Excavadoras de cables

MINERIA SUPERFICIALINTEGRANTES - Verástegui Urbina Diana- Chiroque Sandoval Treysi- Andrade Chuyes Jessica- Bernal Gálvez Fiorella- Querevalù Rivera Javier

EXCAVADORAS DE CABLES

DefiniciónLa pala de cables, también denominada pala electromecánica o simplemente pala mecánica, pala eléctrica o pala de cables eléctricas, es un tipo de excavadora frontal eléctrica autopropulsada, sobre orugas, que usa cables para accionar el desplazamiento del cucharón.

CARACTERÍSTICAS GENERALES Y DISEÑO

Las características generales más sobresalientes de las excavadoras de cables son las siguientes:- Las alturas de excavación están comprendidas entre 10 y 22m.- Las alturas de vertido varían entre 6 y 12m.- El sistema de traslación es sobre orugas y el accionamiento eléctrico.- La excavación se consigue mediante la combinación de dos movimientos: la elevación y el empuje.

- Las palas eléctricas son las excavadoras cargadoras de mayor tamaño que existen. Las más grandes con cucharones de 120 t de capacidad llegan a tener masas del orden de las 1400 toneladas, medir alrededor de 22 metros de altura, 14 metros de ancho y 30 metros desde las poleas de la pluma hasta el contrapeso.- Aunque las palas de cables actuales sean eléctricas, han existido palas de cables de propulsión diésel.- Proporcionan una presión específica sobre el terreno comprendida entre 0.2-0.3 MPa, según el tipo de zapata de las orugas, por lo que precisan, en general un suelo competente y preparado.

- No son máquinas adecuadas para efectuar arranques y/o cargas selectivas.- En los desplazamientos disponen de una velocidad muy baja, inferior de 1.5 Km/h, y depende de un cable de alimentación, por lo que tiene una movilidad limitada, debiendo trabajar en tajos fijos, lo que obliga a una cuidadosa planificación de la operación.

Sistema eléctrico 1.- Alimentación, La alimentación en las excavadoras de cable se realiza en alta tensión desde la red trifásica de distribución de la explotación.La tensión de dicha red (15 a 45 KV) es muy superior a la utilizada normalmente por las excavadoras (3.3 a 7.2 KV). Por ello, necesita la transformación intermedia que se realiza mediante una subestación, normalmente móvil, situada en la propia explotación. Desde allá se alimenta a la tensión requerida y mediante un cable flexible, a la excavadora.

2.- ACCIONAMIENTO ELECTRICOCuando la electricidad se introdujo como fuente de energía, por razones de rendimiento y costo de los movimientos que realiza una excavadora, su empleo se hizo en corriente continua.La utilización de motores de corriente continua, en vez de alterna, se hizo porque el par de salida por amperio consumido es máximo y su doble alimentación suministraba el control y flexibilidad suficientemente buenos. Por otra parte, se obtienen rápidas variaciones de velocidad y respuesta casi inmediata a la versión de rotación. Durante cortos periodos de tiempo se puede desarrollar el doble de su potencia nominal, el único límite es el calentamiento.

3.- SUPERESTRUCTURA GIRATORIAComo ya se ha mencionado, en la plataforma de la superestructura giratoria van instalados los sistemas de mando y control eléctrico de los distintos mecanismos, así como la implementación en su parte delantera de los apoyos de la pluma, como soporte.La cabina del operador, en la que están instalados los interruptores, conmutadores y palancas y pedales sobre rizado de aire filtrado para refrigerar o impedir la entrada de polvo a los motores, mecanismos y control por las aberturas para los cables o cualquier otro prejuicio que existiera.

4.- MECANISMO DE ELEVACIONLa elevación del cazo se hace siempre mediante cables, por lo que su mecanismo está compuesto por uno o dos motores eléctricos y una transmisión por engranajes hasta el tambor de enrollamiento.El mecanismo lleva un freno de zapata, accionado por un muelle para mantener el cazo elevado durante los desplazamientos de la máquina. El freno se quita neumáticamente para trabajar, manejándose desde la cabina del operador mediante control eléctrico.

5.- MECANISMO DE GIROEs el que permite el giro de 360°, en cualquiera de los dos sentidos, de toda la superestructura respecto a infraestructura apoyada sobre el suelo. La transmisión se realiza por medio de engranajes rectos, cuyo último eje atraviesa la superestructura, en su extremo lleva un piñón que engrana en la corona dentada de giro solidaria a la infraestructura.

6.- EQUIPO FRONTAL DE EXCAVACIONEl elemento principal de este conjunto es la cuba o cazo. Pero ya que este elemento realiza su función, recorriendo la trayectoria de excavación, va montado en el extremo del brazo /empuje/retroceso) y es elevado por los cables que amarrados a él, pasan por las poleas en el extremo de la pluma.- BRAZOEs el elemento que transmite el cazo, situado en el extremo delantero, la fuerza de empuje necesario para penetrar el material a excavar o cargar.- PLUMALa pluma es el soporte de todo el equipo de excavación.- CAZOEl cazo de una excavadora va situado en el extremo del brazo y sólidamente unido a él, por pernos para facilitar su reemplazamiento o incluso, a veces para modificar la inclinación.

