Introducción
Los alimentadores-quebrantadores están diseñados para operaciones de chancado fijas, portátiles o semimóviles. Les han permitido a los operadores mineros aumentar la producción y mejorar la manipulación de materiales, tanto por encima como por debajo de la superficie.
Los alimentadores-quebrantadores están diseñados para operaciones de chancado fijas, portátiles o semimóviles. Les han permitido a los operadores mineros aumentar la producción y mejorar la manipulación de materiales, tanto por encima como por debajo de la superficie. Pueden ubicarse debajo de tolvas para recibir la alimentación de camiones de transporte, tener una tolva integral para aceptar alimentaciones de los cargadores o bien tener un diseño de tipo trampa para topadora con una entrada abierta para la carga con topadora, carro lanzadera u otros métodos.
En general, los alimentadores-quebrantadores admiten material de alimentación en bruto y lo reducen hasta lograr un producto transportable de fácil manipulación y calibrado aguas abajo.
Carbón descargado de un alimentador-quebrantador en su recorrido hacia un chancador de rodillos dobles para una mayor reducción de tamaño.
Diseño de alimentador-quebrantador
Los elementos de diseño de la parte del alimentador y el conjunto del quebrantador, ya sea el diseño estacionario o el montado sobre orugas, son básicamente los mismos.
Los alimentadores-quebrantadores están diseñados para emplear una cinta transportadora estilo cadena de arrastre o barra de desplazamiento, conectada a cualquier extremo mediante conjuntos de ejes de acero equipados con piñones y rodamientos. El mecanismo del quebrantador consiste en un rotor horizontal que chanca el material contra los eslabones y la plataforma de la cinta transportadora. Está situado en dirección al extremo de descarga de la unidad.
El diseño montado sobre orugas utiliza solo una configuración de arrastre simple; sin embargo, según las capacidades, los alimentadores-quebrantadores estacionarios pueden tener un diseño de arrastre simple o doble. Son ideales para realizar el chancado primario de la alimentación en bruto y reducirla a un producto transportable.
Estos equipos son esenciales para extraer el material de una tolva, silo o pilas de acopio, así como para dosificar el material en un chancador, camión o cinta transportadora.
Cadena y eslabón
El concepto de cadena y eslabón está presente hace varios años y es un mecanismo probado para el movimiento de materiales en bruto a diferentes velocidades. Se prefiere el recorrido suave y constante de la cinta transportadora por sobre los alimentadores vibratorios cuando la generación de polvo es una preocupación, y el diseño de cadena y eslabón puede soportar el impacto del chancado cuando se lo utiliza en conjunto con un quebrantador.
Los alimentadores-quebrantadores utilizan una cadena de rodillos de ingeniería de avanzada para determinadas clases de trabajo a lo largo de los bordes exteriores del ancho de la cinta transportadora. En los intervalos de paso estipulados, coincidentes con el lado opuesto, un eslabón con pasador extendido permite el acoplamiento de la barra de desplazamiento.
Las barras de deslizamiento están fabricadas de acero sólido y ofrecen una separación entre las cadenas, así como el medio para arrastrar el material. El extremo de cada eslabón está mecanizado y perforado para admitir el acoplamiento del pasador.
En algunas ocasiones en las que generalmente existe una carga pesada en la plataforma, se utiliza un acoplamiento de eslabón adicional en los eslabones periódicos para evitar el esparcimiento de la cadena y el desgaste excesivo de la barra lateral.
Eje del cabezal y eje trasero
El extremo de transmisión de un alimentador-quebrantador es el extremo de descarga. El eje accionado, o el eje del cabezal, está fabricado con acero de aleación de tratamiento térmico. Un piñón de acero endurecido está atornillado en cada lado del eje, alineado con cada cadena.
El eje del cabezal está montado en las estructuras laterales del equipo con alojamientos de soportes con rodamientos con pie y de brida que poseen rodamientos de rodillo esféricos. En el lado de entrada, el eje trasero de acero de aleación de tratamiento térmico utiliza un piñón atornillado y un piñón flotante; sin embargo, los rodamientos de rodillo esféricos tienen un diseño de recepción para permitir el tensado de las cadenas de la cinta transportadora.
El tensado se completa con un sistema de cilindro engrasador, con el ajuste aplicado por medio de cuñas mecánicas. Tanto los conjuntos de eje del cabezal como de eje trasero están diseñados para ser fácilmente extraíbles sin necesidad de hacer un desmontaje importante del equipo.
Transmisión
Existen dos métodos para accionar el eje del cabezal de un alimentador-quebrantador: hidráulicamente o electromecánicamente.
La opción hidráulica utiliza un motor hidráulico de velocidad variable y montado en el eje con un flujo proporcionado por una unidad de alimentación hidráulica integrada o independiente.
La opción electromecánica utiliza un reductor montado en el eje en combinación con un motor eléctrico y un acoplamiento de alta velocidad.
Se puede incluir un paquete eléctrico de variador de frecuencia para agregar velocidad variable a la opción mecánica.
La opción de acoplamientos de alta velocidad entre el motor y el reductor incluye tubo de líquido, fricción o corte.
Controles
El control de funciones del quebrantador y la cinta transportadora se logra mediante un controlador lógico programable (PLC) que puede integrarse con báscula de cinta y cintas transportadoras aguas abajo y conectarse con los controles centrales.
Montado sobre orugas
El alimentador-quebrantador montado sobre orugas es un equipo diseñado especialmente para la minería subterránea en minas de anchurón y pilar.
