1.3.- Sistemas de Traccion (Malacates)

Instalaciones Minero Metalúrgicas

Semestre 2015-1

CÁLCULO Y DISEÑO DEL EUI!O DE E"#$%CCIO& DE U& #I$O SISTEMAS DE TRACCIÓN (MALACATES). #i'os (e Malacates) En o'eraciones (e e*tracci+n minera se reconocen (os ti'os ,sicos (e malacates. los malacates con/encionales (e arrollamiento tam,or  los malacates ti'o 3oe'e (e 4ricci+n) Los malacates (e arrollamiento 'e(en ser6 Malacate (e n tam,or Malacate (e n tam,or (i/i(i(o Malacate (e tam,or (o,le con n tam,or em,raga(o Malacate (e tam,or (o,le con am,os tam,ores em,raga(os Malacate con tam,or c+nico Malacate con tam,or cil7n(rico-c+nico Los malacates (e 4ricci+n son6 Malacate (e 8ricci+n Unica,le Malacate (e 8ricci+n Mltica,le )- Es n malacate (e ser/icio o 'ro(cci+n con na calesa o s9i': estos Malacate de un tambor )malacates tra,a;an (es,alancea(amente 'es no 'e(e agregrsele n contra'eso) En general: este ti'o (e malacate se tilia) El consmo (e energ7a es ele/a(o 'es se (e,en /encer momentos resistentes relati/amente ele/a(os)

Malacate de un tambor dividido )- Malacate (e n solo tam,or en el cal se coloca na 'are( (i/isora 'ara 'ro'orcionar (os secciones (e tam,or in(e'en(ientes =e 'ermitan tilias) Si se sa n contra'eso con tam,or único (i/i(i(o: na (e las secciones (el tam,or: tiene generalmente n (imetro ms c?ico) So,re la secci+n (e (imetro 'e=e>o se enrolla el ca,le (e contra'eso: el cal recorre (istancias menores =e el s9i' logrn(ose en esta 4orma re(cir los 'ro,lemas (e a;ste (el ca,le)


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Malacate de tambor doble con un tambor embragado)- Esta m=ina se sa como malacate (e 'ro(cci+n: con s9i's en ,alance 'ara mantear (es(e n solo ni/el o a /arios ni/eles: tam,i@n como malacate (e ser/icio con ca,les  contra'eso en /e< (el malacate (e tam,or único (i/i(i(o) El em,rage 4acilita el r'i(o a;ste (e los ca,les 'ara com'ensar el estiramiento elstico inicial)

Malacate de tambor doble con ambo tambore embragado )- Este arreglo es 'articlarmente 4a/ora,le si e*iste solamente n tiro (e entra(a a la mina) !or otra 'arte: can(o el manteo se (e,e realio (e la 4ente (e energ7a 'ara im'lsar el malacate se re(ce con res'ecto a la re=eri(a 'ara im'lsar n malacate (e tam,or único o (e no contra'esa(o 'ara na ca'aci(a( igal (e manteo)


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Malacate con tambor c!nico " con tambor cil#ndrico$c!nico

Malacate de %ricci!n &nicable " Multicable )- Los malacates (e 4ricci+n nica,le  mltica,le son i(eales como malacates (e ser/icio con calesa  contra'eso: 'ara manteo (e n ni/el único: o como malacates (e 'ro(cci+n con s9i'  contra'eso 'ara manteo tam,i@n (es(e n solo ni/el)

Elementos constitti/os (e n malacate) %(icionalmente a los tam,ores o 'olea (e arrastre: los malacates se constiten (e los sigientes elementos in(is'ensa,les 'ara s 4ncionamiento) Em,rages Cltc?es Sistemas (e 8rena(o Sistemas (e !otencia Em,rages) Los em,rages (e los malacates 'e(en ser (e (os ti'os6 Em,rages (e ti'o mlti(iente Em,rages (e 4ricci+n (e (o,le (isco mlti,ra

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El em,rage (e ti'o mlti(iente salmente se sa en malacates =e o'eran (es(e n solo ni/el: o can(o ms (e nos cantos ni/eles) En n ti'o (e em,rage (e 4ricci+n (e (o,le (isco mlti,rao (e estas m=inas) Los (os 'rinci'ales ti'os (e 4renos son6 Los (e !in

