Post on 15-Apr-2016
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Estudio del Seleccionamiento de neumáticos de Gran Tonelaje
Mediante el TKPH
Ubicación: Mina Cuajone SouthernPerú (SPCC)
Autores: Bach. Héctor Torres B.Ing. César Obando P.
Responsable Dpto. Minería Zona Sur
ALFREDO PIMENTEL SEVILLA
INTRODUCCION
• En las operaciones mineras a tajo abierto, se utilizan volquetes de gran tonelaje, por lo cual debe ser permanente la optimización de los procesos. Los volquetes para operar requieren de neumáticos acorde con su tamaño.
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• Los costos de los neumáticos dentro de la estructura de costos de los volquetes en Cuajone representan el 30 %; a su vez el costo de acarreo de material por volquetes representa aproximadamente el 40 % del total del costo directo de minado.
• El presente trabajo se ha desarrollado bajo la metodología de la Excelencia Operacional y tiene por objetivo determinar el neumático adecuado para los camiones Komatsu 830E.
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Características de los Equipos• Los tipos de volquetes que se utilizan en
Cuajone son: – 18 Volquetes Komatsu modelo 830E de 240
toneladas. – 08 Volquetes Caterpillar 793C de similar
capacidad a los Komatsu. – Estos volquetes son cargados por 04 palas
(P&H), y 01 Cargador frontal (Letorneau).
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Perfiles de Acarreo• En la figura 1 se muestra una fotografía de la
operación actual de la mina Cuajone donde pueden apreciarse la ubicación de los equipos pesados y las carreteras principales de los volquetes.
Conocimientos Basicos NeumaticosConocimientos Basicos Neumaticos
Definición
Un Neumático FUERA DE CARRETERA, como todoNeumático, es un vaso de presión. Es un componente que propicia el contacto del vehículo con el suelo, constituído especificamente paraactuar en terrenos anormales y severos, equipando máquinas y vehículos diseñados especialmentepara el servicio de muevetierra.
Principales ComponentesPrincipales ComponentesBANDA DE RODADO SURCO
SUB-BANDA
CARCASA
ABSORBEDORES
COSTADO
TALONES
HOMBRO
LINER
Tipos de ConstrucciónTipos de Construcción
DIAGONAL DIAGONAL CINTADO RADIAL
Pliegos de Nylon formandoángulos opuestos entre si.
Normalmente poseenabsorbedores de nylon localizados entre la carcasay la banda de rodamiento.
También es llamada construcción convencional.
Pliegos de Nylon formandoángulos opuestos entre si.
Poseen cintasestabilizadoras de acerolocalizadas entre la carcasay la banda de rodamiento..
También es llamadaconstrucción Nylosteel.
Pliego radial de acero queforma un ánguloaproximado de 90º, con relación a la línea de centrode rodamiento. Poseecintas estabilizadoras de acero localizadas entre la carcasa y la banda de rodamiento.
Tipos de ConstrucciónTipos de ConstrucciónBANDA DE RODAMIENTO
DIAGONAL
Cintas Estabilizadoras
pliego
Talón
RADIAL
Pliegos
Talones
NomenclaturaIdentificación de Medida
NomenclaturaIdentificación de Medida
16.00-25 E4 HRL-4B 4S 28PR
16.00 pulg.
25 pulg.
