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1.3.1.-Tren de potencia
El Tren de potencia de un Dumper est formado por una serie de
componentes que van desde el motor diesel hasta las ruedas
motrices, es decir, hasta el eje trasero. El Sistema Motriz de los
Volquetes Rgidos depende en gran parte del tamao del Volquete y del
propio fabricante. Desde las 35 toneladas hasta cargas de 100/110
toneladas, lo normal es que se utilice la Transmisin Hidrulica,
mientras que a partir de este tamao, por regla general se va a
Dumpers Diesel / Elctricos. Como los ms corrientes son los
primeros, nos centraremos en ellos.
En estos Volquetes, el Tren de Potencia se compone de: - Motor
Diesel- Convertidor de Par - Caja de Cambios- Grupo Cnico -
Diferencial- Mandos Finales
Analizaremos brevemente las caractersticas el Funcionamiento
Elemental de cada uno de estos componentes.
1.3.2.-Motor diesel
Como en cualquier Mquina, el Motor diesel es fundamental en el
dumper,
porque genera potencia para el movimiento de toda la mquina, y
suficiente
cantidad de fluidos tales como aire, agua y aceite en circulacin
para que tanto
la direccin como los frenos funcionen correctamente.
Se trata normalmente de motores que superan las 2.200 r.p.m.,
con
sistema de admisin por turboalimentador y post-enfriador, cuyo
par mximo se
encuentra alrededor de las 1.600 r.p.m.
Al ser motores de gran cilindrada, es normal que sean de bloque
en V, para
reducir su longitud.
En un Volquete, el Motor est sometido a unos esfuerzos que
suelen ser muy
superiores a los que se someten los de otros tipos de Mquinas;
con frecuencia,
suelen subir cargados, superando resistencias totales prximas al
20-25%, lo que
les obliga a funcionar siempre en un rgimen de revoluciones
prximo al de
potencia mxima. Cuando las circunstancias son, en principio, ms
favorables,
como es el caso de bajar las rampas con carga, el desahogo del
motor es mayor,
pero aparece un grave peligro para l: que el rgimen de
revoluciones del motor
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supere el establecido por el fabricante, lo que se conoce
normalmente como
pasar de vueltas al motor, que suele traer consecuencias
funestas.
Cuando hablamos de traccin diesel / elctrica, la misin del motor
es similar a
la que tiene en los Grupos Electrgenos; consiste en mover un
alternador que
genera la corriente necesaria para enviar a los motores
elctricos que, en
nmero variable, accionan el eje trasero. En este caso, el motor
est trabajando
en un rgimen de potencia continua, que le es muy favorable,
desapareciendo el
riesgo de exceso de revoluciones aunque tenga que bajar las
rampas cargado.
En cualquier caso, el Motor diesel siempre es un elemento que
precisa una
atencin especial en el funcionamiento de sus componentes y,
sobre todo, en el
de sus Sistemas de Engrase, refrigeracin, Admisin e Inyeccin. Su
arranque
suele ser elctrico por batera y motor de arranque a 24 voltios,
si bien en los
modelos de mayor tamao, el arranque es por medios neumticos.
1.3.3.-Convertidor de par
Al igual que sucede en cualquier mquina, el Convertidor de par
en un Volquete
tiene dos misiones:
1.-Aumentar el par que entrega el motor.
2.-Actuar de acoplamiento elstico entre ste y el resto del Tren
de
potencia.
El Convertidor de Par, aumenta la fuerza del motor para
conseguir un arranque
en cualquier punto del recorrido, pero, durante el transporte se
intenta que la
transmisin del movimiento se haga de forma directa, que es la
que ofrece un
mejor rendimiento.
Por eso, lo habitual es que, a partir de una cierta velocidad en
la caja de
cambios, que vara de unos fabricantes a otros, se accione un
embrague de
bloqueo con lo que el convertidor deja de aumentar el par del
motor, y gira como
un nico elemento para conseguir la transmisin directa que es la
que, adems
de proporcionar un mejor rendimiento, permite contar con la
retencin del
motor cuando se baja por una pendiente
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Para amortiguar los tirones que se producen en los cambios de
velocidad, que
suelen ser automticos, interesa que el convertidor funcione como
acople
elstico, y sea l quien soporte la retencin que, de otra forma,
llegara hasta el
motor; para ello, el embrague se suelta un instante antes del
cambio, y, a rengln
seguido, cuando el cambio ya se ha realizado, volver a la
situacin de bloqueo.
Normalmente, el convertidor queda suelto mientras el volquete
est en primera
velocidad, punto muerto y retroceso, que son las marchas en las
que, por una
parte se necesita ms par en la rueda y por otra va a moverse con
menor
velocidad.
