LOCOMOTORAS MINERAS En estos últimos años, el uso de locomotoras mineras se ha intensificado, hoy en día se cuenta con modelos de locomotoras con motor diesel y motor eléctrico eléctrico tanto a batería batería como en sistema trolley desde 2TM hasta 20TM de peso adherente. La fabricacin de estos e!uipos se reali"a ba#o un estricto control de calidad. Las pro$eedoras cuentan con un %rea de in&eniería mec%nico mec%nico y eléctrico eléctrico y una planta de ensambla#e ensambla#e muy bien implementad implementados. os. 'simismo, entre los últimos desarrollos se encuentran locomotoras de () y 20 toneladas métricas de peso adherente para acarreo de minerales de hast hasta a 200 200 TM por por $ia# $ia#e e en túne túnele less de e*tr e*trac acci cin n prin princi cipa pal.l. Entr Entre e las las prin princi cipa pale less caract caracterí eríst stic icas as de estos estos e!ui e!uipo poss se encu encuen entr tran an el uso de controles electrnicos de última &eneracin +-T para uso específico en mina minass subt subter err%n r%nea eass o de cont contro role less elec electr trom omec ec%n %nic icos os espe especi cial alme ment nte e diseñados para esas potencias/, sistemas de freno neum%ticos, y potencias de (20hp hasta ()0hp 2)0$dc con motores 1 de traccin importados. 'dem%s, estos e!uipos cuentan con sistemas de proteccin eléctrica me#orados con componentes de alta calidad.
Características Generales: e 2 hasta 20 ton. Transmisiones de 1orona 3 tornillo sin fin Transmisiones de oble 4educcin Motores de traccin 1ontroles Electromec%nicos se&ún desee el usuario/ 1ontroles Electrnicos +-T se&ún desee el usuario/ iseñadas para Traba#os y condiciones e*tremas. 5acilidad y ba#o costo de mantenimiento
CONCEPTOS PREVIOS: RESISTENCIA AL ARRANQUE: La friccin instant%nea debe ser considerablemente m%s alta !ue la friccin de rodamiento, sin embar&o, para c%lculos preliminares no necesita ser considerada. 6ara a#ustar este dato se necesitan informacin m%s precisa de las condiciones de la $ía y datos sobre el tipo de carro mineros !ue se #alan, si tienen roda#es de buena calidad, en las ruedas o chumaceras, etc.
RESISTENCIA AL RODAMIENTO Esto incluye la friccin de las chumaceras del carro y la friccin entre el riel y el borde de las ruedas. Los $alores $arían mucho, dependiendo de la condicin y tipo de las chumaceras, alineamiento y peso del riel y muchos otros factores. El único método m%s e*acto es traba#ar sobre cifras conocidas basadas en sus propias condiciones específicas, sin embar&o, estas no son &eneralmente conocidas y cifra si&uiente puede ser usada para condiciones promedio de la mina.
RESISTENCIA A LA GRADIENTE La resistencia a la &radiente e*presada en libras por tonelada es como si&ue7
Resistencia a la Gradiente = !"### $ Alt%ra &ertical' ( L)n*it%d de Gradiente La pr%ctica común es e*presar la &radiente como un porcenta#e, e#emplo7 8na &radiente de ( en (00 es i&ual a (9 &radiente, así la resistencia a la &radiente puede ser simplemente e*presada como 20 libras por tonelada por cada (9 de &radiente.
RESISTENCIA DE LAS CURVAS ' menudo la cur$a es la consideracin crítica para determinar la capacidad de traba#o de una locomotora., Ellas deben ser por supuesto consideradas y el lar&o de la cur$a debe ser conocido, aun!ue solo una parte del tren esta en la cur$a a un tiempo. 4esistencia de la cur$a : 2;0 - < // 3 4 onde7 - : la distancia entre e#es de las ruedas de los carros, en pies : Trocha ancho de la línea/, en pies 4 : radio de la cur$a en pies. 2;0 : una constante Las arriba mencionadas son las fuer"as contra las cuales la locomotora debe operar. =hora $eremos la performance de la locomotora.
ES+UER,O DE TRACCION Este es el esfuer"o disponible de las ruedas de la locomotora y no debe tomarse en cuenta el esfuer"o !ue debe reali"arse para propulsar la ma!uina propiamente dicha. El esfuer"o de traccin es e*presado en libras y debe estar en relacin con la $elocidad de la locomotora. ebe ser referido directamente al >6 de la locomotora, pero es limitada por la capacidad de la locomotora de trasmitir el total esfuer"o de traccin disponible, debido al limitado peso de la locomotora.
