PALAS ELECTROMECANICAS

BUCYRUS

FUNCIONES EN PROCESO ANTAMINA

• La extracción de los minerales se realiza con palas electromecánicas (4 palas), en la cual con el menor tiempo posible se carga un camión de gran tonelaje (CAT 793, 3 cargas -cucharones- por cada camión, son 47 camiones de 240 Ton de capacidad por camión). Por ese motivo, las palas son un elemento crítico en la minería, ya que si paran por alguna falla, la extracción del material se vería afectada, lo que traería consigo una retraso en la producción.

PRECAUCIONES DE SEGURIDAD Y RIESGOS

• Maniobra (Dejar Balde suspendido. Etc.).

• Riesgo Eléctrico (Cableado, puesta a tierra).

• Elementos de Seguridad personal (Energía residual en sistemas de aire comprimido, aceite, lubricación. Etc.)

• Bloqueos al interior de Pala.

• Riesgos de Incendio

CARACTERISTICAS TECNICAS

• Modelo: 495B1 (4 Palas de este modelo en Antamina) • Dimensiones: Según Gráfico • Balde 55yds(42 m3): 61200Kg • Peso de trabajo con balde: 1,113,800Kg

19.05m

15.39m

CARACTERISTICAS TECNICAS

CARACTERISTICAS TECNICAS

DESCRIPCION

• Son eléctricas, cuya potencia se obtiene de tendidos de alta tensión exclusivamente 7200 voltios, 60 Hz .

• Están compuestas de varias transmisiones mayores, donde cada una de éstas son una gran caja reductora, reducen la velocidad de giro que entrega el motor eléctrico.

• Estos transmiten la potencia a unos tambores que enrollan unos cables o a los ejes motrices para desplazamiento.

• Estas maquinarias mayores dan 04 funciones importantes, levante, giro, empuje, propulsión (planetarios)

DESCRIPCION

• Tiene ejes que trabajan a muy bajas velocidades, además de carga y velocidad variable.

• El estudio de las palas es un desafío para el mantenimiento predictivo

PARTES GENERALES

• Sistema Inferior: Consistente en ruedas, rodillos, transmisiones y zapatas que forman el equipo necesario para propulsar la Pala.

• Sistema Superior: Tornamesa, sala de máquinas (maquinaria de levante, giro y empuje, sala de control, sistema filtrador de aire y polvo).

PARTES GENERALES: MAQUINARIA INFERIOR-SISTEMA DE PROPULSION

PARTES GENERALES

• Sistema Frontal: Ubicado en la parte frontal de comprende de una estructura “A” , cucharón, mango, pluma, cables móviles y cables estructurales de pluma.

PARTES GENERALES

PARTES GENERALES (EQUIPO FRONTAL): BALDE

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PARTES GENERALES (EQUIPO FRONTAL): BALDE

PARTES GENERALES (EQUIPO FRONTAL): BALDE

PARTES GENERALES (EQUIPO FRONTAL)

PLUMA

MANGO BALDE

BALDE

PARTES GENERALES (EQUIPO FRONTAL) PLUMA RETIRADA CON GRUAS

MAQUINARIA DE LEVANTE (HOIST)

• Maquinaria encargada de elevar o bajar el balde . Es accionado por un motor eléctrico que a través de un tren de engranajes , da movimiento al tambor en el cual se enrollan los cables que van hacia la pluma y el balde.

SISTEMAS: MAQUINARIA DE LEVANTE (HOIST)

SISTEMAS: MAQUINARIA DE EMPUJE (CROWD)

• Empuje o recojo de pluma. Es accionado por un motor eléctrico que a través de un tren de engranajes , da movimiento al tambor en el cual se enrollan los cables que van hacia el mango.

SISTEMAS: MAQUINARIA DE EMPUJE / RECOJE

SISTEMAS: MAQUINARIA DE GIRO (SWING)

• Gira el tornamesa sobre la maquinaria inferior. La Pala tiene un sistema de giro a cada uno de sus costados. Estos dos sistemas son idénticos.

SISTEMAS: MAQUINARIA DE GIRO (SWING)

SISTEMAS: MAQUINARIA DE PROPULSION (PROPEL)

• Son 2 unidades separadas, una oruga derecha y la otra la izquierda. Cada una de estas consiste en un motor acoplado a una caja de engranajes planetarios, la cual acciona el eje de mando de la rueda motriz de la oruga. Cada motor lleva montado un freno tipo disco.

• Esta transmisión es la menos usada en comparación a las otras, pero es la que más “sufre”, debido a la gran masa que mueve.

SISTEMAS: MAQUINARIA DE PROPULSION (PROPEL)

SISTEMAS: MAQUINARIA DE PROPULSION (PROPEL)

ELEMENTOS CRITICOS / FALLAS CARACTERISTICAS

• Elementos críticos de cada transmisión: Rodamientos, engranajes, motores eléctricos.

• Las fallas son debido al ambiente adverso en la que trabajan: Rodamientos y engranajes fallan por temprana fatiga (partículas duras en pistas de rodadura o flancos de engranaje), desbalance de motores eléctricos, lubricación inadecuada etc.

TECNOLOGIAS PREDICTIVAS: ANALISIS DE ACEITE

• Controlar la degradación del lubricante.

• Monitorear daño mecánico de componentes. Análisis de Residuos (Desgaste). Análisis espectrométrico, ferrografía analítica y directa.

