Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
PROJECTE TÈCNIC DE SUPLEMENTS DE
BRAÇ DE ROÇA I MECANISME DE GIR
D’ALPINE MINER AM-75
Nº registre: 1287
1. MEMÒRIA
Professor tutor: Joan Casals Artigas, EUPM
Autor projecte: Albert Cerro Pons
77743073-Z
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
PROJECTE TÈCNIC DE SUPLEMENTS DE
BRAÇ DE ROÇA I MECANISME DE GIR
D’ALPINE MINER AM-75
Nº registre: 1287
Professor tutor: Joan Casals Artigas, EUPM
Autor projecte: Albert Cerro Pons
77743073-Z
a dijous 10 de Juny de 2004
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
SUPLEMENTS DE BRAÇ DE ROÇA I
MECANISME DE GIR D’ALPINE MINER AM-75
1.- MEMÒRIA
ÍNDEX DE LA MEMÒRIA
ÍNDEX DE LA MEMÒRIA....................................................................... 6
1.1 OBJECTE.................................................................................................. 8
1.2 APLICACIÓ DEL PROJECTE............................................................. 8
1.3 ANTESCEDENTS.................................................................................... 8
1.4 NORMES I REFERÈNCIES.................................................................. 9
1.4.1 DISPOSICIONS LEGALS I NORMES APLICADES.................. 9
1.4.2 BIBLIOGRAFIA............................................................................... 9
1.4.3 PROGRAMES DE CÀLCUL........................................................... 9
1.5 REQUISITS DE DISSENY..................................................................... 10
1.5.1 GENERALITATS DE LA MÀQUINA ALPINE MINER AM-75 . 10
1.5.2 DADES TÈCNIQUES PRINCIPALS DE L’AM-75....................... 12
1.5.3 COMPOSICIÓ DE LA MÀQUINA................................................. 14
1.5.3.1 BRAÇ DE ROÇA................................................................ 15
1.5.3.2 MECANISME DE GIR....................................................... 17
1.5.3.3 DISPOSITIU DE CÀRREGA............................................. 19
1.5.3.4 TRANSPORTADOR DE CADENA.................................. 20
1.5.3.5 MECANISME DE TRANSLACIÓ PER ERUGUES........ 22
1.5.3.6 BASTIDOR.......................................................................... 25
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.7 EQUIP ELÈCTRIC.............................................................. 26
1.5.3.8 EQUIP HIDRÀULIC........................................................... 27
1.5.4 UNIONS DE CARGOLS.................................................................. 32
1.6 ANÀLISI DE SOLUCIONS.................................................................... 35
1.7 RESULTATS FINALS............................................................................ 37
1.7.1 MEDICIONS.................................................................................... 38
1.7.1.1 MATERIALS UTILITZATS.............................................. 38
1.7.1.2 MÀ D’OBRA ..................................................................... . 39
1.7.2 PRESSUPOST.................................................................................. 40
1.7.2.1 MATERIALS UTILITZATS.............................................. 40
1.7.2.2 MÀ D’OBRA ..................................................................... . 41
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.1. OBJECTE
L’objecte del present expedient és la fabricació d’unes peces suplementàries a
les que ja incorpora la màquina ALPINE MINER AM-75.
La màquina, degut a insuficiències pel que fa a l’alçada, ha de ser alçada una
certa distància i el seu braç també ha d’augmentar la seva longitud.
1.2. APLICACIÓ DEL PROJECTE
La màquina ALPINE MINER AM-75, un cop els esmentats suplements hagin
estat fabricats i muntats sobre la màquina, tindrà les mateixes obres i utilitats que abans,
però també se’n veuran incrementats els usos pel que fa a excavacions de certa alçada,
que sense la present modificació no es podria arribar a aconseguir.
1.3. ANTESCEDENTS
La màquina ALPINE MINER AM-75, està construïda per arribar fins a 4,5
metres aproximadament (4680, segons manual). La necessitat moltes vegades d’excavar
per a fer túnels de 5 metres com a mínim evita que aquesta màquina pugui ser utilitzada
en aquest tipus d’obres.
El següent expedient servirà per construir uns suplements adequats a la màquina
i els quals serviran a la màquina per arribar a fer excavacions de més de 5 metres,
ampliant així el seu ús per a tot tipus d’obres.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.4. NORMES I REFERÈNCIES
1.4.1.- DISPOSICIONS LEGALS I NORMES APLICADES
NBE EA-95: Estructures d’acer en edificacions.
UNE 157001: Criterios generales para la elaboración de proyectos
UNE 1032: Dibujos técnicos. Principios generales de representación.
UNE 1039: Dibujos técnicos. Acotación.
1.4.2.- BIBLIOGRAFIA.
Máquinas.Prontuario.Técnicas, Máquinas, Herramientas. 1993 –
Quinta Edición. Larburu Arrizabalaga, Nicolas – Editorial Paraninfo
Máquinas. Cálculos de taller. 1997 – 36 Edición. Casillas A., L – Edición
Hispanoamericana
Preus de referència d’enginyeria civil 2003 20a edició
ITEC (Institut de Tecnologia de la Construcció de Catalunya).
