Post on 24-Jul-2015
Gestión de Operaciones Mineras
Módulo:Ingeniería del Movimiento de Materiales
Tema: NEUMATICOS MINEROS (OTR/OFF THE ROAD)
Observación: El texto contiene una gran variedad de textos y fotografías relativas al tema principal y que fueron obtenidas de diferentes fuentes: revistas de minería (nacionales e internacionales), catálogos de equipos mineros, empresas en Internet y colaboraciones de ingenieros amigos y estudiantes de Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena.
Se deja constancia que su utilización en este trabajo sólo persigue fines didácticos.
COSTOS OPERACIONALES EN UNA MINA A CIELO ABIERTO Y LA INFLUENCIA DEL TRANSPORTE
COSTOS OPERACIONALES EN UNA MINA A CIELO ABIERTO Y LA INFLUENCIA DEL TRANSPORTE
NEUMATICOS
EI neumático es esencialmente un recipiente de presión flexible que utiliza miembros estructurales (nylon, cables de acero, etc.), para mantener la tensión correspondiente a la presión de inflado.
Los miembros estructurales se sellan y protegen con una capa de goma que también forma el dibujo de las bandas de rodadura
conformando el elemento de desgaste.
• Selección
• Empleo
• Conservación
• Desempeño
Factor mas importante en la economía del movimiento de tierras
• Camión minero
• Cargadores
• Tractor de ruedas
• Traillas
• Motoniveladoras
Productividad y Costo por unidad de carga útil, dependen primordialmente del desempeño de los neumáticos mas que de ningún otro factor.
Vida y Costo del Neumático = f (tipo de suelo, conservación del suelo, velocidad de operación, pendientes, radios de curva, ancho de rutas, clima, habilidad del operador, mantención, presencia de agua)
Decisión en la selección del neumático:
- Usuario
* límites de operación
* normas de operación
- Fabricante
* experiencia propia
* experiencia usuarios
CARGA Y PRESION DE INFLADO
La carga que puede soportar un neumático depende de:
- Tamaño del neumático- Presión de inflado
• La presión debe dar al neumático la rigidez necesaria para resistir el aplastamiento de la carga
- Cada neum. tiene una deformación de trabajo limite que debe ser mantenida durante el servicio
- La presión de inflado aumenta con la carga, a un peso mayor, se necesita una mayor rigidez para resistir el aplastamiento de la carga
- La rigidez depende de la velocidad
* Las carga permitidas a cada presión de inflado, son menores, a medida que la velocidad de servicio de la máquina aumenta
* A igual presión de inflado, los neum. de mayor tamaño, soportan cargas mayores que los neum. pequeños
• Cada neum. tiene una capacidad máxima de carga, determinada por el límite de presión que pueda resistir el armazón
• La carga máxima correspondiente a la presión límite, disminuye con la velocidad de servicio considerada
Neumático resiste mayor carga si tiene:
a) Mayor diámetroVentajas: Mayor capacidad de cargaDesventajas: Eleva la altura del vehículo
b) Mayor ancho de la sección transversalV: Mayor capacidad de carga D: Ancho total de la maquina también aumenta para evitar interferencias
del neum. con otros componentes de la maquina
c) Construcción más robusta de la armazónV: Mayor capacidad de carga, debido a que se puede inflar el neum. a
mayor presión D: Hay mayor presión de contacto con el suelo
Mayor desgasteMayor probabilidad de impactoMenor flotación
Selección del neumático correcto
Uso apropiado del neumático
Mantención adecuada
Ingeniería aplicada al neumático
Disminución de daños del neumático
Prolongación de rendimiento del neumático
Reducción de los costos de mantenimiento
Minimización de la pérdida de trabajo
Utilización efectiva de los neumáticos
Clasificación normalizada de neumáticos.
Resistencia al corteResistencia al desgaste
Carga y Empuje
TRACCIÓNROCA
ROCA (escultura prof.)
ROCA (esc. muy prof.)LISA
LISA (escultura prof.)LISA (esc. muy prof.)
L2L3L4L5L3SL4SL5S
TracciónManiobrabilidad(Estabilidad direccional)
ExplanaciónNivelación
RIBTRACCIÓNROCA
ROCA (escultura prof.)
G1G2G3G4
Resistencia al calorResistencia al corteResist. al desgasteResis. al estallido por impacto
Transporte
RIBTRACCIÓNROCA
ROCA (escultura prof.)
FLOTACIÓN
E1E2E3E4E7
Características
Principales
Requeridas
VehículosFunción
Código de
identificación
normalizado
Ref.
