MENA YANSSEN RAFAEL GERARDO (Prof. guía)NÚÑEZ VARAS, JIMMY PATRICIOPACHECO SANJUAN, ALEJANDRO ANDRESNÚÑEZ VARAS, JIMMY PATRICIO2024-10-162024-10-162018https://repositorio.usm.cl/handle/123456789/51405Catalogado desde la version PDF de la tesis.El presente estudio se lleva a cabo en la Compañía Minera Cerro Colorado, ubicada en primera región de Tarapacá. Este trabajo tiene como objetivo analizar el desgaste que ocurre en los baldes de los cargadores frontales producto de su operación y proponer mejoras que apunten a aumentar su durabilidad abarcando tres aspectos principales del blindaje del balde: diseño, materiales y reparaciones.Para cumplir con los objetivos propuestos, primero se realiza un levantamiento de la situación actual de lo cual se obtiene que en la empresa no existe información concreta acerca de la durabilidad de los baldes. Por otra parte, la mantención se realiza por condición mediante inspecciones visuales que frecuentemente generan acciones reactivas a los efectos irreparables del desgaste. Estas acciones pueden ser reparaciones parciales no estandarizadas en faena o una reparación mayor de alto costo que lleva a cabo una empresa externa fuera de faena.Con el fin de analizar como ocurre el fenómeno de desgaste en el balde del cargador, se establece una metodología de monitoreo sistemático de espesores a las piezas del blindaje más expuestas al desgaste mediante un equipo de ultrasonido, para esto se establecen mallas de medición para cada una de estas piezas con el fin de obtener un resultado representativo del desgaste y facilitar el registro de la información. Adicionalmente en cada uno de estos monitoreos se registra la cantidad de horas de operación y el acumulado de toneladas cargadas en cada lugar de operación del cargador frontal. Al comienzo se realizó un monitoreo al balde de los cargadores frontales 183 y 185, que operaron principalmente en mineral y luego al cargador frontal 188 que trabajó en planta. A partir de estos resultados clasificados según niveles de criticidad de espesores se logró identificar que existen patrones de desgaste según el lugar de operación predominante del equipo. En el caso de mineral la zona crítica de desgaste corresponde al sector inferior taloneras y en el caso de planta se adiciona como sector crítico el labio del balde. En términos de durabilidad, a los cargadores frontales 183 y 185 se les realizó su primera mantención en la zona crítica a las 1734 y 1948 horas de operación, respectivamente, pero su proyección de durabilidad era para ambos de 2000 horas de operación. En el caso del cargador frontal 188, es retirado del equipo a las 1888 horas de operación debido a la condición crítica de desgaste en el sector del labio.Para complementar el análisis del desgaste realizado a partir del monitoreo del blindaje se realizó un estudio teórico del tipo de desgaste predominante en el balde tomando en cuenta las variables operacionales. Se determinó que, en la operación en mineral las zonas críticas se ven afectadas por un desgaste abrasivo de alto esfuerzo y en operación en planta se combinan dos tipos de desgaste: abrasivo y corrosivo, producto de la baja granulometría, alta humedad y alto contenido de elementos corrosivos en el material con el cual trabaja el equipo.En base al análisis experimental y teórico, se propone un diseño de blindaje que optimiza el peso total del blindaje en un 13% con materiales de mejores propiedades para resistir los principales tipos de desgaste que sufre el balde en su operación. Por otra parte, se proponen planes de reparación para tres escenarios: operación predominante en mineral con el blindaje actual, operación predominante en planta con el blindaje actual y operación en ambas condiciones con el diseño de blindaje propuesto. Del análisis del costo beneficio de cada escenario, se proyecta una disminución de costo de reparación de balde por 6000 horas de operación, en los dos primeros escenarios de un 45% y 46%, respectivamente. En el caso del tercer escenario, se estima un ahorro de 53% del costo actual de reparación y una disminución del 67% en tiempos de detención, lo cual genera un aumento de la disponibilidad de la flota de cargadores.Desde el punto de vista de producción, el diseño propuesto incrementa un 2,2% la capacidad de carga por equipo. Al proyectar este aumento de producción en un año se lograría cargar adicionalmente 827.207 toneladas en mineral o 1.332.840 toneladas en planta por la flota completa de cargadores frontales.The present study was made at Compañía Minera Cerro Colorado, located in the first region of Tarapacá. This work has for objective to analyze the wear that happens on the buckets of the wheel loaders product of the operation and propose improvements that aim to increase its durability by covering three main aspects of the bucket’s armor: design, materials and repairs.To accomplish with the proposed objetives, first a study of the current situation is made, from which is get that in the company doesn’t exist concrete information about the durability of the buckets. Besides, the maintenance is made by condition through visual inspections that frecuently generates reactive actions to the irreparable effects of wear. These actions can be partial-non standarized repair or a major-high cost repair that’s made with an external company, outside the mine site.In order to analize how does the wear effect happens in the bucket of the wheel loader, a sistematic monitoring methodology of thickness is stablished in the pieces most exposed to wear of the armor using ultrasonic system, for this they are stablished measument meshes for each one of this pieces with the aim of obtain a representative result of wear and facilitating the record of informatio. In adition, in each one of this monitoring, the quantity of operation hours is recorded and the accumulated loaded tons in each operational site of the wheel loader. In the begining, a monitoring of the buckets of wheel loaders 183 and 185 was made, which mainly operated in the mine and then the 188 wheel loader that operate in the plant. From this result, sort by thickness critical level, it was possible to identify that there are patterns of wear according the prevalent operational site of the equipment. In the case of the mine, the zone of critical wear is the bottom of the bucket and in the case of the plant, this happens in the lip of the bucket. In terms of durability, the 183 and 185 wheel loaders were made their first maintenance in the critical zone at 1734 and 1948 operation hours, respectively, but their projection of durability was 2000 operational hous for both. In the case of the 188 wheel loader, the equipment is removed at 1888 hours of operation, because of the critical wear condition in the lip zone.To complement, the wear analysis made from the monitoring of the armor, a theoretical study of the main kind of wear in the bucket was made, considering the operational variables. It was determined that, in the mine operation, the critical zones are affected by the high abrasive stress and in the plant operation, to types of wear are combined: abrasive and corrosive, this product of the low granulometry, high moisture and highly corrosive elements content in the material with wich the equipment works.Based on the experimental and theoretical analysis, an armor design is proposed that optimizes the total weight of the armor in 13% with better materials properties to resist the main kind of wear that experiment the bucket in its operation. Besides, repair plans are proposed for three situations: main operation in mine which the current armor, main operation in plant with the current armor and mine-plant operation with the proposed armor design. From the cost-benefit analysis, a decrease in the repair cost of the bucket is projected for 6000 operation hours, in the first two situations of 45% and 46% respectively. In the third case, a 53% of saving in the current repair cost and a decrease of 67% of the detention time is estimated, which generates an increase of the availability of the wheel loaders fleet.From the outlook of production, the proposed design increase in 2,2% the load capacity by equipment. Projecting this production increase by year, it would be possible to load additionally 827.297 tons in the mine and 1.332.849 tons in the plant for the whole fleet of wheel loaders.CD ROMCARGADORCATERPILLAR 994VIDA UTILINGENIERIA CIVIL MECANICATesis de PregradoB - Solamente disponible para consulta en sala (opción por defecto)3560900255053