Alpine Miner AM 75 Manual de servicio Edición Junio 1993
Alpine Miner AM 75 Lista de despiece
1.4.3.- PROGRAMES DE CÀLCUL
AutoCAD 2004
Mechanical Desktop 6 PowerPack
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5. REQUISITS DE DISSENY
1.5.1.- GENERALITATS DE LA MÀQUINA ALPINE MINER AM-75
L’ALPINE MINER AM-75 és una màquina amb un braç sortint de tall parcial
desenvolupada per l’extracció de roques semi-dures o dures fins a una resistència
monoaxial cúbica de pressió fins aproximadament 100 MPa (1000 kp/cm2). Si amb
roques de duresa menor s’hi troben inclosos petits bancs de poc gruix de roca de duresa
més gran, poden ser roçats per aquesta màquina també.
Camps d’aplicació de l’ALPINE MINER AM-75
Les possibilitats d’emprar la màquina resulten múltiples, i abracen les feines
d’avanç en galeries per a la indústria minera, les d’obertura de túnels en el sector de la
indústria de la construcció i en les d’extracció en l’explotació.
L’AM-75, impulsat elèctrica i hidràulicament, s’utilitza també com a màquina
extractora de potassa, carbó, mineral de ferro i altres minerals. Amb una sola descàrrega
poden ser extretes capes de fins a una espessor de 4,7 metres. Equips especials
addicionals com un elevador oscil·lant integrat i l’alta velocitat per a trajectes alterns de
transport, possibiliten també una aplicació efectiva de la màquina en els processos
Room & Pillar.
El potent dispositiu de càrrega d’alt rendiment fa possible l’emmagatzematge de
materials, al mateix temps que permet continuar excavant mentre s’intercanvia la
barqueta transportadora (mitjà de transport apartador). Així es poden retallar els temps
addicionals.
Dues cadenes d’erugues accionades individualment, equipades amb motors
hidràulics, constitueixen el mecanisme de translació de l’ALPINE MINER AM-75. La
màquina pot operar amb una pendent de fins a 20 graus.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
Les seves característiques estructurals, tals com el seu fàcil muntatge i
desmuntatge així com ara la seva poca alçada, fan de l’AM-75 una màquina apropiada
per l’ús en tota classe de feines en la indústria de la mineria. La màquina està concebuda
per a una alçada màxima d’espessor de roça de 4,7 metres i per a una amplada de la roça
màxima de 6,8 metres. El principi selectiu de tall, amb el qual el braç de roça pot ser
girat en qualsevol direcció, possibiliten el tall de qualsevol classe de perfil dins del
camp de roça indicat, sense que per això s’hagi de moure la màquina.
La màquina pot equipar-se amb dispositius addicionals per així augmentar el
camp de roça. D’aquesta manera poden arribar-se a espessors de roça de fins
aproximadament 5,2 metres i amplades de roça de fins a 7,5 metres.
De fet, donat que la màquina és de molt bon maniobrar, l’amplada del perfil és
pràcticament il·limitada.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.2.- DADES TÈCNIQUES PRINCIPALS DE L’AM-75
Alpine Miner AM-75 – nº 39
Altura de la màquina 1630 mm
Longitud de la màquina 12080 mm
Amplada de la màquina sobre
les erugues 2600 mm
Massa de la màquina completa
d’acord amb el volum de subministrament ≈50000 kg
Amplada de la rampa de càrrega 4500 mm
Posició màxima del dispositiu de càrrega
- sobre la part inferior de l’eruga 680 mm
- sota la part inferior de l’eruga 150 mm
Velocitat del transportador de cadena 1,1 m/s
Pressió específica sota les erugues amb
la màquina d’acord amb el volum de
subministrament 13 N/cm2
Força de tracció de l’eruga per cada
cadena de l’eruga 358 kN
Velocitat de translació 4,2 – 12,7 m/min
Màxima inclinació practicable 20º
Espessor de la roça sobre la part inferior
de l’eruga 4680 mm
Espessor de la roça al recolzar la màquina
Sobre el dispositiu de càrrega 4830 mm
Tall sota la galeria 150 mm
Velocitat de tall en el diàmetre màxim del
capçal roçador 4,2 m/s
Força en el braç de roça, reduïda a la part
central del cap de roça
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
- elevar 169 kN
- baixar 215 kN
- horitzontal 69 kN
Equip elèctric 1000 V / 50 Hz
Potència completa instal·lada 330 kW
Motor de roça 200 kW
Nº de revolucions 1480 r.p.m
Parell nominal 1290 Nm
Motor accionador del sistema hidràulic 70 kW
Nº de revolucions 1470 r.p.m
Parell nominal 455 Nm
Accionament dels dispositius de càrrega
i de transport 2 x 30 kW
Nº de revolucions 1460 r.p.m
Parell nominal 2 x 196 Nm
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.- COMPOSICIÓ DE LA MÀQUINA
L’ALPINE MINER AM-75 es compon de les següents unitats constructives:
1. Braç de roça 5. Mecanisme de translació per erugues
2. Mecanisme de gir 6. Bastidor
3. Dispositiu de càrrega 7. Equip elèctric
4. Transportador de cadena 8. Equip hidràulic
En el cas que la màquina hagi de ser desmuntada pel seu transport al lloc de les
obres, les unitats constructives representaran les unitats principals de transport, sempre i
quan no es pugui transportar muntada.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.1.- BRAÇ DE ROÇA
El braç de roça es compon del motor de roça, del reductor de roça directament
adaptat i del cap roçador. El cap roçador, per la seva banda, es compon de dues meitats
situades una a cada banda de l’eix de sortida del reductor.