Ancho Nóminal de la Sección
( en pulgadas)
Indica construcción diagonal
Diámetro Nóminal del Aro
(en pulgadas)
NomenclaturaIdentificación de Medida
NomenclaturaIdentificación de Medida
16.00-25 E4 HRL-4B 4S 28PR
4S = Tipo de compuesto de la banda de rodamiento(compuesto patrón / construcción standard )
E4 = Código de Aplicación- Transporte tracción rocaprofunda) y nivel de profundidad de cocada (150)
HRL-4B = Diseño Goodyear
28 PR = Capacidad de carga (ply rating )
NomenclaturaIdentificación de Medida
NomenclaturaIdentificación de Medida
23.5R25 L2 RL-2F *
*Asterisco indica la capacidad de carga a unadeterminada velocidad )
23.5 = Ancho nóminal de la sección ( en pulgadas)
“R” = Indica construcción radial
25 = Diámetro nóminal del aro ( en pulgadas)
L2 = Código de Aplicación- Cargadores (tracción) y nivel de profundidad de cocada (100)
RL-2F = Diseño Goodyear
NomenclaturaPerfil
NomenclaturaPerfil
SERIE 96 SERIE 83 SERIE 65
Base AnchaEj: 23.5-25
Base Extra-Anchaperfil bajo
Ej: 35/65-33
Base normalo angosta
Ej: 18.00-25
NomenclaturaNiveles de Bandas de Rodamiento
NomenclaturaNiveles de Bandas de Rodamiento
NIVEL 100 NIVEL 150 NIVEL 250
DIRECCIONAL (Rib)
TRACCION
TRACCION ROCA
TRACCION ROCA PROFUNDA
TRACCION ROCA EXTRA PROFUNDA
NomenclaturaCódigo de Tipo de Servicio
NomenclaturaCódigo de Tipo de Servicio
1 DIRECCIONAL (Rib)2 TRACCION3 TRACCION ROCA4 TRACCION ROCA PROFUNDA5 TRACCION ROCA EXTRA PROFUNDA7 SERVICIO SOBRE PAVIMENTOS LISO
C COMPACTADOR C1; C2G GRADER (niveladores) G1;G2;G3;G4E EARTHMOVER (Mueve tierra) E1; E2; E3; E4; E7ELV INDUSTRIAL (Movilización de container) ELV-3A; ELV-4BL LOADER (Cargadores) L2; L3; L4; L5; L5S
TIPO DE SERVICIO
TIPO DE NEUMATICO
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Llantas Utilizadas y Selección de Neumáticos1.- Llantas Utilizadas• Los Volquetes Komatsu utilizan llantas de
dimensiones 40R57 y los Volquetes Caterpillar utilizan neumáticos 44/80R57.
• Los modelos de estructura y los tipos de llanta se aplican a la operación según las características de esta.
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• Los neumáticos están en función de las condiciones de utilización de los volquetes en el tajo: carga, velocidad y distancia que deben recorrer los volquetes. La medida de la capacidad de trabajo de un neumático esta dada por el tkph o tonelada kilometro por hora.
2.- Selección de Neumáticos
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• El contacto de los neumáticos sobre el terreno genera calor en el neumático mismo, por lo tanto el tkph del neumático dado por el fabricante no debe ser superado por el tkph de la explotación real. El tkph de la explotación real esta dado por la siguiente formula:
TKPH = Qm x Vm x K1 x K2
Qm, Vm = carga y velocidad media
K1, K2 = Factores de Corrección
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• Presión de Inflado • Sobrecarga • Excesiva Velocidad • Choques Importantes • Desgastes • Calentamiento Excesivos(separación por calor)• Separación Mecánica • Impactos o cortes
Factores que afectan las Llantas
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Definición y Tipos de TKPH1.- Definición de TKPH
El tkph (tonelada kilometro por hora) es una medida de la capacidad de trabajo de un neumático. Este valor tiene en cuenta un factor muy importante en la vida de un neumático que es la temperatura máxima de funcionamiento admisible.
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2.- TKPH Neumático (TKPHp)
El tkph neumático depende de la concepción de los neumáticos y varia según los tipos de cubiertas y dimensiones. Los valores de tkph de base figuran en las características de los neumáticos y están dados para una temperatura ambiente de 38°C.
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3.- TKPH Explotación de Base (TKPHeb)Define la necesidad especifica de la explotación y se obtiene por la expresión:
Qm = Qc +Qv / 2
Vm = L x N / H
Donde: Qm = carga media por neumáticoVm = velocidad media por neumáticoQc = peso por neumático, vehículo en carga Qv = peso por neumático, vehículo vacío L = longitud del ciclo en kilómetros
N = numero máximo de ciclos por relevo H = duración de dicho relevo
TKPHeb = Qm x Vm
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4.- TKPH Real Explotación Para obtener el tkph real en la explotación, debemos tener en cuenta:
Longitud del Ciclo (L) L > 5 Km.
Aplicar al TKPHeb el coeficiente K1, según el siguiente cuadro:
L (Km) K 1 L (Km) K 2 5 1.00 8 1.096 1.04 9 1.107 1.06 10 1.12
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Temperatura Ambiente en la Explotación
Para una misma velocidad, una temperatura ambiente en la explotación superior a 38°c aumenta el tkph real de explotación. Inversamente, una temperatura inferior a 38°c disminuye el tkph real de explotación.