Al igual que sucede con otras mquinas que utilizan Convertidor
de Par, hay que
vigilar dos cosas:
La Temperatura que alcanza el aceite, aspecto que en un dumper
con
transmisin automtica rara vez representa un problema a menos que
haya una
avera puesto que solo entra en carga en las tres marchas que
hemos visto
anteriormente.
Prever el momento en que se va a producir un cambio de
velocidad, porque, un
instante antes, se va a soltar el embrague que lo mantiene
bloqueado, con lo que
la retencin que nos proporciona el motor si estamos bajando una
pendiente,
desaparece, y el volquete se lanza lo que puede suponer un
riesgo de
deslizamiento.
1.3.4.-Caja de cambios
En los Volquetes Rgidos que estamos estudiando, lo normal es
que, hasta las
100-110 toneladas de carga til, monten Transmisiones Hidrulicas;
los de
Capacidades superiores, pueden ser de transmisin hidrulica o
elctrica, segn
las diferentes marcas.
Los primeros utilizan Cajas con trenes de engranajes que se
accionan por
embragues accionados por aceite. Suelen ser automticas, con un
nmero de
velocidades que vara con los modelos y con los distintos
fabricantes. Esto
permite que la Transmisin cambie de una marcha a otra de forma
automtica,
segn sean las condiciones de la pista en lo que respecta a
pendientes. Los
cambios se realizan automticamente en funcin, bien de las
revoluciones del
motor o bien de la velocidad de desplazamiento.
Como proteccin suelen llevar dispositivos que impiden:
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-Las reducciones mal hechas que puedan pasar al motor de
vueltas.
-La conexin de la marcha atrs mientras se est levantando la
caja.
-El cambio a marcha atrs mientras el dumper se mueve en
avance.
En los ltimos 10-15 aos, se han introducido Sistemas Electrnicos
para
controlar los cambios, con una serie variable de parmetros que
son capaces de
relacionar los diferentes valores de presin, temperatura,
velocidad, etc., con
que funcionan los diferentes componentes del Tren de
Potencia.
Aunque los cambios sean automticos, el operador siempre tiene la
posibilidad
de realizarlos manualmente, segn sea la forma en que utilice el
correspondiente
control.
1.3.5.-Grupo cnico, diferencial y mandos finales
Son los tres ltimos componentes del Tres de Potencia, y se
encuentran de forma
sucesiva a la salida de la Caja de Cambios.
El Grupo Cnico, situado inmediatamente despus de la Caja de
Cambios,
produce un cambio de orientacin en el eje de giro; en efecto,
desde que el
movimiento sale del motor, los ejes de los diferentes
componentes que le siguen
estarn a mayor o menor distancia del suelo, pero siempre los
ejes respecto de
los cuales se produce el giro son paralelos unos a otros. Sin
embargo, los ejes
alrededor de los que giran las ruedas no estn en esta posicin,
sino que su
direccin es perpendicular a la que tienen los ejes anteriores.
Esta es la misin
fundamental del Grupo Cnico: cambiar el plano en el que se
encuentra el eje de
giro a uno perpendicular. Al mismo tiempo, se aprovecha para
hacer una
importante reduccin en su velocidad, lo que aumenta el par de
salida
El Diferencial es un componente distinto al Grupo Cnico; aunque
se confunden
con cierta frecuencia, no son la misma cosa; el diferencial es
una parte del propio
grupo cnico en mquinas de ruedas, mientras que las mquinas de
cadenas, no
llevan diferencial, pero s que montan grupo. En efecto, en las
Mquinas de
Ruedas, la direccin permite que se realicen giros cerrados,
sobre todo con las
Mquinas Articuladas como las Palas de Ruedas.
Al dar una curva, se produce una situacin tal que la rueda que
marcha por
el exterior de la curva, debe recorrer un camino ms largo que la
que circula por
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el interior; como ambas van sobre el mismo eje, las dos parten
al mismo tiempo
del inicio de la curva, y las dos han de llegar al final tambin
al mismo tiempo. Se
necesita por tanto, que giren a diferente velocidad. Si el eje
es rgido, esto no
sera posible, por lo que hay que utilizar un mecanismo que
permita esa
diferencia de velocidad, y esa es la misin del Diferencial.
En una Mquina de Movimiento de Tierras, que se mueve
frecuentemente
en terrenos con poca traccin, el Diferencial es un mal
necesario, porque
favorece el deslizamiento de uno de los dos lados si hay
diferente agarre entre
las ruedas del mismo eje. El movimiento siempre se ir al punto
que le resulte
ms fcil, lo que favorece el patinaje de los neumticos.
