VOLQUETAS III

Título:	EQUIPOS MOVILES
Subtítulo	VOLQUETAS - SELECCION
Fecha de realización:	27/04/2018
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	MAQUINAS MINERAS
Código:	DIS-MIN-EMO-11-03

INDICE

1 MAQUINARIA DE TRANSPORTE.
1.1 DEFINICIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS BÁSICAS.
1.2 SELECCIÓN DEL MODELO.
1.2.1 CAPACIDAD DE LA CAJA.
1.2.2 POTENCIA.
1.2.3 TIPO DE TRANSMISIÓN.
1.2.4 CHASIS.
1.2.5 PESO Y POTENCIA.
1.2.6 FRENOS.
1.2.7 CABINA.
1.2.8 NEUMÁTICOS.
2 BIBLIOGRAFIA

	Fecha	Autor	Observaciones
	27/04/2018	Ing. Juan Carlos Miranda Rios	Documento Base
Rev.01
Rev.02

EQUIPOS MOVILES 

1 MAQUINARIA DE TRANSPORTE

El proceso de selección de un volquete se puede dividir en las siguientes fases:

• Definición de las características básicas. 
• Selección del modelo. 

1.1 DEFINICION DE LAS CARACTERISTICAS BASICAS 

La primera etapa consiste en obtener la máxima información sobre las características de la operación:

1. Producción requerida y datos laborables de organización 
1. Producción anual, mensual, diaria y horaria para cada tipo de material transportado.
2. Horas en operación por relevo, total y efectiva y retrasos previsibles en la operación. 
3. Número de relevos por día, semana y año. 
4. Porcentaje de absentismo laboral, etc. 
2. Características del material a transportar 
1. Densidad in situ y suelto. 
2. Coeficiente de esponjamiento. 
3. Granulometría, tamaños máximos y mínimos. 
4. Dureza, textura y abrasividad. 
5. Facilidad de carga y pegajosidad del material. 
3. Condiciones ambientales 
1. Efecto de la altitud sobre el rendimiento de los motores. 
2. Efecto de la temperatura ambiente sobre la refrige­ración de los motores, duración de los neumáticos y características de los aceites lubricantes. 
3. Efecto de las lluvias y heladas en las superficies de rodadura y en la velocidad de transporte. 
4. Características de las pistas de transporte 
1. Longitudes y pendientes de cada pista. Si no se conoce esta información se requieren al menos: las cotas de los puntos de carga y descarga, distancia entre ellos y datos generales de la topografía. 
2. Descripción general de las pistas: anchuras, radios de las curvas, resistencia a la rodadura, calidad de construcción: cunetas, drenaje, pasos de agua, peraltes, pistas de frenado, bombeo, etc. 
3. Equipo de mantenimiento y construcción asignado a las pistas de transporte: motoniveladoras, cisternas de riego y compactadores. 
5. Carga 
1. Amplitud de la zona de carga y estado del piso. 
2. Equipo de carga: tipo de máquina cíclica o continua, tamaño de cazo, altura de descarga, alcance e impactos durante la carga. 
3. Coeficiente de disponibilidad y utilización del equipo. 
4. Unidades auxiliares asignadas al equipo de carga, por ejemplo tractor de orugas. 
6. Descarga 
1. Lugar donde se efectúa la descarga: tolva, escom­brera, emparrillado, etc. 
2. Amplitud de la zona de descarga y estado del piso. 
3. Eficiencia de los equipos auxiliares y su influencia sobre la descarga. 
7. Varios 
1. Existencia de otras unidades de transporte. 
2. Infraestructura de la zona, preparación de la mano de obra, etc. 
3. Vida del proyecto. 

A continuación, se podrán definir las características básicas de las unidades de transporte. 

• Tipo de unidad. 
• Capacidad de la caja. 
• Capacidad de carga del volquete. 
• Potencia.
• Tipo de accionamiento. 

1.2 SELECCION DEL MODELO

1.2.1 CAPACIDAD DE LA CAJA

Los estándares con respecto al cálculo de la capacidad acumulada y del camión son establecidos por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE). La capacidad de caja es la cantidad de agua que podría contener el cuerpo del camión si está lleno. La capacidad acumulada es la cantidad de material adicional que se puede colocar encima del contenedor. Diferentes materiales quebrados descansan en diferentes ángulos de inclinación. Estos ángulos se conocen como el ángulo de reposo. Los valores para diferentes materiales se dan en la tabla siguiente: 

 

Una regla general que a menudo se aplica al dimensionamiento de las unidades de acarreo es la suposición de que 1 yd3 de material quebrado pesa 3000 lbs (1 m3 equivale a 1.78 Ton). 

Para materiales con densidades inferiores a 3000 lb/yd3, la capacidad de carga nominal se puede lograr:

• Incrementando la carga 
• Pedir un tamaño de caja más grande 

Para materiales que tienen densidades mayores a 3000 lb/yd3, la carga útil nominal se lograría utilizando solo una porción de su capacidad apilada/quebrada o se podría ordenar una caja de camión más pequeño. 

Los camiones sobrecargados resultan en costos de derrames, mayor costo de llantas y mayor costo de mantenimiento. Los camiones subcargados (poco llenos) también resultan en un mayor costo por tonelada transportada. Por lo tanto, se debe realizar una evaluación exhaustiva de la capacidad del camión dentro de la cadena global de transporte de materiales 

En la figura se indica el método SAE para la deter­minación gráfica de la capacidad de la caja de un volquete. 

