Estudio y Diseño de Elevador de Cangilones

ESTUDIO Y DISEÑO DE ELEVADOR DE CANGILONES PLANTA CEMENTOS POLPAICO

INDICE GENERAL INTRODUCCION..........................................................................................

1

OBJETIVOS………………………………………………………………………

3

CAPITULO I: FABRICACION DEL CEMENTO 1.1.

Conceptos……………………………………………………………….

5

1.2.

Extracción y molienda de la materia prima…………………………..

7

1.2.1. Materias primas………………………………………………….

7

1.2.1.1. Pizarra………………………………………………….

7

1.2.1.2. Caliza…………………………………………………..

7

1.2.1.3. Sílice……………………………………………………

8

1.2.1.4. Hematita……………………………………………….

8

1.2.2. Tratamiento de las materias primas………………………….

8

1.2.3. Dosificación…………………………………………………......

10

1.2.4. Molienda de las materias primas……………………………..

10

Producción del clínker………………………………………………….

11

1.3.1. Homogenización………………………………………………..

11

1.3.2. Almacenamiento de crudo……………………………………..

12

1.3.3. Clinkerización……………………………………………………

12

1.3.4. Enfriamiento del clínker………………………………………..

14

1.3.5. Almacenamiento del clínker…………………………………..

14

1.4.

Molienda de cemento………………………………………………….

14

1.5.

Almacenamiento de cemento…………………………………………

17

1.6.

Envasado y despacho…………………………………………………

17

1.3.

CAPITULO II: COMPONENTES Y CLASIFICACION DE UN ELEVADOR DE CANGILONES 2.1.

Elevador de cangilones…………………………………………....... ...

19

2.2.

Partes principales del elevador de cangilones……………………….

20

2.2.1. Cangilones……………………………………………………….

20

2.2.2. Elemento sin fin………………………………………………….

21

2.2.2.1 Bandas…………………………………………………..

21

2.2.2.2. Cadenas………………………………………………..

22

2.2.3. Fijación atornilladota……………………………………………

25

2.2.4. Conectores de cadena…………………………………………

26

2.2.5. Sistema motriz………………………………………………….

27

2.2.6. Sección cabeza…………………………………………………

28

2.2.7. Estructura……………………………………………………….

29

2.2.8. Bota o pie………………………………………………………..

29

Clasificación de los elevadores de cangilones………………………

30

2.3.1. Según el tipo de carga…………………………………………

30

2.3.1.1. Directamente desde la tolva…………………………

30

2.3.1.2. Por dragado…………………………………………..

31

2.3.2. Según el tipo de descarga…………………………………….

32

2.3.2.1. Centrífuga……………………………………... …….

32

2.3.2.2. Gravedad o continua…………………………. …….

34

2.3.2.3. Positiva………………………………………… …….

35

2.3.3. Según su elemento sin fin…………………………………….

36

2.3.3.1. Elevadores de correa………………………… …….

36

2.3.3.2. Elevadores de cadena……………………………….

37

2.3.

CAPITULO III: ANALISIS DE LAS VARIABLES DE DISEÑO 3.1

Pasos para el correcto diseño de un elevador de cangilones……..

39

3.1.1. Determinación de la capacidad del elevador…………………

40

3.1.2. Selección de la rueda motriz…………………………………..

41

3.1.3. Cálculo de la cadena…………………………………………….

42

3.1.3.1. Selección de la cadena……………………………….

43

3.1.3.2. Cantidad de ramales…………………………………..

43

3.1.4. Cálculo de la carga de trabajo ejercida en la cadena………..

44

3.1.5. Cálculo del torque………………………………………………..

48

3.1.6. Cálculo de las revoluciones de la rueda motriz……………….

49

3.1.7. Cálculo de la potencia necesaria……………………………….

49

3.1.8. Cálculo para la selección del reductor de velocidad………….

50

3.1.9. Cálculo del eje motriz…………………………………………….

52

3.1.9.1. Cálculo de las reacciones……………………………..

54

3.1.9.2. Momento flector…………………………………………

56

3.1.9.3. Determinación de los esfuerzos cortantes…………..

57

3.1.9.4. Cálculo del diámetro del eje motriz…………………..

60

3.1.10. Cálculo de rodamientos y selección de soportes……………

61

CAPITULO IV: MONTAJE Y MANTENIMIENTO EN ELEVADORES DE CANGILONES 4.1.

Montaje…………………………………………………………………….

65

4.1.1. Montaje de la cadena……………………………………………

65

4.1.2. Montaje de los cangilones………………………………………

66

4.2.

Puesta en marcha del elevador………………………………………..

69

4.3.

Averías y perturbaciones en elevadores de cangilones……………..

73

4.4.

Mantenimiento y cuidados posteriores…………………………………

77

4.4.1. Comprobación de desgaste de la cadena…………………….

77

4.4.2. Comprobación de desgaste de las ruedas……………………

77

4.4.3. Lubricación……………………………………………………….

78

4.4.4. Mantenimiento preventivo………………………………………

81

Condiciones de seguridad………………………………………………

83

4.5.

CAPITULO V: COSTOS ASOCIADOS AL MANTENIMIENTO 5.1.

Tipo de elevador………………………………………………………..

85

5.2.

Características y datos de servicio del elevador…………………….

85

5.3.

Reporte del equipo……………………………………………………...

85

5.4.

Cotización de servicio de mantenimiento…………………………….

87

CONCLUSIONES.......................................................................................

89

BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………….

91

ANEXOS………………………………………………………………………….