Definiciones:
C: Compactor(compactadora)G: Grader (niveladorA)E: Earthmoving (transporte)L: Loader and Bulldozer(cargadoras y bulldozers)
Indices:
S: Smooth, liso (galería, terreno muy duro)1: liso, longitudinal (rodaje facil)2: Acanalada (tracción normal)3: roca (normal)4: roca (altura de goma importante)5: roca (altura de goma muy importante)7: flotación (trabajo sobre terreno blando)
T°DEL NEUMATICO Y TMPH RATING
Materiales y adhesivos usados en los neumáticos son especialmente vulnerables al daño de las altas temperaturas, lo que limita el uso de los
neumáticos a condiciones limites.
Estos es especialmente riguroso para los neumáticos off the road.
Los neumáticos off the road, son aptos para alcanzar altas temperaturas, mientras el espesor del neumático alcance a irradiar a la
atmósfera el calor generado al interior de ellos.
TMPH es la medida de uso normal para ind icar los límites de uso medio en que debe trabajar un neumático.
T° neum.
- Continuamente se esta generando calor en el interior de un neumático que rueda, cuando cada sección se flexiona al pasar bajo el aro.
- Una cierta cantidad de calor se genera en cada vuelta de la rueda, dependiendo de la tensión de las fibras sometidas a flexión y de la
deformación sufrida por estas.
- La cantidad de calor generado al cabo de cierto tiempo, depende del calor medio producido en cada vuelta y del numero de vueltas o
revoluciones de la rueda, es decir, de la velocidad.
- La velocidad aumenta la rapidez con que se crea calor, pero noafecta el régimen bajo el cual este es radiado a la atmósfera.
- Si el calor se produce mas rápidamente que lo que demora en llegar hasta la superficie del neumático y radiarse, se acumulará
progresivamente, elevando su temperatura.
- El caucho y los materiales textiles de los neumáticos, pierden buena parte de su resistencia
al subir la temperatura de operación. (Ocurre a temperaturas mayores que 100°C).
Con menor resistencia, los neumáticos se pueden dañar a causa de los:
• Virajes cerrados
• Frenadas bruscas
• Impactos
• Cortes profundos
• Fatiga del material
Calentamiento:
T ° del neumático:
- interior- exterior
Un neumático mal calculado puede fallar por cualquiera de las dos causas
Calentamiento :
- Fabricación
Caucho crudo + T° ���� Vulcanización ���� NeumáticoAditivos, etc. 130°C
- Trabajo (operación)
Neumático + Trabajo ���� Vulcanización ���� Neum falla(>> T°) (Separación de elementos)
rodada mas flexión
- Velocidad de generación de calor interno del neumático es mayor que la de llegar a la superficie y radiarse a la atmósfera, entonces aumenta gradualmente la temperatura, alcanza el máximo hasta
llegar a la tela o faja mas superficial.
- Cuando los neumáticos se flexionan demasiado, el calor generado invierte el proceso de Vulcanización, es decir, se vuelve al estado de
caucho, se separan las lonas y el neumático falla.
- Después de un tiempo muy corto de temperatura de reversión, comienza la falla del neumático.
- Las separaciones a causa del calor, suelen ser las mas comunes de las fallas prematuras de los neumáticos, además, el trabajo
prolongado a altas temperaturas, puede dar como resultado la falla por fatiga de las cuerdas, en los puntos de flexión de los costados.
- Para evitar la destrucción de los neumáticos por temperatura, se desarrolló el concepto de:
Ton – MPH ó Ton – KPH
TKPH ó TMPH
Se deben considerar 2 tipos de TKPH
El del fabricante: TKPH del neumático
(lo calcula el fabricante)
El de la operación: TKPH de operación
(se calcula con los parámetros de la op)
AMBOS TKPH SE DEBEN COMPARAR
TKPH neum ¿? TKPH op
Indicador TMPH ó TKPH
- Permite evaluar la cantidad de trabajo que pueden realizara cierta temperatura los neumáticos.
- Multiplicando la carga por la velocidad se obtiene un indicador del aumento de temperatura de los neumáticos.
TKPH op = Carga Promedio x Velocidad Media
donde:
Carga Promedio = (peso / neum. maq. vacia + carga / neum. mag. cargada) / 2
Velocidad media = Distancia (ida y vuelta ) x N° de viajes / dia. Total horas trabajadas
TKPH op es válido si y solo si:
- Presión de inflado es la correcta
- Sobre carga diaria / neumático como promedio < 15%
- Distancia de acarreo, en un solo sentido < 32 Km.
