Strengthening elements to increase fatigue strength of mine hoisting machine steel structures

Elementos de refuerzo para aumentar la resistencia a la fatiga de las estructuras de acero de las máquinas elevadoras de minas

El artículo aborda la cuestión del funcionamiento fiable de las estructuras metálicas de las máquinas de elevación de minas. Se ha desarrollado un método que permite aumentar la resistencia de las estructuras de vigas de acero del dispositivo de frenado, lo que evitará aún más la formación y el crecimiento de grietas en el cuerpo de la estructura metálica. Se propone reforzar los "puntos débiles" de la estructura para aumentar la resistencia y la resistencia al fallo por fatiga con el completo rechazo a utilizar costosas aleaciones de alta resistencia. Para estudiar el estado de tensión-deformación y el fallo por fatiga de las estructuras de acero, se utilizó el método de simulación por ordenador. El artículo presenta los resultados del estudio de las estructuras metálicas de las máquinas elevadoras de minas mediante métodos de ensayo no destructivos; se determina el porcentaje de diversos daños. El artículo discute un método para combatir el fallo por fatiga de las estructuras de acero mediante el uso de elementos que refuerzan la estructura en los lugares de su fallo por fatiga.

INTRODUCCIÓN

Este artículo es una continuación lógica de los resultados publicados anteriormente de los trabajos científicos destinados a mejorar la fiabilidad de los equipos electromecánicos de la Compañía Minero-Metalúrgica ArcelorMittal [1, 2]. El problema del fallo por fatiga de las estructuras metálicas de las máquinas de elevación de minas (MHM) es grave. Una de las formas de resolver el problema del fallo por fatiga de las estructuras metálicas en funcionamiento a largo plazo es el desarrollo de métodos para reforzarlas y restaurar su resistencia.

El método desarrollado se basa en el uso de elementos de refuerzo que se colocan en los lugares donde surgen concentradores de tensión mecánica durante la carga estructural, donde posteriormente se desarrollan grietas por fatiga [1, 2]. De hecho, se trata de "zonas de destrucción accidental-peligrosa" que deben eliminarse, ya que pueden conducir a la destrucción completa de la estructura y crear una situación de emergencia [1, 2]. El método de tratamiento de las grietas de fatiga se describe detalladamente en [1, 2], donde también se presentan los principales resultados de los experimentos prácticos de utilización de elementos de refuerzo. Se ha desarrollado una justificación científica para el uso de elementos de refuerzo y se ha acumulado una experiencia práctica positiva de su uso en 6 años.

En 2021 se realizó un estudio anual de 56 MHM de minas de la empresa ArcelorMittal, la mayoría de las cuales ya llevaban en funcionamiento más de 30-40 años, y algunas de ellas ya llevaban trabajando más de 50 años [1, 2].