Por esta razn, los fabricantes suelen utilizar dispositivos
tales como
diferenciales de deslizamiento limitado, autoblocantes, con un
control
electrnico de la traccin etc., que les permitan para paliar este
inconveniente.
Por su parte, los Mandos Finales son el punto en el que se logra
una
reduccin ms fuerte. Son de tipo planetario, con palieres
flotantes que no
soportan el peso del Volquete.
1.3.6.-Frenos y sistemas de frenado
Debido a que los Volquetes circulan a velocidades importantes,
que pueden
llegar a los 70 Km/h., y a que en su trabajo van a circular por
pendientes
importantes, que unas veces bajarn en vaco pero otras lo harn
con carga, los
frenos son, sin duda, el componente ms importante, sobre todo
desde el punto
de vista de la Seguridad.
Aunque hay diferencias muy notables entre los distintos
fabricantes, lo ms
normal es que los frenos del eje posterior sean los que
presentan una mayor
capacidad de frenado, no en vano por una parte soportan las dos
terceras partes
del peso total cuando estn cargados, y por otra se montan en el
eje que tiene
traccin.
Por esta razn, los fabricantes se han decantado por utilizar los
frenos de discos
mltiples en bao de aceite, que son los que acumulan mayor
superficie de
frenado en un espacio ms pequeo, al tiempo que el aceite que
circula por su
interior, permite evacuar el calor que se produce durante su
uso.
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Por lo que se refiere a los frenos del eje delantero, no es
necesario que
dispongan de tanta capacidad de frenado porque este eje no tiene
traccin, y, si
se utiliza un freno excesivamente enrgico, puede dar lugar a que
las ruedas
delanteras se bloqueen, lo que supondra una prdida de la
direccin y, por lo
tanto, un riesgo de accidente.
Con frecuencia, los frenos delanteros son de disco en seco, que
presentan una
frenada progresiva y tienen fcil refrigeracin por la propia
corriente de aire que
los atraviesa mientras se desplaza el Volquete
En algunas marcas se prefiere utilizar frenos de zapata, que dan
una sensacin
ms enrgica a la hora de accionarlos, aunque, como sucede en los
automviles,
son los frenos de disco los que detienen el vehculo en una
distancia ms corta.
Sea como fuere, lo habitual es que los frenos traseros sean
suficientes en la
mayora de las ocasiones para controlar la velocidad del dumper
si se tiene que
descender por una pendiente con carga. Los frenos delanteros son
solamente un
refuerzo de los posteriores, y, de hecho, la mayora de las
marcas montan un
dispositivo por el que pueden desconectarse a criterio del
Operador
El accionamiento final de los frenos es por aceite a presin,
pero lo que deja
pasar el control del freno que acciona el operador, suele ser
presin de aire; es
decir que los frenos se accionan por un sistema mixto de aire
sobre aceite. El aire
se acumula en los calderines del sistema de aire, y cada vez que
el operador
acciona uno de los frenos, deja pasar aire a presin, que llega
hasta los cilindros
maestros de los frenos en donde se utiliza para enviar a stos,
la presin de
aceite adecuada.
Hay algunas marcas que accionan los frenos solamente por presin
de aire, pero
es un sistema cada vez menos utilizado, sobre todo si la mquina
lleva
transmisin hidrulica.
Las diferentes combinaciones que pueden hacerse segn se usen los
frenos
de uno o de ambos ejes, se conocen como Sistemas de Frenado.
Habitualmente
son:
- Frenos de Servicio
- Retardador
- Freno de emergencia
- reno de estacionamiento
Aunque, como es lgico, habr diferencias de uno a otro
fabricante, vamos a
esbozar unos criterios que pueden considerarse comunes a todos
ellos
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El Freno de Servicio se asemeja en su uso al frenado normal que
utilizamos
en los vehculos de carretera, y que nos sirve para reducir
puntualmente la
velocidad a que nos estamos moviendo, parar totalmente el
vehculo etc. En los
volquetes se suele utilizar en los siguientes casos:
-En las Maniobras.
-A la hora de parar completamente la mquina.
-Para sujetar el volquete en momentos puntuales.
-Como refuerzo del retardador cuando se est bajando por una
pendiente
fuerte, sobre todo con carga.
En cualquiera de los casos, se puede conectar o no los frenos
delanteros
segn sea el estado del terreno.
El Retardador es un Sistema de utilizacin de frenos cuya misin
es
mantener constante una velocidad cuando se baja por una
pendiente. Con ello
se consigue que el descenso se haga con el Volquete controlado,
y, adems, que
el rgimen del motor no supere las mximas r.p.m. establecidas por
el fabricante.