1. Tapa
2. Reductor de roça
3. Cap roçador
4. Acoplament
5. Motor de roça
El refredament del motor de roça treballa ja sigui amb circuit tancat amb
recuperador tèrmic (refredament per circulació) o com a refredament continu.
El reductor de roça és un engranatge planetari de tres passos amb roda cònica
(roda dentada recta) de construcció massiva. Es troba directament unit al motor de roça.
La transmissió de força entre el motor i el reductor es produeix a través d’un
acoplament elàstic de bulons de niló (nylon).
Les rodes dentades interiors motrius es troben empaquetades per mitjà de retens
per eixos i per mitjà de laberints. Els laberints es lubriquen amb grassa o s’aclareixen
amb aigua. L’intercanvi de passos de roda cònica fa possible l’obtenció de diferents
números de revolucions motrius.
Els caps de roça estan fixats en els dos extrems de l’eix de sortida del reductor
de roça mitjançant jocs tensors (rinblocs). Junt amb l’avantatge d’un muntatge fàcil i un
desmuntatge sense problemes, aquesta unió constitueix una protecció contra
sobrecàrregues, amb la qual cosa podran reduïr-se els pics de càrrega extrema evitant
d’aquesta manera les sobrecàrregues en el reductor. Hi han a disposició diferents
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
versions de caps de roça per a la dotació de piques rodones o radials, depenent d’en quin
tipus de roca s’hagi d’aplicar. Els caps de roça tenen també diferent número de porta-
piques igualment depenent també de la resistència de la roca a la que s’hagi d’aplicar.
Un exemple de cap roçador podria ser el tipus 75 CW 36-S, que podria superar dureses
de roca de 50 MPa, amb 36 piques a cada costat, d’un diàmetre de 1100 mm i amb una
velocitat de gir aproximadament de 0,62 m/s. Segons l’aplicació, es decideix el cap de
roça que s’utilitzarà.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.2.- MECANISME DE GIR
El mecanisme de gir serveix per poder habilitar el moviment en totes direccions
del braç de roça. Aquest es troba unit mitjançant caragols i bulons en els dos plans del
bastidor. El suport de volandera, d’acabat robust, garantitza un treball amb poques
vibracions tot i tenir en compte les situacions més complicades.
L’accionament horitzontal del mecanisme de gir es compon de dos cilindres
integrats amb cremalleres i una corona dentada centrada que rep el moviment de la
cremallera i produeix la rotació del mecanisme sencer. En l’apartat dels càlculs veiem
més específicament quines forces actuen i els moments existents per tal de calcular els
esforços que sofreix la màquina.
El moviment vertical del braç de roça es realitza per mitjà de dos cilindres
hidràulics, que fan rotar el sòcol del braç de roça a partir d’un punt fix de gir que està
embulonat amb el mecanisme de gir. En l’apartat dels càlculs veiem també més
específicament aquests dos cilindres, quines forces i moments d’actuació tenen, i fem
l’estudi teòric de l’alçada de roça a la qual la màquina arriba, coneixent prèviament, la
carrera d’aquest cilindre, i totes les peces que el formen.
Aquest estudi d’alçades l’utilitzem per a trobar l’alçada de roça fins a la qual
arribarà la màquina una vegada fetes totes les modificacions. Aquesta és una part
important de la modificació de la màquina degut a la importància que té que aquests
minadors arribin fins a alçades aproximadament de cinc metres o superiors, ja que això
obre més les possibilitats de la màquina per a usos en obres públiques.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.3.- DISPOSITIU DE CÀRREGA
El dispositiu de càrrega es composa de la rampa de càrrega, la qual pot pujar i
baixar hidràulicament (amb dos cilindres), així com dels dos reductors de càrrega i el
dos braços de càrrega.
Durant l’operació de tall, la màquina es recolza sobre la rampa de càrrega per
mitja de dos cilindres hidràulics. La plataforma de càrrega és una construcció soldada
d’acer fos amb una amplada mínima de 2,8 metres. Els braços de càrrega són impulsats
per motors elèctrics refrigerats per aigua, cada un de 30 kW (50 Hz), a través
d’engranatges de roda cònica o roda dentada recta.
Instalant-se peces addicionals pot obtenir-se una ampliació en l’amplada de la
rampa de càrrega de fins a 4,5 metres.
1. Taula de càrrega
1.a. Transportador de cadena – part davantera
1.b. Taula de càrrega – solent d’acer
1.c. Placa de recobriment
2. Reductor de càrrega
3. Forma d’estrella de càrrega
4. Cilindre hidràulic
5. Ampliació de la rampa (inflexible)
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.4.- TRANSPORTADOR DE CADENA
El transportador de cadena es troba allotjat a la meitat de la màquina. Transporta
el material que li és proporcionat pels braços de càrrega cap a la part posterior de la
màquina.
El rendiment màxim de transport és aproximadament de 300 m/h. La màquina
està equipada en sèrie amb un transportador de doble cadena amb cadenes exteriors
d’anelles de secció rodona. El pas de la cadena és de 19 x 64,5 mm o bé de 18 x 64 mm.
