PALA DE CABLE La pala de cable es uno de los equipos más utilizados en faenas mineras a cielo abierto debido a la productividad que puede alcanzar en las operaciones de carga, respondiendo a la tendencia de las empresas mineras de mover una mayor cantidad de material (mineral y estéril). En general, las palas de cable son equipos de gran envergadura, que alcanzan elevadas producciones, con costos unitarios bajos y una alta disponibilidad mecánica.
Características de las palas de cable En minera, la clasificaci!n de los equipos de carguo se basa principalmente en la capacidad del balde, que se e"presa en yardas o m#. En la actualidad, la capacidad del balde puede sobrepasar las $% yardas. E"isten dos tipos de palas de cable& Las palas que cargan sobre otros equipos (camiones), que son las más utilizadas. 'alas que descargan directamente sobre el lugar lugar de dep!sito.
PARTES DE LA PALA
VENTAJAS DE LAS PALAS DE CABLE Las caractersticas más significativas de las palas de cable son las siguientes& 'ueden e"cavar a alturas entre los % y *% m. 'ueden descargar a alturas entre los $ y * m. 'oseen un sistema de traslaci!n sobre una oruga y su accionamiento es eléctrico. La e"cavaci!n se realiza mediante la combinaci!n de dos movimientos& elevaci!n y empuje. +on máquinas pesadas y robustas, adecuadas para trabajar en cualquier tipo de material. 'ermiten el arranque directo de materiales compactos, aunque en mucos casos se acondiciona el material a la carga mediante tronadura. -ienen alta fiabilidad, debido a un diseo ampliamente probado, con buena disponibilidad y utilizaci!n efectiva. 'ueden remontar pendientes reducidas, pero no es aconsejable que operen inclinadas debido a posibles problemas en el sistema de giro de la máquina.
Las caractersticas más significativas de las palas de cable son las siguientes& 'ueden e"cavar a alturas entre los % y *% m. 'ueden descargar a alturas entre los $ y * m. 'oseen un sistema de traslaci!n sobre una oruga y su accionamiento es eléctrico. La e"cavaci!n se realiza mediante la combinaci!n de dos movimientos& elevaci!n y empuje. +on máquinas pesadas y robustas, adecuadas para trabajar en cualquier tipo de material. 'ermiten el arranque directo de materiales compactos, aunque en mucos casos se acondiciona el material a la carga mediante tronadura. -ienen alta fiabilidad, debido a un diseo ampliamente probado, con buena disponibilidad y utilizaci!n efectiva. 'ueden remontar pendientes reducidas, pero no es aconsejable que operen inclinadas debido a posibles problemas en el sistema de giro de la máquina.
La pala eléctrica consta de tres ensamblajes maores! la parte in"erior# la parte s$perior el implemento con s$ balde%
LIMITACIONES DE LAS PALAS DE CABLE /o son adecuadas para cargas selectivas de material. 'resentan una reducida capacidad de e"cavaci!n (menos que las orugas). 0equieren de un equipo au"iliar que constantemente mejore la pila de material por cargar. 1eneralmente son tractores sobre orugas (bulldozer) o ruedas. 0equieren operadores altamente calificados. 'ueden dificultar las labores, puesto que las mantenciones se realizan en la misma faena minera. 'or su alto precio, s!lo son consideradas en proyectos de gran escala y duraci!n.
DESCR&PC&'N (ENERAL DEL E)*&P+
&n"raestr$ct$ra Las palas de cable tienen una infraestructura montada sobre dos carros de orugas, lo que les permite posicionarse adecuadamente en los lugares de trabajo, y trasladarse a baja velocidad. En este conjunto va instalado el mecanismo de traslaci!n y direcci!n, aunque en algunos equipos el motor correspondiente vaya montado en la plataforma superior. -odo el equipamiento eléctrico va por la infraestructura.
S$perestr$ct$ra +obre la infraestructura se instala la superestructura giratoria, que consiste en una plataforma capaz de girar en #$% grados en ambos sentidos. La superestructura está cubierta por un abitáculo cerrado y presurizado, que impide la entrada de polvo en los sistemas de accionamiento y control, tanto de la funci!n de carga como de la de giro montadas sobre ella. En la parte delantera del abitáculo se ubica el equipo frontal de e"cavaci!n y la cabina del operador. En la trasera está el contrapeso.
