Diseño paramétrico de plataformas tipo gata para mantenimiento de molinos de minería

Abstract

Las plataformas tipo gata son equipos que apoyan el mantenimiento de molinos de minería. Poseen una parrilla de trabajo para el personal y un brazo articulado que sostiene un martillo hidráulico que permite retirar los pernos del manto de los molinos. El equipo ajusta su altura y posición con respecto al molino gracias a un pistón hidráulico y a un sistema de base desplazable. El proyecto tiene como objetivo efectuar el diseño mecánico-estructural de plataformas tipo gata para una amplia variedad de condiciones de servicio en la minería chilena. Los objetivos específicos son: i) Formular una batería de configuraciones de plataformas de ancho variable entre 3-6 m., ii) efectuar una evaluación paramétrica de los esfuerzos, las deflexiones y el comportamiento estructural del emparrillado de piso y de su unión con el mástil principal y iii) evaluar el comportamiento estructural y el desempeño de los equipos parametrizados. El estudio sobre las plataformas tipo gata se centra en la parrilla principal, conformada por vigas UPN, como también en el nudo de unión entre esta parrilla y el mástil que la sostiene. Para analizar la parrilla principal se utiliza el software de rigidez directa SAP2000, mientras que el nudo se estudia mediante el software de elementos finitos ANSYS. Las variables de interés son los esfuerzos principales y la deflexión. Los resultados cumplen con los objetivos propuestos e indican que el diseño actual del emparrillado es muy seguro en cuanto a su resistencia, pues puede soportar cargas 6 veces mayores que las cargas de diseño, aunque las deformaciones de éste se encuentran en el límite de lo deseable. El nudo de unión, en cambio, es menos resistente que las parrillas, pues posee un factor de seguridad apenas mayor a 2. Finalmente, se recomienda realizar algunos ajustes al diseño, entre ellos, reforzar algunas zonas del nudo que poseen grandes concentraciones de esfuerzos. También se sugiere que las vigas del emparrillado que están sometidas a altas torsiones sean cambiadas por vigas con mayor resistencia a la torsión. Al mismo tiempo, existen vigas en la periferia del emparrillado que están sometidas a cargas muy bajas. En estos casos se recomienda evaluar un posible cambio por vigas más pequeñas o, incluso, por perfiles de acero más delgados que las vigas actuales. En tal caso se debe tener cuidado con un posible aumento en la deformación del emparrillado. En cuanto al material, no es necesario utilizar aceros de mejor calidad, ya que el diseño actual está sobredimensionado.