WO2012103664A1 - "tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto" - Google Patents

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César Antonio MANCILLA ESCOBAR
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    • B60P1/28—Tipping body constructions
    • B60P1/283—Elements of tipping devices
    • B60P1/286—Loading buckets

Definitions

  • This process in current mining is done through cycles generating irreversible structural damage to the box or hopper causing large amounts of fatigue and tensions located in the structure that are increasing as the transport cycles become repetitive.
  • the existing mining hoppers have curved or straight geometric shapes of elastically deformable structural steels with polymer-based floors, anti-abrasive or armored steels, beams T, U or folded with continuous or plug welds generating large accumulations of stresses in
  • the welding joints between the parts of the hopper, such as horizontal, lateral, visor and floor also contain a rigid chassis creating a single structure. This configuration makes this type of hoppers generate large maintenance, repair and time costs.
  • this type of equipment in extreme environmental conditions with large gusts of wind produces an increase in fuel consumption because its front panel generates restrictions when moving forward.
  • the next measure in the utility model application is centralized in the reduction of fuel consumption of the truck and the easy repair of its main structure called chassis.
  • the main feature is that it is an aerodynamic hopper. This concept is based on three main points, the first of which is that its front has an S-shaped, geometric shape that allows you to create a single piece by joining the floor, the front wall and the visor, a union that at the moment of having contact with the gusts of winds the restriction caused by this event decreases.
  • the second aerodynamic feature is that its side walls end in a curve joining the floor, this configuration of the side walls allows next to the floor and the front to create a uniform load maintaining its stable center of gravity even in extreme conditions such as slopes of up to 14 ° , this action maintains a uniform load distribution in percentages of 33.3% plus minus 1% for its front axle, such as 66.7% plus minus 1% for its rear axle.
  • the hopper When the hopper is loaded, it adapts to the geometric shape of the front and side walls, keeping the load under control when the truck is moved, and when its load is unloaded, it slides more quickly and smoothly.
  • the third aerodynamic feature is centralized in the easy change of its main structure because its beams are attached to the floor with intermittent welding and its union towards the legs of the chassis are formed by bolts turning them into mechanos chassis beams.
  • Figure N ° 1 is an isometric perspective of a conventional high tonnage truck from which the present utility model is installed.
  • Figure 2 is a side view of the aerodynamic hopper parallel to the high tonnage mining truck shown in Figure No. 1 of this utility model
  • Figure 3 is a top view of the aerodynamic hopper parallel to the mining truck showing the aerodynamic geometric shape of the box.
  • Figure 4 is a bottom view that shows the configuration of the chassis beams that go from the front and floor beams.
  • Figure 5 is a front view of the hopper showing the configuration of the double I beams and the aerodynamic shape of the chassis
  • Figure N ° 6 is a bottom view of the visor showing the configuration of the double I beams of this utility model.
  • the aerodynamic hopper to be installed and used in trucks of high tonnage, destined to transport mineral or sterile in open pit mines is mainly formed by three fundamental elements.
  • the first of these is its structure or skeleton made up of double beams I (1), the second is the floor, S-side wall, visor (2) and the third is its two side walls (3). All parts can be made of structural or anti-abrasive steel (figure 7).
  • the floor of the hopper has a straight shape when connecting to the front and visor, they create a single piece allowing this way to become aerodynamic because this set takes the geometric shape in S (figure 8), in addition the floor is configured by a resistant and elongable structure because its joints with respect to the base plate of the floor are through intermittent welding allowing this way to minimize residual stresses in the beams and base steel plate, a condition that generates a unique structural assembly connecting the floor, the front wall, the visor and the side walls (figure 9).
  • the variety of the floor beams are called double I (figure 10) once the beams are connected to each other, they are fixed by bolts allowing this way to keep the legs of the chassis in position (figure 11) this action allows that at the moment of generating strength
  • the chassis can keep its elongation rate stable according to the type of steel used.
  • the front wall of the box or hopper is configured with a variety of double I beams that are vertically and horizontally (figure 12), thus allowing connectivity with the visor and the floor.
  • the alignment of the double beams I take the geometric form of the S-shaped rontal wall (figure 13), in addition the fastening of the double beams I is by intermittent welding with respect to the base plate of the floor, the front wall and the visor.
  • the side panels of the box are formed in a straight way in the upper part ending in a curved way in a variant radius (figure 14) to then connect with the floor and front, the side once joined between the walls of the front and floor is held in a cylindrical beam C called prirnary beam, (figure 15) with a variant radius starting from the rear of the side and ending in the visor of the hopper.
  • the primary beam is connected to the side wall by intermittent welding. This modality allows the base plate plus the beam to retain the mechanical property of weldability by 95% (Figure 16).
  • the visor of the hopper is constituted by a variety of double I beams (figure 17) that are born from the floor and end in the visor, these beams take the straight geometric shape of the visor and S in the front (figure 18). The beams are held by intermittent welding.

