Determinacion de la fuerza del motor
Para calcular la fuerza requerida, se usan las siguientes formulas:
Dónde:
K = Kilowatts de suministro a la locomotora
H = HP requeridos
0746 = factor de conversión de kilowatts a HP
e = eficiencia del motor
T = Fuerza de tracción de la locomotora, libras
S = Velocidad, millas por hora
375 = Factor de conversión de libras millas por hora a HP
0.95 = Factor de eficiencia en trasmisión de reducción simple
En el ejemplo:
T = 4500 libras
S = 10 km/hora = 6.214 millas/hora
Entonces:
=
78.5 HP
Considerando una eficiencia de motor de e = 0.90
=
65 kilowatts
Cambiavias de los rieles
Las siguientes recomendaciones son muy cercanas a las normas de la American MiningCongress:
Sapas: Para las trochas de 42 pulgadas se recomienda:
Sapas Nos. 2, 2 ½ y 3 para maniobras pequeñas.
Sapas Nos. 3, 4, 5 y 6 para rieles de transporte.
Sapas Nos. 5 y 6 para rieles de transporte especialmente para alta velocidad.
Agujas: La longitud de las agujas, números de las sapas y riel se deben usar como:
Agujas de 3 ½ pies de longitud y sapa Nro 2 para rieles de 20,30 y 40 libras.
Agujas de 5 pies de longitud y sapas Nros 2 ½ y 3 para rieles de 20,30 y 40 libras.
Agujas de 5 pies de longitud y sapas Nros 3 y 4 para rieles de 40, 50 y 60 libras.
Aguja de 7 ½ pies de longitud y sapas Nros 5 y 6 para rieles de 40,50 y 60 libras.
Aguja de 10 pies de longitud y sapa Nro 6 pueden ser utilizadas en lugares de cuidado con alternativa a la aguja de 7 ½ pies con sapa Nro 6.
Cambiavíasmás largas se usan, con frecuencias, en las minas en las que encontramos equipo pesado sobre rieles y las velocidades son altas.
Los dos primeros durmientes de un cambiavías deben estar espaciados a 20 pulgadas de centro a centro.
EJEMPLO 2:
Se tiene las siguientes condiciones de trabajo:
1. Longitud y gradiente de la línea riel del echadero al lugar de llenado de carros:
a = 1000 pies a + 0.6%
b = 700 pies a - 0.5%
c = 300 pies horizontales
2. Tiempos de transporte neto: 6 horas
3. Carros:
a = peso = 4000 libras
b = cojinetes = bocinas
4. Peso material roto por carro: 6000 libras
5. Número de carros por viaje: 10
6. Locomotora con ruedas de acero
7. Aceleración: 0.1 mphps
8. Factor de seguridad por batería: 25 %
9. Velocidad:
Promedio = 2.5 millas/hora
Maxima = 3.5 millas/hora
10. Resistencias:
Locomotora = 20 libras/tonelada
Carros = 30 libras/tonelada
Gradiente = 20 libras/tonelada
Se desea saber:
1. Peso de la locomotora
2. Número de viajes por locomotora por turno
3. Tonelaje transportado por locomotora por turno
4. Kilowatt/hora de capacidad total de las baterías
Solución:
1. Peso de la locomotora:
Aplicando:
Dónde:
W = (3 + 2) x 10 = 50 toneladas cortas
Considerando la gradiente más desfavorable +0.5 para una aceleración de 0.1 mphps
= 5.43 casi 6 toneladas cortas
Comprobación:
A. Resistencia unitaria del tren cargado:
Aplicando Rt = Rr + (G x 20)
= 20 + 0.5 x 20 = 30 lb/ton
Resistencia unitaria del tren descargado
Aplicando Rt = Rr + (G x 20)
= 20 + (0.6 x 20) = 32 lb/ton
C.Resistencia del tren cargado: 20 x 6 + 20 x 50 = 1120 libras
D. Resistencia del tren vacío: 20 x 6 +20 x 20 = 520 libras
E. Fuerza de tracción teórica de la locomotora sin arena: 6 x 0.25 = 1.5 toneladas cortas = 3000 libras
F.Porcentaje de fuerza de tracción utilizado:
Para tren cargado (100 x 1120)/3000 = 37.3%
Para tren descargado (100 x 520)/3000 = 17.3%
G.Porcentaje de fuerza para aceleración 100 – 37.7 = 62.3% que excede el 15% min.
