Pala hidráulica

La pala hidráulica es una máquina que se utiliza tanto en faenas de explotaciones mineras como en obras civiles. Los equipos más pequeños se usan para la apertura de zanjas, demolición de estructuras, etcétera.

Características generales de las palas hidráulicas

Existen dos tipos de palas hidráulicas: las palas frontales y las retros. La diferencia entre éstas se refiere al sentido de movimiento de los baldes y a la geometría de los equipos, distinguiéndose, por lo tanto, en la acción de carga.

1. Diagrama General de las palas hidráulicas(1) Superestructura(2) Bastidor(3) Acoplamiento de la pala frontal (FSA)(4) Acoplamiento de la retroexcavadora (BHA)

PALA CON CARGA FRONTAL

PALA CON CARGA RETRO

Las palas hidráulicas que se utilizan en minería tienen las siguientes características:

• Diseño compacto y peso relativamente reducido en relación con la capacidad de los baldes.

• Gran movilidad y flexibilidad en la operación, especialmente en la versión diésel, con velocidades de desplazamiento de 2,4 km/h.

• Excelente posicionamiento de las máquinas gracias al accionamiento independiente de las orugas.

• Capacidad de remontar pendientes de hasta 80%, y posibilidad de realizar la operación continuada en pendientes de 60%.

• Velocidades de rotación elevadas, de 2,5 a 5 r.p.m., por lo que se pueden lograr ciclos de carga pequeños

• Fuerzas de penetración y excavación elevadas, permitiendo la carga directa de materiales compactos.

• Versatilidad para orientar el balde en el frente de la excavación, por lo que son muy adecuadas para la explotación selectiva.

• Exigen poco espacio para operar, constituyendo el equipo ideal en la excavación en zanjas o espacios estrechos.

• Presentan menor necesidad de empleo de máquinas auxiliares respecto de una pala de cables.

• Poseen una vida útil media de 25.000 a 35.000 h, por lo que su uso resulta muy atractivo en faenas medianas y pequeñas.

Componentes principales y funcionamiento

Chasis y tren de rodajeEl chasis tiene como misión transmitir las cargas de la superestructura al tren de rodaje. Los chasis para trenes de rodaje de orugas están constituidos por una estructura en forma de H que aloja en la parte central la corona de giro y va apoyada y anclada en los carros de oruga. El sistema de orugas está formado por los siguientes componentes:• Cadenas de tejas ensambladas por bulones y casquillos sellados.• Tensores de cadena.• Rodillos guía.• Ruedas guía.• Rueda motriz.• El sistema de traslación mediante tren de rodaje responde a tres

funciones: otorgar una plataforma de trabajo estable: soportar los movimientos de la máquina, permitiendo hacerla girar durante la traslación, y aportar, al conjunto del equipo, movilidad y capacidad para remontar pendientes.

El sistema de chasis de orugas presenta las siguientes ventajas en relación con el chasis neumático: • Mayor tracción sobre el suelo.• Menor presión sobre el terreno.• Mayor estabilidad.• Menor radio de giro.

SuperestructuraEs el conjunto formado por dos vigas cajón y una serie de módulos adosados, que deben absorber los esfuerzos transmitidos por el equipo de trabajo en la excavación y la aceleración producida por el giro. La superestructura está unida al chasis mediante la corona de giro, que es el elemento de la pala que permite la rotación de la superestructura respecto del chasis inferior, que permanece fijo sobre el suelo.

(1) Cabina de operación con sistema FOP integrado(2) Tubo de escape(3) Purificador de aire(4) Soporte de la cabina (contiene el tablero de distribución eléctrica)(5) Conexión del anillo de giro(6) Depósito de combustible(7) Escalera hidráulica(8) Contrapeso

(13) Bomba de grasa del Sistema de Lubricación Central(14) Bomba de grasa del Sistema de Lubricación del piñón de giro

Accionamiento Las palas de carga utilizan sistemas eléctricos o hidráulicos. Si bien los primeros ofrecen un menor costo de mantención, menor nivel de ruido y mayor disponibilidad mecánica, las palas pierden movilidad al necesitar de un cable.

Respecto del sistema hidráulico, los elementos más importantes del circuito son el depósito, las bombas, los distribuidores y receptores, motores o cilindros.

CabinaSi bien la cabina tiene una influencia indirecta en el rendimiento de las excavadoras, su funcionamiento es de gran importancia, por lo que deben ser funcionales y confortables.La posición de la cabina suele estar en el lado izquierdo de la máquina, ya que desde allí el operador tiene mayor facilidad para posicionar rápidamente el camión, al contactarse visualmente ambos operadores (el de la pala y el del camión).

Una cabina está constituida por los siguientes elementos básicos:• Dos palancas de mando, una de brazo y balde,

otra de pluma y mecanismo de giro.• Palanca de traslación.• Consola que proporciona una información

completa sobre la situación de la máquina.• Aislamiento de la cabina contra el ruido y

vibraciones.• Asiento anatómico.

(1) Panel del monitor(2) Panel de conexiones(3) Asiento del operador

Equipo de trabajoEl equipo de trabajo está constituido por diferentes elementos, dependiendo de si la forma de descarga es frontal o de retroexcavadora:

• En sistemas frontales: El equipo de trabajo lo constituye la pluma y el brazo con el balde en su extremo. La fuerza de penetración se consigue mediante uno o dos cilindros hidráulicos del brazo, y la fuerza de excavación por medio de otros dos cilindros en el balde. El movimiento vertical se realiza gracias al accionamiento hidráulico de la pluma.

• En sistema de retroexcavadora: El equipo de trabajo lo compone la pluma, el brazo y el balde, articulados entre sí y accionados mediante sistemas hidráulicos.

BaldesEl diseño y forma del balde influyen en el grado de llenado del mismo y, por lo tanto, en la producción horaria del equipo. Los parámetros por tener en cuenta en el diseño del balde son:• Relación ancho / volumen del balde.• Distancia entre la punta de los dientes y la articulación.• Ángulos de vuelco y apertura.• Peso del balde.

Bastidor(1) Cuerpo central del bastidor(2) Soporte de la oruga – Lado derecho(3) Soporte de la oruga – Lado izquierdo(4) Pasadores de conexión, del cuerpo central a los soportes de la oruga(5) Cadenas de la oruga(6) Distribuidor rotatorio(7) Válvulas del freno(8) Motores de marcha(9) Frenos de estacionamiento, frenos de disco de resorte(10) Engranaje de marcha(11) Rueda dentada(12) Rodillos de las cadenas(13) Rodillos del soporte(14) Rueda guía (intermedia)

AcoplamientoRETROEXCAVADORA

(1) Pluma(2) Cilindros de la pluma(3) Palanca(4) Cilindros de la palanca(5) Cucharón(6) Cilindros del cucharón(7) Brazo de control(8) Unión

AcopleAcople de la pala frontal (FSA)

(1) Pluma(2) Cilindros de la pluma(3) Palanca(4) Cilindros de la palanca(5) Pared posterior del cucharón(6) Cilindros del cucharón(7) Mordaza del cucharón(8) Cilindros de la mordaza del cucharón

GRACIAS