93

INDICE DE FIGURAS Figura 1.1:

Bolas de acero utilizadas en los molinos

Figura 1.2:

Efecto tipo catarata

Figura 1.3:

Efecto tipo cascada

Figura 1.4:

Molino de bolas

Figura 2.1:

Cangilón o capacho

Figura 2.2:

Transmisión mediante bandas

Figura 2.3:

Grafico de desarrollo de la dureza en cadenas

Figura 2.4:

Profundidad de temple

Figura 2.5:

Fijación atornilladora

Figura 2.6:

Conector de cadena

Figura 2.7:

Representación de un conector

Figura 2.8:

Recepción de carga desde una tolva

Figura 2.9:

Carga mediante dragado

Figura 2.10: Descarga centrifuga Figura 2.11: Descarga continua Figura 2.12: Elevador de descarga positiva Figura 2.13: Cadena de rodillos Figura 3.1:

Tensiones situadas en la rueda motriz

Figura 3.2:

Eje motriz

Figura 3.3:

Diagrama de cuerpo libre eje motriz

Figura 3.4:

Diagrama de momento flector numero 1

Figura 3.5:

Diagrama de momento flector numero 2

Figura 4.1:

Asas para cangilones de sujeción lateral y posterior

INDICE DE TABLAS

Tabla 1.1:

Características de los compuestos del clínker

Tabla 1.2:

Óxidos existentes en las materias primas

Tabla 1.3:

Reacciones producidas en la materia prima

Tabla 2.1:

Medidas y pesos de conectores según catalogo Pewag

Tabla 3.1:

Velocidades recomendadas

Tabla 3.2:

Factores de servicio

Tabla 3.3:

Valores de los coeficientes de choque y fatiga

Tabla 4.1:

Información técnica de sujeción a cangilones

Tabla 4.2:

Verificación de mantenimiento preventivo

INTRODUCCION A través de la historia, el ser humano se ha visto en la necesidad de crear elementos que le permitan trabajar y vivir de forma más cómoda. Esta necesidad lo ha llevado a desarrollar una serie de herramientas, equipos y maquinarias acorde con sus requerimientos, siendo el principal objetivo lograr que estos elementos sean cada vez más perfectos, simples y útiles. Aproximadamente el 75%

de las operaciones que se realizan en la

producción de cemento son el transporte de materias primas y de producto terminado. Entre los objetivos de éste trabajo está la realización de un análisis a fondo de un sistema de transporte tan específico y poco conocido como son los elevadores de cangilones, para así de alguna manera masificar su conocimiento, se deben comprender las características de los distintos tipos de elevadores existentes, lograr un alto porcentaje de asertividad en el diagnostico de fallas, llevando a cabo las respectivas soluciones y por supuesto ejecutando un correcto mantenimiento. Se debe agregar como meta importante el conocimiento acabado del diseño y selección de componentes de un elevador de cangilones para así obtener un conocimiento óptimo para ejercer de buena manera en el área de sistemas de transporte, específicamente en el diseño, operación y mantenimiento de los elevadores. Este trabajo de titulo comprende el desarrollo de un estudio a fondo del elevador de cangilones, siendo éste quizás uno de los sistemas de transporte menos conocido, pero a la vez uno de los equipos más críticos al interior de una planta cementera.

1

Los elevadores de cangilones aparentemente simples en su funcionamiento, requieren de una atención especial a través de inspecciones por parte del personal que lo opera y el personal a cargo de su mantenimiento, ya que su capacidad de transporte puede ser óptima si se lleva a cabo un correcto monitoreo del elevador. Este trabajo de título esta conformado por cinco capítulos secuenciados, permitiendo en el primer capítulo comprender todo el proceso del cemento realizado en la planta. Luego en los capítulos posteriores se realiza una clasificación y descripción de los componentes principales, para luego enfocarnos en el diseño de un elevador especifico de la planta, como es el que alimenta a la máquina ensacadora, para finalmente analizar el tipo de mantenimiento realizado y los costos asociados a éste.

2

OBJETIVOS

GENERAL Realizar un análisis extendido del funcionamiento y del rol que cumplen los elevadores de cangilones al interior de una planta cementera, con el objetivo de dar a conocer y masificar el conocimiento sobre un sistema de transporte tan específico como el elevador de cangilones, para con esto ejercer de mejor manera en su operación, diseño y mantenimiento.

ESPECIFICOS •

Comprender las características y distinguir entre los distintos tipos de elevadores de cangilones.

•

Obtener un conocimiento acabado del diseño y selección de componentes de un elevador de cangilones.

•

Lograr una completa asertividad en el diagnostico de fallas, llevando a cabo las soluciones que correspondan y ejecutando un correcto mantenimiento.

•

Obtener un conocimiento óptimo para ejercer de buena manera en el área de sistemas de transporte, específicamente en el diseño, operación y mantenimiento de los elevadores.

3

CAPITULO 1. FABRICACIÓN DEL CEMENTO

4

1.1.

CONCEPTOS Cemento: El cemento es una sustancia pulverizada que mezclada con el agua,

está en condiciones de endurecer ya sea en el aire, como debajo del agua. La piedra de cemento en vía de formación presenta resistencias elevadas y no se disuelve en el agua, (según la norma chilena Nch 148 0f68). Entre los tipos de cementos a mencionar tenemos en primer lugar a los cementos portland, ya que estos ocupan el primer lugar en la producción mundial y porque son la base de la fabricación de los otros conglomerantes llamados cementos con adiciones, en segundo lugar tenemos el cemento de tipo especial. Cemento Portland: Es un cemento con un alto grado de resistencia que se obtiene por la molienda conjunta de clínquer, puzolana y yeso (Nch 148 0f68). Características: •

Mayor finura de molienda que el cemento Polpaico Especial.