Se puede estimar la capacidad de la caja del volquete en función del tamaño de cazo "C" en m3 de la máquina de carga cíclica: excavadora hidráulica, de cables o pala y del tipo de material. La siguiente tabla muestra valores aproximados: 

Por el contrario, si se conoce la capacidad de la caja de la volqueta, el número de ciclos de carga puede ser determinado por la siguiente expresión: 

Por otra parte, para materiales menos densos será necesario calcular el número de ciclos de carga requerido para cargar el camión hasta su capacidad colmada. 

En las cuales se entiende:

• LCM = loose cubic meter (metros cúbicos sueltos) 
• LCY = loose cubic yard (yardas cubicas sueltas) 
• BCM = bank cubic meter (metros cúbicos en banco) 
• BCY = bank cubic yard (yardas cúbicas en banco)

De forma contraria, la siguiente ecuación puede ser utilizada para determinar la carga que soporta un camión según un determinado número de ciclos de carga:

Las características que deben ser tenidas en cuenta en la selección de la caja son, además de la capacidad, las siguientes:

• Estructura de la caja. 
• Tipos de revestimiento. 
• Forma de la caja y retención de la carga.
• Reparto de la carga sobre el bastidor. 
• Altura de carga. 

1.2.2 POTENCIA 

La potencia de accionamiento es función de la capaci­dad de carga y del tipo de unidad de transporte. 

Como ya se ha indicado anteriormente, se pueden considerar los siguientes valores medios:

• Volquetes convencionales: 10,5 HP/Ton. 
• Volquetes con tractor remolque y camiones con descarga por el fondo: 8 HP/Ton 

1.2.3 TIPOS DE TRANSMISION

La elección del tipo de transmisión, cuando se dispone de unidades alternativas de la misma capacidad, se debe hacer a partir del rendimiento y efectividad que se estima para cada una de ellas en el perfil de transporte considerado. 

La eficiencia de ambos sistemas es similar, en el rango del 65 al 75%, pero la transmisión mecánica mantiene mejor la eficiencia máxima sobre una mayor variación de la potencia requerida que las trans­misiones eléctricas. La transmisión mecánica tiene un aprovechamiento de la potencia del motor térmico un 2% mayor. 

Por otro lado, los vehículos con transmisión mecánica tienen menor peso de dicho componente que los eléctri­cos, del orden del 56%. Dicho peso afecta al rendi­miento de los volquetes y al consumo de combustible por ciclo. No obstante, en cuanto al peso total no existen demasiadas diferencias. 

En cuanto al frenado dinámico, la capacidad es com­parable en los dos tipos de transmisión cuando se opera a velocidades mayores a 15 km/h. Pero por debajo de ese valor actúa mejor el retardador mecánico. Para volquetes de la misma capacidad, la potencia del freno dinámico es un 20% mayor en los mecánicos propor­cionando mayor eficiencia en condiciones extremas. El retardador de los equipos eléctricos tiene la ventaja de su mayor eficiencia de operación. 

En lo relativo al mantenimiento en las unidades diésel eléctricos los motores térmicos tienen una mayor vida ya que trabajan en régimen constante de revoluciones. Pero esa ventaja se contrapone a la necesidad de disponer de mano de obra especializada y al riesgo de averías de los motores eléctricos en condiciones adversas. 

En el proceso de selección se tendrán pues en cuenta:

• El tipo de transmisión. 
• El fabricante. 
• Los gráficos de rendimiento del vehículo. 

1.2.4 CHASIS

Deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:

• Diseño básico y distribución de la carga del volque­te sobre el chasis. 
• Resultados de laboratorio y de campo de la res­puesta del chasis frente a cargas estáticas y dinámicas. 
• Técnicas de construcción y montaje. 

1.2.5 PESO Y POTENCIA 

Se analizarán los siguientes datos característicos:

• Tara. 
• Carga. 
• Relación Tara/Carga. 
• Potencia del motor. 
• Relación Potencia/Peso total. 
• Tipo de motor y fabricante. 

1.2.6 FRENOS 

Tendrán que estudiar los diferentes tipos de frenos que dispongan los volquetes:

• Freno de servicio. 
• Freno de emergencia. 
• Freno dinámico, con su curva. 
• Freno de estacionamiento. 

1.2.7 CABINA 

Se valorarán los siguientes aspectos:

• Visibilidad. 
• Posición de palancas de maniobras y mando. 
• Asiento. 
• Consola de control y verificación. 
• Cabina ROPS. 
• Acceso. 
• Sistema opcional de aire acondicionado. 

1.2.8 NEUMATICOS

De este componente se analizarán:

• El tipo y fabricante. 
• La carga máxima. 
• La cobertura sobre carga máxima. 
• Las dimensiones. 

2 BIBLIOGRAFIA

• Manual de Arranque, Carga y Transporte en Minería a Cielo Abierto – Instituto Tecnológico Geominero de España. 
• https://www.fierasdelaingenieria.com/los-10-camiones-dumper-mas-grandes-del-mundo/
• Apuntes de Extracción, Carguío y Transporte – Universidad Tecnológica de Chile – Centro de Formación Técnica. 
• Curso Carguío y Transporte – Departamento Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de la Serena. 
• Productividad de los Equipos de Transporte – EducarChile 
• Open Pit Mine Planning & Design – W. Hustrulid, M. Kuchta y R. Martin 
• Manual de Rendimiento Caterpillar N° 41 
• Mining Reference Handbook – SME – Raymond L. Lowrie P.E.

Enlace de Descarga del Documento en formato PDF.

http://zipansion.com/963e