Medición, pesaje y determinación del centro de gravedad de superestructuras de maquinaria minera mediante tecnología de pruebas y medición de HBM

Kolubara Metal Vreoci, una empresa con sede en Serbia, fue fundada en 1953 como parte de Kolubara, un gran conglomerado industrial dedicado a la minería. Kolubara Metal es una empresa especializada en ingeniería y producción de equipos mineros, mantenimiento, reparaciones y maquinaria de ingeniería empleada en la minería.

Para facilitar el montaje y mantenimiento de las máquinas de extracción, la empresa debía mejorar el método de pesaje de las superestructuras de la maquinaria.

Lógicamente, el pesaje fue el procedimiento elegido para determinar el peso y la ubicación del centro de gravedad en las superestructuras de las máquinas de extracción. Este procedimiento se lleva a cabo en distintos tipos de máquinas mineras (excavadoras de ruedas de paletas, máquinas esparcidoras, cintas transportadoras móviles, etc.), y también se puede aplicar a distintas estructuras de acero pertenecientes a otras aplicaciones industriales.

Kolubara Metal lleva realizando procesos de pesaje desde 1988. En 2002 creó un servicio de investigación y laboratorio de medición. En 2009, este servicio se homologó conforme a la norma SRPS ISO/IEC 17025:2006.

El pesaje de las máquinas de extracción tiene que llevarse a cabo a intervalos regulares después de la construcción de las plantas o tras una remodelación importante. La evaluación de la estabilidad general de las máquinas extractoras se basa en los resultados del pesaje (en Serbia, varias máquinas extractoras habían sufrido averías importantes con anterioridad como consecuencia del desconocimiento de su centro de gravedad).

Proceso de pesaje

El procedimiento de pesaje es complejo, ya que requiere levantar toda la superestructura (que puede tener hasta 50 m de longitud y 40 m de altura, con un peso de 1500 toneladas) para retirarla de su tren de rodamientos de bolas mediante gatos hidráulicos. Entretanto, hay que determinar las cargas sobre los gatos por separado.

El método utilizado se basa en dos sistemas de medición que funcionan en paralelo:

  • Medición hidráulica, que mide la presión del aceite hidráulico 
  • Medición de la resistencia eléctrica, es decir, el cambio medido en la resistencia de un transductor de fuerza con galga extensométrica

La posición de la máquina extractora en la que se instala el transductor de fuerza se conoce como punto de elevación y tiene un diseño a medida. Las máquinas extractoras suelen contar con tres o cuatro puntos de elevación, aunque la empresa puede medir seis puntos de forma simultánea.

Ubicación de un punto de elevación en una excavadora de rueda de paletas

Medición de la resistencia eléctrica

El método de medición emplea transductores de fuerza C6A de HBM (con capacidad para 5000 kN), así como el sistema de adquisición MGCplus y el software de medición catman®, que se emplea para configurar, visualizar y analizar datos.

Puntos de elevación
El esquema muestra los transductores de fuerza y el sistema de adquisición de datos, incluida la visualización

Pesaje y determinación del centro de gravedad

Las cargas en los puntos de elevación se miden en línea, y los datos medidos se muestran en formato numérico y gráfico. Durante el proceso de pesaje, se pueden observar las cargas en los distintos puntos. La imagen muestra el momento en el que la superestructura se levanta del tren de rodamientos de bolas (línea plana). La oscilación de la superestructura también se puede observar durante la secuencia de medición.

El centro de gravedad se determina mediante el teorema de Varignon.

Representación gráfica de las cargas en los distintos puntos y su suma total
Gráfico del teorema de Varignon

Referencias y autores

Evaluación de los resultados de medición

El laboratorio de medición ha completado 120 encargos de pesaje desde 2002

Autores

Branko Nikolić, ingeniero superior mecánico
Rajko Spasojević, ingeniero técnico eléctrico

Si desea más información, visite:
http://www.kolubarametal.com/

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