Ejercicio resuelto de una faja según CEMA

DATOS DE TRABAJO: -

material: piedra chancada Tamaño: 1” longitud de la faja: 200-300 m (elegimos 250m = 820.21pies) altura (elevación): 25-30 m (30m = 98.42pie) capacidad: 350-400 TON/HORA (elegimos 380 ton/hr)

CONSIDERACIONES: -

considerar faldones mínimo un desviador considerar polea simple y dual (ambos cálculos) ver el ángulo de abrase

CALCULAR: -

tensión máxima y su ubicación en ambos casos. graficar un pequeño diagrama de la instalación.

DESARROLLO:

Paso #1 Determinamos el ángulo de sobrecarga

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De la tabla 3-1 obtenemos los siguientes datos:  Fluidez promedio: 3*  Angulo de sobrecarga: 25°  Angulo de reposo: 35° - 39°

Paso #2 Características de la piedra chancada: -

Tamaño: 1” Angulo de reposo: 35°- 39° Muy abrasivo Presentan partículas químicamente estables y están libres de escamas, tierra, polvo, limo, humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.

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De la tabla 3-3 obtenemos:  Código D37

Paso #3 Definimos la piedra chancada como Grava, seca, filosa; con el código anterior D37

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De la tabla 3-3 obtenemos los siguientes datos:  Peso promedio (lbs/pie3): 90-100 (elegimos 90, por ser el mas critico)  Angulo de reposo: 30° - 44° (elegimos 35°, para asegurar la capacidad)  Inclinación máxima recomendada: 15-17 (elegimos 15)

Paso #4 -

Escogemos rodillos transportadores Acanalados, Abarquillados Rodillos externos inclinados a ángulos de 35° y 45° (mayor aceptación pag 55 CEMA); (tomamos 35° como abarquillado)

. Paso #5 Seleccionamos la velocidad de la faja transportadora conveniente -

Para piedra chancada

-

De la tabla 4-1 obtenemos los siguientes datos:  Velocidad de la faja: elegimos 500ppm  Ancho de la faja: 24” – 36” (elegimos 24”)

Paso #6 Convertimos el tonelaje deseado por hora (tph) a ser transportado al equivalente en pies cúbicos por hora (tl/hr). -

Formula

-

Donde:  Densidad: 90 lb/pie3 (tabla 3-3)

-

 Capacidad deseada: 380 ton/hr Capacidad deseada en pie3/hr

 Paso #7 Hallamos la capacidad equivalente a una velocidad de faja de 100 pie/min -

Formula (

-

Tabulando velocidad actual de la faja, verificando con la tabla 4-3 (abarquillamiento 35°), si ángulo de sobrecarga = 25°, en los rangos de ancho 24”-36”

        -

)

Si Vactual = 150 ppm, entonces CE = 5629.67; 30” Si Vactual = 200 ppm, entonces CE = 4222.22; 30” Si Vactual = 250 ppm, entonces CE = 3377.78: 30” Si Vactual = 300 ppm, entonces CE = 2814.81; 30” Si Vactual = 350 ppm, entonces CE = 2412.69; 24” Si Vactual = 400 ppm, entonces CE = 2111.11; 24” Si Vactual = 450 ppm, entonces CE = 1876.54; 24” Si Vactual = 500 ppm, entonces CE = 1688.89; 24”

Por lo tanto elegimos:   

Ancho de la Faja: 24” Velocidad: 320 – 500 ppm; tomamos 350ppm CE: 2412.69 pie3/hr

< 4300 pie3/hr

< 2640 pie3/hr

Paso #8 Seleccionamos los espaciamientos recomendados entre rodillos (Si)

-

Espaciamiento(Si) para 90 lbs/pie3  Si = 4.0 a 4.5 , tomamos 4.5 pies

Paso #8 Carga de Rodillos: -

IL = (Wb + Wm)*Si = (5.5 + 36.19)*4.5 IL = 187.61 lbs

Paso #9

-

Escogemos A4, de diámetro de 4” (servicio liviano)

Paso #10 Hallamos la caga ajustada ΔL = (IL*K1*K2*K3*K4) + IML IML = 0 (no hay desnivel) a) K1

-

K1 = 1.0

-

K2 = 1.1

b) K2

c) K3

-

K3 = 1.2

d) K4 Para una velocidad de 350 ppm

-

Interpolando K4 = 0.925 Reemplazando en: ΔL = (IL*K1*K2*K3*K4) + IML ΔL = (187.61*1*1.1*1.2*0.925) + 0 ΔL = 229.07 lbs