Estr$ct$ras de operaci,n La operaci!n de carga de una pala de cable se realiza mediante la combinaci!n de dos funciones ejecutadas por dos mecanismos distintos& 2ecanismo de elevaci!n, que trabaja mediante el cable de elevaci!n, que se enrolla en su correspondiente tambor. 2ecanismo de empuje 3 retroceso, que se realiza por medio de un mecanismo pi!n y cremallera instalado en la pluma o también mediante cables y un tambor montados en la superestructura, todos accionados por motores eléctricos. La descarga se realiza una vez que la superestructura a girado asta situarse sobre la unidad de transporte (cami!n). En ese momento, un motor eléctrico ubicado en la pluma acciona, mediante un cable, el cerrojo de la compuerta para descargar el material.
+istemas y mecanismos de funcionamiento +istema eléctrico
Alimentaci,n La alimentaci!n a las palas de cable, en alta tensi!n, se realiza desde la red trifásica de distribuci!n de la e"plotaci!n. La tensi!n de dica red (4 a 54 67) es muy superior a la utilizada normalmente por las e"cavadoras (#,# a 8,* 67), por lo que se necesita una transformaci!n intermedia que se ace mediante una subestaci!n, normalmente m!vil y situada en la propia faena minera. El cable fle"ible que llega a la máquina por la parte trasera conduce la corriente a la superestructura giratoria, donde se encuentra la mayora de los mecanismos y todos los sistemas de mando y control.
Accionamiento eléctrico 9uando la electricidad se introdujo como fuente de energa por razones de rendimiento y costo, su empleo se izo en corriente continua. La utilizaci!n de motores de corriente continua, en vez de alterna, se izo porque el par de salida por amperio consumido es má"imo y su doble alimentaci!n suministraba control y fle"ibilidad lo suficientemente buenos. La relaci!n entre par (intensidad) y velocidad (tensi!n) de estos motores los aca ideales para esta aplicaci!n.
Los mo-imientos primarios de la pala eléctrica son! 'ropulsi!n 1iro :zaje Empuje y retracci!n del balde
EL MOVIMIENTO DE PROPULSIÓN SIRVE PARA MOVER LA MAQUINA DE UN LUGAR DE EXCAVACIÓN A OTRO.
, SUPERIOR DE LA PALA ES GIRATORIA RESPECTO A LA PARTE BAJA Y VA CENTRADA POR UN PIN MONTADO EN LA PARTE BAJA.
EL .+V&.&ENT+ DE &/AJE EN LAS PALAS EL CTR&CAS C+NS&STE EN *N CABLE ENV*ELT+ EN *N TA.B+R EL C*AL ES (&RAD+ P+R L+S .+T+RES EL0CTR&C+S DEL &/AJE%
EL .+V&.&ENT+ DE E.P*JE EN *NA PALA EL0CTR&CA SE RE1&ERE AL .+V&.&ENT+ DEL BALDE# .+V&.&ENT+ DESDE LA .A)*&NA 2AC&A EL 1RENTE DE CAR(A%
EL BALDE SE APERT*RA P+R *N .ECAN&S.+ C+NTR+LAD+ DESDE LA CAB&NA 3 SE C&ERRA P+R EL C+NTACT+ C+N EL S*EL+% CABLE
S$perestr$ct$ra 4iratoria En la plataforma de la superestructura van instalados todos los sistemas de mando y control eléctrico de los distintos mecanismos. En su parte delantera están implantados los apoyos de la pluma, el soporte y estructura principal del equipo de e"cavaci!n y del bastidor en ;<;, que mantiene a la pluma en posici!n mediante los cables de suspensi!n. 9omo estos apoyos son fle"ibles y la pluma puede ser elevada, para casos de una elevaci!n descontrolada o de la aplicaci!n de e"cesivo empuje e"iste un interruptor ;fin de carrera; que impide que la pluma caiga sobre la máquina.
