bombas, si hubiese una avería en cualquiera de ellas, la otra siempre podría alimentar ladirección, pero no levantaría la caja.

Neumáticos

Los neumáticos representan el último eslabón de la transmisión y, por tanto, en ella se convierteel par en fuerza de tracción sobre el terreno en contacto con el neumático.En general, cuanto más pequeño es el diámetro de las ruedas, mayores son las fuerzas detracción, aunque existe un valor máximo, que no se puede superar, en función del peso por eje ydel coeficiente de tracción dependiente del tipo de terreno.

Cabina

Corresponde al puesto de trabajo del conductor, siendo criterio universal el que esté diseñadopara dar visibilidad y confort durante la operación.

Sus componentes más importantes son:

Pedal de acelerador y de freno.Volante.



Palancas del retardador y del freno de emergencia. Palanca de accionamiento del basculante. Palanca de cambios. Consola de controles. Consola de control de transmisión. Asiento con suspensión ajustable y cinturón de seguridad. Calefacción / aire acondicionado. Sistema de ventilación electrónica.

Cintas transportadoras en cielo abierto y minería subterránea.

Las cintas transportadoras constituyen un método continuo y económico de transporte degrandes volúmenes de material.

Cinta transportadora de 24" de ancho.

Ventajas

Su costo de operación y mantención es menor respecto de los camiones, y requiere menos manode obra menor y menos especializada.

Las cintas tienen mayor eficiencia energética, del orden del 75% frente al 45% de loscamiones. Esta diferencia se acentúa aún más al aumentar el desnivel en el perfil detransporte. La capacidad de transporte de una cinta es independiente de la distancia. La cinta transportadora permite reducir las longitudes de transporte, ya que frente a unainclinación media remontable del 33% para las cintas, los camiones no superan el 10%.Además, al suprimir rampas de transporte, los taludes pueden aumentar su ángulo,mejorando la rentabilidad del proyecto minero. El costo de construcción y mantención de las pistas disminuye por su menor ancho,longitud e intensidad de circulación. La vida operativa de las cintas es mayor que la de los camiones. Las condiciones ambientales son mejores por la menor emisión de ruidos y polvo.

Debido a que el proceso productivo puede ser racionalizado y automatizado, facilita su



supervisión.El sistema de transporte por cinta es válido considerando pequeñas capacidades (300 t/h)hasta grandes niveles de producción (sobre las 25.000 t/h).

Desventajas

Exige mayores inversiones iniciales. Permite poca versatilidad para aumentar o modificar la producción, requiriendo, por tanto,una cuidadosa planificación.

Clasificación

Las cintas se clasifican en tres grandes grupos, según la movilidad delconjunto:

Cintas fijas o estacionariasSon las cintas transportadoras de uso más generalizado dentrode las explotaciones e incluso en las plantas de tratamiento, parques de homogeneización,etc.Cintas ripables o semimóvilesPermiten desplazamientos frecuentes mediante equipos auxiliares, de forma que desde cadaposición se explota un bloque o módulo de estéril o mineral.

Cintas móviles

Tienen una estructura metálica semirrígida de módulos de distintaslongitudes, generalmente de unos 25 m, montadas sobre transportadores deorugas que aportan gran movilidad al sistema

Características generales y de diseño

Las cintas transportadoras están constituidas por los siguientes elementos:

Bastidores

Corresponden a estructuras metálicas que constituyen el soporte de labanda transportadora y demás elementos de la instalación que se ubicaentre el punto de alimentación y el de descarga del material. Losbastidores se componen de los rodillos, ramal superior e inferior y de lapropia estructura de soporte.

Cabezas motrices



Las cabezas motrices están constituidas por los siguientes elementos:

Tambores: Apoyan el accionamiento de la cinta, disminuyendo lastensiones en ella. Reductores: Se utilizan para suprimir la alineación entre tambores. Acoplamientos: Se ubican entre el motor eléctrico y el reductor.Sirven para amortiguar las vibraciones y sobrecargas, y asegurar unarranque progresivo. Frenos y mecanismos antirretorno: Los más utilizados son los dedisco, que se sitúan en el eje del reductor. En algunos casos,generalmente en cintas descendentes, se montan en el eje deltambor. Dispositivos de tensado: Sirven para conseguir los siguientes objetivos: Mantener la tensión adecuada en el ramal de retorno durante el arranque Acomodar las variaciones de la longitud de la banda debidas a las dilataciones de la misma Proporciona un grado de tolerancia en la longitud de la banda instalada.

1. Tambor de accionamiento con sueje 2. Cojinetes3. Acoplamiento de baja velocidad4. Reductor5. Mecanismo antirretorno6. Acoplamiento de alta velocidad7. Freno8. Acoplamiento hidráulico9. Motor



Bandas o telas

Están formadas básicamente por los siguientes elementos:

Carcasa: Da la resistencia a agentes exteriores (humedad, temperatura) y la estabilidaddimensional para grandes longitudes. Se construyen de materiales como poliamida opoliéster. Cables de acero: Mejoran la resistencia de la tela y la estabilidad. Recubrimientos: Unen los elementos constitutivos de la carcasa. El espesor delrecubrimiento de la carcasa es función del tipo de aplicación de la banda y de la anchura deésta.

Equipos eléctricos

Los equipos eléctricos utilizados en las cintas se pueden clasificar en:

Equipos motrices y/o de potencia, que aseguran el movimiento y las accionessecundarias necesarias. Equipos de automatización, vigilancia y seguridad. Equipos de servicio: alumbrado, polipastos, etc.

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