Diseño Locomotoras Trolley

IVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DE INGENIER A cultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas

Diseño en Ingeniería

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

TEMA: SISTEMAS DE TRANSMISIÓN EN LOCOMOTORAS TROLLEY

ENTREGABLE N°1

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CURSO: Diseño en Ingeniería

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PROFESORES: Ing. Alfredo Rolando Agüero

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ALUMNOS: SAAVEDRA PABLO, CÉSAR PALOMINO MINAYA, JOHAN MENDOZA TORIBIO, JHON

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FECHA: 08 de mayo del 2015

2015-I 1

IVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER A cultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas


ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 1.

LOCOMOTORAS MINERAS

1.1 Características Generales 2.

TIPOS DE LOCOMOTORAS

2.1 Locomotoras a trolley - TL 2.2 Locomotoras eléctricas acumulativas - AL 2.3 Locomotoras con motor diesel - DL 2.4 Locomotoras con motor diesel para carriles de vía estrecha – DSL 3.

CARACTERÍSTICAS DE LAS LOCOMOTORAS TROLLEY

3.1 Locomotoras Trolley Tipo LT-15 3.2 Locomotoras Trolley Tipo LT-12 3.3 Locomotoras Trolley Tipo LT-10 3.4 Locomotoras Trolley Tipo LT-10 4. FUNCIONAMIENTO

4.1 Ventajas 4.2 Beneficios 5. APLICACIÓN

6. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCION 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 tanto a batería como en sistema trolley desde 2TM hasta 20 TM de peso adherente. La fabricación de estos equipos se realiza bajo un estricto control de calidad. Las proveedoras cuentan con un área de ingeniería mecánico y eléctrico y una planta de ensamblaje muy bien implementados. Asimismo, entre los últimos desarrollos se encuentran locomotoras de 15 y 20 toneladas métricas de peso adherente para acarreo de minerales de hasta 200 TM por viaje en túneles de extracción principal. Entre las principales características de estos equipos se encuentran el uso de controles electrónicos de última generación IGBT para uso específico en minas subterráneas (o de controles electromecánicos especialmente diseñados para esas potencias), sistemas de freno neumáticos, y potencias de 120 hp hasta 150 hp 250 vdc con motores DC de tracción importados. Además, estos equipos cuentan con sistemas de protección eléctrica mejorados con componentes de alta calidad.

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SISTEMAS DE TRANSMISIÓN EN LOCOMOTORAS TROLLEY 1. LOCOMOTORAS MINERAS Se denomina así a cualquier tipo de vehículo autopropulsado utilizado en vías férreas o ferrocarriles para impulsar o arrastrar otros tipos de unidades rodantes. Las locomotoras se diferencian de otros tipos de vehículos de vías férreas autopropulsados en que sólo se utilizan como unidades de arrastre y no están diseñadas para el transporte de pasajeros o de cargas. Pueden ser a vapor Eléctricas o Diésel, sin embargo esta última es la más utilizadas para el traslado de cargas puesto que no están expuestas a la falla del suministro eléctrico y son menos contaminantes que las de vapor. Las locomotoras son utilizadas para el traslado de cargas cuando se tienen áreas para el traslado ya definidas y que además la ruta a cubrir esta establecida y está acordado que será la misma durante largo tiempo. Inicialmente constituyen una fuerte inversión. Entre las principales características de estos equipos se encuentran el uso de controles electrónicos de última generación IGBT para uso específico en minas subterráneas (o de controles electromecánicos especialmente diseñados para esas potencias), sistemas de freno neumáticos, y potencias de 120hp hasta 150hp 250vdc con motores DC de tracción importados. Además, estos equipos cuentan con sistemas de protección eléctrica mejorados con componentes de alta calidad. 1.1 Características Generales