La lliure secció del pas sota el mecanisme de gir està dotada generosament d’una
alçada de 420 mm i d’una amplada de 600 mm. D’aquesta manera permet el transport
del material excavat relativament gran.
En cas necessari pot allargar-se el transportador de cadena fins a 1,5 metres més
per mitjà de peces intermitges. El transportador de cadena és impulsat per motors
elèctrics refredats per aigua, cada un de 30 kW (50 Hz), a través dels mecanismes de
càrrega. Aquests motors són d’un acabat impermeable i també accionen el dispositiu de
càrrega. Les velocitats del transportador i del braç de càrrega poden canviar-se per mitjà
de passos de pinyons de canvi. La màquina pot ser equipada ocasionalment amb un
transportador giratori.
Els transportadors giratoris es fabriquen com transportadors monocadena amb
cadena de malles. El pas de la cadena és de 2 5/8”.
En els transportadors de cadenes pot girar-se la part posterior del transportador
amb un angle de 45 graus tant a l’esquerra com a la dreta, el qual possibilita una
mobilitat més efectiva de la màquina.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.5.- MECANISME DE TRANSLACIÓ PER ERUGUES
El mecanisme de translació per erugues es troba allotjat en una estructura
metàl·lica robusta i tancada. Ambdós mecanismes de translació es componen de rodets
d’eruga, carros tensors amb rodets que actuen de guia, estrella de cadena de transmissió,
accionament del mecanisme de translació i de la cadena d’eruga. La part central del
mecanisme de translació corre sobre carrils de lliscament, resistents al desgast.
L’estrella de cadena de transmissió de transmissió i el rodet que actua de guia estan
fabricats com estrelles de monocadena. La tensió de les cadenes d’erugues es fa
mitjançant cilindres de greixatge. Degut a la gran amplada de les cadenes d’eruga s’obté
una pressió relativament baixa.
Cada cadena d’eruga és accionada individualment. D’aquesta manera es
garantitza una bona maniobrabilitat de la màquina i aquesta pot girar en el mateix lloc
on es trobi.
Tots els elements del mecanisme de translació per erugues estan allotjats en
carrils independents del mecanisme de translació. Aquests últims estan connectats al
bastidor per mitjà d’un ajust de bulons. Aquest ajust de bulons va ser introduït per
primera vegada a l’ALPINE MINER AM-75 i possibilita la variació de l’alçada de la
màquina o bé de l’alçada punt més baixa durant el funcionament de l’ALPINE MINER.
En cas necessari la màquina pot ser aixecada sobre tacs i els carrils del mecanisme de
translació poden baixar-se o pujar-se. La possibilitat de canvi és de 180 mm i
proporciona una alçada punt més baix de 240 mm amb una posició de màquina “baix” i
una alçada punt més baix de 420 mm amb una posició de màquina “alt”.
Els motors hidràulics dels accionaments individuals tenen una potència de 26
kW i accionen engranatges de roda dentada recta amb gran transmissió. La força de
tracció per a cada cadena d’eruga és de 358000 N.
L’extraordinària gran força de tracció d’eruga, garantitza una operació sense
problemes en pujades i baixades de la màquina fins a 20º, així com una bona
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
maniobrabilitat de la màquina encara que hi hagi males condicions en el terra de les
galeries on estigui treballant.
La màquina es manté en posició amb ajuda d’alleujadors del fre de discos
múltiples, els quals són accionats hidràulicament. Els alleujadors del fre deixen de
funcionar automàticament en haver-hi tares o errors en els sistemes hidràulics o elèctric.
Els motors hidràulics dels accionaments individuals poden entregar-se amb
volum ajustable, és a dir, amb un nombre de revolucions i un parell de gir variables. La
velocitat de translació és de 4,2 – 12,7 m/min amb una potència de 50 Hz.
Ambdós mecanismes de translació s’operen per mitjà d’un mecanisme auxiliar
comú de maneig per una sola mà.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
Cadena del mecanisme d’eruga
Pot ser que amb determinats materials, el material roçat es quedi estancat entre
la caixa del mecanisme de translació i la cadena de l’eruga. Això pot portar a un
bloqueig de l’eruga.
Les mesures a adoptar són aixecar la màquina per mitjà del mecanisme de
càrrega i del dispositiu de suport, i afluixar la cadena de l’eruga (cilindre de greixatge) i
deixar-la girar lliurement.
Una mesura preventiva per evitar el bloqueig de l’eruga és girar regularment la
cadena de l’eruga lliurement amb el dispositiu de suport col·locat.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.6.- BASTIDOR
El bastidor es compon d’una sola peça i és de fabricació massiva de xapa fosa.
El bastidor suporta totes les altres parts constructives.
A la part posterior del bastidor s’hi troba un suport hidràulic, el qual serveix
d’estabilitzador en el moment de realitzar-se l’excavació. A més, el suport pot utilitzar-
se com a ajuda per realitzar esmotxats de radis petits.
1.- Part posterior del bastidor
2.- Part davantera del bastidor
3.- Suport hidràulic
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.7.- EQUIP ELÈCTRIC
L’equip elèctric es compon de: motor de roça, motor d’accionament del sistema
hidràulic i motors d’accionament dels dispositius de càrrega i de transport, així com
també dels dispositius de control
El motor de roça és un motor especial de 200 kW, el qual al mateix temps
serveix de sosteniment per al braç de roça.
