Para calcular la fuerza requerida, se usan las siguientes formulas:
Dónde:
K = Kilowatts de suministro a la locomotora
H = HP requeridos
0746 = factor de conversión de kilowatts a HP
e = eficiencia del motor
T = Fuerza de tracción de la locomotora, libras
S = Velocidad, millas por hora
375 = Factor de conversión de libras millas por hora a HP
0.95 = Factor de eficiencia en trasmisión de reducción simple
En el ejemplo:
T = 4500 libras
S = 10 km/hora = 6.214 millas/hora
Entonces:
= 78.5 HP
Considerando una eficiencia de motor de e = 0.90
= 65 kilowatts
CAMBIAVIAS DE LOS RIELES
Las siguientes recomendaciones son muy cercanas a las normas de la American MiningCongress:
Sapas: Para las trochas de 42 pulgadas se recomienda:
Sapas Nos. 2, 2 ½ y 3 para maniobras pequeñas.
Sapas Nos. 3, 4, 5 y 6 para rieles de transporte.
Sapas Nos. 5 y 6 para rieles de transporte especialmente para alta velocidad.
Agujas: La longitud de las agujas, números de las sapas y riel se deben usar como:
Agujas de 3 ½ pies de longitud y sapa Nro 2 para rieles de 20,30 y 40 libras.
Agujas de 5 pies de longitud y sapas Nros 2 ½ y 3 para rieles de 20,30 y 40 libras.
Agujas de 5 pies de longitud y sapas Nros 3 y 4 para rieles de 40, 50 y 60 libras.
Aguja de 7 ½ pies de longitud y sapas Nros 5 y 6 para rieles de 40,50 y 60 libras.
Aguja de 10 pies de longitud y sapa Nro 6 pueden ser utilizadas en lugares de cuidado con alternativa a la aguja de 7 ½ pies con sapa Nro 6.
Cambiavíasmás largas se usan, con frecuencias, en las minas en las que encontramos equipo pesado sobre rieles y las velocidades son altas.
Los dos primeros durmientes de un cambiavías deben estar espaciados a 20 pulgadas de centro a centro.
EJEMPLO 2:
Se tiene las siguientes condiciones de trabajo:
1. Longitud y gradiente de la línea riel del echadero al lugar de llenado de carros:
a = 1000 pies a + 0.6%
b = 700 pies a - 0.5%
c = 300 pies horizontales
2. Tiempos de transporte neto: 6 horas
3. Carros:
a = peso = 4000 libras
b = cojinetes = bocinas
4. Peso material roto por carro: 6000 libras
5. Número de carros por viaje: 10
6. Locomotora con ruedas de acero
7. Aceleración: 0.1 mphps
8. Factor de seguridad por batería: 25 %
9. Velocidad:
Promedio = 2.5 millas/hora
Maxima = 3.5 millas/hora
10. Resistencias:
Locomotora = 20 libras/tonelada
Carros = 30 libras/tonelada
Gradiente = 20 libras/tonelada
Se desea saber:
1. Peso de la locomotora
2. Número de viajes por locomotora por turno
3. Tonelaje transportado por locomotora por turno
4. Kilowatt/hora de capacidad total de las baterías
Solución:
1. Peso de la locomotora:
|
|
|
Aplicando:
Dónde:
W = (3 + 2) x 10 = 50 toneladas cortas
Considerando la gradiente más desfavorable +0.5 para una aceleración de 0.1 mphps
= 5.43 casi 6 toneladas cortas
Comprobación:
A. Resistencia unitaria del tren cargado:
Aplicando Rt = Rr + (G x 20)
= 20 + 0.5 x 20 = 30 lb/ton
Resistencia unitaria del tren descargado
Aplicando Rt = Rr + (G x 20)
= 20 + (0.6 x 20) = 32 lb/ton
C.Resistencia del tren cargado: 20 x 6 + 20 x 50 = 1120 libras
D. Resistencia del tren vacío: 20 x 6 +20 x 20 = 520 libras
E. Fuerza de tracción teórica de la locomotora sin arena: 6 x 0.25 = 1.5 toneladas cortas = 3000 libras
F.Porcentaje de fuerza de tracción utilizado:
Para tren cargado (100 x 1120)/3000 = 37.3%
Para tren descargado (100 x 520)/3000 = 17.3%
G.Porcentaje de fuerza para aceleración 100 37.7 = 62.3% que excede el 15% min.
2. Número de viajes por locomotora:
Considerando un minuto para llenado y otro minuto para vaciado por carro:
10 x 1 + 10 x 1 = 20 minutos por viaje
Tiempo de viaje por tren, utilizando la velocidad promedio:
= 18.2 minutos
Tiempo de viaje o ciclo: 20 + 18.2 = 38.2 minutos
Número de viajes por locomotora por turno: (6 x 60/38.2 = 9.42 casi 9 viajes
3. Tonelaje transportado por locomotora por turno:
9 viajes x 10 carros x 3 ton = 270 toneladas cortas
4. Capacidad de batería:
El tren viaja en las siguientes condiciones:
A. Cargado saliendo de la mina
a. 1000 pies a 0.6% de gradiente
b. 700 pies a + 0.5% de gradiente
c. 300 pies horizontales
B. Descargado, entrando en la mina
a. 1000 pies a +0.6% de gradiente
b. 700 pies a -0.5% de gradiente
c. 300 pies horizontales
Para hallar losKw hora de cada sección, usamos la siguiente formula:
Kw hora = 
Dónde:
T = Tonelaje total de la carga rodante incluyendo la locomotora, toneladas cortas
D = Longitud de cada sección, pies
G = Gradiente, por ciento
Condición A, cargado:
T = 10 x (3 + 2) + 6 = 56 toneladas cortas
a. Kw hora = 
= 0.573
b. Kw hora = 
= 0.891
c. Kw hora = 
= 0.286
Total Kw hora = 1.750
Descargado:
T = 10 x 20 + 6 = 26 toneladas cortas
Kw hora = 
= 0.620
Kw hora = 
= 0.414
Kw hora = 
= 0.133
Total Kw hora = 1.167
Total Kw hora por ciclo = 2.917
Total Kw hora por turno = 9 x 2.917 = 26.253
Considerando una eficiencia total del 63 % se tiene:
Capacidad de batería = 26.253/0.63 = 41.671 kw hora casi 42 kw hora
EJEMPLO: 3
Durante 4 horas efectivas se desea transportar 360 tc de mineral económico de la mina asía la tolva de concentradora con carros de 3 000 lbs de capacidad y peso de 1 880 lbs por carro, con ruedas de rodajes cilíndricos; el ciclo durará 10 minutos. La locomotora usa rodajes cónicos; la gradiente es 0,5%.
Hallar:
Número de viajes
Toneladas por viaje
Número de carros necesarios
Peso del tren con carga
SOLUCION:
Grafico