• Control de Contaminación por sólidos, fluidos o gases.

• Verificar que se esta usando el lubricante adecuado.

TECNOLOGIAS PREDICTIVAS: TERMOGRAFIA INFRAROJA

• Técnica no Destructiva, sin contacto, por medio de la cual se hace visible la energía infrarroja que un cuerpo emite o refleja. Esto permite visualizar las distribuciones superficiales de Temperatura.

• Cuando un equipo o un elemento de él, aumenta su temperatura sin ninguna explicación, posiblemente hay una falla: Fricción, exceso o falta de lubricante, chispas eléctricas, etc.

TECNOLOGIAS PREDICTIVAS: TERMOGRAFIA INFRAROJA

• Equipos Mecánicos: Se detectan rodamientos

defectuosos y sobrecargados, fricción excesiva en

superficies deslizantes, lubricación inadecuada de engranajes y rodamientos, desalineamientos en acoplamientos y resbalamiento de frenos.

• Equipos Eléctricos: Sobrecalentamiento en motores, fallas en conexiones, desbalance de corrientes en circuitos trifásicos, fallas en escobillas, falta de aislamiento en cables eléctricos, etc.

TECNOLOGIAS PREDICTIVAS: DETECCION DE ULTRASONIDO

• Se detectan componentes a frecuencias ultrasónicas o de altas frecuencias. Este tipo de frecuencias son emitidas en varios casos por los sistemas mecánicos y eléctricos cuando comienzan a fallar o cuando surgen anomalías en el funcionamiento. La ventaja es que detecta en forma incipiente una falla, en cambio el análisis de vibraciones , detecta la falla cuando ya esta formada y causando alteraciones.

• Fallas en rodamientos: Picaduras en el rodamiento excitan las frecuencias naturales de los elementos del rodamiento. Esto es detectado en el equipo.

TECNOLOGIAS PREDICTIVAS: ANALISIS DE CORRIENTE

• Herramienta de apoyo al análisis vibratorio en la

evaluación de la condición de motores de inducción.

• Consiste en medir la corriente, mediante un amperímetro de tenazas alrededor de cada una de las fases. La corriente medida se introduce al analizador de vibraciones para su estudio.

• Se detecta si la corriente está balanceada en las 3 fases, Barras del rotor rotas o agrietadas, anillos extremos del rotor rotas, rotores no concéntricos con el estator.

ANALISIS DE PALA

• Funcionamiento de pala es particular: ciclos cortos, velocidad de rotación baja y variable, carga variable.

• Los ciclos cortos del trabajo son debido a los simple del proceso ya que se llena el balde y se carga en el camión. Los movimientos son: subir y bajar el balde, o mover para adelante o para atrás la pluma.

• Velocidad de rotación baja (Grandes masas que se trasladan o ejes en rotación). Esto trae problemas de limitaciones de rango de frecuencia de los sensores, aceleración en bajas frecuencias, donde las componentes pequeñas se esconden en el ruido.

ANALISIS DE PALA

• La velocidad de rotación es variable, debido a lo corto del trabajo. La Pala está programada para trabajar a una velocidad de rotación determinada, es decir, la pala acelera con un valor y no alcanza a llegar a su velocidad cuando tiene que parar, debido a lo corto del ciclo. Esto tiene la desventaja de no tener una velocidad de giro constante lo que dificulta el análisis frecuencial.

ANALISIS DE PALA

• La carga es variable, debido al porte de material que

levanta. Cuando son rocas pequeñas, levanta más carga, ya que llena más el balde que una gran roca. Por ese motivo, cada palada tiene una masa diferente de material. El problema en esta condición, es que a diferentes cargas, las deformaciones en los dientes de los engranajes son mayores y se pierde más el perfil de evolvente de ellos. Esto trae el aumento de amplitudes de vibración

ANALISIS DE PALA CONCLUSIONES

• En conclusión, por las características de funcionamiento, el análisis de datos en una pala es difícil, y hace que el Mantenimiento Predictivo no de los resultados esperados, sino se usan las técnicas apropiadas.

• El Mantenimiento predictivo aplicado adecuadamente, aumentará la disponibilidad de la máquina y disminuirá los costos de mantenimiento.

• Los costos a mediano plazo disminuyen debido a la reducción del inventario de repuestos, minimización de tiempos no productivos debido a fallas, debemos evitar fallas mayores cuando un problema se detecta a tiempo.

ANALISIS DE PALA DESAFIOS

• Hacer mediciones en condiciones reales, sin alterar las velocidades normales de funcionamiento y además con carga en el balde, es decir, carga variable.

• Se adquirirán mediciones en las condiciones reales de trabajo, y no disminuirá la extracción de mineral mientras se efectúa las mediciones.

• Implementar Sistema de medición que se trasfiera por telemetría (medición de datos a distancia), con esto se monitorea la pala trabajando y con seguridad al tomar los datos.

TECNOLOGIAS PREDICTIVAS: ANALISIS DE VIBRACIONES • Vibraciones propias al funcionamiento de la

máquina: Frecuencia de engrane, frecuencia de pasos de los alabes.

• Condiciones Inapropiadas: Cavitación en bombas.

• Vibración proveniente de otra máquina.

• Generadas por fallas en la máquina: Desalineamiento, Soltura, Rozamientos. Etc.