AD-ERENCIA La cantidad de empu#e !ue una locomotora puede desarrollar depende en &ran parte a la adhesin entre el riel y las ruedas. En rieles secos y limpios,
una locomotora e!uipada con ruedas de acero, pueden desarrollar un empu#e e!ui$alente a cerca del 2)9 de su propio peso. El peso mínimo de una locomotora debe ser, por lo tanto, no menor !ue cuatro $eces el esfuer"o de traccin re!uerido. 6or e#emplo? con 2)9 de adhesin, el esfuer"o de traccin m%*imo de una loco, de @,) ton toneladas cortas de 2000 libras/ debe ser7 (,;)0 lbs. 'lternati$amente, cuando la fuer"a de traccin re!uerida es conocida, el peso de la locomotora re!uerido es : 5uer"a de traccin 3 )00 A 4esistencia total/
+UER,A DE TRACCION La fuer"a de traccin es la fuer"a e#ercida por la locomotora en la barra de traccin, o la fuer"a neta disponible para mo$er el con$oy. 5uer"a de traccin en libras : Esfuer"o de Traccin A fuer"a para propulsar la locomotora
DESCRIPCION DE LOS COMPONENTES DE UNA LOCOMOTORA (. 1hasis compuesto de planchas de acero estructural soldadas eléctricamente, donde se montan los e!uipos para la propulsin y control. 2. Buspensin !ue pueden ser resortes helicoidales o también tacos de #ebe endurecidos el chasis de la locomotora descansa en el sistema de suspensin. @. 6ropulsin piñn catalina, corona dentada, tornillo sin fin? doble reduccin con piñones helicoidales, son las propulsiones usadas en locomotoras eléctricas en las locomotoras diesel. eneralmente se emplea los con$ertidores hidrost%ticos de tor!ue, como intermedio. C. 1asa de e#e7 Los e#es de la locomotora se apoyan en ca#as de e#e, dentro de estas est%n alo#ados ( 2 co#inetes y ( 2 retenes de &rasas las ca#as pueden ser m$iles o ser fi#os, se&ún el tipo de suspensin usado.
). 4uedas7 pueden ser slidas o con llantas, deben ser de acero de buena calidad, a fin de tener una buena adherencia y poseer adem%s e*celentes cualidades de traccin. D. 5reno7 "apatas de acero fundido de menor dure"a !ue el de ruedas pro$ocan el frenado de la locomotora, el accionamiento se efectúa mediante
bra"os
articulados
!ue
pueden
ser
accionados
mec%nicamente, hidr%ulicamente o neum%ticamente. ;. Motor7 Motores de corriente continua tipo serie, son usadas en las locomotoras de mina, por tener estos motores un alto par de arran!ue y poder re&ular su $elocidad en un amplio ran&o. Motores de corriente alterna son una posibilidad en futuras locomotoras. . 1ontrol7 Es el componente a tra$és del cual podemos arrancar, acelerar, detener y cambiar el sentido de marcha de la locomotoraA hay $arios tipos de control7 a/ Electroma&néticos b/ Electroneum%ticos c/ Tambores de le$as y contactos d/ Electrnicos7 Transistores. diodos y tiristores. F. -anco de resistencias7 consunto de resistencia !ue sir$en para $ariar • •
el $olta#e al motor o motores a fin de ir $ariando su $elocidad. Go se usa con controles electrnicos. 'dem%s sir$en para controlar el ampera#e de los motores. (0.Bistemas de proteccin y se&uridad7 >ombre muerto 4ele de sobrecar&a 5usible Lu" -ocina • • • • •
TIPOS DE LOCOMOTORAS: LOCOMOTORAS CON MOTOR DIESEL Esta locomotora con motor diesel se utili"a como carro de traccin para $a&onetas de transporte de car&a y de personal en el interior de las minas. Est% diseñada para ambientes con peli&ro de e*plosin, !ue contienen pol$o
de carbn &as metano 1>C hasta (,)9/. La locomotora consta de tres partes A dos cabinas y la parte central motri". La cabina est% diseñada para posibilitar al conductor7 comodidad, buena $isin del trayecto, se&uridad, el despla"amiento en sentidos contrarios, se&ún necesidad. 1ada cabina esta pro$ista de mandos, controles y dispositi$os de se&uridad autnomos. Es posible desmontar las cabinas para su me#or transporte y ensamblado en espacios reducidos en el interior de las minas. La unidad motri" es un motor diesel de cuatro tiempos, enfriado por lí!uido, con inyeccin no directa del combustible. La puesta en marcha del motor se reali"a por medio de un arrancador pneum%tico de ba#a presin. La potencia del motor es trasmitida a los e#es y a las ruedas por ca#as de $elocidad, situadas en los puentes. El sistema hidr%ulico de la traccin ase&ura un despla"amiento constante, con momentoApar m%*imo y el paso sua$e hacia altos par%metros de salida, sin alterar los par%metros iniciales del motor a combustin, con ptimas características din%micas y con proteccin antirecar&a del motor. La locomotora est% pro$ista de frenos operacionales muy efecti$os.
