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ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE HARNERO VIBRATORIO TYLER 10’ x 20’, USANDO EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

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Date
2015-10
Authors
NOVOA NAVARRO, CARLOS EDUARDO
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Abstract
El siguiente trabajo presenta el análisis mediante el método de elementos finitos de la estructura general de un harnero vibratorio marca Tyler, equipo perteneciente a la planta de molienda SAG de la empresa Codelco División Andina, el cual se encuentra expuesto a la acción de cargas dinámicas inducidas por las fuerzas inerciales producto de la rotación de ejes con masas excéntricas y cargas inducidas por el flujo de mineral. La finalidad de realizar este estudio radica en la necesidad de la empresa por adquirir un control del comportamiento estructural del equipo, permitiendo construir una base para la toma de decisiones en cuanto a mejoras estructurales o de mantenimiento. El procedimiento de trabajo considera cuatro casos de interés, para lo cual se estiman las cargas de flujo de mineral mediante parámetros operacionales extraídos de la plataforma computacional de monitoreo en línea y criterios ingenieriles desarrollados. A continuación se recopila toda la información relacionada con la geometría y materiales de la estructura del equipo para desarrollar un modelo CAD y después realizar la importación del modelo al software de elementos finitos. Luego se aplican las condiciones de borde y se realiza un análisis estructural ocupando criterios de falla estáticos (Von Mises, ECM) y criterios de falla dinámicos (fatiga). Posteriormente se estudian las características dinámicas inherentes del sistema mediante un análisis modal. Finalmente se muestran los resultados para cada caso mostrando las tensiones, deformaciones y factores de seguridad, evidenciando zonas de interés, verificando la resistencia mecánica de la estructura y comparando los casos de estudio. Además se obtienen diez frecuencias naturales y modos de vibración del equipo, permitiendo evaluar posibles estados de resonancia y vibraciones perjudiciales para la estructura del harnero.
This work presents an analysis of the general structure in a vibrating screen whose brand is Tayler, based on the finite element method. This machine belongs to the SAG grinding plant of a company called Codelco Andina Division, which is exposed to the action of dynamic loads induces by inertial forces resulting from the rotation axis with eccentric mass and mineral flow induced by loads. The objective of this study is to allow the company of having control in relation to the structural behavior of the machine giving them the opportunity to build a base for making decisions about structural improvements or maintenance in the company. The procedure consist on the consideration of four different cases of interest. In order to do this we analyze the mineral fillers flow through operational parameters extracted from the computing platform offline monitoring and from criteria developed by engineering. More over all the information related to the geometry and materials in regard to the machine is collected to develop a CAD model, it is necessary to import the model into the finite element software. The boundary conditions and the structural analysis with the static fault and dynamic criteria are applied. The inherent dynamic characteristics of the system are studied using a modal analysis. Finally, results are shown for each case showing the stresses, deformations and safety factors, showing areas of interest and checking the mechanical strength of the structure and comparing the case studies. Also in the findings we obtained ten natural frequencies and mode shapes. This allowed us to evaluate different possible states of resonance and vibrations that can damage the structure of the sieve.
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MOLIENDA
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