Rotopala – Estudio de Caso

L&H Bucket-Wheel Excavator in the Desert

EL DESAFÍO

Reconstruyendo una rotopala para convertirse en una máquina de rendimiento más alto

L&H Bucket-Wheel Excavator Side ViewEn un puerto en el interior de Superior, Wisconsin, una de las tres rotopalas utilizadas por la empresa ferroviaria BNSF Railways para cargar taconita (mineral de hierro de baja ley) en barcos, ha sido retirada de servicio por muchos años porque ya no existían componentes para reparar la máquina que tenía 50 años. Anticipando un aumento en el suministro de mineral, dentro del año, BNSF quiso tener la tercera máquina no solamente operacional sino reconstruida a un estándar más alto para un mejor rendimiento y menor inactividad de la máquina debida a reparaciones no planeadas.


LAS EFECTOS PARA LAS OPERACIONES DE BNSF

L&H Bucket-Wheel Excavator Gear Assembly
  • Capacidad de carga perdida – 1 hora fuera de servicio = 3.500–4.000 toneladas de producción perdida.
  • Estar fuera de servicio en tiempo frío – el diseño original dejaba el sistema lubricante, el controlador lógico programable, y el centro de control de motores (CCM) expuestos a temperaturas tan bajas como los -40°C.
  • Estar fuera de servicio para reparaciones estructurales – en el diseño original, soldaduras de alta tensión, además de acero de más baja calidad que lo disponible hoy en día, significaba que la máquina requería frecuentemente reparaciones estructurales.
  • Estar fuera de servicio por haber sobrecargado la máquina – al sistema de control original le faltaba limitadores de carga automáticos, por ende los operadores podían dañar la máquina cuando se excedía la capacidad de carga.

Empezando con un desmontaje y reubicación de la excavadora a nuestras instalaciones de Gillette, que cuentan con certificación ISO, L&H mejoró el diseño de la rotopala, actualizó el sistema eléctrico y reconstruyó todos los montajes principales hasta obtener una mejor condición en comparación a                                   cuando estaba nueva.


LA SOLUCIÓN

Rediseñando estructuras principales, mejorando los materiales, y actualizando los sistemas de control

L&H Bucket-Wheel Excavator Front ViewLos pocos dibujos técnicos que existían no podían servir como punto de partida para las reparaciones, así que L&H usaba un sistema de láser y un brazo de medición FARO para medir y crear un modelo de la máquina, seguido de hacer un análisis de elementos finitos (FEA por sus siglas en inglés) para comprender las cargas dinámicas.

Los ingenieros de L&H repasaron el diseño entero de la máquina, descubriendo múltiples oportunidades de eliminar puntos de falla y mejorarlos:

  • Utilizando acero de más alta calidad
  • Cambiando de soldadura y eliminando uniones de alta tensión
  • Construyendo un compartimiento del motor protegido y presurizado para el sistema de lubricacion, controlador lógico programable y recinto de CCM
  • Instalando un sistema eléctrico completamente nuevo
  • Aumentando la capacidad de la máquina e instalando un controlador lógico programable para regularla

Después de realizar las mejoras, L&H fabricó de manera personalizada los componentes y reconstruyó cada montaje principal de la máquina—la pluma principal, mástil, pórtico, la pluma de descargue, marcos laterales, y carrocería.


L&H Bucket-Wheel Excavator Side View“Mi experiencia de trabajar con el equipo entero de L&H fue fantástica. Este incluía todos, desde los dueños hasta los ingenieros, los coordinadores, y los soldadores y maquinistas en el taller. Fue obvio que había un compromiso total por todos los involucrados de L&H de completar el proyecto a tiempo, dentro del presupuesto, y con el más alto nivel de calidad posible.”
– Jeff Schurman – Superintendente del Taller – Equipment, BNSF Railway


LOS RESULTADOS

Una máquina Honestamente Mejor: más fuerte, más fiable, y con capacidad más alta

Trabajando más de 26.000 horas-hombre en solamente 12 meses—sin ningún incidente de seguridad en el taller o en terreno—el equipo de L&H modernizó, actualizó y reconstruyó completamente la rotopala, realizando una máquina personalizada de rendimiento superior y mayor capacidad, la cual está hecha hasta con el 80% de componentes nuevos y supera las especificaciones originales de fábrica en múltiples formas.

Después de que L&H entregó la máquina durante enero de 2015, BNSF empezaba a trasladar sus reservas de mineral y a probar rigurosamente la rotopala como preparación para el aumento inminente del suministro de taconita. L&H y BNSF ahora están negociando la modernización de otras dos rotopalas, con la posibilidad de construir una de nuevo desde la base, con mejoras en el diseño más allá de lo logrado dentro de los parámetros de este primer proyecto.