LOCOMOTORAS ELECTRICAS: Las Locomotoras eléctricas de mina son e!uipos fundamentales en el proceso de e*traccin de minerales, reali"ando múltiplos funciones, tales como7 Transportes personal, de ma!uinarias y e!uipos, de materiales y principalmente el transporte de mineral. Estas m%!uinas arrastran carros de un tren carros mineros/ y son impulsados por medio de motores !ue funcionan con 1. 1., constituidos por e!uipos y accesorios eléctricos y mec%nicos.
ada la importancia de sus acciones dentro de la mina es necesario !ue los Hmec%nicosA electricistasI y HmotoristasI coordinen estrechamente, es decir, !ue reparadores y operadores debemos estar con$encidos !ue se puede lo&rar eficiencia, producti$idad y se&uridad, con estos e!uipos, a base de un mantenimiento oportuno y de una operacin adecuada.
El despla"amiento de las locomotoras, es por medio de dos motores de 1orriente 1ontinua 11/, !ue hacen &irar las ruedas met%licas, para !ue formen la traccin en las líneas de riel. También e*isten L)c).)t)ras a /atería, !ue funcionan con una fuente de corriente electroA!uímica, !ue acumula, mantiene y suministra ener&ía
I0
L)c).)t)ras a 1atería
Las locomotoras mineras a batería ine*plosible, est%n destinadas para el transporte hori"ontal sobre rieles, especialmente en minas con medio húmedo y pol$oriento con ries&os de e*plosin del pol$illo de carbn y3 &as metano, son capaces de despla"arse por carriles con pendiente superables de hasta @)J 2K/ y a temperaturas desde A (0K1 hasta < @) K1. El diseño técnico de las locomotoras responde a las normas correspondientes para uso subterr%neo. Las locomotoras a batería son impulsadas por dos motores eléctricos trif%sicos asíncronos de e#ecucin ine*plosible, con enfriamiento autnomo y con re&ulacin de re$oluciones por con$ertidor de frecuencias, el cual facilita una marcha constante y frenado efecti$o, &aranti"ado por dos sistemas autnomos de frenos para ambos puentes, el freno electrodin%mico A con los motores eléctricos y ca#as de $elocidades y el frenando mec%nico de dos circuitos A directamente en las ruedas. Las locomotoras en al&unos modelos cuentan con una dos cabinas, cerradas, con $isin y mando para ambas direcciones de despla"amiento. El peso !ue una locomotora a batería puede #alar depende de7 (. 2. @. C.
Los caballos de fuer"a, El peso de la m%!uina !ue descansa en las ruedas propulsoras, La adhesin entre las ruedas y los rieles, y La resistencia al mo$imiento, esta depende a su $e" de7 resistencia al arran!ue y rodamiento resistencia a las cur$a resistencia a las &radientes
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I.1. Modelos de locomotoras a batería
I0!0
Venta2as l)c).)t)ras a 1atería
LOCOMOTORAS DIESEL
LOCOMOTORAS EL3CTRICAS
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Menor poder de arrastre3peso @000A@D00 hp isponibilidad )9 Menor costo capital ida útil ()A20 años
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Tienen m%s poder de arrastre
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3peso Mayor adhesin CAD e#es 2)A)0 , D0 >" D000 >6 Mayor costo capital Mayor $ida útil doble/ Mayor disponibilidad F)9/ Menor costo mantencin (32 a
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N/ Go hay almacena#e de iesel y
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problemas de con&elamiento. Operacin es limpia y sin
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contaminacin
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I040 C)nsideraci)nes de selecci5n La seleccin de las locomotoras como sistema de acarreo se basa en la
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comparacin del uso de camiones. La in$ersin inicial para el acarreo por locomotora representa apro*imadamente un )09 menos !ue la in$ersin inicial de los camiones
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de acarreo. 1ostos de operacin acarreo por locomotora apro*imadamente 2)9
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menos costos !ue los camiones de acarreo/. La capacidad de halado de las locomotoras es desde ( hasta D00 t por
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locomotora 4e!uerimientos de $entilacin en mina reducidos totalmente pues la
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locomotora no emite &ases contaminantes. ran potencial para automati"ar.
/I/LIOGRA+IA http733es.scribd.com3doc3;22F2@223BELE11+OGAEALO1OMOTO4'BA ELE1T4+1'BA6'4'AT4'-'POAEGAM+GE4+' http733es.scribd.com3doc3(0@F(F;23BeleccionALocoA-ateria
