ROTOPALAS II

Título:	EQUIPOS MOVILES
Subtítulo	ROTOPALAS II
Fecha de realización:	10/11/2017
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	MAQUINAS MINERAS
Código:	DIS-MIN-EMO-09-02

INDICE

1 EQUIPOS DE ARRANQUE SIN ACARREO.
1.1 PARTES CONSTITUTIVAS.
1.1.1 TREN DE RODAJE.
1.1.2 CORONA DE GIRO.
1.1.3 BRAZO DE RODETE.
2 BIBLIOGRAFIA

	Fecha	Autor	Observaciones
	10/11/2017	Ing. Juan Carlos Miranda Rios	Documento Base
Rev.01
Rev.02

EQUIPOS MOVILES 

1 EQUIPOS DE ARRANQUE SIN ACARREO 

1.1 PARTES CONSTITUTIVAS

La Rotopala como máquina o conjunto consta de, esencialmente, las siguientes partes o dispositivos mecánicos principales:

• Brazo de carga, portador del rodete de cangilones y en ocasiones de la cabina del operador. 
• Sistema de descarga, constituido por una o varias cintas transportadoras, directamente al mismo vertedero o a un sistema exterior al hueco. 
• Chasis portador de los equipos fijos y giratorios, en donde podrán estar situados los puestos de mando y de control. 
• Mecanismos de traslación, constituidos por varias orugas de gran anchura. 

El equipo de excavación lo forman principalmente: el rodete de cangilones y el brazo de carga. 

El rodete lleva un número variable de cangilones (8- 16), algunos de ellos con o sin fondo, y el diámetro varia, según los modelos, entre 1,80 y 18 m. 

Una de las variables que mejor define a una Rotopala es la altura del frente de trabajo que en el siguiente cuadro se puede observar junto a otras características de las unidades más empleadas, que permiten diferenciar los parámetros más críticos de las mismas. 

Las partes más importantes de una rotopala se reflejan en la siguiente figura: 

1.1.1 TREN DE RODAJE 

El tren de rodaje permite la traslación de la máquina incluso en malas condiciones del terreno. Los tipos disponibles son: sobre vía y sobre orugas. 

Sobre Vía 

Este sistema de traslación transmite las fuerzas originadas en la máquina al terreno, por medio de los carriles. La traslación del equipo se produce debido a la fricción entre las ruedas y los citados carriles. 

Los inconvenientes de este diseño son:

• Hay que mantener limpios los carriles para permitir una buena traslación y frenado. 
• Los desplazamientos de la máquina se ven muy limitados en las curvas y también lo está capacidad para remontar pendientes. 
• La unidad no puede trabajar en el sistema de excavación por bloques, que es la forma de trabajo más favorable, siendo necesario operar en frente largo. 
• El sistema es poco operativo en minas con mal terreno y alta pluviometría, debido a la dificultad de conseguir en los ripados o desplazamientos laterales buenas alineaciones. 

Orugas 

En este diseño los esfuerzos producidos por la máquina se transmiten por medio de los rodillos a las cadenas y de éstas al terreno, a través de las placas del tren de rodaje. 

Es el sistema de traslación más utilizado en minería a cielo abierto, debido a las siguientes ventajas:

• La superficie de las placas de las cadenas puede ser suficientemente grande para ejercer una presión adecuada a la capacidad portante de los terrenos. 
• Ofrecen una gran maniobrabilidad y capacidad para adaptarse a las condiciones de operación. 
• Pueden superar pendientes importantes, mayores del 15%, aunque normalmente operan sobre bancos prácticamente horizontales (< 1%). 
• La traslación de la máquina es independiente de la posición del brazo del rodete. 
• La traslación de la rotopala en el tajo puede variarse de acuerdo con las necesidades o puede mantenerse fija durante una fase de la operación. La velocidad de traslación puede diseñarse en función del tipo de operación, pero es fija. 
• Cuando la máquina no está en movimiento, ésta se mantiene parada debido simplemente a la fricción entre las placas y la superficie de apoyo. 
• En todos los casos las cargas verticales se transmiten estáticamente al terreno. 
• Hasta un cierto nivel las orugas se adaptan a las irregularidades de la superficie. 
• Es posible cambiar rápidamente de dirección. 
• El sistema es funcional, incluso en malas condiciones meteorológicas y bajas capacidades portantes de las plataformas de trabajo. 

El diseño y configuración del tren de rodaje dependen fundamentalmente de la capacidad portante de los materiales y del peso en operación de la máquina, que determinarán el número de orugas necesario. En la figura puede verse la relación entre dichos parámetros. 