•

Producto que entrega altas resistencias iniciales y finales.

•

Endurecimiento rápido, que permite construcciones en menor tiempo.

Cemento Especial: Es un cemento puzolanico grado corriente que se fabrica por la molienda conjunta de clínker, yeso y puzolana volcánica (Nch 148 0f68). Características: •

Es muy adecuado para obras en ambientes agresivos.

•

Garantiza la resistencia y durabilidad en el tiempo.

•

Tiene buen comportamiento frente a las sales y sulfatos.

Clínquer: Es el producto que está constituido principalmente por silicatos cálcicos. Se obtiene por calentamiento hasta una temperatura que no podrá ser inferior a la temperatura de fusión incipiente de una mezcla homogénea finamente molida, en proporciones adecuadas, formada principalmente por cuatro componentes. 5

Compuestos del Clínquer C3S (50%)

Fraguado

Rápido

C2S (25%)

Lento

C3A (5-12%)

Muy Rápido

C4AF (8-15%)

Lento

Contribución

Calor de

Estabilidad Química

Resistencia

Hidratación

Alta (Poca Edad)

Alto

Buena

Alta (Mayor Edad)

Regular

Muy Buena

Poco

Muy Alto

Mala

Muy Poca

Bajo

Buena

Tabla 1.1 Características de los compuestos del clínker. Silicato Tricálcico (3 CaO. SiO2), designado como C3S. Silicato bicálcico (2 CaO. SiO2), designado como C2S. Aluminato tricálcico (3 CaO. Al2O3), designado como C3A. Ferroaluminato tetracálcico (4 CaO. Al2O3. Fe2O3), designado como C4AF. •

C3S: Desarrolla la resistencia inicial del Cemento

•

C2S: Contribuye a aumentar las resistencias a largo plazo

•

C3A: Compuesto que posee el fraguado más rápido y el calor de hidratación más elevado

•

C4AF: Este compuesto no tiene incidencia en las resistencias. En la fabricación de cementos se distinguen tres etapas:

•

Extracción y molienda de la materia prima.

•

Producción del clínquer.

•

Molienda del cemento. La fabricación de clínquer es el proceso que identifica a una industria de

cemento. 6

La molienda puede ser de clínquer más un pequeño porcentaje de yeso, en el caso de producir cemento portland, o bien, molienda de clínquer más una adición de escoria de alto horno y yeso, en el caso de producir cementos con adiciones. 1.2.

EXTRACCION Y MOLIENDA DE LA MATERIA PRIMA

1.2.1.

Materias primas Las materias primas deben contener principalmente óxidos de calcio y de

silicio y, en proporciones menores, óxidos de aluminio y de fierro Además, los óxidos deben estar en proporciones adecuadas. Los óxidos de silicio, de aluminio y de fierro se pueden obtener de las arcillas o de otros materiales que los contienen, tales como las escorias de altos hornos. 1.2.1.1. Pizarra Se les llama "pizarra" a las arcillas constituidas principalmente por óxidos de silicio de un 45 a 65%, por óxidos de aluminio de 10 a 15%, por óxidos de fierro de 6 a 12% y por cantidades variables de óxido de calcio de 4 a 10%. Es también la principal fuente de álcalis. La pizarra representa aproximadamente un 15% de la materia prima que formará el clínker.

1.2.1.2. Caliza Se encuentra en las capas superficiales de muchos cerros y montañas, en depósitos de profundidad variable, Los hay de más de 200 metros. Para la fabricación de cemento se sacan volúmenes muy grandes porque la caliza representa el 80% de las materias primas que forman el clínker. Por eso conviene que esté cerca de la planta; de no ser así el costo del cemento se elevaría demasiado por razón del acarreo.

7

1.2.1.3. Sílice Eventualmente se agregan arenas sílicas que contienen de 75% a 90% de sílice, para obtener el óxido de silicio requerido en la mezcla cruda. 1.2.1.4. Hematita La hematita contiene entre 75 y 90% de óxido férrico. Con estos minerales se controla el contenido de óxido férrico de la mezcla. La hematita constituye entre el 1 y 2% de la mezcla cruda. Calcáreos (Caliza) Arcilla (escoria de alto horno) Otros (correctores de dosificación)

CaO SiO2 A12O3 Fe2O3 SiO2 A12O3 Fe2O3

óxido de calcio “cal” óxido de silicio ‘sílice” óxido de aluminio “alúmina’ óxido de fierro óxido de silicio óxido de aluminio óxido de fierro

Tabla 1.2 Óxidos existentes en las materias primas 1.2.2.

Tratamiento de las materias primas Dependiendo de la naturaleza de las materias primas y de condiciones en que

llegan a la planta de cemento, pueden sufrir uno o varios tratamientos primarios, como: •

Cribado.

•

Trituración

•

Prehomogeneización.

•

Secado.

•

Concentración de carbonato.

