994F

PROYECTO “ANALISIS DE LA INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DE CARGADOR FRONTAL CAT 994F, MEDIANTE EL METODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS”

CAD CAE Ingeniería Ltda.
Jose López González 02867 Oficina 201, Antofagasta

APROBACION MEL: FECHA: REV.
H.L.L.

REV.
0

FECHA
30.09.2010

POR
J.M.S.

APROBO
J.C.G.

DESCRIPCION
Emitido para Comentarios del cliente

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Kd &  d > &Preparado por: Hernán Lobera López Ingeniero Civil Mecánico U.T.F.S.M – Valparaíso
CAD CAE INGENIERIA LTDA. – J. L. GONZALEZ ESQ. AVDA. ESCONDIDA 2867 OF. 201 - ANTOFAGASTA FONO 791525 – FAX 225726 – CELULAR 9 9190294 - www.cad-cae.com

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INDICE

1. 2. 3. 4. 5. 6.

RESUMEN EJECUTIVO Y CONCLUSIONES CARACTERISTICAS DEL EQUIPO DEFINICION DEL PROBLEMAPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA OBJETIVOS CRITERIOS DE DISEÑO CALCULO MEDIANTE EL METODO DE ELEMENTOS FINITOS

6.1. Software utilizado para la modelación “SOLIDWORKS” y “COSMOS” 6.2. Tipo de Elemento Finito utilizado para la modelación 6.3. Esfuerzo de Von Mises 6.4. Diagrama de cuerpo libre y casos a analizar 6.5. Enmallado y restricciones 6.6. Resultados de la modelación 6.7. Resumen de los resultados 6.8.Calculo del tiempo de aparición de grietas

7.

ANEXOS

7.1. CATALOGO 7.2. RECOMENDACIONES DE ELIMINACION DE CONCENTRADORES 7.3. FACTOR DE SEGURIDAD 7.4. LICENCIA DEL SOTFWARE 7.5. IDENTIFICACION DE PUNTOS CRITICOS.

CAD CAE INGENIERIA LTDA. – J. L. GONZALEZ ESQ. AVDA. ESCONDIDA 2867 OF. 201 - ANTOFAGASTA FONO 791525 – FAX 225726 – CELULAR 9 9190294 - www.cad-cae.com

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1. RESUMEN EJECUTIVO Y CONCLUSIONES El cargador frontal CAT 994F presenta una serie de fisuras en el pantógrafo o pluma del equipo, es por esto que Minera Escondida Ltda solicita un estudio que identifique los puntos de mayores esfuerzos, específicamente en el pantógrafo y chasis del equipo., con el objeto de identificar las causas de falla del material. El equipo se adquirió elaño 2006 y las fisura aparecieron durante un año de operación. El 2010 la aparición de fisuras es a los 6 meses. Se realizo un levantamiento del balde, pantógrafo, cilindros hidráulico, chasis de carga y chasis trasero para realizar la modelación en 3d del equipo. Se determino la fuerza máxima de penetración del equipo al cerro que por catalogo es de 104 [ton]. Luego se determino el peso de lacarga sobre el balde que es de 30 [Ton] y la fuerza que ejerce los diferentes componentes sobre el chasis trasero tales como el motor, plataformas, contrapeso, etc. La carga total ejercida sobre el chasis trasero es de 44 [ton]. Para considerar las cargas dinámicas se le agrego un 20% a cada fuerza. La estructura a analizar está compuesto de tres tipos de materiales: ASTM A 572 Gr 50; ASTM A 514 HSLy fierro fundido. Las soldaduras aplicada son dos: Soldadura AWS E 7018 y Soldadura AWS E 10018 en electrodo o alambre tubular. Por lo cual se calculo los esfuerzos máximos en los componentes y los criterios de diseño se comparara según las propiedades mecánicas de cada material mencionado. Las propiedades mecánicas del hierro fundido no se determino con exactitud, se utilizaron valores típicos.Se identifico 4 casos comunes de operación, ver punto 6.4 donde el casos 1 es el más común y el caso 2 es una operación inadecuada del equipo. Los casos 3 y 4 debido al carguío del mineral sobre el balde son operaciones que no presentan problemas estructurales para el equipo ya que se está operando con un factor de seguridad de 5. En todos los casos esfuerzo máximo está debajo del esfuerzo defluencia de los acero , por lo que no existirá ningún tipo de daño por deformación plástica. El mayor esfuerzo es en el bracket (mickey mouse, 204 [MPa]), y esto se produce en el casos 2, que se define como una operación inadecuada, donde la carga se aplica en la mitad del balde, el caso 2 es la operación que más daño produce a la estructura, aunque se está trabajando con un factor de seguridad de...