El motor d’accionament del sistema hidràulic és un motor en sèrie amb una
potència d’accionament de 70 kW.
Els dispositius de càrrega i de transport són accionats per dos motors, cada un
d’una potència de 30 kW.
Els motors són motors de rotor de gàbia de corrent de trifàsica amb un acabat a
prova de grisú. Sondes de conductor en fred serveixen com a protecció contra el
sobreescalfament. Aquestes sondes es troben en els bobinats. En cas de dany o de
destrucció dels conductors freds s’ha d’instal·lar un circuit de reserva.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.3.8.- EQUIP HIDRÀULIC
El sistema hidràulic de la màquina treballa en circuit obert i és apropiat tant per
l’ús d’oli hidràulic a base d’olis minerals, com per a fluids hidràulics difícilment
inflamables, del grup HFC (HSH).
El grup hidràulic alimenta els cilindres de moviments i les erugues. El control de
cada una de les funcions hidràuliques s’efectua de diferent manera segons la funció dels
motors i els cilindres, ja sigui servo-hidràulicament o directament per blocs de
comandament.
El sistema es compon de 5 circuits hidràulics independents:
1. Alimentació d’oli de comandament
2. Circuit hidràulic de treball per cilindres
3. Circuit hidràulic de treball per erugues (mecanisme de translació)
4. Circuit per hidràulica addicional 1.
5. Circuit per hidràulica addicional 2.
Les bombes hidràuliques estan acoplades en construcció oberta al reductor de
distribució, que funciona amb un motor normalitzat de 70 kW. El filtrat del fluid
hidràulic s’efectua en reflux abans d’entrar al tanc hidràulic, a través d’un filtre de
reflux de 660 l/min de capacitat i una finor de filtre de 10 nominals.
A fi de mantenir la temperatura del fluid hidràulic a un nivell baix, tenim un
refrigerador d’aigua de l'oli hidràulic que es troba en el reflux del circuit del mecanisme
de translació. A més, en el tanc de bombes es troba un vigilant de temperatura i de
nivells. Aquest desconnecta elèctricament la màquina si s’està per sota del mínim d’oli
o bé si s’arriba a la temperatura màxima admesa.
El contingut total del sistema hidràulic és aproximadament de 800 litres de fluid,
dels que aproximadament 260-375-490 l/min es troben contínuament en circulació,
segons si la hidràulica base opera amb una o amb les dues hidràuliques addicionals.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
Les bombes hidràuliques (bombes d’èmbol axial) estan dotades de reguladors de
cabal i de pressió. Produeixen només el rendiment hidràulic que necessita el punt de
consum en cada moment. Per tan, la pèrdua de rendiment és mínima.
L’accionament de les bombes es realitza mitjançant un motor elèctric de 55 kW
(70 kW) i a través d’un acoplament elàstic. Els tubs d’aspiració es poden tancar, per així
poder substituir una bomba sense haver de buidar el líquid hidràulic.
Els motors i els cilindres són alimentats per unes vàlvules de comandament.
Aquestes vàlvules de comandament es poden observar des del lloc del maquinista i són
fàcilment accessibles.
A més, el maquinista disposa d’uns dispositius de control hidràulic:
- Manòmetres pel circuit de treball pels cilindres
- Manòmetres pel circuit de treball de les erugues
- Termòmetre per la temperatura de l’oli del tanc
- Indicador de brutícia del filtre de retorn.
Circuit de cilindres
El circuit de cilindres és alimentat per dues bombes d’èmbols axials, on la
primera, de regulació variable, proveeix al sistema hidràulic de gir horitzontal i vertical,
i als cilindres de la instal·lació de càrrega, mentre que la segona serveix per l’activació
de cilindres addicionals de la màquina. A més, en materials tous, per una connexió
especial, el segon circuit alimenta al sistema hidràulic de gir. La regulació del cabal de
la bomba s’efectua hidràulicament a través d’una vàlvula de pas 4/2, pel seu cilindre
impulsat per la pressió de comandament.
Els moviments del braç de roça i de la instal·lació de càrrega són accionats per
un bloc de comandament triple, que és accionat prèviament hidràulicament per vàlvules
situades a la cabina del conductor.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
Els blocs de comandament estan estructurats amb tres palanques de pas. En la
posició neutra o central, la circulació és sense pressió. Cada un dels cilindres complint
les prescripcions legals, està proveït de vàlvules de retenció desbloquejables
hidràulicament. A fi d’evitar que els cilindres en funcionament sofreixin danys, aquests
estan equipats a més amb vàlvules secundàries de limitació de pressió. Per evitar
desigualtat de baixada dels cilindres del braç de roça, estabilitzadors i rampa de càrrega,
hi ha instal·lades vàlvules reguladores en els corresponents circuits.
Per prevenir col·lisions entre el braç de roça i la rampa de càrrega, la màquina
està equipada amb un dispositiu hidràulic anticolisió.