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De estos m@to(os: el =e 're(omina es el =e tili as) En el (ise>o (e sistemas (e tracci+n malacates: tanto 'ara la instalaci+n (e e=i'o ne/o como 'ara el em'leo (e e=i'o acti/o en tareas ne/as: es necesario (eterminar el ciclo (e o'eraciones: el tama>o (el malacate  (el motor) !ara garantia(o 'ara tra,a;ar (e esa 4orma: 'e(e casar so,recalentamiento al motor  es antiecon+mico) !or lo anterior: el m@to(o (e o'eraci+n ms comúnmente sa(o es el 'arcialmente ,alancea(o) Un sistema (e e*tracci+n est con4orma(o 'or cer'os =e giran como son el tam,or (el malacate: los engranes: las 4lec?as  las arma(ras o rotores (e los motores:  'or cer'os =e se trasla(an linealmente como son los s9i's o calesas  los ca,les) El clclo (e la energ7a re=eri(a 'ara acelerar n sistema total: im'lica n conocimiento (e los momentos (e inercia (e to(as las 'ieo (e n motor 'ara malacate: ten(r =e ser maor: canto ms gran(e sea la inercia (e las 'artes =e el motor me/a) En clclos (e inercia (e cer'os =e giran: se acostm,ra el re4erirse al peso reducido a na (istancia (a(a (el e;e (e giro) De la segn(a le (e &eAton6 8 F M * a . M F Gg

%'lica,le a cer'os =e se aceleran linealmente: se (e(ce =e 'ara cer'os =e giran: es n 'ar el encarga(o (e generar la aceleraci+n anglar H: (ic?o 'ar es n momento aceleratri<) Instalaciones Minero Metalúrgicas

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El momento aceleratri< 'ara acelerar n cer'o giratorio es 'es6

Es (ecir: el momento (e giro acelera(o es igal al momento (e inercia (e la masa (e n cer'o: mlti'lica(o 'or la aceleraci+n anglar a =e se somete (ic?o cer'o) Si el momento (e giro es constante: la aceleraci+n anglar tam,i@n es constante: la /eloci(a( anglar (el cer'o entonces se incrementa a na tasa constante el mo/imiento (e rotaci+n es ni4ormemente acelera(o) Si n cer'o gira 'or la acci+n (e /arios números (e 'ares momentos: entonces el momento resltante M $ ser igal a la sma alge,raica (e los (i4erentes momentos 'ares: as76 M$ F  M F  I 0 H !or lo =e res'ecta a sistemas (e e*tracci+n: las inercias (e los tam,ores (e malacates  'oleas se 'e(en o,tener (e ta,las  gr4icos: sin em,argo: si no se centa con tales ?erramientas: se 'e(en o,tener (escom'onien(o el malacate o 'olea en cer'os sim'les  reglares (e 4ormas (e anillos: cilin(ros ?ecos: cilin(ros maci

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Masa $e(ci(a  !eso $e(ci(o) En 'ro,lemas relaciona(os con mo/imientos (e rotaci+n acelera(o: se 'e(e 'ensar =e la masa (el cer'o se ?a concentra(o en n 'nto cal=iera a na (istancia JrK (el e;e (e rotaci+n: tal =e el e4ecto (e inercia sea (e /alor igal a la inercia I 0: (e la masa (istri,i(a (el cer'o en cesti+n) % esa masa 'nti4orme: se le (a el nom,re (e Masa $e(ci(a JMre(K (el cer'o a la (istancia JrK (el e;e (e rotaci+n) %s7 (e los conce'tos ,sicos (el momento (e inercia6 I0 F Mre( r 2 (e (on(e:

Mred =

Io r2

#am,i@n se 'e(e imaginar la masa re(ci(a: como la masa ni4ormemente re'arti(a en n anillo (e 'are( (elga(a (e ra(io r) % 'artir (e la masa re(ci(a: se 'e(e calclar tam,i@n el 'eso re(ci(o Gre(: el cal se s'one concentra(o a na (istancia JrK (el e;e (e giro:  =e origina el mismo e4ecto (e inercia =e el 'eso real: calcln(ose con6

Inercia (e #am,ores (e Malacate Los 4a,ricantes (e malacates acostm,ran e*'resar la inercia (e los tam,ores en 4nci+n (el 'eso re(ci(o a centro (e ca,le) Esto signi4ica =e 'eso o masa (el tam,or se consi(era concentra(o en el centro (el ca,le:  =e 'ara 4ines 'rcticos: se 'e(e asmir concentra(o en n 'nto cal=iera (e la 'eri4eria (el tam,or)

Los /alores (e los 'esos re(ci(os a centro (e ca,le Gre( son (a(os 'or los 4a,ricantes (e malacates en 4orma (e gr4icas: o ,ien: en 4nci+n (el momento (e inercia como6

Entonces6

La sigiente ta,la 'ro'orciona in4ormaci+n so,re la inercia en 4nci+n (el 'eso re(ci(o)


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!eso re(ci(o a centro (e ca,le 'ara tam,ores sencillos  'oleas (e e*tracci+n) !ara tam,ores (o,les: mlti'licar 'or 2) !ara engranes: a'l7=ese el 10  (el 'eso re(ci(o (e n solo tam,or) Stale Instalaciones Minero Metalúrgicas

