Modelación y estimación de esfuerzos en un camión tolva

Abstract

En la actualidad, la División El Teniente representa el 27% de la producción total de Codelco, siendo clave para la corporación asegurar la confiabilidad y la operación en buenas condiciones de todos los equipos que permiten la extracción del mineral de cobre. En este contexto, el sector de extracción Pacífico Superior, un proyecto minero de reposición productiva de la división que posee una ley media de 0.973 y una capacidad de producción de 15000 tpd, cuenta con la problemática de no tener certeza de la vida útil de los camiones articulados que operan trasladando el mineral hacia los puntos de vaciado. La operación de la flota camiones de extracción en el Proyecto Pacífico Superior se realiza en la actualidad con camiones articulados Sandvik TH663, los cuales operan bajo condiciones similares a las presentes en el sector Esmeralda, donde se utilizaban camiones Sandvik TH550 que fallaron de manera catastrófica en su chasis posterior tras solo 3 años de uso. Debido a lo anterior, con el fin de sustentar una estrategia de confiabilidad operacional de la mina, se plantea como tema de memoria el desafío de estimar la vida útil del camión Sandvik TH663, para evaluar si lograrán cumplir con su ciclo de vida operando bajo las actuales condiciones de carga. Para lograr esto, se desarrolla una metodología para el estudio del chasis del camión que consiste en modelar el chasis del camión en un software de elementos finitos donde se estimarán esfuerzos y la vida útil considerando las condiciones de borde y cargas reales de operación. Junto con esto, se realizarán mediciones experimentales para hacer un análisis modal que permita ajustar y validar el modelo. La presente memoria tiene como fin desarrollar un modelo en elementos finitos mediante el software ANSYS, considerando materiales de fabricación, dimensiones, condiciones de mallado, de borde y de carga que permitan obtener resultados lo más cercanos a la realidad. Por otro lado, la validación experimental se realizará en terreno, midiendo con sensores la función de respuesta en frecuencia de la estructura para su posterior análisis modal. Finalmente, el modelo numérico es utilizado para estimar los esfuerzos y la vida útil del chasis mediante un estudio de fatiga bajo diferentes condiciones de carga. Como resultado de lo anterior, se tiene que el camión al operar en este nivel productivo puede verse afectado por falla por fatiga si el número de impactos de rocas de gran tamaño y masa es muy grande ya que estos reducen su vida útil.