POTÈNCIES D’ACCIONAMENT DE LES BOMBES
(considerant el rendiment amb les corresponents pressions de treball)
Hidràulica de cilindres
- Bomba I A 7 V 55 DR, 1 x
Nº de revolucions n = 1155 min-1
Pressió de treball p = 220 bar
Cabal Qmax = 60 l/min
Qmin = 17 l/min
Rendiment Nmax = 24 kW
Nmin = 8 kW
- Bomba I A 7 V 55 DR, 1 x
Nº de revolucions n = 1155 min-1
Pressió de treball p = 260 bar
Cabal Q = 30 l/min
Potència N = 14,5 kW
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
Hidràulica de translació
- Bomba esquerra i dreta
Nº de revolucions n = 1010 min-1
Pressió de treball p = 250 bar
2 x Cabal Q = 77 l/min
Potència N = 37 kW
Potència del motor d’accionament
Hidràulica de translació
Nº de revolucions n = 691 / 2120 min-1
Pressió de treball p = 250 bar
Cabal d’absorció Q = 77 l/min
Moment de gir M = 410 / 113 N·m
Potència N = 30 / 25 kW
VALORS DE REGULACIÓ DE LES VÀLVULES DE LIMITACIÓ DE PRESSIÓ
(PRIMÀRIA I SECUNDÀRIA)
DISPOSITIU DE CÀRREGA
- Cilindre
Primari 220 bar
Secundari per l’èmbol (pressió) 300 bar
pel vàstac (tracció) 300 bar
- Estabilitzador posterior
Primari 260 bar
Secundari per l’èmbol (pressió) 300 bar
pel vàstac (tracció) 100 bar
PLATAFORMA DE GIR
- Cilindre de gir horitzontal
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
Primari 220 bar
Secundari per l’èmbol (pressió) 260 bar
- Cilindre de gir vertical
Primari 220 bar
Secundari per l’èmbol (pressió) 200 bar
pel vàstac (tracció) 260 bar
TRANSPORTADOR DE CADENA
- Cilindre d’elevació
Primari 260 bar
Secundari per l’èmbol (pressió) 300 bar
ACCIONAMENT MECANISME DE TRANSLACIÓ
Primari 250 bar
Secundari vàlvules Cross-Over 270 bar
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.5.4.- UNIONS DE CARAGOLS
- S’utlitzen caragols de subjecció al ser correcte el seu ajust al ser desmontats
- Si es tracta d’unions de caragols afluixat per diferents raons existeix el preill d’una
hiperextensió dels caragols. Per garantitzar un funcionament segur per tant, aquests
han de ser reemplaçats per altres de nous.
Ara veurem el detall de la unió del sòcol amb el braç de roça del minador
Femella M30 (rosca a dretes)
- Apretar a 1300 N·m
Femella M20 (rosca a esquerres)
- Desenroscar fins a la sortida de rosca, llavors tornar a apretar fins
que es pugui posar el maneguí (“manguito”) hexagonal i
assegurar amb la garra d’embragatge.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
INSTRUCCIONS PER A LA UTILITZACIÓ DE
LOCTITE PER A LA FRENADA DELS CARAGOLS
El Loctite és una matèria sintètica d’un sol component, en forma líquida, que té
una viscositat diferent d’acord amb el tipus que busquem. Endureix sense entrada d’aire
a les temperatures ambient formant una matèria sintètica tenaç i dura, molt adherent a
les profunditats de les puntes dels fils.
Mentre que en les unions roscades normalment suporta sempre només una part
dels flancs de les rosques, s’obté una unió cinemàtica de forma al utilitzar el Loctite.
S’arrela als flancs amb tal força que no afluixa tampoc al haver-hi unes sol·licitacions
fortes per vibracions i per xocs. No obstant, la unió pot ser desunida en tot moment.
Les condicions prèvies per a una unió impecable és que s’observin les
instruccions següents:
Neteja
Totes les peces a unir –rosques- hauran d’estar lliures completament d’oli
i grassa. Per a la neteja d’utilitzar-se uns disolvents per a grasses, tals com:
o Loctite Superclean Safety Solvent amb anticorrosiu
o Detergents alcalins
o Disolvents clorats, triclorostilè, etc...
o Disolvent per laca de nitrocelulosa, acetones, benzina de rentat
Haurà de prestar-se molta atenció a que el dissolvent s’hagi volatilitzat
abans de tornar-hi a aplicar Loctite.
Muntatge
Aplicar Loctite als fils dels caragols, caragolar-los després i collar-los al
parell preescrit. No obstant, al tractar-se de caragols amb cap, el Loctite haurà
d’aplicar-se a les rosques dels forats cecs, ja que, en cas contrari, seria desallotjat
per l’aire que es fugarà al collar els caragols.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
Desmuntatge
Loctite resisteix a les altes temperatures fins a 200 ºC. Però amb
temperatures superiors als 250 ºC perd les seves propietats de subjecció. Aquest
fet és de molta importància en el desmuntatge de la màquina.
Les unions roscades que tinguin un assentament molt atapeït, podran ser
descollades sense problemes al escalfar-les a uns 523 K (250 ºC). Al desunir una
unió roscada assegurada mitjançant Loctite, abans de tornar a utilitzar-la hauran
de gratar-se tan sols els residus de fàcil despreniment de la matèria sintètica per
a poder tornar a aplicar Loctite.
