Proyecto de diseño y cálculo de retroexcavadora de pala frontal

Abstract

El objetivo del presente proyecto es el diseño y cálculo de la pala frontal para una retroexcavadora de minería. Para el desarrollo del proyecto se han realizado una serie de estudios con sus respectivas iteraciones hasta lograr un equilibrio entre todos los elementos a estudio. Partiendo de la función objetivo a cumplir por el diseño, el primer paso consiste en definir el tipo de mecanismo más adecuado a las necesidades planteadas mediante un proceso de síntesis estructural. De esta forma se obtiene el tipo y número de elementos y pares a utilizar, así como su secuencia de unión (diagrama estructural). A continuación, a partir de las especificaciones dimensionales dadas por la empresa minera se obtienen las dimensiones principales del mecanismo, es decir, las longitudes, las posiciones y orientaciones relativas entre pares. Una vez obtenidas las dimensiones principales, se aplica cinemática inversa, para obtener la trayectoria de las posiciones a estudio y a continuación se realiza el análisis cinemático para los valores calculados para dichas posiciones. Por tanto, es necesario hacer una estimación inicial de las secciones de los elementos, pudiendo tomar como referencia aquellas que en otros diseños similares hayan resultado adecuadas. Con la distribución másica que implican estas dimensiones secundarias, y suministrando como dato el movimiento requerido para el mecanismo, así como todas las acciones resistentes a las que está sometido, se resuelve el problema dinámico. Este da como resultado las reacciones en los pares y las acciones motoras necesarias para que el sistema se mueva como previamente se ha especificado. Si los esfuerzos en los elementos generan un fallo (estático) en cualquiera de los elementos de la máquina, se modifican los materiales y dimensiones de las secciones en cuestión, y se realiza de nuevo un análisis cinetostático hasta que las dimensiones secundarias de los elementos sean tales que resistan las reacciones que aparecerán. A partir de aquí, si la diferencia entre lo requerido y los resultados obtenidos son aceptables, puede darse como válido el diseño. En caso contrario habría que modificar las características inerciales de los elementos y proseguir con el ciclo del diseño.