A propósito de la sobrecarga
Para los derrames en el carguío,
generalmente inevitable,
las tolvas de camión traen un
“deflector” el que evita que las
piedras caigan directamente
sobre el neumático
b) comparación de los TKPH
Se pueden presentar 2 casos:
-TKPH neu > = TKPH op: el neumático conviene
-TKPH neu < TKPH op: el neumático no conviene
Si el neumático no conviene es lógico considerar la utilización de otro tipo u otra dimensión.
Límites de utilización
Longitud del ciclo (trayecto ida y vuelta)
Para los ciclos (trayecto ida y vuelta) superiores a 5 kilómetros el valor del TKPH del neumático a considerar se deriva:
TKPH op = TKPH op x 0.88 ,
La relación que permite pasar de TKPH a TMPH es:
TMPH = TKPH x 0.685
PROPOSITO DEL A0ALISIS
DE DATOS DE 0EUMATICOS
.Puede descubrir la causa del daño a los n. y tomar acciones que correspondan.
.Puede determinar la vida media de cada n., optimizando el costo y control de inventario.
.Puede escoger el mejor n. para el trabajo, comparando diferentes marcas, por calidad, hrs. operación, etc.
.Puede aclarar los problemas del n. durante la operación diaria.
Análisis de Performance del n.y checking de las condiciones de operación
Producción de neumáticos con las especificaciones adecuadas
(contractuales)
Abastecimiento de los neumáticos apropiadosUso del neumático adecuado
Prolongar vida del neumático
REDUCIR EL COSTO DEL 0EUMATICO
USUARIO FABRICA0TE
Selección del neumático correcto
Condiciones de operación1. Clima2. Vías3. Velocidad de trabajo4. Carga de trabajo5. TMPH o TKPH de trabajo6. Mantenimiento7. Análisis de datos del
neumático
Tipo de Vehículo1. Fabricante, modelo2. Máxima capacidad de carga3. Máxima velocidad y potencia4. Dimensión del neumático y
su capacidad de carga.
Rendimiento esperado
Duración esperada
Resistencia al calor y al corte
Recauchabilidad
Maniobrabilidad
Exigencias del cliente
Selección del neumático correcto
¿QUE INFLUYE EN LA DURACION DE LOS NEUMATICOS?
1. La Mina u obra vial.
- Naturaleza y estado de las pistas de rodaje.- Estado de las áreas de carga y descarga.- Pendiente de las pistas.- Radios de viraje.- Mantenimiento de las pistas.
- Roturas prematuras por accidentes (cortes, perfora ciones, etc.).
- Sobrecargas dinámicas (separaciones de telas, etc. ).
¿QUE INFLUYE EN LA DURACION DE LOS NEUMATICOS
2. Los Materiales.
Naturaleza de los materiales (arena, arcilla, roca, etc.).
Granulometría.
¿Qué INFLUYE EN LA DURACION DE LOS NEUMATICOS
3. La Maquinaria.
Tipo de vehículo (cargador, camión, etc.).
Velocidad de desplazamiento.
Carga sobre los neumáticos.
Estado mecánico del vehículo (amortiguación, parale lismo, etc.).
¿QUE INFLUYE EN LA DURACION DE LOS NEUMATICOS
4. Los hombres.
Calidad del mantenimiento.
Forma de conducción.
Interés.
¿Qué INFLUYE EN LA DURACION DE LOS NEUMATICOS
5. Los Neumáticos.
Buena elección de los neumáticos.
Necesidades o no de una escultura para tracción.
Necesidad o no de una estructura para altas velocid ades.
Necesidad o no de flancos reforzados.
Tipo de goma de rodadura.
¿QUE INFLUYE EN LA DURACION DE LOS NEUMATICOS
6. El buen mantenimiento de los neumáticos.
Verificar regularmente el estado de los neumáticos.
Verificar y mantener la presión correcta.
Realizar gemelados correctos.
Verificar estado de las ruedas metálicas (aros, etc .).
Montar neumáticos reparados o recauchados en ejes traseros....¡SIEMPRE!
Controlar el rendimiento de los neumáticos.
CONTROL ESTADISTICO DE NEUMATICOS
Lo realizan: - Usuarios - Proveedores
EI uso efectivo del neumático depende de la cuidadosa revisión y análisis de los datos estadísticos que se lleven de ellos, buscando siempre
la reducción de costos para el usuario.