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Abstract

La tolva aerodinámica tiene como propósito principal transportar y descargar material a los principales centros de extracción mineral, esta estructura habilita en un camión de alto tonelaje (1). Debido a la complejidad de dicha labor, la tolva posee características aerodinámicas que facilitan el traslado de la carga evitando la resistencia producida por el viento, lo que se traduce en una disminución en el consumo de combustible por parte del camión (2, 4, 13, 15). Consigue también una carga uniforme manteniendo su centro de gravedad estable tanto para la carga, descarga y movilización. Por otra parte brinda una fácil reparación de su estructura principal denominada chasis. Las características principales son las siguientes: Tiene una pared frontal en forma de S de radio variante unida al piso y visera conformando una sola pieza (8). Además sus paredes laterales son rectas en su zona superior y curvas en el último cuarto de su zona inferior conectada al piso (7). La estructura está conformada por una variedad de vigas doble I, que en el chasis van fijadas con soldadura intermitente y pernos.

Description

"TOLVA AERODINÁMICA PARA SER INSTALADA Y UTILIZADA EN CAMIONES DE ALTO TONELAJE, DESTINADA A TRANSPORTAR MINERAL O ESTÉRIL EN
MINAS DE RAJO ABIERTO"
Sector técnico
Es instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto.
Técnica Anterior
Los camiones de alto tonelaje que transportan mineral o estéril en minas de rajo abierto son cargados con equipos denominados palas o cargadores frontales. El camión que lleva esta gran cantidad de volumen mueve el material de extracción a los lugares donde se realiza el proceso primario de descarga mediante una tolva o caja, estas tolvas pueden estar constituidas de polímeros o aceros.
Este proceso en la minería actual se realiza mediante ciclos generando daños estructurales irreversibles a la caja o tolva provocando grandes cantidades de fatigas y tensiones localizadas en la estructura que van en aumento a medida que los ciclos de transporte se hacen repetitivos. Las tolvas existentes en la minería actual tienen formas geométricas curvas o rectas de aceros estructurales deformables elásticamente con pisos a base de polímeros, aceros anti abrasivos o con blindajes, vigas T, U o plegadas con soldaduras continuas o de tapón generando grandes acumulaciones de tensiones en las uniones de soldadura entre las partes de la tolva como f ontal, lateral, visera y piso, además contienen un chasis rígido creando una sola estructura. Esta configuración hace que este tipo de tolvas genere grandes costos de mantención, reparación y tiempo. Además este tipo de equipos en condiciones ambientales extremas con grandes ráfagas de viento producen un aumento del consumo de combustible debido a que su frontal genera restricciones al momento de avanzar.
La siguiente medida en la solicitud de modelo de utilidad está centralizada en la disminución de consumo de combustible del camión y la fácil reparación de su estructura principal denominada chasis.
La característica principal es que es una tolva aerodinámica este concepto radica en tres puntos principales el primero de ello es que su frontal tiene forma de s, forma geométrica que permite crear una sola pieza uniendo el piso, la pared frontal y la visera, unión que al momento de tener contacto con las ráfagas de vientos disminuye la restricción provocada por este suceso.
La segunda característica aerodinámica es, que sus paredes laterales terminan en curva uniéndose al piso, esta configuración de las paredes laterales permite junto al piso y el frontal crear una carga uniforme manteniendo su centro de gravedad estable aún en condiciones extremas como pendientes de hasta 14°, dicha acción mantiene una distribución de carga uniforme en porcentajes del 33.3% más menos el 1% para su eje delantero, como 66.7% más menos el 1% para su eje trasero. La tolva al ser cargada se adapta a la forma geométrica del frontal y paredes laterales manteniendo la carga controlada al momento de desplazarse el camión, y al ser descargada su carga se desliza de forma más rápida y suave. La tercera característica aerodinámica está centralizada en el fácil cambio de su estructura principal debido a que sus vigas están unidas al piso con soldadura intermitente y su unión hacia las piernas del chasis están conformadas por pernos convirtiéndolas en vigas chasis mecanos. Estas tres cualidades de la tolva aerodinámica permiten tener un ahorro sustentable tanto en el día a día del equipo como de sus mantenciones preventivas y reparativas convirtiéndola en una tolva fácil de mantener, reparar y a un bajo costo y tiempo.