8

El cribado tiene por objeto separar los trozos de mayor tamaño que puedan entorpecer el funcionamiento de los equipos. En el caso de la escoria de alto horno, en este tratamiento se separan las partículas grandes, a veces contaminadas con fierro metálico. La trituración de las materias primas se realiza con el fin de que el molino sea alimentado de manera óptima, de manera que es preciso triturar las grandes rocas resultantes de las voladuras hechas para la obtención de esta. Se subdivide en trituración primaria y trituración secundaria, siempre con un adecuado colector de polvos. La prehomogeneización se lleva a cabo mediante un sistema especial de almacenamiento y recuperación de los materiales triturados, de tal forma que el material resultante sea uniforme en distribución de tamaño y composición química. De los patios de prehomogeneización los minerales son transportados por medio de sistemas de bandas, y descargados a tolvas, las cuales alimentan a los poidómetros para dosificar los materiales. Los poidómetros son mecanismos que tienen una banda giratoria bajo la cual hay una báscula electrónica. Si cae poco material, la velocidad de la banda aumenta y viceversa. El secado tiene por objeto reducir la cantidad de agua que tiene las materias primas a límites compatibles con la buena marcha de los equipos. La concentración de carbonato se realiza cuando los materiales calcáreos son de bajo contenido de carbonato. Se emplean sistemas de flotación que permiten separar el carbonato de calcio del resto de los componentes del mineral.

9

1.2.3.

Dosificación La dosificación depende de la composición química de las materias primas,

tratándose

esta

composición

de

los

porcentajes

de

óxidos

mencionados

anteriormente que contienen estas materias primas para lo cual es necesario realizar continuamente análisis químicos que permitan dosificar con la mayor exactitud posible. Calizas + Arcillas + Correctores -----------------> Tº ----------------->Clínquer %

% óxidos

% óxidos

Por lo tanto para dosificar un crudo será necesario tener en consideración lo siguiente: •

Definir el tipo de clínquer que se desea obtener.

•

Conocer las características y cantidades de los otros materiales que se pueden agregar en el proceso, tales como polvos recuperados y cenizas.

1.2.4.

Molienda de las materias primas La molienda de las materias primas se realiza con el fin de reducir estas a lo

mas mínimo para facilitar así la reacción química de los distintos materiales en el horno, proceso conocido comúnmente como clinquerización. Luego en los molinos se realiza un muestreo a cada hora, se verifica la composición química mediante análisis por rayos x, y con tamices predefinidos y estandarizados se comprueba la finura del polvo. Al mismo tiempo se obtiene el mezclado de los distintos materiales. El resultado del análisis indica si es preciso ajustar la dosificación y la finura, ya que la mezcla cruda necesariamente debe conservar cierta relación entre los óxidos de silicio, aluminio, fierro y calcio.

10

Se lleva un estricto control químico, además, las partículas de caliza no deben ser mayores de 125 micras para garantizar una operación normal del horno si la mezcla de polvo crudo no fuera uniforme, la operación del horno sería inestable y tendería a enfriarse o a calentarse demasiado, lo que obligaría a ajustar la velocidad o el flujo de combustible. 1.3 1.3.1.

PRODUCCION DEL CLINKER Homogeneización La fabricación del clínker comienza con la homogenización. El producto de la

molienda se lleva a un silo homogeneizador, donde un sistema neumático mezcla el material para mejorar su uniformidad y lo deposita en los silos de almacenamiento. La operación de homogeneización, al usar el sistema de vía húmeda, se hace en estanques agitadores mecánicos. Se

distinguen

tres

métodos

para

realizar

las

etapas

de

mezcla,

homogenización y conducción de la mezcla al horno: Vía húmeda, vía semi-húmeda y vía seca. En el método de fabricación por vía húmeda se requiere agua, para dispersar y suspender en ellas las partículas de cada materia prima separadamente. En el método por vía semi-húmeda se realizan las etapas de dosificación y homogenización con partículas muy finas y secas, empleando corrientes de aire para la movilización y mezcla. Una vez alcanzada la homogenización se agrega agua hasta llegar a la humedad del 12%. Cuando el método de fabricación es el seco, las etapas de dosificación, homogenización y llevado al horno se efectúan aplicando aire a presión sobre las partículas secas (la humedad no es mayor al 1%).

11

1.3.2.

Almacenamiento de crudo En la industria del cemento, la máquina más delicada y más cara es el horno.

Su trabajo a alta temperatura y su revestimiento refractario obliga a una operación continua, debido a los serios riesgos que se corren en cada detención. Es por ese motivo que se debe disponer de los silos de almacenamiento de crudo, para asegurar una continuidad en el funcionamiento del horno. 1.3.3.

Clinquerización Es en esta etapa en donde se produce el verdadero proceso de

transformación, los materiales homogeneizados se calientan en el horno, hasta llegar a la temperatura de fusión incipiente (1400 a 1500°C). Para calcinar los materiales se pueden utilizar hornos verticales u hornos rotatorios, siendo estos últimos los más usados. Los hornos verticales tienden a desaparecer, ya que son más difíciles de operar y, por tanto, la calidad del clínquer no es tan homogénea. Los hornos rotatorios son tubos de acero revestidos interiormente por ladrillos refractarios, montados sobre polines, con una inclinación de 3 a 5 %, accionados por motores que les permiten girar a una velocidad circunferencial promedio de 10 metros por minuto. Su diámetro y longitud dependen de la capacidad para la cual fueron diseñados y pueden tener diámetros de 2 a 6 metros y longitudes de 60 a 200 metros.

12

Rango de Tº en ºC Calentamiento 20 – 100 100 – 300

Tipo de reacción Evaporación del agua libre Perdida del agua absorbida Eliminación del H2O y grupos OH de los

400 – 900 minerales de arcilla Cambio estructural en los minerales 500 silicatos Disociación de los carbonatos (CO2 es 600 – 900 800

liberado) Formación de belita, aluminatos y ferritas Formación de la base liquida (aluminatos

1250 y ferritas) Reacciones finales y recristalización de 1450 alitas y belitas Enfriamiento Cristalización de la fase liquida, 1300 – 1240 principalmente en aluminatos y ferritas Tabla 1.3 Reacciones producidas en la materia prima.