El coeficiente K2 a aplicar al TKPHeb es:
K2 = Vm + [0.25 x (TA - TR)]Vm
Vm = velocidad media
TA = T° Ambiente
TR = T° referencia(38°)
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En resumen para el cálculo del TKPH real de explotación, actuar de la forma siguiente:
5.- Comparación TKPH neumático y TKPH Real de Explotación. Dos casos son posibles:
a) TKPH neumático > TKPH real explotación √
b) TKPH neumático < TKPH real explotación χ
TKPHreal _explotacion = TKPHcb * K1 * K2
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Calculo TKPH Cuajone a) Ciclo Pala 1 al Hopper A
- Longitud del Ciclo(L) L = 7Km.
- Duración del Ciclo(T) T = 28 min.
- Duración del relevo(H) H = 11 hrs.
- Numero de ciclos por relevo(N) N = 23
- T° Ambiente(T°) T° = 19°C.
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b) Datos Komatsu 830 EW e ig h t D istr ib u t io n
E m p ty V eh ic le
A xle K g Lb %F ron t A xle 78638 173 ,593 49 .7 R ea r A xle 79521 175 ,543 50 .3
L o ad ed V eh ic le
A xle K g Lb %F ron t A xle 127330 280 ,715 33 .0 R ea r A xle 258518 569 ,935 67 .0
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c) Calculo (Qm) Front Axle
* Carga por Neumatico en Vac io (Qv) Qv = 78,638 / 2 Qv = 39.319 tm .* Carga por Neumatico en Carga (Qc) Qc = 127,330 / 2 Qc = 63.665 tm .
Qm = 39.319 + 63.665 / 2 Qm = 51.492 tm.
Rear Axle
* Carga por neumatico en Vac io (Qv) Qv = 79,521 / 4 Qv = 19.880 tm .* Carga por Neumatico en Carga (Qc) Qv = 258,518 / 4 Qv = 64,630 tm .
Qm = 19.880 + 64,630 / 2 Qm = 42.255 tm.
El Valor de Qm sera el Mayor Obtenido: Qm = 51.492tm.
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d) Calculo (Vm)
e) Calculo TKPHeb Vm = L * N / H Vm = 7 * 23 / 11 Vm = 14.636 Km/hr
TKPHeb = Qm * Vm TKPHeb = 753.636
f) Calculo TKPH Real de Explotación L = 7 Km. K1 = 1.06 y TA = 19 C k2 = 0.675
TKPHreal _explotacion = TKPHeb * K1 * K2
TKPHreal_explotacion = 539
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Comparación del TKPHp y el TKPHreal_explotaciónEn la dimensión 40.00R57 los diferentes tipos de neumáticos y TKPH neumáticos son:
Model Nro. Vehicle Size Type Ind. Code Symbol Performance Capability Capacity (Tons) 2S 4S 6S
830 E 240 40.00R57 RL - 4H (2H) E - 4 ** 1146 876 518 830 E 240 40.00R57 RL - 4B (2H) E - 4 ** 1146 876 518 830 E 240 40.00R57 RL - 3A (2H) E - 3 ** 1146 876 518
Goodyear Truck Komatsu Tire Sizes
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SEPARACIÓN POR CALOR ZONA DE RODADO / HOMBROSEPARACIÓN POR CALOR ZONA DE RODADO / HOMBRO(RADIAL)(RADIAL)
GOMA REVERTIDA GOMA REVERTIDA
Defectos Causados al Exceder el TKPHdel Neumático
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SEPARACIÓN POR CALOR ZONA DE RODADO / HOMBROSEPARACIÓN POR CALOR ZONA DE RODADO / HOMBRO
CINTURONES FLOJOS /DESGARRADOS
AGUJEROS DE RESPIRACIÓN
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SEPARACIÓN POR CALOR ZONA DE RODADO / HOMBROSEPARACIÓN POR CALOR ZONA DE RODADO / HOMBRO
(RADIAL)(RADIAL)
GOMA REVERTIDA
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SEPARACIÓN - CORTE DE ROCA DE BANDA DESEPARACIÓN - CORTE DE ROCA DE BANDA DERODAMIENTORODAMIENTO
SEPARACIÓN SEPARACIÓN - - BANDA DE BANDA DERODAMIENTO RELACIONADARODAMIENTO RELACIONADACON EL TKPHCON EL TKPH