Diseño de un sistema de transporte para el equipo Skidmore en faenas mineras

Abstract

El siguiente trabajo de titulación da a conocer el diseño y validación de un sistema mecánico de transporte y elevación para el equipo de calibración de tensión de pernos Skidmore-Wilhelm, el cual está destinado a operar en faenas mineras. La problemática principal está en las dificultades ergonómicas y operacionales que presenta la manipulación manual de este equipo debido a su gran peso, lo cual expone a los operadores a riesgos de lesiones e ineficiencias durante las labores en terreno. Para dar una solución a esta necesidad, se propuso el diseño de un carro móvil que incorpora una mesa elevadora de tijera que está accionada por un sistema de husillo de potencia trapezoidal. El desarrollo del proyecto proviene desde la etapa de diseño conceptual y selección de alternativas, hasta la ingeniería en detalle de cada uno de los subsistemas que conforma el sistema. En cuanto a las dimensiones estructurales, se fundamentaron a través de los principios de estática y resistencia de materiales. Se establecieron diagramas de cuerpo libre para identificar las cargas críticas, permitiendo seleccionar materiales que son fáciles de adquirir en el comercio chileno, como los perfiles rectangulares de acero estructural ASTM A36 y componentes estandarizados como son los rodamientos, pasadores y ruedas industriales. Para validar la integridad estructural y garantizar la seguridad operacional del sistema, el modelo fue sometido a cálculos matemáticos que luego se compararon con resultados de simulaciones computacionales mediante el método de análisis de elementos finitos en el software Autodesk Inventor. Los resultados obtenidos mediante la simulación demostraron una similitud con los cálculos teóricos, arrojando factores de seguridad óptimos y esfuerzos de Von Mises que están dentro del rango elástico del material sometido. Asimismo, se desarrolló un modelo de costos de manufactura que comprobó la viabilidad económica del prototipo. En conclusión, el diseño propuesto cumple con los requerimientos técnicos y normativos que son exigidos, entregando una solución robusta, ergonómica y factible al momento de fabricar, ya que optimiza el tiempo de despliegue del equipo Skidmore y garantiza la integridad física de los operadores en el entorno de la minería.