1.3.4.

Enfriamiento del clínquer A la salida del horno el enfriamiento del clínquer se hace con aire que pasa a

través de sistemas de parrilla móvil, o bien, a través de tubos planetarios que giran solidarios al horno. De estos sistemas el clínquer sale con una temperatura inferior a los 150 C. 1.3.5.

Almacenamiento de clínquer 13

El clínquer debe permanecer en canchas techadas durante algún tiempo, para que llegue frío al molino. El almacenamiento debe hacerse en lugares libres de contaminación y sin contacto con el agua, ya que se puede producir una hidratación parcial de los compuestos. 1.4.

MOLIENDA DE CEMENTO En la molienda de cemento, el clínker se lo muele en conjunto con materiales

aditivos, tales como el yeso y la puzolana en proporciones definidas para obtener como resultado final el cemento. Esta molienda consiste en reducir este conjunto de materiales a polvo fino inferior a 150 micrones, debido a la finura que se trabaja en los molinos de cemento, esta parte del proceso es la de mayor consumo energético específico en la planta. Molinos de bolas son utilizados para esta aplicación. Pueden estar constituidos por una o dos cámaras separadas por un mamparo central. En cada una de las cámaras se encuentran las cargas de bolas (grandes para la primera cámara, entre 60 y 90mm; medianas y pequeñas para la segunda cámara, entre 15 y 60mm) que rotan con el movimiento del molino generado por el sistema de accionamiento.

Figura 1.1 Bolas de acero utilizadas en los molinos

14

Las bolas grandes crean el efecto catarata, el material de alimentación es triturado básicamente por impacto en la primera cámara, mientras que las bolas pequeñas y medianas en la segunda cámara crean el efecto cascada, en este caso los cuerpos moledores trabajan con fuerzas de fricción para realizar la molienda.

Figura 1.2 Tipo catarata

Figura 1.3 Tipo cascada

Los molinos pueden ser de circuito abierto o circuito cerrado. En los molinos de circuito abierto el material entra por un extremo del molino y sale terminado por el otro extremo.

Los molinos de circuito cerrado cuentan con separadores. En este caso, los materiales entran por un extremo del molino y salen por el otro hacia los separadores, los cuales tienen por objeto separar las partículas finas, y enviarlas como producto terminado, mientras que las partículas gruesas son devueltas al molino.

15

Figura 1.4 Molino de Bolas.

16

1.5.

ALMACENAMIENTO DE CEMENTO Una vez terminada la fabricación del cemento le siguen dos etapas, la de

almacenado y su posterior envasado y despacho. El almacenado se realiza en silos de hormigón. Estos silos tienen equipos auxiliares adecuados para mantener el cemento en agitación y así evitar la separación por decantación de los granos gruesos o la aglomeración. En ellos, el cemento puede permanecer por varios meses sin que se afecte su calidad. 1.6. ENVASADO Y DESPACHO Para el envase y despacho de cemento existen máquinas envasadoras automáticas con sistemas aplicadores automáticos, obteniendo un rendimiento mayor y un ambiente libre de polvo. El cemento es despachado desde la planta ya sea en sacos de papel de 42.5 kilogramos o a granel. Las bolsas de papel deben cumplir con ciertos requisitos de resistencia e impermeabilidad. Se fabrican con un mínimo de tres pliegos para despachos normales y un máximo de seis pliegos para transporte marítimo. Desde los silos, el cemento es extraído neumática y mecánicamente por aerodeslizadores y por elevadores para ser llevados a una tolva; luego pasarán por una zaranda para la eliminación de cualquier objeto no deseado o tamaño no deseado del grano, así el cemento es ensacado y todo el polvo generado va hacia los filtros de mangas. Los sacos son transportados por bandas hacia las paletizadoras automáticas y montacargas llevan los pallets de sacos de cemento a su lugar de almacenamiento. Los cementos fabricados en la planta se clasifican en dos categorías: •

Cemento P400 de alta resistencia.

•

Cemento Especial. 17

CAPITULO 2. COMPONENTES Y CLASIFICACION DE UN ELEVADOR DE CANGILONES

18

2.1.

ELEVADOR DE CANGILONES Los elevadores de cangilones son altas estructuras metálicas en forma de

cajón, dentro de los cuales se encuentran varios cangilones que son una especie de recipientes en donde se aloja el material a transportar unidos entre sí por cadenas grandes o bandas dependiendo del tipo. La función de estos es la de recibir el material en la parte baja para “elevarla” a una altura establecida, en donde posteriormente verterán el material y retornaran vacíos para así continuar con el flujo del proceso. Un elevador de cangilones constituye el medio mas económico en el transporte vertical de materiales a granel, y su uso hoy no solo se limita al transporte de cereales tales como el arroz o el trigo como lo fue en un principio sino que se ha extendido a materiales tales como el algodón, arena, cal, carbón y obviamente siendo primordial su uso en plantas cementeras. Es sumamente importante elegir el tipo apropiado de elevador según el requerimiento específico y la aplicación.

Esta selección

depende de las

características del material a transportar, si es grumoso, fino, abrasivo o no abrasivo y si estará a altas temperaturas o no. Actualmente los elevadores de cangilones están totalmente aceptados en la mayoría de las plantas nacionales, su sencillo diseño y funcionamiento son las ventajas que hacen de este un equipo muy cotizado en las industrias cementeras, asi como también en las plantas procesadoras de alimentos y la minería.

