Diseño de un sistema de recuperación de energía de frenado para camiones mineros CAT 777D

Debido a los recurrentes llamados para cambio de freno delantero con pocas horas y, con evidente desgaste en la mayoría de los camiones CAT 777D presentes en empresa DRUMMOND LTD. impactando en costos de mantenimiento, se decide analizar las acciones que llevan a estos componentes a dicha condición de operación resultando como causa raíz las altas cargas de frenado. El escenario considerado, con base en mediciones de los ciclos de trabajo, analiza los camiones que se encuentran frenando en descenso a pendientes de 30% desde velocidades de 54 a 41.8 km/h en 22 segundos. Es por esto, que el presente proyecto se enfoca en el diseño de un sistema que reduzca la carga a la que están sometidos los discos y al mismo tiempo, recupere parte de la energía de estos para ser usada en el accionamiento del sistema de levante de la tolva del camión. Se presentan tres alternativas, cuyos sistemas de almacenamiento son mecánico: volante de inercia; eléctrico: banco de baterías; hidráulico: acumulador, determinando, bajo criterios técnico-económicos, aquella con el mejor desempeño. La alternativa seleccionada fue el sistema hidráulico cuyos componentes principales son un embrague hidráulico, una bomba variable de pistones axiales, un sistema de transmisión de engranajes helicoidales y un acumulador de pistón. El embrague y la bomba fueron seleccionados mientras que los engranajes helicoidales fueron diseñados bajo la norma AGMA B-89 y el acumulador hidráulico según la norma ASME para recipientes a presión. El diseño tuvo en cuenta la dinámica tanto del camión, como de los componentes rotativos del mismo. Simultáneamente, un trazado de las líneas hidráulicas con su respectivo algoritmo de control es propuesto. El sistema cumple con los requerimientos de levante bajo los ciclos de trabajo definidos en el análisis, disminuyendo en un 79.8% la potencia que reciben los discos frontales en el escenario considerado, con un volumen del 3.8% respecto al volumen útil del camión.

• Autores: Chimá Gasca, Anthony Andrés; Monroy Olascuaga, David Felipe; Patiño Barraza, Oswaldo Enrique; Rueda Durán, Juan José
• Fecha de publicación: 2019
• Institución: Universidad del Norte
• Repositorio: Repositorio Uninorte
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/8752
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10584/8752
• Palabra clave: Recuperación de energía de frenado; Camiones mineros; Sistema hidráulico; Braking recovery system; Off-highway trucks; Hydraulic system
• License: Universidad del Norte