DRAGALINAS I

Título:	MAQUINAS MINERAS MOVILES
Subtítulo	MAQ. DE CARGUIO SIN ACARREO
Fecha de realización:	10/02/2017
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	DRAGALINAS
Código:	DIS-MIN-MMM-04-01

INDICE
1 MAQUINAS DE CARGUIO SIN ACARREO.
1.1 DRAGALINAS.
1.2 TIPOS.
1.3 CARACTERSITICAS GENERALES Y DE DISEÑO.
1.4 PARTES CONSTITUTIVAS.
2 BIBLIOGRAFIA

	Fecha	Autor	Observaciones
	10/02/2017	Ing. Juan Carlos Miranda Rios	Documento Base
Rev.01
Rev.02

EQUIPOS MOVILES 

1 MAQUINAS DE CARGUIO SIN ACARREO

1.1 DRAGALINAS

Son unos equipos cuyas características básicas son su gran alcance y la posibilidad de efectuar la excavación por debajo de su nivel de emplazamiento, y constituyen, junto con las rotopalas, las máquinas mineras de mayores dimensiones existentes en la actual minería a cielo abierto. 

El movimiento de traslación se consigue a través de orugas o mediante un sistema de patines desplazables, que caracterizan los dos tipos de dragalinas existentes. El accionamiento es diésel con potencias de hasta 1.500 kW para las unidades más pequeñas, montadas sobre orugas; y alta tensión eléctrica para las grandes montadas sobre patines con potencias que pueden alcanzar hasta 18.000 kW con tensiones superiores a los 5 000 V. El uso de dragalinas está indicado en las operaciones donde el material arrancado es transferido directamente a unas distancias cortas, inferiores a 200 m y su profundidad alcanza, en principio, unos 2/3 de la longitud de la pluma que puede llegar, hoy en día, hasta los 150 m de alcance. 

La capacidad de excavación depende no sólo de las características resistentes de la roca, sino incluso de su disposición estructural. En ocasiones el arranque se combina con unas prevoladuras de esponjamiento o de unas voladuras de máxima proyección. La capacidad del cazo puede alcanzar los 200 m3.

1.2 TIPOS

Existen dos tipos de dragalinas que se diferencian por el sistema de traslación. Ambas máquinas operan de la misma forma, pero las de zancas son de mayor capaci­dad y requieren mayor potencia que las de orugas.

Las características básicas de estos equipos son las siguientes: 

Dragalinas de orugas

• Accionamiento diésel con transmisión mecánica. 
• Capacidades de 4,5 a 14 m3. 
• Potencias de 550 a 2.000 HP (410 a 1.490 kW). 
• Pesos en servicio de 170 a 3.400 t. 
• Longitudes de pluma de 27 a 60 m. 
• Velocidades de desplazamiento de 1,6 km/h. 

Dragalinas de zancas

• Accionamiento eléctrico generalmente. 
• Capacidades de 7 a 170 m3. 
• Potencias de 1.200 a 24.000 HP (895 a 17.895 kW). 
• Pesos en servicio de 450 a 13.600 t. 
• Longitudes de pluma de 50 a 115 m. 
• Velocidades de desplazamiento de hasta 0,25 km/h. 

Se puede mencionar un tercer grupo correspondiente a aquellas montadas sobre ruedas, pero por su pequeña capacidad de carga y baja disponibilidad, no serán parte del presente documento. 

1.3 CARACTERSITICAS GENERALES Y DE DISEÑO 

Las dragalinas no son máquinas que estén estan­darizadas en su construcción, como ocurre con otros equipos. Debido a su alto coste inicial, se realiza un gran esfuerzo para ajustar el diseño y las especificaciones de las mismas a las condiciones de trabajo con vistas a optimizar el rendimiento. 

Antes de entrar en la descripción de estos equipos, se resumen las características operativas principales de los dos grupos de unidades. 

Dragalinas de orugas:

• Accionamiento diésel. 
• Capacidades de cazo de hasta 14 m3. 
• Longitudes de pluma de 27 a 60 m. 
• Profundidad de excavación de hasta 45 m. 
• Radios de vertido de fusta 55 m. 
• Alturas de vertido de hasta 38 m. 
• Ángulos de la pluma de 30° a 60°. 
• Presiones específicas de 80 a 140 kPa. 
• Diámetro del cable de elevación y arrastre de hasta 7 cm. 
• Movilidad limitada con velocidades de hasta 1,6 km/h y buena capacidad para remontar pendientes. 
• Máquinas desmontables para su traslado a otro lugar. 
• Pluma con posibilidad de elevarse o descenderse. 
• Contrapeso movible. 
• Buena visibilidad del operador. 
• Buen rendimiento de excavación en terrenos medios a duros. 
• Equipos de trabajo de uno o dos hombres por unidad. 
• Mantenimiento realizado en su totalidad en el tajo. 
• Se precisa una alta destreza de los operadores. 
• Vida media útil de hasta 50.000 horas. 