2. Número de viajes por locomotora:
Considerando un minuto para llenado y otro minuto para vaciado por carro:
10 x 1 + 10 x 1 = 20 minutos por viaje
Tiempo de viaje por tren, utilizando la velocidad promedio:
= 18.2 minutos
Tiempo de viaje o ciclo: 20 + 18.2 = 38.2 minutos
Número de viajes por locomotora por turno: (6 x 60/38.2 = 9.42 casi 9 viajes
3. Tonelaje transportado por locomotora por turno:
9 viajes x 10 carros x 3 ton = 270 toneladas cortas
4. Capacidad de batería:
El tren viaja en las siguientes condiciones:
A. Cargado saliendo de la mina
a. 1000 pies a – 0.6% de gradiente
b. 700 pies a + 0.5% de gradiente
c. 300 pies horizontales
B. Descargado, entrando en la mina
a. 1000 pies a +0.6% de gradiente
b. 700 pies a -0.5% de gradiente
c. 300 pies horizontales
Para hallar losKw hora de cada sección, usamos la siguiente formula:
Kw
hora =
Dónde:
T = Tonelaje total de la carga rodante incluyendo la locomotora, toneladas cortas
D = Longitud de cada sección, pies
G = Gradiente, por ciento
Condición A, cargado:
T = 10 x (3 + 2) + 6 = 56 toneladas cortas
Kw hora =
= 0.573Kw hora =
= 0.891Kw hora =
= 0.286
Total Kw hora = 1.750
Descargado:
T = 10 x 20 + 6 = 26 toneladas cortas
Kw
hora =
= 0.620
Kw
hora =
= 0.414
Kw
hora =
= 0.133
Total Kw hora = 1.167
Total Kw hora por ciclo = 2.917
Total Kw hora por turno = 9 x 2.917 = 26.253
Considerando una eficiencia total del 63 % se tiene:
Capacidad de batería = 26.253/0.63 = 41.671 kw hora casi 42 kw hora
EJEMPLO: 3
Durante 4 horas efectivas se desea transportar 360 tc de mineral económico de la mina asía la tolva de concentradora con carros de 3 000 lbs de capacidad y peso de 1 880 lbs por carro, con ruedas de rodajes cilíndricos; el ciclo durará 10 minutos. La locomotora usa rodajes cónicos; la gradiente es 0,5%.
Hallar:
Número de viajes
Toneladas por viaje
Número de carros necesarios
Peso del tren con carga
SOLUCION:
Grafico
DETERMINACION DEL NUMERO DE VIAJES
NV = 4/((10min/ciclo)/(60 min/hora) = 24
DETERMINACION TONALADAS POR VIAJE
Ton/viaje = 360 TC/24 viajes = 15
DETERMINACION DEL NUMERO DE CARROS
N° carros = (15 * 2 000)/3 000 = 10
DETERMINACION DEL PESO DEL TREN CON CARGA
Peso tren carga = Pc + PL
PC= 10(1 880 + 3 000) = 48 800 lbs = 24 TC
PL = (24 * (20 + 10))/(500 - (10 + 10)) = 1,5 TC
= 24 + 1,5 = 25,5 TC
CONCLUSIONES
Pueden utilizarse para incrementar la productividad y lograr una ventaja competitiva en el mercado. Independientemente de su posición en el mercado, hoy día ninguna empresa puede descuidar la selección del equipo de manejo y la adopción de métodos mejores y más eficientes para el traslado de los materiales a trabes de la locomotora.
Las locomotoras a batería son máquinas muy eficientes para el transporte de material en minería subterránea.
Las locomotoras a trolley son equipos que pueden ser utilizados sin correr el riesgo de producir accidentes. Estos utilizan corriente continua.
Las locomotoras diésel utilizan fuente de energía producida por un motor de combustión interna.