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Destacan sus principales características técnicas •De 2 hasta 20 ton. •Transmisiones de Corona / tornillo sin fin •Transmisiones de Doble Reducción •Motores de tracción •Controles Electromecánicos •Controles Electrónicos IGBT •Diseñadas

para

Trabajos

y

condiciones

extremas. •Facilidad y bajo costo de mantenimiento

2. TIPOS DE LOCOMOTORAS 2.1 Locomotoras a trolley - TL Las locomotoras a trolley – TL están destinadas para el transporte horizontal sobre rieles en las minas con el medio húmedo y polvoriento sin riesgo de explosión de los polvos de carbón y los gases metanos. Locomotoras están impulsadas por dos motores eléctricos trifásicos asíncronos con el enfriamiento autónomo y con la variación de revoluciones por convertidor de frecuencias, el cual facilita una marcha constante y el frenado efectivo. El freno está garantizado por dos sistemas de frenos independientes para los ambos puentes, el freno electrodinámico - con los motores eléctricos y las cajas de velocidades, y los frenos mecánicos de dos circuitos - directamente en las ruedas. Locomotoras tienen la cabina posible de cerrar y también tiene panel de control en las dos direcciones. 5



Somos capaces de suministrar a único sistema de control de locomotoras a trole. La comunicación entre dos locomotoras de tándem está suministrada por el bluetooth. Las dos locomotoras separadas están unidas en una unidad, entonces estas dos locomotoras están propulsadas de un sitio.

2.2

Locomotoras eléctricas acumulativas - AL Están destinadas para el transporte horizontal sobre rieles ante todo en las minas con ambiente polvoriento con riesgos de la explosión del polvillo de carbón y gas metano, certificadas según ATEX. Estas locomotoras pueden trabajar en ruta inclinada hasta 35‰

(2°), y en el ambiente con la humedad y a la temperatura desde -10°C hasta +35°C. Construcción de las locomotoras mineras es con la conformidad de EN 1710. Locomotoras AL son impulsas por dos motores eléctricos asíncronos con el enfriamiento autónomo y con la regulación de revoluciones por convertidor de frecuencias el cual facilita una marcha constante y frenado efectivo. Frenado está garantizado por dos sistemas autónomos de frenos. Los dos puentes, el freno electrodinámico- con los motores eléctricos

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y el frenado mecánico de dos circuiotos- directamente en las ruedas. Locomotoras tienen la cabina posible de cerrar y con la vista, y tiene el panel de control en las dos direcciones.

2.3 motor diesel -

Locomotoras con DL

Locomotora con motor diesel- DL es la principal fuerza motriz en las vías en las minas en las que son: el polvo de carbón y las gases naturales. La mina tiene una ruta inclinada hasta 35‰ (2°). Las locomotoras están

compuestas de tres partes: dos cabinas y el parte central motri z con el motor de combustión interna con la transmisión hidrostática. La unidad de mando es “cuatro“ – a tracción del motor diesel y con enfriamiento con agua.

La transmisión de la potencia, se realiza a través del Rexroth sistema hidráulico con el control de la potencia automática usando las cajas de engranajes interconectadas en los ejes. El aumento de la seguridad está garantizado por el sistema de control de la temperatura, la presión, el nivel de agua, la contaminación del filtro, la presencia del gas natural y métano (CH4) en el aire y en el caso que los valores superan permisibles, se detenga el motor con la indicación de la tierra en el tablero indicador. 2.4 Locomotoras con motor diesel para carriles de vía estrecha - DSL Estas locomotoras son diseñadas para el transporte horizontal sobre rieles. Están certificadas de acuerdo con las normas europeas de la seguridad y cumplen con sus 7



requisitos. Pueden trabajar en la ruta inclinada hasta 35‰, con ancho de vía de 500 a 1435

mm, en una temperatura de ambiente de -35°C hasta +40°C. Locomotoras pesan de 5t a 22t; la cabina individual de diseño compacto, la cabina está elevada con la vista a ambos sentidos de la marcha. Los motores diesel tienen la potencia de 35t a 250 kilovatios. La transmisión hidrostática se utiliza para transmitir par de torsión desde el motor hasta el eje de engranajes que proporciona un funcionamiento sin problemas a lo largo de todo la amplitud de la velocidad por una palanca. El chasis es de tipo de doble eje, la transmisión al segundo eje está asegurada por el árbol de transmisión. Las ruedas de viaje se aseguran con bordes intercambiables. Suspensión de las locomotoras está proporcionada por bloques elásticos de caucho-metal de forma sagital.