Paso #9 Valores de carga para los rodillos

IL = 300 lbs

Paso # 10

Peso promedio de las partes rotatorias de rodillos abarquillados = 15.8 lbs Paso # 11

Peso promedio de las partes rotatorias de rodillos de retorno = 15.8 lbs

Paso # 12

Promedio para arreglos abarquillados de 3 rodillos iguales = 49 lbs/plg2

Paso #13: Hallaremos la tensión efectiva de accionamiento de la faja (Te) Te = L . Kt .(Kx + Ky . Wb + 0.015 Wb) + Wm . (L . Ky + H) + Tp + Tam + Tac

a) Longitud del transportador (pies): (L) 

L = 820.21 pies; dato

b) Factor de corrección de temperatura ambiental: (Kt)



Kt = 1.0 , para una temp ambiental de 10°C a 32°C en la ciudad de tacna

c) Peso de la faja en libras por pie de longitud de la faja: (Wb)

-

Ancho de la faja: 24” Material transportado: 90 lbs/pie3



Wb = 5.5 lb/pie

d) Peso del material, en libra por pie de longitud: (Wm) -

Donde: o Q = 380 ton/hr o V = 350 ppm

e) Factor de fricción del rodillo (lbs/pie): (Kx)

f)

Factor de transporte para calcular la resistencia de la faja en combinación con la resistencia de la carga en flexión. (Ky)

-

Ky = (Wm + Wb)*A*10-4 + B*10-2 Para (Wb + Wm) = 41.69 Para L=820.21, 6.89°



Corrigiendo el Ky con la tabla

Ky = 0.025

-

Ky = 0.025

g) Distancia vertical que el material es elevado o bajado (pies): (H) -

H = 30 m = 98.42 pie

h) Tensión resultante de la resistencia de la faja a la flexion alrededor de las poleas y de la resistencia de las poleas a la rotación sobre sus rodamientos, toral para todas las poleas (lbs): (Tp)

i)

Tp = 200 lbs por polea; 2poleas = 400lbs

Tensión que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar el material transportado (lbs): (Tam)

Donde: o Q = 380 ton/hr o V = 350 ppm o Considerando a Vo = 0 (caída vertical)

 j)

Tam = 38.24 lbs

Total de las tensiones de los accesorios del transportador (lbs): (Tac) -

Tsb = Lb(Cs*hs2+6)

Tac = Tsb + Tpl + Tbc + Ttr

-

-

Si: Lb = 5.27pies, Cs = 0.1281, hs = 0.38 pies  Tsb = 5.27*(0.1281*0.382 + 6) = 31.72lbs Tpl = (tracción adicional)*(ancho de la faja)

 -

Tpl = 3.0*24 = 72 lbs

Tbc = (2 a 14)(lbs/plg)(ancho de la faja) Por recomendación de cema se escoge 5 lbs/plg  Tbc = 5*24 =120 lbs

-

Ttr = H*Wm 

Ttr = 98.42*36.19 = 3561.82 lb



Tac = 37.72 + 72 + 120 + 3561 = 3790.72 lbs

Reemplazando Los valores hallados: Te = L*Kt*(Kx + Ky*Wb + 0.015*Wb) + Wm * (L*Ky + H) + Tp + Tam + Tac Te = 820.21*1*(0.539+0.025*5.5+0.015*5.5) + 36.19*(820.21*0.025+98.42) + 400 + 38.24 + 3790.72

Te = 9155.4 lbs

Paso #14 Hallamos T1, T2 y Cw

-

Seleccionamos: simple sin polea de reenvió, tensor manual y polea recubierta. Cw = 0.8 T2 = Te*Cw T2 = 9155.4*0.8 = 7324.32 lbs T1 = T2 + Te T1 = 16479.72 lbs

Paso #15 Potencia: -

Para Te HP =

-

Para T1 Para T2

HP = 174.78 hp HP = 77.68 hp

Paso #16 Escogiendo Faja: MP35 = 35x5x24 = 4200 lb → Dp min = 24 Velocidad en el eje de la polea motriz:

Torque en la Polea: de T2

Selección del Motor y Reductor: Motor de 4 Polos – 202.7 hp; 150 kW – motor trifásico 220/380 de 4 polos IP55, 315s (SIEMENS) Modelo del Alimentador: -Es un Alimentador Vibrador: F – 55DT Selección de Polines de Carga: -Serie 5000 – 25° – Diametro 4” – Numero 5401-24 (pag 181) Selección de Polines de Retorno: -Serie 5000 – Plano – Diametro 4” – Numero 5417-24 (pag 192)