.ecanismo de ele-aci,n La elevaci!n del balde de la pala se ace siempre mediante cables, por lo que el mecanismo está compuesto por uno o dos motores eléctricos y una transmisi!n por engranajes que llegan asta el tambor de enrollamiento, controlando el balde de buena forma. El mecanismo de elevaci!n lleva un freno de zapata, accionado por un muelle, que permite mantener el balde elevado durante los desplazamientos de la máquina. El freno se quita neumáticamente para trabajar desde la cabina del operador mediante el control eléctrico.
.ecanismos de emp$je retroceso del balde E"isten diferentes mecanismos para accionar el empuje del balde. Las palas marca =ucyrus transmiten al brazo los movimientos de empuje y retroceso en la e"cavaci!n mediante cables. El mecanismo que los acciona va situado en el centro del lado delantero de la superestructura. >tro sistema consiste en un mecanismo de pi!n y cremallera, accionado por un motor eléctrico o idráulico. -odo el conjunto va montado al aire sobre la pluma, cerca de la guiadera, por lo que aumenta la inercia en el giro de la máquina.
.ecanismo de 4iro 'ermite el giro en #$% grados, en cualquiera de los dos sentidos, de toda la superestructura respecto de la infraestructura apoyada sobre el suelo. El movimiento parte de uno o más motores, situados verticalmente en la plataforma superior. La transmisi!n se realiza por medio de engranajes rectos, cuyo ?ltimo eje atraviesa la superestructura.
.ecanismo de traslaci,n direcci,n +i bien para los equipos pequeos el mismo motor de elevaci!n sirve para acer la traslaci!n, los diseos modernos instalan motores independientes de traslaci!n en la parte trasera de la infraestructura. @n motor ?nico, con transmisi!n independiente para cada oruga, frenos y embragues de mandbulas o discos, suministra las direcciones deseadas.
&n"raestr$ct$ra bastidores de or$4a 9onsiste en una robusta estructura que soporta toda la máquina, montada en dos bastidores de orugas sobre los que la pala realiza los desplazamientos. +obre ella gira la superestructura encargada de ejecutar la carga y descarga del balde, estando el eje de giro o pivote central alojado en el centro de la infraestructura. 'ara ello, ésta lleva en su parte superior la corona dentada de giro y la pista inferior del crculo de rodillos.
Sistema ne$m5tico El aire comprimido que acciona los frenos y embragues se produce en un grupo motoAcompresor situado dentro de la cabina presurizada de la plataforma giratoria. El motor es de corriente alterna a baja tensi!n.
Cables de accionamiento Los cables de empuje y retroceso son independientes, pero poseen un tambor de enrollamiento en com?n, pues forman un conjunto accionado por el mismo motor. El ajuste o tensado del sistema se realiza sobre el de retroceso, mediante un mecanismo en el brazo, una vez que el de empuje a sido convenientemente fijado.
Balde El balde se sit?a en el e"tremo del brazo y está unido a él mediante pernos que permiten facilitar su reemplazo o modificar la inclinaci!n. 2ontado sobre un brazo (empuje3retroceso), el balde es elevado por los cables amarrados a él, que pasan por las poleas situadas en el e"tremo de la pluma. 0especto del brazo, éste transmite la fuerza de empuje necesaria para penetrar en el material por cargar, para lo que se desliza en una guiadera pivotante, permitiendo realizar cortes completos con distintos perfiles de e"cavaci!n.
'or lo general, los baldes son robustos y pesados de acuerdo con las e"igencias del trabajo. Los aceros de alta resistencia utilizados poseen pesos especficos de .4%% 6g3m#. La geometra de diseo de baldes de los diferentes fabricantes puede variar significativamente, por lo que es muy importante considerar los siguientes cinco parámetros& Bngulo de ataque Bngulo de e"cavaci!n
El Ciclo de trabajo El ciclo de trabajo para la pala eléctrica consta de cuatro fases& 9arga. 1iro acia el cami!n. Cescarga. 0etorno al banco.
CARGA
GIRO HACIA EL CAMION
DESCARGA AL CAMION
RETORNO AL BANCO
LA 1ASE DE P+S&C&+NA.&ENT+ &NV+L*CRA EL *S+ DE LA PR+P*LS&'N PARA .+VER LA .A)*&NA CERCA DEL 1RENTE DE CAR(A A LA P+S&C&'N DE CAR(A%