3. CARACTERÍSTICAS DE LAS LOCOMOTORAS TROLLEY 3.1 Locomotoras Trolley Tipo LT-15 Peso: 15 Ton Potencia HP / Motor: 02 motores 62HP Voltaje VDC: 250 VCD 8



Transmisión: 02 Piñones – Catalina Freno: Neumático y mecánico de articulación con bloques y palanca

3.2 Locomotoras

Trolley Tipo LT-12

Peso: 12 Ton Potencia HP / Motor: 02 motores 60HP Voltaje VDC: 250 VCD Transmisión: Piñón y Catalina Freno: Neumático y mecánico de articulación con bloques y palanca

3.3 Locomotoras

Trolley Tipo LT-10

Peso: 10 Ton Potencia HP / Motor: 02 motores 45HP Voltaje VDC: 250 VCD Transmisión: 02 Cajas de Reducción - Corona de Bronce / Tornillo sin fin Freno: Neumático y mecánico de articulación con bloques y palanca 9



3.4 Locomotoras Trolley Tipo LT-10 Peso: 8 Ton Potencia HP / Motor: 02 motores 45HP Voltaje VDC: 250 VCD Transmisión: 02 Cajas de Reducción - Corona de Bronce / Tornillo sin fin Freno: Neumático y mecánico de articulación con bloques y palanca

4. FUNCIONAMIENTO

4.1 Ventajas 10



Los largos recorridos y las pendientes en el sector minero ofrecen una oportunidad para el transporte asistido con trolley,. ● Cada tonelada agregada al camión en sí es una tonelada menos de mineral que se transporta. ● Mantener el peso bruto vehicular en los camiones tan bajo como sea posible también es importante, por lo que el consumo de energía se limita al transporte de mineral 4.2 Beneficios Aparte de la obvia reducción en el costo del combustible, otras ventajas se destacan, incluyendo: ●

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●

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Capacidad de producción incrementada de la mina y reducción en el número de camiones debido a la mayor velocidad de éstos en sistema trolley (mejor utilización de la flota). Mayor accesibilidad a las partes más profundas de la mina. Los camiones con sistema trolley son capaces de enfrentar mayores gradientes y operan con carga plena por periodos prolongados. Reducción en los costos de mantención de los camiones, en particular en los motores diésel, los cuales normalmente sufren el mayor desgaste mientras operan a plena carga en la rampa. Aumento de la disponibilidad y disminución de los costos del ciclo de vida para el motor diésel (menos horas de funcionamiento). Disponibilidad para manejar una amplia gama de voltajes de línea. Capacidad para avanzar en línea a cualquier velocidad y carga. Y mejoras ambientales (bajas emisiones y menor ruido.

5. APLICACIONES

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Las locomotoras a trolley tienen su campo de aplicación en la minería. Están destinadas para el transporte horizontal sobre rieles, especialmente en minas con medio húmedo y polvoriento sin riesgo de explosión de los polvos de carbón y gases metano. Es capaz de deslazarse por carriles con pendiente superables de hasta 25% (2°) y a temperaturas desde -10° hasta +35°.

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CONCLUSIONES ●

Alcanzar niveles de eficiencia y seguridad en el transporte de minerales exige el uso de locomotoras a trolley en niveles horizontales y donde no se presenten riesgos de explosión.

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Es capaz de desplazarse por carriles con pendiente superable de hasta 35‰ (2°) y

a temperaturas desde - 10 hasta + 35 °C. ● La línea trolley ofrece la energía para aumentar de la velocidad del camión, extendiendo los intervalos entre las revisiones del motor y reduciendo costos. Hasta la fecha, Siemens es la única empresa que ofrece soluciones trolley camiones AC en el rango ultra class.

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BIBLIOGRAFÍA ● http://www.locomotion-slovakia.sk/es/trolley-locomotives/ ● http://www.tecnologiaminera.com/tm/d/novedad.php?id=78 ● http://www.imim.com.pe/locomotora_trolley.html ● http://www.serminsa.com/prod_detail.php?prod=6 ● 1. J. Mazumdar and W. Koellner; “System and Method for Reinjection of Retard Energy in a Trolley Based IGBT Electric Truck,” U.S. patent application filed 2009.

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2. J. Mazumdar and W. Koellner; “Peak Demand Reduction in Mining Haul Trucks Utilizing an On-Board Energy Storage System,” U.S. patent application filed 2009.

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Diseño Locomotoras Trolley

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