La calidad de la información y el intercambio de ella (entre p. y u.) depende de:
- Seriedad en la entrega y obtención de los datos
- Confianza mutua en los sistemas de manejos de datos - Etica Profesional - Responsabilidad
Los sistemas de control de neumáticos van a depender, en calidad y envergadura del tamaño de la faena.
Normalmente en una faena se tienen los siguientes controles:
1. Movimiento de equipos, Hrs. ó Km.
1.1 HORAS MOTOR: EI tiempo movido se obtiene leyendo los horómetrosde los motores ó de las tarjetas de control tiempo de los operadores.
Horómetro: tiene la desventaja que cuando el equipo está detenido, Vg., esperando carguío, el motor está funcionando
y por lo tanto sumando tiempo.
TARJETA (ó INTERFAZ) OPERADOR: muy irregular, depende de la habilidad del operador. ¿Tpos. de ciclo cortos?
Un buen estudio de tiempos de ciclo, podría darle a cada uno de esos dos sistemas un ponderador, obteniéndose así una media de hrs. operación
de movimiento, dato que se le traspasa al neumático.
1.2 KlLOMETRO RECORRIDO : Se instala en el eje de alguna de las ruedas delanteras del equipo, un cuenta kilómetro
(Hubodometer).
Sistema mas eficiente, pues mide exactamente cuanto se desplaza realmente el neumático, hacia adelante ó hacia atrás.
2. TARJETA DE REGISTRO (ó INTERFAZ)de rendimiento del neumático.
A todo neumático que se saca de bodega, ya sea para repuesto y/o ponerlo a trabajar se Ie debe abrir de inmediato una tarjeta (hoja de
vida) en la cual se registrará toda la información relevante que el neumático va a tener durante su vida útil,
Vg.:
- Nº Equipo
- Posición: DD, DI, TID, TED, TII, TEI
- Fecha postura
- Hrs ó Km del equipo a la fecha de la postura
- Fecha sacado
- Reparaciones, Fallas, etc.
3. HOJA DE INSPECCION del neumático en servicio
La usa el personal de mantención y el proveedor en terreno,se recoge principalmente la siguiente información:
Del neumático:- Presiones - Alineamiento - Espesor de goma remanente - Desgaste irregular - Dualidad de neumáticos ( T y D ) - Daños
Del Ambiente: - Temperatura - Velocidades - Mantención de las rutas de transporte - Presencia de agua - Ancho de los caminos, curvas, rampas, pendientes, etc. - Estado de los puntos de carguío, botaderos
Las inspecciones deberían ser semanales, para un buen control y la toma de acciones correctivas.
Toda la información obtenida, ingresada a un eficiente sistema computacional dará una perspectiva detallada de todos los neumáticos en
operación, así se puede tener al día:
- Hrs.Op. Acumulada I neumático- Hrs.Op. Esperadas I neumático- Presiones, perdidas ó excesos- Equipo mas panero de neumáticos, se puede ubicar rutas de trabajo,
operadores y/o turnos (idem para mantenedores)- Frecuencia de falIas- Neumáticos mal pareados. Neumáticos con desgaste irregular - Neumáticos recauchados, desgastes, otros - Costos, etc.
4. Análisis de neumáticos dados de baja
Este registro tiene gran importancia en el proceso de reducción de costo por Km. puesto que indica, en forma resumida, el estado del neumático al momento de la remoción, determinando hacia donde se deben dirigir los
esfuerzos para aumentar el rendimiento general de los neumáticos.
Los neumáticos se dan de baja principalmente por:
- Desgaste - Impactos - Sopladura ó separación de telas - Cortes ó agrietamiento - Otros.
De la misma forma, un buen tratamiento estadístico, con apoyo computacional nos dará el costo por tipo, modelo, marca, periodo de uso, etc., de los neumáticos.
• La mala distribución de la cargaproduce derrames en el camino.
• El derrame durante el proceso de carguío produce serios problemas, totalmente fuera del control del operador del camión.
Practica de carguio
Sobre cargavolumetrica es común.
Derrames en el frentede ntcos traseros.
Estas rocas son imposibles de evitarpor los operadores de pala.
Principales Causas de Daños por Roca
Conocimiento del operador sobre neumáticos.
Prácticas de la pala.
Mantenimiento de la berma.
Limpieza rápida del derramamiento.
Flotas mezcladas.
Exceso de riego.
Tronadura pobre.
EL 0EUMATICO
“ES U0A MAQUI0A”,
POR LO TA0TO SE DEBE
CO0SIDERAR COMO U0
“EQUIPO”.