Màquines d'atac puntual: tipus, piques i rendiment en excavació

RA2 – Màquines d'atac puntual

1. Minadores milling (axial) i ripping (transversal)

Milling (axial): eix de gir paral·lel al braç, consum de piques més baix, distribució simple, tall multidireccional, ideal per a terrenys mixtos i amb menor sobreexcavació.

Ripping (transversal): eix de gir perpendicular al braç, major estabilitat, menor sensibilitat als canvis de duresa i millor rendiment en roques sedimentàries.

2. Piques

Funció: tallar o arrencar roca.

• Radials: per a roques toves, amb tall de carbur de tungstè (widia).
• Tangencials: còniques i autoafilants, que suporten la fricció.

Parts: mànec d'acer i punta de metall dur.

Angles: atac A = 25°; obliqüitat O = 5–10°; basculament K segons el capçal.

Quantitat: 100–130 piques per capçal. Calibre: 64–68 mm.

• Més piques: menor rendiment i més pols.
• Menys piques: més esforç, desgast i vibracions.

Portapiques: fixació mitjançant anells o grapes.

3. Raig d'aigua

Pressió de 20–70 MPa. Redueix la pols fins al 95%, disminueix les espurnes i vibracions, i millora la refrigeració i la vida útil de les piques. L'aigua només s'aplica en el contacte pica-roca.

4. Desgast i seguretat

Cal canviar les piques quan el tall és irregular, el rendiment baixa, no giren o estan trencades.

Procediment de canvi: màquina parada i seccionador elèctric principal desconnectat.

5. Rendiment

Depèn de:

• La roca (resistència i abrasivitat).
• La màquina (potència, capçal i piques).
• El treball (logística i manteniment).

Consum límit: 0,3 piques/m³ de banc. Secció < 25 m²: 15–20 m³/h. Secció > 50 m²: 35–40 m³/h.

Fórmula de Schimazek: F = Q*·d50·RT, on Q* són els minerals abrasius, d50 la mida mitjana del quars i RT la resistència a la tracció.

6. Recollida del material

• Braços: per a blocs grans.
• Rodes i discos: dirigeixen el material.
• Rasquetes: per a baixa abrasivitat.
• Braç tallador-carregador: talla i carrega.

7. Producció

P = ICR·Ce·n·Ct·Cd

On P són m³/dia; ICR són m³/h; Ce és l'eficiència (0,52–1); n són les hores; Ct són els temps morts (≤ 0,85 indicat); Cd és el temps disponible (0,10–0,85).

ICR = potència (kW) / energia específica (kWh/m³).

Mètodes de càlcul: Bilgin, Fowell-McFeat-Smith, Neil i Schneider.

8. Procés de tall

Contacte → trituració i esquerdes → fragments. Augmentar la separació de les piques pot millorar el rendiment, però si és excessiva augmenten l'esforç i les vibracions.

Fases de l'excavació: penetració → tall del front → perfilat si cal.

9. Terrenys

• Tous: resistència < 50 MPa o fracturació elevada (fragments < 200 mm). Ripping amb tall vertical.
• Durs: Milling amb socavat i ampliació; Ripping amb passades horitzontals.
• Mixtos: Milling òptim (vertical, horitzontal o inclinat); atacar primer les capes toves.

10. Mètodes d'excavació

• Plena secció: tot el front, 6–55 m², terreny estable.
• Calota: part superior. Destrossa: part inferior.
• Calota avançada: 50–100 m.
• Calota lleugerament avançada: terreny poc competent, cal controlar les deformacions.
• Grans seccions: divisió en zones i estabilització progressiva.

11. Manual i cabina

Manual: ús, manteniment, transport i seguretat; sempre disponible.

Cabina: habitualment a la dreta, amb protecció i bona visió del capçal.

Manòmetre = pressió; amperímetre = intensitat; termòmetre = temperatura.

Arrencada: comprovar que la zona estigui lliure de persones i activar els estabilitzadors.

12. Sistemes

• Elèctric: trifàsic de 1.000 V.
• Hidràulic: oli, bombes i circuits oberts independents; acciona erugues, braç i transportador.
• Refrigeració: motors, oli i transmissió; cabal > 50 l/min, pressió ~8 bar, temperatura límit ~30 °C.