Breve descripción de las figuras
La figura N°l es una perspectiva isométrica de un camión convencional de alto tonelaje del dónde va instalado el presente modelo de utilidad.
La figura N° 2 es una vista lateral de la tolva aerodinámica paralela al camión minero de alto tonelaje mostrada en la figura N°l del presente modelo de utilidad
La figura N° 3 es una vista superior de la tolva aerodinámica paralela al camión minero que muestra la forma geométrica aerodinámica de la caja.
La figura N° 4 es una vista inferior que muestra las configuración de las vigas chasis que van desde la viera frontal y piso.
La figura N° 5 es una vista frontal de la tolva que muestra la configuración de las vigas doble I y la forma aerodinámica del chasis
La figura N° 6 es una vista inferior de la visera que muestra la configuración de las vigas doble I del presente modelo de utilidad.
Descripción Completa
La tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto está conformada principalmente por tres elementos fundamentales. El primero de ellos es su estructura o esqueleto conformado por vigas doble I (1) el segundo es el conjunto piso, pared frontal en S, visera (2) y el tercero sus dos paredes laterales (3). Todas las partes pueden estar conformadas por acero estructural o antiabrasivo (figura 7).
El piso de la tolva tiene forma recta esto al momento de conectarse con el frontal y visera crean una sola pieza permitiendo de esta forma convertirse en aerodinámica debido a que este conjunto toma la forma geométricamente en S (figura 8), además el piso está configurado por una estructura resistente y elongable debido a que sus uniones con respecto a la plancha base del piso son por intermedio de soldaduras intermitentes permitiendo de esta forma minimizar las tensiones residuales en las vigas y plancha de acero base, condición que genera un conjunto estructural único conectando el piso, la pared frontal, la visera y las paredes laterales (figura 9). La variedad de las vigas del piso son denominadas doble I (figura 10) una vez que las vigas se conectan entre sí, se fijan mediante pernos permitiendo de esta forma mantener en posición las piernas del chasis (figura 11) esta acción permite que al momento de generarse fuerzas dinámicas el chasis pueda mantener estable su porcentaje de elongación según el tipo de acero a utilizar.
La pared frontal de la caja o tolva está configurada con una variedad de vigas doble I que se encuentran en forma vertical y horizontal (figura 12) permitiendo de esta forma tener conectividad con la visera y el piso. La alineación de las vigas doble I toman la forma geométrica de la pared rontal en S (figura 13), además la sujeción de las vigas doble I es mediante soldadura intermitente con respecto a la plancha base del piso, la pared frontal y la visera.
Los paneles laterales de la caja están conformados en forma recta en la parte superior terminando en forma curva en un radio variante (figura 14) para luego conectarse con el piso y frontal, el lateral una vez unido entre las paredes del frontal y piso se sostiene en una viga C cilindrada denominada viga prirnaria,(figura 15) con un radio variante comenzando desde la parte trasera del lateral y terminando en la visera de la tolva. La viga primaría se conecta en la pared del lateral mediante soldadura intermitente esta modalidad permite que la plancha base más la viga conserve en un 95% la propiedad mecánica producto de la soldabilidad (figura 16).
La visera de la tolva está constituida por una variedad de vigas doble I (figura 17) que nacen desde el piso y terminan en la visera, estas vigas toman la forma geométrica recta de la visera y de S en el frontal (figura 18). Las vigas van sujetas mediante soldadura intermitente.

