jueves, 21 de noviembre de 2024 · 0 min read
Pruebas Dinámicas de Frenos de Máquinas para Movimiento de Tierras
Para minimizar los riesgos y demostrar su “aptitud para circular”, los cargadores para movimiento de tierras se someten a pruebas y pruebas de calidad antes de ser instalados en terrenos mineros.
Un sistema de prueba de frenos de Dewesoft ha ayudado a BEML Ltd a medir los parámetros de rendimiento de los frenos y verificarlos con los criterios de aceptación de pruebas prescritos por las normas internacionales y satisfacer los requisitos de la Autoridad reguladora de minas de la India (DGMS).
El sector de la minería industrial aporta el 2,49% del PIB de la India y el Gobierno de la India ha obtenido buenos resultados en la clasificación de "Facilidad para hacer negocios" al permitir inversiones extranjeras directas. La Federación de Cámaras de Comercio e Industria de la India (FICCI) ha identificado la contribución de la industria minera como uno de los impulsores clave para lograr un crecimiento de dos dígitos en el PIB de la India en los próximos años.
La rápida expansión de la exploración y extracción minera también introduce una preocupación alarmante sobre la seguridad operativa de la maquinaria minera. BEML es el mayor fabricante de equipos originales de maquinaria de minería y construcción de la India y desarrolla máquinas de movimiento de tierras como:
dozers,
dumpers,
excavadoras, y
cargadores.
Maquinaria para movimiento de tierras: requisitos reglamentarios
Los cargadores de movimiento de tierras generalmente se someten a pruebas y ensayos de calidad antes de entrar en servicio en terrenos mineros. La Dirección de Seguridad General de Minas (DGMS) del gobierno indio ha establecido muchas normas y regulaciones para minimizar el riesgo asociado con las operaciones de los cargadores en entornos de trabajo exigentes.
Especialmente los cargadores de movimiento de tierras, si bien mantienen los requisitos de cumplimiento definidos según las pautas del DGMS, también deben demostrar su metal en términos de "aptitud para la circulación" según las regulaciones definidas en las Reglas centrales de vehículos motorizados (CMVR) notificadas por el gobierno de la India. El sistema de prueba de rendimiento de frenos de estas máquinas debe probarse según varios estándares como ISO 3450, ES 16479, y estándares de la industria automotriz (AIS 143).
El plan de prueba para el desempeño de los frenos normalmente implica la medición de la distancia de frenado y la capacidad de la máquina para frenar.
Metodología de prueba
Una máquina debe probarse en dos condiciones diferentes:
Prueba de freno dinámico, y
Slope holding.
El equipo está permitido para el pulido de frenos, que es un trabajo preparatorio para las pastillas de freno y una vez que comienza la prueba, no se permite ningún ajuste adicional de las pastillas de freno. Inicialmente, la máquina se opera a 30 kmph por un período de 10 minutos para calentar el sistema y luego se lleva a la pista de pruebas con las dimensiones esbozadas en la Figura 1.
La pista de pruebas es dura y limpia, lo que debería permitir la mejor demostración posible del desempeño de los frenos. BEML tiene la posibilidad de probar la máquina a varias velocidades e inclinaciones según lo determinado por las normas ISO.
La pista de pruebas está hecha de hormigón y la longitud de la carretera es de aproximadamente 1,4 km con una sección circular final de 32 m de diámetro para medir el radio de giro de las máquinas.
La velocidad inicial de flujo libre se define en ISO 3450, como el 80 % de la velocidad máxima de la máquina o 32 km, lo que sea mayor.
Configuración de Medición
La configuración de la prueba consta de los siguientes pasos:
Preparación de la máquina para un desempeño óptimo de los frenos mediante bruñido de frenos.
Sensor de fuerza del pedal: mide la fuerza del pedal y también se utiliza como señal de activación del freno.
Unidad de posicionamiento DS-VGPS GNSS adyacente al conductor: mide los parámetros dinámicos del vehículo.
Unidad de medición inercial DS-IMU1 con antena montada en la parte superior de la máquina: mide los parámetros dinámicos del vehículo.
Configuración de las unidades al software de adquisición de datos DewesoftX.
Sincronización de Sondas con sistema de adquisición de datos DEWE-43A.
Durante la medición, los eventos se registran con la adquisición continua de datos para capturar parámetros dinámicos como:
desplazamiento,
velocidad,
aceleración,
variación de fuerza del sensor del pedal.
La fórmula de la distancia de parada para varias máquinas de movimiento de tierras se muestra en las figuras 5 y 6. La distancia de parada se mide en múltiples pruebas para una velocidad de prueba de máquina de flujo libre de 32 kmph, según corresponda, dentro de una tolerancia de ±2 kmph para cada prueba.