La geometría de los diseños de los cazos de los distintos fabricantes puede variar considerablemente y el usuario debe tener en cuenta cinco parámetros siguientes:

ANGULO DE ATAQUE: Es el ángulo formado por la intersección de la línea prolongación del eje del brazo, y de la une la punta del diente con el talón de la cuba. En condiciones normales es un ángulo de 65° aproximadamente.

ANGULO DE EXCAVACION: es el formado por la intersección de la línea prolongación del eje del brazo y la de máxima pendiente del plano de la carga superior de los dientes. Normalmente es de unos 45°.

ANCHURA DEL CAZO: medida a la altura del labio. Cuanto más ancho sea el cazo antes se llena, pero se reduce la capacidad de penetración.

ALTURA DE CAZO: a menor altura, el factor de esponjamiento de la roca afecta más al ciclo de llenado del cazo.

PROFUNDIDAD DEL CAZO: A menor profundidad mayor factor de llenado.

TIPOS DE UNIDADESCon la misma concepción, hay dos tipos de excavadoras de cable:

Excavadoras para cargar sobre otro equipo (volquetes, vagones, tolvas, etc.).

Excavadoras de desmonte, que descargan directamente en el vertedero situado en el hueco creado anteriormente.

Partes de la excavadora de cables

- Chasis: estructura portante desplazable mediante cadenas.- Corona de giro: sirve de apoyo de la estructura sobre el chasis, permitiendo a ésta girar mientras el chasis permanece en estación.- Estructura: sostiene el resto de la excavadora (motores, transmisiones, cabina, contrapeso, etc.).- Cucharón: fijo, dispuesto en el extremo de un brazo móvil, de accionamiento mecánico o hidráulico, soportado por una pluma fija. La capacidad del cucharón varía desde las 15 toneladas hasta las 120 toneladas en los modelos más grandes en la actualidad.- Sistemas de accionamiento: cables propulsados por motores eléctricos y/o sistemas electro-hidráulicos.- Alimentación: se usa un cable de alta tensión, conectado a un generador diésel o a la red eléctrica.

UsosLas palas eléctricas o excavadoras de cables se usan principalmente como cargadoras de camiones volquete, dùmper, en las minas a cielo abierto. En el pasado eran utilizadas en obras civiles de gran envergadura como construcciones de presas o canales, y también como dragas.

VENTAJAS- Proporcionan una producción elevada con un costo de operación bajo.- La vida de estos equipos es grande, estimándose por encima de las 60000 horas en operación.- La operación se realiza en buena estabilidad y suavidad.- Por la forma de efectuar el arranque, proporcionan una buena mezcla en dirección vertical durante la carga.- Existe la posibilidad de elegir la longitud de la pluma, lo que posibilita alcanzar una determinada geometría de excavación.- Pueden trabajar en tajos de reducidas dimensiones.- Obtienen un buen rendimiento incluso con malas condiciones del piso, ya que funciona sin desplazarse sobre él.

Desventajas - La capacidad de la excavación es reducida por debajo del nivel de orugas.- Requieren un equipo auxiliar en el tajo para mantener una producción elevada junto con la flota de volquetes. Esto están constituidos por tractores de ruedas u orugas.- El personal de operación requiere una buena cualificación.- El mantenimiento de las maquinas debe hacerse en el mismo tajo, lo que implica mayores dificultades.- Las inversiones elevadas en este tipo de máquinas hacen solo que se considere en proyectos de una gran duración, por lo que son los equipos idóneos para las minas a cielo abierto de gran tamaño.

Procedimiento de trabajoBásicamente, en la las explotaciones a cielo abierto se puede distinguir tres procedimientos de trabajo con excavadoras de carga.

- Carga en ambos lados.- Carga a un solo lado - Avance paralelo al banco. - Carga en paralelo.

Modelos

Cat 7495 HF P&H 4800XPC

Pala Eléctrica de Cable Caterpillar 7495

- Peso (Tons): 1,372 -Capacidad (Tons. cortas): 120 -Balde (Yd3): 82

Pala Eléctrica de Cable Caterpillar 7295- Carga útil 45,4 tons métricas/50 toneladas- Capacidad del cucharón 18,4 a 39,0 m3/24 a 51 yd3

Pala Eléctrica de Cable Caterpillar 7295

- Carga útil 63,5 tons métricas/70 toneladas- Capacidad del cucharón 19,1 a 49,7 m3/25 a 65 yd3- 3 pasadas para carga camiones de acarreo de 186 tons métricas/205 toneladas

Pala de cable eléctrica P&H 4100 xpc-Carga Nominal: 115 toneladas (104,3 toneladas métricas)-Carga Camiones de: 240 t a 400 t (218 toneladas métricas a 363 toneladas métricas)

Consideraciones de selección

En primer lugar, deben compararse las diferencias existentes entre las excavadoras de cables y excavadoras hidráulicas, ya que son dos máquinas que realizan básicamente los mismos trabajos.

El proceso de selección de excavadora de cables tiene dos fases:- Definición de las características básicas.- Selección del modelo.

CAT 7495 HF

P&H 4100 XPC

GRACIAS POR SU ATENCION