19

2.2.

PARTES PRINCIPALES DEL ELEVADOR DE CANGILONES

2.2.1.

Cangilones o capachos Son los recipientes en donde se aloja el cemento transportado. Estos

recipientes pueden ser fabricados de una gran variedad de materiales dependiendo del material a transportar. En el caso del cemento son construidos de planchas de acero soldadas y con bordes reforzados si es necesario, siendo estos de fundación maleable o de polímeros. Los capachos pueden ser del tipo sin refuerzo del borde, con refuerzo del borde frontal o con refuerzo de tres bordes. Los que comúnmente son soldados de chapa de acero son apropiados para material de transporte pesado, de naturaleza pulverulenta hasta grano grueso, como por ejemplo arena, carbón, grava, cemento. En el caso de que el material a transportar sea grano fino y del tipo no abrasivo, además de condiciones de trabajo ligeras estos cangilones también pueden ser fabricados de materia sintética (polyamid con aditamentos).

Figura 2.1 Cangilón o Capacho

20

2.2.2 .

Elemento sin fin Este es el componente que lleva los cangilones llenos desde la bota o parte

inferior del elevador a la cabeza de éste. También conocido como el elemento sin fin del equipo el cual puede ser del tipo banda o cadenas, trabajando las bandas con tambores y las cadenas con ruedas dentadas. Su uso dependerá del tipo de aplicación. Este elemento sin fin cumple la doble función de ser el sistema de transmisión de la potencia y la de ser el lugar en donde se fijaran los cangilones. 2.2.2.1. Bandas La banda estándar se provee de pernos fuertes con la habilidad de soportar y resistir a estiramientos. Es también resistente al aceite, desgaste, y tiene una cubierta especial que resiste las cargas estáticas.

Figura 2.2 Transmisión mediante bandas

21

2.2.2.2. Cadenas Para asegurar una marcha regular de la cadena sobre las ruedas motrices, los ramales de cadenas son fabricados con una tolerancia de medida muy estrecha. Debido al desgaste que se produce en las cadenas es que se recurre al tratamiento térmico de templado por cementación teniendo en cuenta las condiciones de trabajo para alcanzar una duración satisfactoria incluso en condiciones de trabajo difíciles. Las cadenas templadas pueden ser utilizadas hasta una temperatura de servicio de unos 200º C sin que se reduzca la dureza superficial. Los sistemas de cadenas se desarrollan en base a una serie de ensayos realizados por el fabricante dando paso asi a un mercado con estándares más altos y competitivos. Las cadenas presentan una alta resistencia a la ruptura y una resistencia a la fractura debido a la excelente tenacidad de su núcleo. A pesar de que los fabricantes han aumentado la profundidad de la cementacion en las cadenas generalmente disminuye la resistencia a la ruptura, las cadenas se distinguen por combinar una resistencia muy elevada al desgaste, con tenacidad y resistencia a ruptura poco comunes. Estas son características que permiten la operación segura de por ejemplo un elevador de cangilones de alto rendimiento. También las cadenas disponen de una resistencia a la fatiga, que contribuye decisivamente a evitar las rupturas por fatiga durante la operación. Las resistencia de las cadenas esta ajustada a la de los componentes de acuerdo a la tensión del funcionamiento.

22

La utilización de aceros especiales permite fabricar cadenas y accesorios con un temple profundo el cual posee una dureza superficial de por lo menos 750 HV 30, obteniendo una alta estabilidad dinámica.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Figura 2.3 Grafico de desarrollo de la dureza en cadenas

23

Por lo general las cadenas transportadoras poseen una profundidad de temple de E14 = 0.14d, junto con ruedas dentadas y ajustables facilitan incluso en caso de material abrasivo una larga duración de servicio.

Figura 2.4 Profundidad del temple Por lo tanto aquí se tiene una profundidad de endurecimiento del 14% del diámetro del eslabón o simplemente como se menciono anteriormente un 0,14d.

24

2.2.3.

Fijación atornilladora. Una fijación atornillada cumple la función de unir el cangilon a la cadena, esta

se compone de dos mordazas de apriete, de un perno hexagonal interior, de una tuerca de seguridad y de dos tuercas hexagonales. Este tipo de fijación atornillada es el más usado y más ventajoso ya que se usa para la fijación de cangilones en ramales de cadenas largos, no produciendo puntos débiles en el lazo de cadena, además

utilizable ya sea para ruedas dentadas o lisas. Su calidad de material

corresponde a un forjado en estampa mejorado. Su montaje es muy simple, se introducen las mordazas de apriete sobre el ramal de cadena tensado, luego se apreta el perno con la tuerca hexagonal preferiblemente con una llave dinamométrica para dar con el par de apriete adecuado. Todas las partes llevan un revestimiento protector contra la corrosión. Al ir libre la cabeza hexagonal del tornillo posibilita el desmontaje de las mordazas de apriete, incluso si están fuertemente corroídos.

Figura 2.5 Fijación atornilladora

25

2.2.4.

Conectores de cadena La función de estos conectores es juntar los ramales individuales y cerrar los

lazos de cadena. Los conectores pueden ser montados

como eslabones

horizontales o verticales. Su montaje es fácil debido a su seguro por el manguito de sujeción. Su calidad de material corresponde a un forjado en estampa y trabajados a precisión.