Los pasos involucrados en la operación de medición de freno dinámico son:
Alcanzar una velocidad de V inicial según los requisitos de la prueba; para la máquina en consideración la velocidad inicial que debe alcanzarse antes de aplicar el freno es de 32 kmph.
Permitir el frenado total (3 intentos), una vez que la máquina llegue al punto donde se encuentra un señalizador.
Medir los parámetros dinámicos como el desplazamiento, la velocidad y la aceleración con respecto al tiempo.
La pista de pruebas tiene 1.400 m de largo y ofrece un amplio espacio para acelerar el vehículo hasta 32 km y mantener una velocidad constante.
En la prueba de mantenimiento en pendiente, la máquina se lleva al área de la pendiente y se prueba la capacidad de los frenos de estacionamiento y de servicio para mantener la máquina en la pendiente prescrita. Para las condiciones mencionadas en las normas:
El freno de servicio debe mantener la máquina en una pendiente del 25% (14 grados) sin ningún movimiento de neumáticos.
El freno de mano debe mantener la máquina en una pendiente del 20% (11 grados) sin ningún movimiento de los neumáticos.
Análisis de parámetros de prueba
Según los requisitos de DGMS y CMVR, la maquinaria de movimiento de tierras debe satisfacer los requisitos mencionados en las Figuras 5 y 6.
Distancia máxima de frenado en metros
| Machine types | Service brake | Secondary Brake |
|---|---|---|
| Scrapers, rigid-frame dumpers and articulated frame dumpers with machine test mass < 32000 kg and semi trailed dumpers of any mass | v2/ 44 + 0.1 (32- v) | v2/ 30 + 0.1 (32- v) |
| Scrapers, rigid-frame dumpers and articulated frame dumpers with machine test mass > 32000 kg and semi trailed dumpers of any mass | v2 / (48- 2.6 alpha) | v2 / (34- 2.6 alpha) |
| Rollers | 0. 2 (v+5) + v2/150 | 0. 4 (v+5) + v2/75 |
| All other earth moving machines, including towed trailers with payloads | 0. 2 (v+5) + v2/160 | 0. 2 (v+5) + v2/80 |
| v - initial speed in km/h | ||
| alpha - test slope a percentage between 8% and 10% |
Distancia máxima de frenado en metros
| Machine types | Service brake | Secondary Brake |
|---|---|---|
| Scrapers, rigid-frame dumpers and articulated frame dumpers with machine test mass < 32000 kg and semi trailed dumpers of any mass | v2/ 44 + 0.1 (32- v) | v2/ 30 + 0.1 (32- v) |
| Scrapers, rigid-frame dumpers and articulated frame dumpers with machine test mass > 32000 kg and semi trailed dumpers of any mass | v2 / (46- 2.6 alpha) | v2 / (34- 2.6 alpha) |
| Rollers | 0. 2 (v+5) + v2/150 | 0. 4 (v+5) + v2/75 |
| All other earth moving machines, including towed trailers with payloads | 0.15 v + v2/13 | 0. 4 (v+5) + v2/80 |
| v - initial speed in km/h | ||
| alpha - test slope a percentage between 8% and 10% |
La solución de prueba de frenos de Dewesoft se utilizó para calcular la distancia de frenado utilizando los datos de dinámica del vehículo registrados a través de las unidades DS-IMU1 y DS-VGPS.
La prueba de frenos Dewesoft es una solución de prueba de frenos todo en uno para probar los frenos de vehículos y los frenos ABS que también se puede configurar para probar la comodidad de frenado y los vehículos con sistemas de frenos regenerativos. Utiliza un sistema de medición inercial o GPS/GLONASS basado en 100 Hz para lograr la mayor precisión posible.
Criterios de aceptación
A partir de las especificaciones técnicas de la máquina cargadora, los criterios de aceptación para los requisitos DGMS y CMVR se enumeran a continuación.
Solución y conclusión
The stopping distance derived using DewesoftX Software was much below the values required and calculated from the standards ISO 3450 and IS 16479. La distancia de frenado obtenida con el software DewesoftX estuvo muy por debajo de los valores requeridos y calculados a partir de los estándares ISO 3450 e ISO 16479.
El equipo de Dewesoft nos han ayudado a medir los parámetros de rendimiento de los frenos y verificarlos con los criterios de aceptación de la prueba de frenos, según los estándares internacionales prescritos.
El sistema de prueba de frenos satisface los requisitos tanto de la Dirección General de Seguridad Minera (DGMS) como de la Ley CMVR Regla 96-A, que es una norma vinculante para demostrar la "aptitud para la circulación" de nuestra máquina de movimiento de tierras.
Después de la prueba, el informe de cumplimiento se generó a partir de los valores medidos en la "Prueba de desempeño de frenos" y se utilizó como uno de los criterios de calificación para implementar nuestros cargadores de movimiento de tierras para uno de nuestros clientes de minería de carbón en India.