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La 'otencia consmi(a en la aceleraci+n (e n tam,or o 'olea =e giren so,re s e;e: 'e(e calclarse san(o 4ormlas (el mo/imiento lineal: en co caso 'o(emos s'oner =e la masa re(ci(a (el cer'o en cesti+n: se encentra 'en(ien(o (e n ca,le enrolla(o en (ic?a 'olea o tam,or: sien(o la masa con;nta (el cer'o  el ca,le igal a cero) Si ello es asi: la 4er
$e(cci+n (el Momento (e Inercia a otro E;e) !ara n malacate 'ara calclar la 'otencia =e se consme en acelerar ss (i4erentes 'artes rotatorias: se 'e(e 'roce(er me(iante (os m@to(os6 a)- o,tener in(e'en(ientemente las 'otencias consmi(as 'or ca(a 'arte: sman(o las com'onentes 'arciales  ,)- re(cien(o las inercias (e los (i4erentes com'onentes: al e;e (el tam,or: tenien(o la inercia total re4eri(a al e;e (el tam,or (el malacate: se calcla el 'eso re(ci(o a centro (e ca,le e=i/alente) !ara enten(er lo anterior: se anali

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Se 'reten(e concentrar la inercia (e n engrane en el e;e (el otro) Es (ecir: 'asar el momento (e inercia (el engrane 1 re4eri(o a s mismo e;e 1: al e;e (el engrane 2: (e manera =e el e4ecto (e inercia 'ermane

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Un malacate tra,a;a intermitentemente: to(a /e< =e tiene 'erio(os (e calentamiento m*imo  (e en4riamiento m*imo) La 4+rmla 'ara (eterminar el /alor (e $MS (e la 'otencia es6

Diagramas (e Ciclo (e O'eraci+n 'ara Malacates (e %rrollamiento En ciclos (e e*tracci+n se o,ser/a =e (rante la retar(aci+n o ,a;a(a (es,alancea(a (e la carga: la (eman(a (e la 'otencia es negati/a: lo cal signi4ica =e el motor actúa como genera(or  'ro/ee electrici(a( a la l7nea: los 4renos (e,en a,sor,er energ7a (rante este 'roceso) Can(o se san motores (e in(cci+n se (e/ol/er energ7a a la l7nea: solamente can(o el motor o'era 'or arri,a (e la /eloci(a( (e sincronismo: 'or tanto el motor: (e,e lle/arse al re'oso: a sea 'or a'licaci+n (e 4renos: o 'or in/ersi+n (e los ca,les (e alimentaci+n (el motor 'ara =e gire en senti(o in/erso  4rene la carga) En cal=ier caso: sea D 'ositi/a o negati/a: se consi(era =e se genera calor en el motor: lo cal (e,e tomarse en centa en los clclos (e la 'otencia) En los malacates (e 4ricci+n: la gr4ica (e la 'otencia es ?ori
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CICLO

DE

E"#$%CCI&

!ara enten(er la o'eraci+n (e e*tracci+n o manteo: se consi(era la acci+n (e n solo s9i' mane;an(o en n tiem'o (a(o el tonela;e : entonces n sistema (e e*tracci+n (e (os s9i's: mane;ara n tonela;e igal a 2) Un ciclo (e e*tracci+n (e4ini(o 'ara n s9i' es el con;nto (e inter/alos (e tiem'o =e se sce(en 'eri+(icamente (es(e el momento en =e el s9i' carga(o (e mineral: /ia;a con s carga en senti(o ascen(ente (rante s inter/alo (e aceleraci+n: sige /ia;an(o en senti(o ascen(ente con /eloci(a( ni4orme: (esacelera o 4rena  /ac7a ss conteni(os en na tol/a colectora (e mineral:  regresa 'ara cargar ne/amente mineral) Nec?o lo anterior: el ciclo /el/e a em'e
Dos ciclos (e o'eraci+n: no con s9i' Carga(o  otro con s9i' aci+

Instalaciones Minero Metalúrgicas Semestre 2015-1 #iem'o (e (raci+n (e n ciclo)

El tiem'o (e (raci+n (e n ciclo ser igal a la (i/isi+n (e la carga (el s9i' entre la 'ro(cti/i(a( ?oraria (el mismo)

E*'resan(o el tiem'o (el ciclo en segn(os6

El in/erso (el tiem'o (el ciclo: nos re'resenta el número (e /ia;es 'or ?ora)

El inter/alo (e manio,ra #o: es el re=eri(o 'ara (escargar el s9i' o calesa en la tol/a colectora:  tam,i@n nos re'resenta el tiem'o re=eri(o 'ara cargar el s9i' en los cartc?os (e carga) El tiem'o re=eri(o 'ara estas manio,ras: (e'en(e (el m@to(o (e mane;o (el mineral) Can(o se san s9i's: los tiem'os (e manio,ras son (el or(en (e  a 5 segn(os:  can(o se san calesas  carros carga(os a mano: el inter/alo (e manio,ras oscila en el rango (e P a 10 segn(os en con(iciones i(eales)


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