ANÁLISIS ESTRUCTURAL TROMMEL MOLINO SAG. Autor : Hector Espinoza Muñoz Coautor : Mauricio Rodriguez

Transcripción

1 ANÁLISIS ESTRUCTURAL TROMMEL MOLINO SAG Autor : Hector Espinoza Muñoz Coautor : Mauricio Rodriguez

2 Reseña general FLSmidth Ludowici FLSmidth Ludowici (anteriormente ICR) está orientada a desarrollar soluciones en las operaciones de clasificación, manejo y transporte de minerales desde el punto de vista de productos consumibles. En el primer semestre de 2012, LUDOWICI a nivel mundial es adquirida por FLSmidth, esto significó que tanto Ludowici MPE como ICR Ludowici pasaron a ser parte integral de FLSmidth. Actualmente se esta desarrollando un proceso de integración que abarca todas las áreas de ambas empresas con el objetivo de ser proveedor preferencial de soluciones integrales, en una frase: One Source.

3 Descripción de Oportunidad Una compañía minera dispone operar un molino para procesar escoria de fundición y recuperar mineral de cobre. Desarrollar un trommel que permita un ciclo de proceso cerrado para la molienda de escoria y recuperación de granulometría menor a 10 mm. (Tamaño de corte)

4 Metodología 1. Situación Inicial 2. Diseño conceptual y análisis de flujo. 3. Análisis estructural mediante ANSYS y diseño de detalle. 4. Fabricación

5 Metodología 1. Situación Inicial. 1. Dimensionamiento general del equipo. 2. Muestra de escoria para análisis. 3. Condiciones operacionales definidas (rpm, nivel de llenado, densidad relativa, etc.).

6 Metodología 2. Diseño conceptual y análisis de flujo.

7 Metodología 3. Análisis estructural mediante ANSYS y diseño de detalle. Condiciones Operacionales: Velocidad operacional = 75% VC (12,85 rpm) Nivel máximo de carga, 1/3 del área de la sección transversal del equipo. Cargas Consideradas Peso del Mineral pasante (embancado) Peso de las mallas en las vigas. Restricciones y condiciones de borde. Restricción de movimiento en las fijaciones del trommel y trunnión del molino SAG. Se incluyen efectos gravitatorios y de giro.

8 Metodología Diagrama de Cuerpo Libre P. mallas: P. Pulpa: 1900 Kg. 650 Kg. 12,85 rpm Anti horario desde la alimentación. Fijación en cada perforación P. Estructura: 3480 Kg.

9 Objetivos Verificar el factor de seguridad de la estructura. Calcular la deformación máxima del conjunto bajo las cargas aplicadas. Aplicar técnica de refinamiento de mallado a elemento crítico del análisis estructural.

10 Discretización Del Modelo: Contactos. La geometría se desarrollo con las dimensiones finales (considerando tolerancias para armado). El manejo manual de los contactos como tipo bonded nos permitió utilizar el mismo modelo tanto para análisis como para fabricación.

11 Discretización Del Modelo: Para el mallado se utilizaran 2 tipos de elementos, pero ambos del tipo hexaédrico. Para los solidos, se utilizan elementos del tipo Brick, para las tuberías y placas delgadas se utilizan elementos del tipo Shell. Model (D3) > Mesh Object Name Mesh State Solved Sizing Use Advanced Size Function On: Curvature Relevance Center Coarse Initial Size Seed Active Assembly Smoothing Medium Transition Fast Span Angle Center Coarse Curvature Normal Angle Default (30,0 ) Min Size Default (3,74660 mm) Max Face Size Default (18,7330 mm) Max Size Default (18,7330 mm) Growth Rate Default Minimum Edge Length 5,8250 mm Statistics Nodes Elements Mesh Metric None Title 2 May

12 Resultado Del Modelo El mayor desplazamiento ocurre en la punta del cañón (en dirección del eje z) debido a que se consideró en voladizo. Deformación Total: 2,7mm. El esfuerzo equivalente nos indica un máximo en la zona de unión del cañón con las cucharas (flange acople) dicha esfuerzo alcanza un valor de 101,2 Mpa. Title 2 May

13 Mallado de Flange Acople Un mallado en detalle del flange de acople, nos permite analizar más finamente el comportamiento de los esfuerzos y deformaciones en este componente. Detalle de mallado en perforaciones del flange de acople. Title 2 May

14 Flange Acople Aislando el flange acople del cañón de retorno y las cucharas, se puede apreciar mejor la zona de mayor tensión y como es de esperarse estas se ubican en las perforaciones de fijación. Title 2 May

15 Resumen Cronológico ITEM TIEMPO COMENTARIOS SITUACION INICIAL 24 HORAS Asistencia en terreno a cliente. Revisión y validación de información preliminar. DISEÑO CONCEPTUAL Y ANALISIS DE FLUJO 30 HORAS Desarrollo de sólidos y simulación. Revisión y análisis de datos. Se procesaron aprox. 5 iteraciones. ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO DE DETALLE FABRICACIÓN TIEMPO TOTAL APRÓX. 50 HORAS 10 SEMANAS 12,5 Semanas Traspaso de información a ANSYS. Revisión y manejo de modelos de contacto en cada zona. Validación y aplicación de cargas y restricciones. Mallado y refinamiento según caso. Proceso y post -proceso. Se corrieron 6 casos previos a encontrar el modelo adecuado.

16 Conclusiones. 1. Se diseñó una estructura de trommel que bajo las condiciones expuestas tiene un factor de seguridad mínimo de La deformación máxima estimada es menor a 3 mm. 3. Se identificó el flange acople como pieza crítica de este diseño, a este componente se le aplicaron técnicas de mapeo para lograr un análisis más fino. Próximos pasos: Análisis modal, análisis de fatiga, interacción con software de elementos discretos. Title 2 May

17 Fabricación