Hay marcas que utilizan como retardador el freno posterior,
limitando la presin
de aceite para el accionamiento del freno al 75% de la mxima,
mientras que
otras marcas utilizan retardadores hidrulicos, montados en la
transmisin, que
son autnticos frenos al motor, y que logran el control del
volquete limitando las
r.p.m. del motor. Sea cual fuere el sistema elegido, es un freno
capaz de
mantener el volquete a una velocidad constante.
El Frenos de Emergencia es un sistema de Frenado que se utiliza
en caso de
posible accidente, cuando el volquete no se puede controlar por
los sistemas
habituales o en caso de avera de stos. Suele accionar los frenos
a las cuatro
ruedas, aunque los delanteros estuvieran desconectados, y su
accionamiento
puede ser manual o automtico en el caso en que la presin de
aceite o de aire
de los frenos fuera tan baja que resultara incapaz de detener el
volquete.
El Freno de Estacionamiento se utiliza para mantener el volquete
parado
por una tiempo determinado, bien sea porque el operador tiene
que abandonar
la cabina de forma momentnea o por largo tiempo como puede ser
al final de
la jornada. En las mquinas modernas, este freno sujeta el
volquete conectando
el freno trasero por muelles, con lo que su fijacin es mecnica y
el dumper no
se mover aunque una prdida de aire o aceite hiciera descender la
presin en
el circuito. Es ms, cuando se quiera volver al trabajo, este
freno no se suelta
hasta que haya suficiente presin de aire y aceite para accionar
los otros
Sistemas de Frenado de forma segura
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1.3.7.-Sistemas de direccin
La Direccin de los Volquetes se realiza por medio del Eje
delantero; es una
direccin hidrulica en la que el operador dispone de un volante
en la cabina
para su control.
Normalmente, es un Orbitrol que proporciona una forma suave y
segura
para conducirlo; el aceite que se usa para este sistema puede
provenir de un
nico depsito que suministra aceite tambin para el basculante,
frenos y
transmisin, o puede ser independiente para la Direccin.
En los Volquetes suele ser normal la existencia de una Direccin
de
Emergencia, que se utiliza en caso de fallo en la Direccin
Principal; se trata de
una bomba de menor tamao, movida por un motor elctrico, que
entra en
funcionamiento, normalmente de manera automtica, cuando falla la
direccin
Principal. No est diseada para seguir trabajando durante muchas
horas; su
misin es ayudar a que el operador pueda conducir la Mquina hasta
una zona
segura.
A motor parado y con las bateras totalmente cargadas, se dispone
de corriente
elctrica para accionar esta bomba por un tiempo de alrededor de
cinco minutos.
1.3.8.-Sistemas de evaluacin
El Volquete Minero es una Mquina que almacena material en una
caja de mayor
o menor volumen y que descansa en los largueros del bastidor.
Cuando llega a la
zona de descarga, hay que elevar la caja para realizar la
operacin de descarga y
dejar al dumper en condiciones de recibir una nueva carga.
Para descargar la caja, se accionan dos cilindros hidrulicos que
la hacen
bascular hacia atrs, hasta un ngulo de unos 75, que permite su
total vaciado.
Estos cilindros son de al menos tres secciones de las que
solamente la primera
es de doble efecto en la bajada, descendiendo el resto de las
secciones por
gravedad.
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1.3.9.-Suspensin
Para conseguir que el Operador trabaje con mayor comodidad y que
la marcha
sea ms segura, los Volquetes suelen montar Cilindros de
suspensin en cada
una de sus ruedas. Normalmente, son cilindros de Nitrgeno sobre
aceite,
compuestos por un mbolo que se mueve en el interior del cuerpo
del cilindro,
cuya parte superior esta llena de Nitrgeno a una cierta presin,
mientras en el
exterior, hay una cmara llena de aceite.
Ambos compartimentos se comunican por una serie de orificios con
vlvulas de
bolas que permiten el paso rpido del aceite desde el interior al
exterior, pero
que dificultan su retorno con lo que se logra un efecto
amortiguador cuando el
dumper pasa por una elevacin, o coge un bache a alta
velocidad.
Como se ve en la fotografa, en las ruedas delanteras el mbolo
del cilindro
est unido rgidamente con la mangueta de la direccin, mientras la
carcasa del
cilindro est atornillada al chasis; en el eje posterior, la
situacin se invierte,
estando los mbolos unidos a la caja.
La nica exigencia que tienen estos cilindros para el operador
es
comprobar que las cargas de Nitrgeno son las adecuadas, par lo
cual se debe
medir la longitud libre que presenten los mbolos en el eje
delantero, y las
distancias entre los anclajes superior e inferior en el eje
trasero.
