Resumen

El artículo presenta la información de los defectos identificados de fallo por fatiga de las estructuras de acero del mecanismo de freno de las máquinas elevadoras de cable de mina utilizadas para transportar coque metalúrgico de la mina a la superficie. Utilizando métodos de ensayo no destructivos se llevó a cabo un estudio de los mecanismos de freno de sesenta máquinas elevadoras de cable de mina. Se desarrolló un método para combatir el fallo por fatiga de las estructuras de acero mediante el uso de elementos de refuerzo para reducir su consumo de metal y aumentar la resistencia al fallo por fatiga, al tiempo que se elimina por completo el uso de costosas aleaciones de alta resistencia. Para estudiar el estado de tensión-deformación y el fallo por fatiga de las estructuras de acero, se utilizó un método de simulación por ordenador. Utilizando el programa informático ANSYS, se establecieron las formas óptimas de los elementos de refuerzo y se simuló la parte cargada de las estructuras de acero en funcionamiento continuo. Se desarrollaron once modelos informáticos de una viga de acero con diversos elementos de refuerzo. Los resultados de la investigación se utilizaron en la práctica en la reparación de estructuras de acero.

INTRODUCCIÓN

En la empresa minera y metalúrgica ArcelorMittal, para el transporte del coque metalúrgico desde la mina hasta la superficie, se utilizan máquinas elevadoras de mina de cable (MHM). El coque metalúrgico se extrae únicamente mediante minería subterránea, ya que las principales reservas se encuentran a grandes profundidades. En 2019, se examinaron sesenta MHM utilizando métodos de ensayo no destructivos. Se llevaron a cabo estudios exhaustivos de las causas de fallo por fatiga de sus estructuras de acero del mecanismo de frenado. Todos los MHM en funcionamiento tienen un período significativo de funcionamiento del mecanismo dentro de 30 - 60 años.

Se establecieron las causas de la destrucción condicional de las estructuras de acero, que están asociadas con el aumento de la carga mecánica sobre los elementos de la MHM. Aumentó el volumen de transporte diario de carbón de coque y aumentó la velocidad de movimiento del vehículo elevador a lo largo del pozo.

La relevancia del trabajo radica en el desarrollo de un método de lucha contra la formación y el desarrollo de grietas de fatiga en los elementos de acero del mecanismo de frenado de la MHM, para garantizar un funcionamiento fiable y sin problemas. En el futuro, será posible desarrollar estructuras de acero con las propiedades deseadas y un consumo reducido de metal. Las grietas por fatiga provocan la destrucción repentina de la estructura de acero del mecanismo de frenado y la aparición de una emergencia. 

• Materias:Tensión-deformación Resistencia a la fatiga Cálculo de grietas
• Subjects:Stress-strain Fatigue resistance Crack calculation
• Palabras claves:Máquinas de izado en minas; Freno; Resistencia a la fatiga; Modelado de grietas por fatiga; Estado de tensión-deformación
• Keywords:Mine hoisting machines; Brake; Fatigue strength; Fatigue crack modeling; Stress-strain state