Figura 2.6 Conector de cadena

Figura 2.7 Representación de un conector

26

Código

Diámetro d

Paso t

Ancho interior b1

VHV 14x50

14

50

16

Ancho exterior b2 45

VHV 16x64

16

64

20

53

0.40

VHV 19x75

19

75

22

63

0.60

VHV 22x86

22

86

26

73

1.00

VHV 26x100

26

100

31

84

1.50

VHV 30x120

30

120

36

99

2.55

VHV 34x136

34

136

41

112

3.70

Peso kg/pza 0.25

Tabla 2.1 Medidas y pesos de conectores según catalogo Pewag. 2.2.5. Sistema motriz El componente principal del sistema motriz es el motor eléctrico, usualmente proveído para usarlo como recurso de potencia para el elevador, además de ser el encargado de generar el movimiento al sistema. Generalmente está ubicado en la parte superior del Elevador. Entre los elementos que pertenecen al sistema motriz tenemos al motor, reductor, ejes, tambor motriz en el caso de que el elemento sin fin utilizado se trate correas o cinta y rueda motriz en el caso de que se utilicen cadenas. Además tenemos la polea y correa en V, usadas entre el motor y el reductor para proveer la velocidad adecuada de operación en el elevador.

27

2.2.6.

Sección cabeza La cabeza es el componente localizado en la parte superior del elevador.

Consiste de una caja de acero que soporta la transmisión, rueda motriz, ya sea dentada o lisa, motor y la transmisión reductora. En la cabeza del elevador se ubica un ventilador que se provee para el escape del aire que puede entrar al elevador a través del distribuidor. Los ventiladores en la cabeza son estándar y son instalados comúnmente en la fábrica. Los elevadores pueden tener puerta de inspección en vez de ventiladores en la cabeza si son requeridos. Otro elemento es el dispositivo de desfogue ubicado también en la parte superior, montado en la cubierta de la cabeza. Este dispositivo esta diseñado a soltarse bruscamente si hubiese una explosión dentro de la caja del elevador, reduciendo así los daños a este. Este dispositivo es opcional. Ver detalles en anexo número 2.

28

2.2.7.

Estructura La estructura es la parte del elevador conocida también como

envoltura, esta parte es

caja o

manufacturada en secciones. Forma la estructura para

soportar la cabeza, la plataforma de servicio, escalera, jaula, etc. Provee protección contra el polvo e impermeabilidad contra el agua para la banda o cadena del elevador y cangilones. La caja puede ser diseño simple o doble. La puerta de servicio es una sección de la caja con paneles removibles para permitir acceso para el mantenimiento a la banda/cadena y cangilones. Esta estructura esta fabricada con perfiles de acero recubierta generalmente con planchas de acero de aproximadamente 5 mm de espesor. Generalmente esta estructura, para facilitar el montaje, se subdivide en módulos con una altura aproximada de 3 metros, esto dependiendo de la altura completa del elevador, los que posteriormente se apernarán para formar una gran estructura soportadora. 2.2.8.

Bota o pie La bota o pie es el componente inferior del elevador. Recibe el material para

ser elevado. Se compone de tambor o rueda conducida, soportes de rodamientos y eje conducido. El tensor esta localizado normalmente en la bota, y es usado para guiar la banda o correa y tensar la cadena. Detalles de la estructura y pie del elevador en anexo número 3.

29

2.3.

CLASIFICACION DE LOS ELEVADORES DE CANGILONES Los elevadores de cangilones se pueden clasificar según el material que se va

a transportar, por como van montados los cangilones sobre el elemento sin fin y por el tipo de elemento sin fin que ocupa. Su clasificación es la siguiente: 2.3.1.

Según el tipo de carga

2.3.1.1. Directamente desde la tolva

Los cangilones reciben el material desde una tolva, cayendo a estos directamente por gravedad. Se emplean para el transporte de materiales constituidos por pedazos grandes y del tipo abrasivos. La velocidad de desplazamiento del órgano de tracción es baja.

Figura 2.8 Recepción de la carga desde una tolva.

30

2.3.1.2. Por dragado Los cangilones se cargan parcialmente actuando como brazo de arrastre desde el fondo, el resto del cangilón se llena en forma directa. Se emplean para el transporte de materiales que no ofrecen resistencia a la extracción, pulvurulentos y de granulación fina.

Figura 2.9 Carga mediante dragado

31

2.3.2.

Según el tipo de descarga

2.3.2.1. Centrifuga Como su nombre lo indica la descarga del cangilón se efectúa por fuerza centrífuga al momento de girar la correa o cadena sobre el tambor de mando. Esto quiere decir que es solo el efecto de la inercia en un movimiento circular lo que produce la descarga, no es causada por la interacción de otro cuerpo físico. Los Elevadores de descarga centrífuga están diseñados especialmente para materiales de escurrimiento, ya sea de flujo libre, fino y terrones pequeños. Las velocidades pueden ser relativamente altas para materiales bastantes densos, pero se debe reducir para materiales esponjosos y polvorosos, con el fin de evitar que se origine un tiro hacia arriba que arrastre el material. Las altas velocidades garantizan la descarga del material por acción de la fuerza centrífuga. Su punto de alimentación es considerablemente más bajo que el de descarga por gravedad, disminuyendo el tamaño del conjunto de pié y por ende, el costo del equipo.

32

Cabe señalar que la descarga centrífuga se practica con elevadores de cinta y de cadena, entre las características de este tipo de elevadores tenemos las siguientes: •

Los cangilones van montados en una o varias filas según su diseño.

•

La carga se efectúa normalmente por dragado del material depositado en la parte inferior del transportador.

•

La distancia de separación entre cangilones es de dos a tres veces la altura del cangilón. Su separación es para evitar la interferencia de carga o descarga.

