Esta fuerza se asume de 80 a 85% de la fuerza de tracción. Cuando se frena o para la locomotora, la gravedad ayuda con 20 libras por tonelada corta por cada por ciento de gradiente hacia abajo. También se puede calcular con las siguientes formulas:
Fuerza de frenado hacia abajo:
F = 2 000 AL + W (Rt – 20G) – L (20G)
Fuerza de frenado hacia arriba:
F = 2 000 AL + W (Rr – 20G) + L (20G) figura 20
Dónde:
A = adherencia a nivel, expresado en decimales ruedas de fierro fundido = 0.20 ruedas de acero = 0.25
L = peso de la locomotora, toneladas cortas
W = peso de la carga rodante (peso de carga + peso carros), toneladas cortas
Rt = resistencia de los cojines de los carros, libras por tonelada corta
Rr = resistencia de los cojines de a locomotora, libras por tonelada corta
G = gradiente, por ciento
11) PESO DE LOS CARROS VACÍOS
Estos varían de 46 a 63% del peso neto de la carga
CICLOS DE TRANSPORTE
Estimar el tiempo de ciclo es difícil. Para hacer el ciclo más rápido se dispone de instalaciones y dispositivos tales como parrillas, martillos neumáticos o hidráulicos para romper las rocas mayores a la luz de las parillas, compuertas accionadas por pistones, tolvas, carros con tolvas traslapadas, mecanismos para vaciar, carros, locomotoras en tándem equipadas con controladores magnéticos o neumáticos para duplicar la fuerza de tracción y otros.
13. DETERMINACIÓN DEL PESO LA LOCOMOTORA
1. Cuando se considera la aceleración:
Una de las fórmulas de amplio uso para su determinación es la siguiente:
2. Sin considerar la aceleración:
Una de las fórmulas de mayor uso para gradientes a nivel o hacia arriba es la siguiente:
Dónde:
L = peso de la locomotora, toneladas cortas
0.1 a 0.2 mphps (millas por hora por segundo) = 0.146 a 0.292 pies/segundo2
W = peso de la carga rodante, toneladas cortas
G = gradiente, por ciento
F = resistencia a la carga rodante en función de W, libras por tonelada corta
A = adherencia a nivel, expresado en decimales ruedas de fierro fundido = 0.20 ruedas de acero = 0.25
Cuando se utiliza ruedas de acero en una locomotora a troley, la adherencia A es igual a 0.25 entonces se tiene:
EJEMPLO 1:
Dadas las siguientes condiciones, seleccionar la locomotora a troley y carros para el transporte de mena de la mina a la concentradora:
1. La concentradora trata 2000 toneladas cortas/ dia, 7 dias a la semana.
2. Gradiente 6/1000 en descenso con carga = 0.6%
3. Distancia de la tolva de concentradora: 5000 pies
4. Turnos de trabajo de la locomotora: 2 de 8 horas cada uno, 6 dias a la semana
5. Carros provistos de rodamientos.
6. Las ruedas de la locomotora son de acero
7. La aceleración es de 0.1 mphps.
Solución:
1. Tonelaje por turno de la locomotora:
= 1166.6666 se redondea a 1180 toneladas
2. Estimación del tiempo de ciclo de viaje:
Llenado de un carro 1min
Vaciado de un carro 1min
Velocidad del convoy 32 808 pies por hora (10km/hora)
Tiempo de viaje ida y vuelta:
Tiempo de ciclo considerando 10 carros:
2 * 10 + 18.288 = 38.3 casi 40 min
3. Tiempo neto de trabajo por turno:
7 horas * 50 min/hora de trabajo =350 minutos
4. Numero de ciclos por turno: 350/40 =8.75 casi 9 ciclos
5. Tonelaje por carro por viaje:
6. Peso de la carga rodante considerando peso de carro vacio igual a 70% de la carga:
10 carros * 13.1 ton/carro *1.7 = 222.7 casi 223 toneladas cortas
7. Peso de la locomotora considerando que las ruedas son de acero:
Aplicando:
Se tiene:
=8.33 casi 9 toneladas.
Si se tiene los pesos reales de los carros vacíos y la carga, se deben utilizar estos datos en lugar de los asumidos.
Comprobación:
Gradiente = 0.6 % hacia abajo
Carga rodante = 223toneladas cortas
Carros vacíos = 92 toneladas cortas
Peso locomotora = 9 toneladas
1. Resistencia unitaria del tren:
Aplicando:
Rt = Rr + 20 G hacia arriba
Rt = Rr + 20 (-G) hacia abajo
Se tiene:
Rt = 20 + 0.6 x 20 = 32 lb/ton hacia arriba
Rt = 20 + (0.6 x 20) = 8 ton/ton hacia abajo
Resistencia de la locomotora con rodamientos = Rr = 20 lb/ton
2. Fuerza de tracción:
Aplicando:
F = L x Rt + W + Rt
Se tiene:
Para tren cargado = 9 x 8 + 223 x 8 = 2066 libras
Para tren descargado = 9 x 32 + 92 x 32 = 2332 libras
3. Fuerza de tracción teórica de la locomotora sin arena:
F = 9 ton x 2000 lb/ton x 25% = 45000 libras
4. Porcentaje de fuerza de tracción utilizada:
Para tren cargado: (2066 x 100)/4500 = 45.9%
Para tren descargado: (2332 x 100)/4500 = 51.8%
5. Porcentaje de fuerza para aceleración:
Para tren cargado: 100 – 45.9 = 54.1%
Para tren descargado: 100 – 51.8 = 48.2%
Desde que ambos porcentajes exceden el mínimo, que es 15%, el tren puede acelerar y moverse, además sin ayudar de arena.
