11 Problemas Transportador de Tornillo Sin Fin
July 14, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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Industrial
Equipos de Transporte
EQUIPOS DE TRANSPORTE INDUSTRIAL. Problemas de Transportadores de tornillo Sin Fin. 1. Ca Calcu lcule le los pará parámet metro ros s de un transp transport ortad ador or Sin Sin Fin Fin que que mueve mueve 250 250 KN/h KN/h de cemento en forma ascendente con una inclinación de 15 una distancia de 10 metros. Desarrollo. De acuerdo a la tabla 2.2, página 10, para el cemento: / m 3 ) Tomo 12 ( KN / m3 ) Peso específico aparente 10 13 ( KN La ecuación fundamental del transportador Sin Fin es: Q 60 *
* D2 4
S* n * * *C
Tomo: S = D Material fluido y poco abrasivo. C = 0.7 (Ya que 15 ) n = 80 rpm 0125 . Por la tabla.
Sustituyendo. 25 0 6 0 *
* D 2 4
incógnita es D, que está a la 12 5 * 12 * 0.7 La incógnita * D * 80 * 0.12
tercera potencia, se despeja y se obtiene: D = 0.39 (m). Tomo D = 400 mm. A
Se asumió el valor de n, veamos si es el correcto. n n max
30 0.4
250 6 0 *
max
D A = 30, por la tabla.
47 el valor asumido no es el correcto. Asumo ahora n = 40 rpm
* D 2 4
* D * 40 * 0.12 125 * 12 * 0.7
siendo 30 n max
30 0.5
D = 0.5 0.5 metro metros. s. Comp Compro roba band ndo, o, A sigue sigue
42
Esto quiere decir que el valor asumido está correcto. Cálculo de la potencia. N o
Q*L 3600
( Wo
Sen ) Se
( KW) En este caso, Wo = 4 por la tabla.
250 * 10
Sustituyendo: N 3600 (4 Sen 15 ) 2.95 ( KW) 2. Se requiere determinar las dimensiones principales y los parámetros de trabajo de un transportador Sin Fin que moverá 3800 KN/día de bagacillo húmedo en forma / m3 ) horizontal a una distancia de 20 metros. NOTA: Para el bagacillo 3.3( KN Solución. o
La productividad por hora será: Q
3800 24
158.3 160 ( KN / h)
Determinación del diámetro del helicoide.
La ecuación fundamental es: Q 60 *
* D
4
2
* S * n * * * C
En este caso: C = 1 Pues es horizontal. = 3.3 (KN/m3) (Dato del problema). = 0.32 De acuerdo a la tabla 33, página 183 del Folleto. Tomo S = D Asumo n = 80 RPM
Estupiñan
1
Jose M. Dominguez
Industrial
Equipos de Transporte
Sustituyendo: 160
60 *
* D 2
4
* S * 80 * 0.32 * 3.3 *1 0.342
( m)
Llevando este valor a lo normalizado, tomo D = 350 mm. Comprobando si las rpm están dentro de lo permisible. n max
A
En este caso, A = 50, de de acuerdo a la referida tabla 33, página 183.
D
50
Sustituyendo: nmax
0.35
84.5 ( RPM ) está bien lo asumido.
Cálculo de la potencia. N o
Q * L
(W o
3600
Sen )
Como es horizontal, Sen = 0 y Wo = 1.6, de acuerdo a la tabla 33, página 183. Sustituyendo: N o
160 * 20 (1.6 0) 3600
1.42 ( KW )
Considerando una eficiencia del reductor de 0.8: N
N o
0.8
1.8
( KW )
El motor a instalar debe ser un 15 a 20% mayor y dentro de los normalizados. Cálculo del momento torsor o torque. M o
9750
N o n
9750
1.8 80
219.37
( N m)
Cálculo de la fuerza axial. P
M o
r * tan ( )
Siendo: = Angulo de fricción entre el material y el helicoide. = Angulo de inclinación de la hélice. El coeficiente de fricción entre el material a transportar y la hélice es de 0.4 0.4 = tan de donde: = 21.8 Como S = D, = 17 40´ = 17.66 r 0.75 *
D
0.75 *
2
0.35 2
0.13125
( m)
219.37
P 0.13125 * tan (17.66 21.8)
P = 2038.3 (N) El diámetro del eje del tornillo Sin Fin debe ser: d
D ( 4 5)
350 45
(87 .5 70 )
( mm )
Tomo un tubo de Diámetro exterior 70 mm y diámetro interior de 65 mm. 2 2 Mto N De acuerdo a la cuarta teoría (Materiales dúctiles) eq 3 * F W p Cálculo del área F
4
( D 2
d 2 )
4
7
2
(6.5) 2 5.3
(cm 2 )
3 4 Cálculo de Wp (Módulo de la sección) W p 0.2 D (1 c )
Siendo c
d D
3
Wp = 17.59 cm
Estupiñan
6.5
0.928 Sustituyendo: W p 0.2 * 7 3 (1 0.928 4 )
7
2
Jose M. Dominguez
Industrial
Equipos de Transporte
Sustituyendo en la ecuación que da la tensión equivalente. 2
eq
2
219.37 2038.3 6 21 .9 * 10 6 3 * 4 17.59 * 10 5.3 * 10
2 ( N / m )
22
( MPa)
Como = 120 Mpa, está bien. Cálculo del número de tornillos para unir las secciones del eje. aplicando la condición de resistencia a cortante:
A * F n * N
Siendo: F = Fuerza cortante. = Tensión tangencial en cada tornillo. A = Area de la sección sección transversa transversall de cada cada tornillo. tornillo. n = Número Número de áreas áreas a cortante. cortante. 6 N = Número de tornillos. 75 Mpa para el acero 10, igual a 75 * 10 (N/m2) F
M o
Radio
Aquí: Mo = 219.37 N - m Ya calculado Radio F
219.37 0.0325
d
2
65 2
32 .5
mm 0.0325
m
2
6269 ( N ) A * d t 4
ext (17.5 14) 70 dt = Diámetro de los tornillo. Se recomienda: d t D
( 4 5)
tomo tornillos de 14 mm. A Despejando N 0.28
la
* (0.014) 2
cantidad
4
de
1.53 *10 4
m2
N
tornillos:
mm
45
F A * n *
6269
1.53 *10
4
* 2 * 75 *10 6
Tornillos
Tomo, por norma N = 2 3. Determin Determinar ar las dimensiones dimensiones principales de un transportador transportador Sin Fin que moverá 10 3 m /h de arena de fundición a una distancia de 10 metros. Solución. Cálculo de la capacidad en peso. La capacidad será Q v * Para la arena de fundición, = 14 - 16.5 (KN/m3)Tabla 2.2 página 10 Tomo = 15 (KN/m3)
Q = 10 * 15 = 150 (KN/h)
Aplicando Aplicand o la ecuación ecuación de capacidad: capacidad: Q 60 *
* D
4
2
* S * n * * * C
En este caso: C = 1 Pues es horizontal. = 15 (KN/m3) (Dato del problema. = 0.25 De acuerdo a la tabla 33, página 183 del Folleto. Tomo S = 0.8 D Asumo n = 80 RPM
Sustituyendo: 15 0 60 *
* D 2
4
* 0.8 * D * 80 * 0.25 * 15 * 1 0 .23 236 6
(m)
Llevando este valor a lo normalizado, tomo D = 250 mm Veamos si las RPM están dentro de lo permisible. n max
A D
Estupiñan
En este caso, A = 45, de de acuerdo a la referida tabla 33, página 183.
3
Jose M. Dominguez
Industrial
Equipos de Transporte
45
Sustituyendo: nmax
0.25
90
Cálculo de la potencia. N o
( RPM ) está bien lo asumido. Q * L
3600
(W o
Sen )
Como es horizontal, Sen = 0 y Wo = 2.5, de acuerdo a la tabla 33, página 183. 150 * 10 ( 2 .5 0 ) 3600
Sustituyendo: N o
1.04 ( KW )
Considerando una eficiencia del reductor de 0.8: N
N o
0. 8
1.04 0 .8
1 .3
( KW )
El motor a instalar debe ser un 15 a 20% mayor y dentro de los normalizados. Cálculo del momento torsor o torque. M o
9750
N o n
9750
1.3 80
158
( N m)
Cálculo de la fuerza axial. P
M o
r * tan ( )
Si Sien endo do:: = Angu Angulo lo de fric fricci ción ón entr entre e el mate materi rial al y el heli helico coid ide. e. = Angu Angulo lo de inclinación de de la hélice. El coeficiente fricción entre el material a transportar y la hélice es de 0.8 0.8 = tan de donde: = 38.66 Como S = 0.8 D, = 14 r 0 .75 *
D
2
0.75 *
0 .25 2
0.0937
( m) P
158
P = 1287 (N)
0.0937 * tan (38.66 14)
d
El diámetro del eje del tornillo Sin Fin debe ser:
D ( 4 5)
250 45
(62 .5 50 ) (mm)
Tomo un tubo de Diámetro exterior 62.5 mm y diámetro interior de 60 mm. 2
De acuerdo a la cuarta teoría (Materiales dúctiles) Cálculo del área F
4
( D 2
d 2 )
eq
6.25 6 2.4 2
2
2 Mto N 3 * W F p
(cm 2 )
4
3 4 Cálculo de Wp (Módulo de la sección) W p 0.2 D (1 c ) 6 4 6 d 3 Wp = 7.35 cm3 Sustituyendo: W p 0.2 * 7 1 Siendo c 6 . 25 D 6.25
Sustituyendo en la ecuación que da la tensión equivalente. 2
eq
2
158 1287.2 6 37.61 * 10 6 3 * 4 7.35 * 10 2.4 * 10
( N / m 2 ) 37.61 ( MPa)
Como = 120 Mpa, está bien. Cálculo del número de tornillos para unir las secciones del eje. aplicando la condición de resistencia a cortante:
F
A * n * N
Siendo: F = Fuerza cortante. = Tensión tangencial en cada tornillo.
Estupiñan
4
Jose M. Dominguez
Industrial
Equipos de Transporte
A = Area de la sección sección transversa transversall de cada cada tornillo. tornillo. n = Número Número de áreas áreas a cortante. cortante. N = Número de tornillos. 75 Mpa para el acero 10, [75 * 106 (N/m2)] F
Aquí: Mo = 219.37 N - m Ya calculado. Radio F
158 0.030
5056 ( N ) A
d
2
M o
Radio 60 30 mm 0.030 2
m
* d t 2 4
dt = Diámetro de los tornillo. Se recomienda: d t
tomo tornillos de 13 mm. A
* (0.013) 2 4
Despejando la cantidad de tornillos: F 5056 N 4 A * n * 1.32 *10 * 2 * 75 *10 6
Estupiñan
Dext
(4 5)
1.32 *10 4
N 0.25
5
60
45
(15 12)
mm
m2
Tornillos
por norma N = 2
Jose M. Dominguez
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