Existen las siguientes configuraciones básicas: 

1. De dos orugas.- Pueden construirse con los siguientes diseños:
1.  Conexión rígida entre las orugas y el chasis. 
2. Una oruga rígida y otra pivotante con respecto al chasis. 
3. Dos orugas pivotantes en relación al chasis. 
4. Orugas disimétricas; una rígida y otra pivotante. 
2. De tres orugas.- Este diseño puede emplearse con máquinas de hasta 1.500 t de peso en servicio. Tal como se indica en la figura, el chasis se apoya en tres puntos, cada uno correspondiente a una oruga. 
3. Cuatro orugas 
4. Tres orugas dobles 
5. Seis orugas dobles 

Los trenes de orugas dobles pueden adaptarse por parejas a las pendientes transversales del terreno, ya que oscilan en los puntos de anclaje al chasis de las máquinas. Cada oruga está constituida por un bastidor formado por uno o tres módulos a los que se fijan los rodillos de sustentación. Los situados en la parte superior del bastidor soportan el peso de la oruga y los de la parte inferior, que van unidos por parejas a unos soportes oscilantes, son los que aguantan el peso de la máquina. Estos soportes oscilantes, junto al juego que permiten los bastidores de tipo modular, facilitan la adaptación de las orugas a las superficies irregulares del terreno. 

La rueda motriz y la rueda guía de cada oruga van en una posición elevada. Los motores van dispuestos lateralmente y, mediante unos árboles tipo cardan y una caja de engranajes, transmiten la potencia a las ruedas motrices que con unas pestañas arrastran las cadenas. Mediante un dispositivo de cilindros hidráulicos colocados en la rueda guía se consigue la tensión de las cadenas. 

Las placas o zapatas de las orugas son los elementos que, en contacto con el terreno, sustentan a la máquina y ayudan a la tracción. Tienen forma rectangular, con la superficie exterior plana, y en su parte central disponen de una nervadura o guía sobre la que se apoyan los rodillos. 

1.1.2 CORONA DE GIRO

Durante la operación, el brazo del rodete debe colocarse en una posición adecuada, por lo que la superestructura de la rotopala debe poder girar sobre el chasis inferior transmitiéndole las cargas horizontales y verticales que se originan en la excavación. 

EI elemento que permite este giro relativo, sin desgaste de las dos partes, es la corona giratoria. También sirve para retener la superestructura en una determinada posición cuando la máquina no esté en funcionamiento. Las máquinas con un brazo de descarga normal precisan una corona de giro adicional a la del brazo del rodete. 

A medida que se aumenta el tamaño de las rotopalas, al diámetro de las coronas de giro debe incrementarse, llegando a alcanzar diámetros de hasta 23 m. El diámetro debe ser lo suficientemente grande para garantizar la seguridad ante el vuelco en las condiciones más desfavorables de carga y, por otra parte, debe intentarse mantenerlo en la mínima dimensión posible, debido a su influencia sobre otras dimensiones de la máquina. 

La corona de giro consta de los siguientes elementos:

• El rodamiento. 
• La corona dentada y el piñón motriz. 

1.1.3 Brazo de rodete 

La longitud de brazo del rodete influye sobre la anchura del bloque de extracción, la altura de banco y la selectividad de la rotopala. 

La anchura del bloque se determinará mediante la ecuación: 

Donde: 

La altura de banco máxima se determina mediante la expresión: 

Siendo:

Esa dimensión puede estimarse, también, en función exclusivamente del diámetro del rodete: 

En algunas explotaciones puede ser necesario el arranque selectivo de diferentes materiales, por ejemplo, cuando existen varios niveles de mineral con intercalaciones de estéril. Las rotopalas son capaces de efectuar esta excavación selectiva explotando cada capa como una terraza. En este caso hay que determinar la altura de banco selectiva. 

Donde:

Por otro lado, la elección del parámetro "L/D" debe ajustarse a cada tipo de yacimiento, determinando:

• La altura de banco. 
• La anchura de bloque. 
• Las maniobras de la rotopala en el cambio de terraza. 
• El número de máquinas en operación. 
• Los tiempos improductivos: ripado de cintas, etc. 
• La inversión necesaria. 
• La vida del proyecto. 

2 BIBLIOGRAFIA 

• Manual de Arranque, Carga y Transporte en Minería a Cielo Abierto – Instituto Tecnológico Geominero de España. 
• https://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/15722627/5-Maquinas-gigantes-Maravillas-de-la-ingenieria.html
• Informes de la Construcción Vol. 25, n° 247 Enero - febrero de 1973 - Las excavadoras de rueda de cangilones en grandes movimientos de tierra - G. VIÉ, Ingeniero de Minas 
• Métodos de Minería a Cielo Abierto – Juan Herrara Herbert – Universidad Politécnica de Madrid.

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