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“ANÁLISIS DE TENSIONES DE UN MARTILLOROMPE-ROCAS SOMETIDO ATRABAJO SUBSTANDAR”
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
ONIAS ESPINOSA VELASCO
PROFESOR GUÍA: ENZO SCHACHTER CISTERNAS
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I INTRODUCCIÓN
En la mina subterránea de la división El Teniente, funcionaactualmente el martillo rompe-rocas llamado TEN 90.
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Martillo TEN 90 en el sitio de operaciones
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Esquema de los componentes de un martillo rompe-rocasTEN 90.
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PlumaBoomCilindroBoom
CilindroCabezal
CabezalBisagra PercutorCilindroPluma
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Esquema de los componentes de un martillo rompe-rocasTEN 90.
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PlumaBoomCilindroBoom
CilindroCabezal
CabezalBisagra PercutorCilindroPluma
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Por el tipo de trabajo realizado, las fallas más recurrentes que haafectado al martillo TEN 90 ha sido la zona del pivote delPasador Base y el Boom, lo que ha concentrado el mayornúmero de reparaciones.
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Condición de operación normal Condición de operación sub-estándar
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Fuerza equivalente (Caso 2)
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Fuerza decilindros swing
Esquema hidráulicocilindros swingDeterminación de fuerza
en percutor
Fuerza de reacciónequivalente en percutor
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II OBJETIVOS
- Realizar un análisis del comportamiento estructural de un
martillo rompe-rocas modelo TEN 90 analizado encondiciones de trabajo sub-estándar, y estudiar los efectosque genera el campo de tensiones en la zona del Boom y elPasador Base, y comparar su integridad respecto de un
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.
- Rediseñar una nueva forma de pivote entre el Boom y laBisagra del equipo, lo que permitiría reducir lasconcentraciones de carga y reducir la acumulación de
tensiones transmitidas del Boom hacia la Bisagra.
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- A partir del desarrollo de un nuevo tipo de pivote, se propuso
un nuevo diseño de Boom y Bisagra, que respondiera demejor forma a las condiciones de trabajo sub-estándar,minimizado los cambios al martillo original.
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- Comprobar que el diseño del martillo TEN 90 modificado,estará en condiciones mas favorables para trabajar, respectoal diseño original, lo que le permitirá prolongar su vidaoperativa y aumentar la confiabilidad del equipo.
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III METODO DE EVALUACIÓN
- Se realizarán 2 casos de carga en el análisis para martillooriginal.
- Con los resultados obtenidos, se propone un diseñomodificado del martillo.
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- on e se o mo ca o, se rea zar n os an s s e osmismos 2 casos de carga ya efectuados al martillo original.
- Se procederá a una evaluación comparativa de los resultadosobtenidos para ambos modelos analizados, TEN 90 y TEN 90modificado.
- Con estos resultados conseguidos, se podrá evaluar si elmartillo TEN 90 modificado, logrará mejorar su desempeñoante las condiciones de operación a las que se ve sometido.
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CASO 1
CASO 2
Martillo Original
TEN 90 -Pasador Base (M. Vectorial)
-Boom (MEF)
-Boom (M. Vectorial y MEF)
Martillo Modificado
TEN 90CASO 1
CASO 2
-Pasador Base (M. Vectorial)-Boom (MEF)
-Boom (M. Vectorial y MEF)
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IV MÉTODO DE ANÁLISIS
El análisis realizado para el martillo rompe-rocas consideróverificar la condición actual del equipo en operaciones, através de un modelo geométrico 3D, y compararlo con unmodelo propuesto rediseñado.
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Ambos casos son analizados mediante un estudio demecanismo en equilibrio con el programa Visual Nastran 4D,donde fue analizado el Boom.
El propósito fue verificar y comparar el modo como se
distribuyen las tensiones en el Boom.
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Procedimiento de Modelación
- Modelación 3D y ensamble mediante programa CAD
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Modelo 3D mediante AutoCAD
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- Exportación del modelo 3D al programa de análisismediante MEF (Visual Nastran 4D)
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Modelo 3D de análisis en Visual Nastran 4D
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Casos de análisis
Se realizaron los casos de análisis de carga para esteestudio, a partir de la posición mostrada del equipo.
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Posición de análisis del brazo del martillo