Per assegura els caragols de unió principals, s’utilitza amb les màquines Alpine
Miner el Loctite Nr. 275. Totes les altres unions roscades s’asseguren mitjançant el
Loctite Nr. 245.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.6. ANÀLISI DE SOLUCIONS
Per a poder arribar a l’objectiu del projecte, s’han de tenir en compte diferents
aspectes de la màquina per al disseny de les noves peces:
- Mesures originals de la màquina
- Forces que efectuen els cilindres
- Pesos de les diferents parts de la màquina
En l’apartat de càlculs de l’annex estan explicats i desenvolupats els càlculs
necessaris per als dissenys tècnics que sol·licita cada peça, però ara aquí se’n fa un breu
resum:
La base dels càlculs per als suplements projectats per a l’ALPINE MINER AM-
75 són els càlculs dels esforços en les seccions més perilloses i les unions per cargols o
barres roscades que caldrà tenir en compte per a la unió dels suplements amb la
màquina.
Per tant, hem de tenir en compte els següents càlculs:
1. Estudi dels esforços en el suplement del braç de roça
1.1 Esforç degut als cilindres d’elevació
1.2 Esforç degut als cilindres de gir horitzontal del mecanisme de gir
2. Estudi dels esforços en el suplement del mecanisme de gir
2.1 Esforç degut als cilindres d’elevació
2.2 Esforç degut als cilindres de gir horitzontal del mecanisme de gir
2.3 Esforç degut al pes de la màquina
3. Càlcul de la unió amb cargols del suplement de braç de roça amb el motor de
roça
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
4. Estudi de la unió amb barra roscada del suplement de mecanisme de gir i
modificacions en els bulons cònics que uneixen el mecanisme de gir amb el
suplement dissenyat.
5. Alçades i perfils de roça obtinguts amb els suplements dissenyats i modificació
de la carrera o recorregut dels cilindres d’elevació
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.7. RESULTATS FINALS
Un cop s’han avaluat tots els càlculs efectuats per al disseny dels suplements del
minador ALPINE MINER AM-75 tan sols queda fer balanç de tot el necessari per a la
correcta fabricació d’aquests.
Per al suplement del braç de roça caldrà un tub o barra perforada de 345 mm de
diàmetre i 300 mm de longitud, amb dues platines soldades una a cada costat, de 50
mm de gruix i 575 mm de diàmetre on s’uniran, mitjançant cargols i femelles, les parts
que formen el braç de roça. Aconseguim un allargament de 300 mm del braç de roça
Pel que fa al suplement del mecanisme de gir, caldran dues peces massisses
d’acer de 1060 mm de longitud que s’uniran amb una xapa de 30 mm de gruix
mitjançant soldadura. També caldrà construir barres roscades de les puntes i bulons
cònics per tal que hi hagi una correcta subjecció del suplement al bastidor i al
mecanisme de gir. Amb aquest suplement s’augmenta l’alçada de la màquina en 300
mm.
D’altra banda, la carrera o recorregut del pistó s’ha de veure augmentat per tal
que el minador pugui roçar per sota del nivell de les erugues, tal i com el manual
descriu. L’augment de carrera s’aconsegueix eliminant un gruix, existent en el cilindre,
que serveix de limitador de carrera. Per a més ampliació de la carrera, caldria allargar
les mesures de la camisa del cilindre i del vàstac.
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.7.1.- MEDICIONS
1.7.1.1.- MATERIALS UTILITZATS
SUPLEMENT DE BRAÇ DE ROÇA
CONCEPTE MATERIAL UNITATS MESURES QUANTITAT
Tub B/P ST-52 1 355,6 x 305,6 x 325 mm 66,95 kg
Pletines ST-52 2 580 x 340 x 50 mm 208,57 kg
Cargols A-52 24 M24 x 160 mm 24 unitats
Femelles autoblocants A-52 24 M24 24 unitats
SUPLEMENT DE MECANISME DE GIR
CONCEPTE MATERIAL UNITATS MESURES QUANTITAT
Massís suplement ST-52 2 170 x 440 x 1060 mm 1280,57 kg
Xapa reforç ST-52 1 660 x 1060 x 30 mm 167,90 kg
Barra roscada F-1270 32 25 x 480 mm 67,97 kg
Femelles autoblocants A-52 32 M24 32 unitats
Bulons cònics 1 F-1270 4 70 x 85 mm 11,36 kg
Bulons cònics 2 F-1270 4 70 x 65 mm 8,69 kg