Muchas veces, el alimentador-quebrantador montado sobre orugas es una de las últimas opciones consideradas cuando se trata de adquirir los elementos necesarios para una mina; sin embargo, se lo debe reconocer como un equipo multifunción y de suma importancia que funciona de forma integral como un caballo de tiro de diferentes maneras.
No solo es una unidad móvil que avanza con el frente de explotación, sino que también permite que los productores puedan realizar el chancado y el transporte del material con un mismo equipo.
Inicialmente conocido como alimentador o carro alimentador, el alimentador-quebrantador montado sobre orugas ha tenido varios cambios con el paso de los años.
Esta unidad no solo transporta, o alimenta, el material hacia una cinta transportadora a la velocidad medida, sino que también destruye, o quiebra, la alimentación sobredimensionada y remolca la pieza final/cinta de la sección durante el avance del frente de explotación.
Actualmente equipados con muchas funciones complementarias, los alimentadores-quebrantadores montados sobre orugas pueden incluir controles de PLC con pantalla táctil, paneles de diagnóstico y distribución eléctrica y tomas de fuerza que proporcionan alimentación a los equipos auxiliares, sistemas de supresión de polvo e incendios, iluminación de áreas, interruptores antipánico y dispositivos de parada de emergencia mejorados, conjuntos de orugas de gran potencia, controles de tranvía remoto, sirenas de advertencia y luces estroboscópicas, y diferentes dispositivos de arranque, como colgantes manuales, fotocélulas y transmisores y receptores infrarrojos.
Algunos operadores también han agregado un rociador de polvo e implementado sistemas de filtración para filtrar el agua que fluye a través del sistema de supresión de polvo integrado y hacia el minero para la supresión de polvo en el cabezal de la cortadora.
Con el énfasis centrado en la producción y desarrollo de paneles en la minería de tajo largo de alta capacidad, se espera que la versión actual del alimentador-quebrantador montado sobre orugas admita una carga de 20 toneladas o más desde los equipos de transporte en descarga continua, de forma tal que el operador de transporte no se demore en regresar a la próxima carga.
Los ciclos más cortos de los recorridos de transporte generalmente se relacionan con una mayor productividad y avance del frente de explotación.
Puesto que los carros lanzadera pueden descargar con regularidad 20 toneladas en aproximadamente 40 segundos, el alimentador-quebrantador montado sobre orugas debe estar diseñado con un conjunto de cadena y eslabón bien construido, una potente transmisión de la cinta transportadora y una amplia capacidad de almacenamiento para admitir la carga tan rápido como el conductor pueda descargarla.
Luego, debe dosificar el producto chancado en la cinta transportadora a la velocidad especificada para que coincida con la capacidad de la sección en particular de la cinta transportadora.
Además de manipular el gran volumen de material, se espera que el equipo manipule prácticamente todo lo que se le alimente. A pesar de que se lo diseñó principalmente como quebrantador de carbón, es una práctica común que los operarios de la mina descarguen losas de roca provenientes de caídas de los techos, puentes superiores o partes inferiores rotas hacia el alimentador-quebrantador montado sobre orugas.
También es bastante posible que lleguen al equipo piezas ocasionales de madera, como encofrados y trozos de madera de la mina, tirantes del techo, mangueras de agua y otros residuos de la mina.
Se utilizan sensores de velocidad para evitar daños graves en los componentes si el equipo se encuentra con un objeto realmente irrompible; por otro lado, los acoplamientos de control de torque y el alivio hidráulico han reemplazado al antiguo método de pasador de seguridad para la protección de la transmisión.
Cuando llega el momento de incorporar la cinta para coincidir con el avance del frente de explotación y para mantener los recorridos de transporte a una distancia manejable, el alimentador-quebrantador montado sobre orugas es el equipo preferido para remolcar la pieza final.
Algunas unidades están diseñadas y equipadas con un sistema integral de polea trasera de cinta transversal que funciona como la pieza final. Al tirar de la cinta, el peso del equipo, la potencia de las transmisiones de las orugas y el diseño de las orugas determinan la cantidad de fuerza de tracción disponible para hacer avanzar de manera efectiva las líneas de la correa, que pueden llegar hasta 18.000 pies (5.486,4 metros) en el caso de algunos paneles grandes de tajo largo.
Si bien los diseños más antiguos apenas permitían que el equipo pudiera traccionarse por sí solo, los diseños actuales del alimentador-quebrantador montado sobre orugas no solo deben admitir un gran esfuerzo de tracción, sino también poder transitar por el tipo de fondo irregular y desparejo que podría encontrarse bajo tierra.
Ya sea si se trata de un diseño de alimentador-quebrantador estacionario o montado sobre orugas, ambos utilizan una cinta transportadora de tipo de cadena de arrastre y barra de deslizamiento, y un mecanismo de quebrantador compuesto por un rotor horizontal para el chancado de material contra los eslabones y la plataforma transportadora hacia el extremo de descarga. El sistema de transporte puede accionarse de forma hidráulica o mecánica, mientras que el conjunto del quebrantador generalmente se acciona de forma mecánica.
Según la capacidad, los alimentadores-quebrantadores pueden tener un diseño de arrastre simple o doble. En general, los alimentadores-quebrantadores son ideales para el chancado primario de la alimentación en bruto y su reducción a un producto transportable, mientras que los alimentadores-quebrantadores montados sobre orugas van un paso más allá al ser móviles, lo que los convierte en ideales para la minería de anchurón y pilar en secciones de producción y en la preparación de paneles de tajo largo.