Claims

Reivindicaciones
1) Tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto, CARACTERIZADA por estar construida principalmente de:
a) Una variedad de vigas doble I que entre ellas conforman una sola estructura permitiendo fijar el piso, el frontal, la visera y las dos paredes laterales;
b) Un piso plano conformado por un solo formato de plancha de acero, unido a las paredes laterales, a la pared frontal y a las vigas doble I;
c) Dos paredes laterales conformadas en forma recta en la parte superior y curvo en el inferior que van unidas a la pared frontal al piso a la variedad de vigas doble I y a las viga C;
d) Una pared frontal en forma de S unida al piso, a las paredes laterales, a la visera y a la variedad de vigas doble I;
e) Una visera con forma rectangular unida a la pared frontal y a una variedad de vigas doble I;
2) Tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADA porque las vigas doble I del piso se disponen de manera recta y transversal adoptando la forma geométrica de éste conectándose por intermedio del chasis con pernos.
En el frontal las vigas doble I se disponen de forma vertical y horizontal, adoptando la forma de S de la pared frontal, conectando al piso con pernos y a la visera con soldadura intermitente. En la visera las vigas doble I se disponen de manera recta y transversal, adoptando la forma la forma geométrica de la misma, conectándose con el frontal por intermedio de soldadura.
En cada pared lateral en las tres cuartas partes rectas de su zona superior las vigas C se conectan con la visera mediante soldadura y en la cuarta parte de la zona inferior curva las vigas doble I de radjo. variante entre 600 a 1200 milímetros se conectan con el chasis de la tolva mediante soldadura intermitente en la pared lateral y el piso y con pernos en el chasis.
3) Tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto de acuerdo a la reivindicación 1 a 2 CARACTERIZADA porque el piso plano está conformado de acero estructural o antiabrasivo y va fijado a las vigas doble I del chasis por soldadura intermitente.
4) Tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto de acuerdo a la reivindicación 1 a 3 CARACTERIZADA porque las dos paredes laterales son en forma recta hasta las tre cuartas partes de la zona superior y curvas en la cuarta parte inferior con un radio variante de 600 a 800 milímetros.
5) Tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADA porque las dos paredes laterales van sujetas a la viga primaria C, al frontal y al piso con soldadura continua.
6) Tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADA porque la pared frontal en S tiene un radio variante en la parte superior de 600 a 3000 milímetros y en la parte inferior de igual forma.
7) Tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADA porque la pared frontal en S va unida a las vigas doble I, al piso en su parte inferior y a la visera en su parte superior con soldadura continua.
8) Tolva aerodinámica para ser instalada y utilizada en camiones de alto tonelaje, destinada a transportar mineral o estéril en minas de rajo abierto de acuerdo a la reivindicación 1 CARACTERIZADA porque la visera en forma de trapecio va unida y fijada a las vigas doble I con soldadura intermitente y a la pared frontal unida y fijada por soldadura continua.
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