Casquets cònics 1 F-1270 4 70 x 85 mm 11,36 kg
Casquets cònics 2 F-1270 4 70 x 65 mm 8,69 kg
Cargols tensors 1 A-52 4 M16 x 100 mm 4 unitats
Cargols tensors 2 A-52 4 M16 x 80 mm 4 unitats
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.7.1.2. MÀ D’OBRA PER A LA FABRICACIÓ DELS SUPLEMENTS
SUPLEMENT DE BRAÇ DE ROÇA
CONCEPTE TREBALLADOR JORNALS QUANTITAT
Mecanització tub Oficial 1ª 0,5 4 hores
Mecanització platines Oficial 1ª 2 16 hores
Muntatge peça Oficial 1ª 0,5 4 hores
SUPLEMENT DE MECANISME DE GIR
CONCEPTE TREBALLADOR JORNALS QUANTITAT
Mecanització massís Oficial 1ª 3 12 hores
Mecanització xapa Oficial 1ª 0,5 4 hores
Forats massís Oficial 1ª 5,5 16 hores
Muntatge peça Oficial 1ª 1 8 hores
Barres roscada Oficial 1ª 2,5 12 hores
Bulons cònics Oficial 1ª 4 32 hores
Casquets cònics Oficial 1ª 2 16 hores
MUNTATGE SUPLEMENTS A LA MÀQUINA CONCEPTE TREBALLADOR JORNALS QUANTITAT
Oficial 1ª 3 24 horesDesmuntar i muntar braç de roça Oficial 2ª 3 24 horesOficial 1ª 7 56 horesDesmuntar i muntar mecanisme de girOficial 2ª 7 56 hores
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.7.2 PRESSUPOST
1.7.2.1.- MATERIALS UTILITZATS
SUPLEMENT DE BRAÇ DE ROÇA
CONCEPTE UNITATS MESURES QUANTITAT PREU TOTAL
Tub B/P ST-52 1 355,6 x 305,6 x 325 mm 66,95 kg 2,61 €/kg 174,74 €
Pletines ST-52 2 580 x 340 x 50 mm 208,57 kg 3,18 €/kg 663,25 €
Cargols 24 M24 x 160 mm 24 unitats 16,16 €/u 387,84 €
Femelles autoblocants 24 M24 24 unitats 2,60 €/u 62,40 €
SUPLEMENT DE MECANISME DE GIR
CONCEPTE UNITATS MESURES QUANTITAT PREU TOTAL
Massís suplement ST-52 2 170 x 440 x 1060 mm 1280,57 kg 1,77 €/kg 2.266,61 €
Xapa reforç ST-52 1 660 x 1060 x 30 mm 167,90 kg 1,96 €/kg 329,08 €
Barra roscada F-1270 32 25 x 480 mm 67,97 kg 1,63 €/kg 110,79 €
Femelles autoblocants 32 M24 32 unitats 2,60 €/u 83,20 €
Bulons cònics F-1270 4 70 x 85 mm 11,36 kg 1,65 €/kg 18,74 €
Bulons cònics F-1270 4 70 x 65 mm 8,69 kg 1,65 €/kg 14,34 €
Casquets cònics F-1270 4 70 x 85 mm 11,36 kg 1,65 €/kg 18,74 €
Casquets cònics F-1270 4 70 x 65 mm 8,69 kg 1,65 €/kg 14,34 €
Cargols tensors 1 4 M16 x 100 mm 4 unitats 2,54 €/u 10,16 €
Cargols tensors 2 4 M16 x 80 mm 4 unitats 2,16 €/u 8,64 €
TOTAL MATERIALS 4.162,87 €
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
1.7.2.2.- MÀ D’OBRA NECESSÀRIA PER LA FABRICACIÓ I MUNTATGE
SUPLEMENT DE BRAÇ DE ROÇA
CONCEPTE TREBALLADOR JORNALS QUANTITAT PREU TOTAL
Mecanització tub (torn) Oficial 1ª 0,5 4 hores 25,64 €/h 102,56 €
Mecanització platines (torn i fresadora) Oficial 1ª 2 16 hores 25,64 €/h 410,24 €
Muntatge peça Oficial 1ª 0,5 4 hores 18,14 €/h 72,56 €
SUPLEMENT DE MECANISME DE GIR
CONCEPTE TREBALLADOR JORNALS QUANTITAT PREU TOTAL
Mecanització massís (fresadora) Oficial 1ª 3 12 hores 25,64 €/h 307,68 €
Mecanització xapa (fresadora) Oficial 1ª 0,5 4 hores 25,64 €/h 102,56 €
Forats massís (fresadora) Oficial 1ª 5,5 16 hores 25,64 €/h 410,24 €
Muntatge peça Oficial 1ª 1 8 hores 18,14 €/h 145,12 €
Barres roscada Oficial 1ª 2,5 12 hores 25,64 €/h 307,68 €
Bulons cònics Oficial 1ª 4 32 hores 25,64 €/h 820,48 €
Casquets cònics Oficial 1ª 2 16 hores 25,64 €/h 410,24 €
MUNTATGE SUPLEMENTS A LA MÀQUINA
CONCEPTE TREBALLADOR JORNALS QUANTITAT PREU TOTAL
Oficial 1ª 3 24 hores 18,14 €/h 435,36 € Desmuntar i muntar braç de roça
Oficial 2ª 3 24 hores 17,94 €/h 430,56 €
Oficial 1ª 7 56 hores 18,14 €/h 1.015,84 € Desmuntar i muntar mecanisme de gir
Oficial 2ª 7 56 hores 17,94 €/h 1.004,64 €
TOTAL MÀ D’OBRA 5.975,76 €
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
TOTAL PRESSUPOST
TOTAL MATERIALS 4.162,87 €
TOTAL MÀ D’OBRA 5.975,76 €
TOTAL FABRICACIÓ DE SUPLEMENTS
I MUNTATGE A LA MÀQUINA 10.138.63 €
El pressupost final per a la fabricació dels suplements del braç de roça i
mecanisme de gir del minador ALPINE AM-75 ascendeix a
DEU MIL CENT TRENTA VUIT EUROS AMB SEIXANTA TRES CÈNTIMS
Suplements ALPINE MINER AM-75 – Nº de registre 1287 Memòria
43
Recommended