Dragalinas de zancas:

• Accionamiento eléctrico. 
• Capacidades de cazo de 7 a 170 m3 
• Plumas de 50 a 115 m. 
• Profundidades de excavación de hasta 60 m. 
• Alturas de vertido de hasta 50 m. 
• Pesos de las máquinas de hasta 14.000 t. 
• Ángulos de las plumas de 30° a 40°. 
• Presiones específicas de 70 a 135 kPa 
• Sistemas múltiples de cables de elevación y arrastre, con diámetros de hasta 11 cm. 
• Movilidad limitada. 
• Pendiente remontable de hasta el 8%. 
• Alta maniobrabilidad, en términos de cambios direccionales. 
• Alimentación eléctrica por cable. 
• Módulos de accionamiento de cada función con motores múltiples y separados. 
• Posición fija de la pluma. 
• Contrapeso permanente. 
• Visibilidad del operador excelente. 
• Buen rendimiento de excavación en terrenos de medios a duros. 
• Equipos de trabajo necesarios de dos a cuatro operadores. 
• Alta destreza del personal de operación. 
• Equipos auxiliares necesarios para limpiar y preparar la plataforma del banco de trabajo. 
• Alta fiabilidad de las máquinas. 
• Mantenimiento de los equipos en el tajo. 
• Vidas útiles en operación de hasta 100.000 h. 
• Inversión inicial grande. 
• Costes de operación bajos. 

Debido a su gran rango de radios de vertido y profundidades de excavación, estas máquinas pueden realizar el transporte del material desde los 30 a los 200 m del frente de excavación. El transporte se efectúa con el cazo en el aire, mientras la dragalina gira sobre la posición de trabajo. Por esto, no está limitada por las condiciones del terreno. 

Debe tenerse en cuenta que el tamaño de los cazos puede variar sustancialmente en función de la longitud de la pluma y la densidad del material. Los equipos sobre orugas se utilizan normalmente cuando se requiere una gran movilidad, por lo que se intenta minimizar tanto su peso como su tamaño. 

Las potencias disponibles para cada una de las funciones que realiza una dragalina se representan en las siguientes figuras. Los equipos sobre orugas pueden tener accionamiento diésel o eléctrico, mientras que las dragalinas de zancas lo poseen eléctrico. Los datos de potencias corresponden a los valores máximos o de pico y no a los medios. Las operaciones de elevación y arrastre son los movimientos básicos que demandan mayor potencia. Durante la fase de excavación, mientras que el cazo está siendo llenado, solamente se precisa potencia de arrastre. 

Durante las fases de giro y vertido, se requiere potencia de elevación y giro, con un consumo mínimo de potencia de arrastre. Durante el desplazamiento no se necesita de ninguna de esas potencias. La potencia de elevación le proporciona al cazo una gran aceleración y velocidad vertical, mientras que la de giro proporciona una rápida aceleración (y deceleración) en el giro de la máquina. 

Los tamaños de los cazos son función de las necesidades de producción y de la densidad de las rocas a excavar. Los pesos de estos componentes varían entre los 950 kg/m3 y los 1500 kg/m3 de capacidad. Las cargas máximas suspendidas, es decir el peso del cazo más el del material, están limitadas por la estabilidad de los equipos. Es preciso recordar que las plumas no están sometidas a esfuerzos de carga durante la excavación. 

El momento a que da lugar la carga suspendida, producto del valor de esta última por el radio de operación, obliga a que cuando ambas dimensiones se dupliquen, al ser el momento cuatro veces mayor, se precisen dragalinas con pesos también cuatro veces superiores. Esto supone un aumento muy importante de los costes de adquisición de estas máquinas. 

El radio de operación efectivo, desde el punto de vista del diseño de la explotación, es la distancia desde el borde del talud hasta el punto de vertido. Esta distancia también se llama "Factor de Alcance", (radio de operación menos 75% del diámetro de la base de apoyo). 

Las dragalinas de zancas son máquinas grandes cuyo mantenimiento se tiene que realizar en el propio tajo, por lo que dentro de la sala de máquinas disponen de puentes grúa y de accesos y plataformas para llevar a cabo las labores de mantenimiento y servicio. 

1.4 PARTES CONSTITUTIVAS

La dragalina está formada principalmente por las siguientes partes:

1. La estructura principal, en forma de caja, que tiene movimiento rotatorio. Aquí reside el motor, diesel o eléctrico, y la cabina de mando. 
2. E1 brazo móvil o mástil que soporta la pala cargadora. 
3. La pala cargadora que está sujeta verticalmente al brazo principal y horizontalmente a la estructura principal a través de cables y cuerdas. 
4. Cables, cuerdas y cadenas que permiten la maniobra del proceso de excavación. 
5. Sistema de apoyo y traslación, el cual puede ser por zancas u orugas. 

En el proceso de excavación la pala cargadora se sitúa encima del lugar dónde se quiere excavar destensando los cables y las cuerdas. Entonces se arrastra la pala para coger la carga tensando los cables de arrastre. Una vez cargada la pala se sube tensando los cables de elevación y la máquina se gira hacia el lugar de descarga. Cuando llega al lugar de descarga se sueltan las cuerdas inferiores permitiendo la caída del material.

El proceso de carga y descarga a pesar de la dimensión de la estructura es relativamente rápido. La cantidad de material que puede ser removida en cada cielo de excavación depende del volumen de la pala que puede llegar a los 200 metros cúbicos.

Las siguientes graficas definen las partes componentes bajo el sistema inglés:

2 BIBLIOGRAFIA

• Manual de Arranque, Carga y Transporte en Mineria a Cielo Abierto – Instituto Tecnológico Geominero de España 
• https://es.scribd.com/doc/142174398/La-dragalina-es-una-maquina-excavadora-de-grandes-dimensiones 
• http://www.excelfoundry.com/replacement-components/draglines/ 

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