•

Es el tipo de elevador mas usado en la industria

•

Grandes velocidades de desplazamiento (entre 1.2 a 1.4 m/seg.).

•

Se los utiliza para capacidades pequeñas de hasta 50 ton/h por ser los menos costosos.

•

Se usan para materiales livianos y secos.

Figura 2.10 Descarga centrifuga

33

2.3.2.2. Gravedad o continua El elevador de cangilones del tipo de descarga por gravedad o continua suele utilizarse para materiales mas difíciles de manejar. Los cangilones están instalados en forma continua y con muy poco espaciamiento entre ellos, y la descarga se efectúa por gravedad, utilizando la parte inferior del cangilón precedente como tolva de descarga. La carga se realiza directamente desde tolva (no por dragado). Se dan casos en que este tipo de elevadores funcionan en un plano inclinado, para mejorar las condiciones de carga y descarga. Las velocidades de operación son bajas y debido a las cargas pesadas, la cadena que soporta a los cangilones va habitualmente sobre vías en las corridas de elevación y regreso. Entre sus características podemos señalar las siguientes: •

Bajas velocidades de desplazamiento (0.5 y 1.0 m/s)

•

El conjunto motriz es más grande que el de descarga centrifuga, debido a que opera a una velocidad menor.

•

Se aprovecha el propio peso del material para la descarga del mismo.

•

Transportan materiales frágiles, muy húmedos o de alta granulometría.

Figura 2.11 Descarga continua o por gravedad.

34

2.3.2.3.

Positiva

Los elevadores de cangilones espaciados y de descarga positiva son esencialmente iguales a los anteriores, con la diferencia de que los cangilones están montados en los extremos con dos cordones o torones de cadena. Se los utiliza para materiales livianos y aireados. La velocidad de estas unidades es relativamente baja, la cantidad de cangilones es grande al tener un espaciamiento estrecho para alcanzar los niveles de capacidad de los elevadores de tipo centrífugo.

Figura 2.12 Elevador de descarga positiva

35

2.3.3.

Según su elemento sin fin

2.3.3.1.

Elevadores de correa

Los Elevadores con elemento sin fin de correa, se ocupan preferentemente para

transportar cereales. Se debe evitar el uso de correas cuando se desea

transportar un material que posea puntas corno algunas piedras y que no posea un grado de humedad muy elevado, ya que si el agua llega a mojar la cara de la correa que contacta con el tambor, disminuirá la fricción, produciéndose el consiguiente deslizamiento de la correa sobre el tambor. Uno de los factores importantes en este tipo de elevadores es el alineamiento de la correa, ya que una falta de alineación de esta provocaría problemas tales como rotura de correa, arrancamiento de cangilones y daños estructurales en el elevador. Las causas de desalineación de correa más comunes en un sistema de elevación son: •

Uniones de correa fuera de escuadra.

•

Fijación de cangilones fuera de escuadra.

•

Carga del elevador descentralizada.

La doble conicidad de tambores de mando puede ser un auxiliar importante en la alineación de la correa, pero podrá ser utilizada solamente en aquellos casos donde el cangilón lo permita.

36

2.3.3.2.

Elevadores de cadena

Los Elevadores con elemento sin fin de cadena son aconsejables de utilizar en condiciones extremas de trabajo, como es el caso de transporte de material a altas temperaturas o de gran tonelaje. Estos Elevadores pueden poseer una cadena central o dos cadenas laterales dependiendo de la solicitación. Las cadenas se clasifican en dos tipos: 2.3.3.2.1.

Cadenas comunes

Unidas entre sí sólo por eslabones. Son construidas principalmente de aceros y se acoplan a ruedas dentadas o a poleas lisas con acanaladuras transmitiendo la potencia por acción de la fuerza de roce. En este tipo de transmisión es común ver fabricadas las cadenas con aceros cementados. En calidad normal pueden resistir cargas de rotura de hasta 6.000 kp/cm2. 2.3.3.2.2. Cadenas de rodillos Son las cadenas más comúnmente utilizadas en los Elevadores de capachos, clasificándose en cadenas para transmisión y cadenas para transportadores. El movimiento se transmite a través de ruedas dentadas, las que no admiten deslizamiento y con ello garantizan el alineamiento entre la cadena y el capacho.

Figura 2.13 Cadenas de rodillos

37

CAPITULO 3. ANALISIS DE LAS VARIABLES DE DISEÑO

38

3.1.

PASOS PARA EL CORRECTO DISEÑO DE UN ELEVADOR DE

CANGILONES Lo primero que debemos determinar es el tipo de elevador. Debido a que el material a transportar es cemento, la carga de este se realizara en una combinación de dragado y directamente desde la tolva, comúnmente llamada como carga mixta, tal y como son todos los elevadores existentes en la planta, ya que el cemento resulta fácil dragarlo debido a lo fino que resulta, mientras que su descarga será centrifuga. Otro punto importante en determinar es el tipo de transmisión, debido a la abrasividad que presenta el cemento se ocupa transmisión por cadena, ya que estas son capaces de soportar condiciones adversas de trabajo y la transmisión por cinta o banda son menos resistentes y mas vulnerables en condiciones extremas. Los cálculos de diseño aplicados a continuación corresponden al elevador que mantiene el llenado constante de la maquina envasadora Haver en la sección paletizado de la planta. Lo primero en tomar en cuenta en la parte de cálculos es la capacidad del elevador, la cual dependerá exclusivamente de la cantidad de sacos producidos, en la planta nunca se superan los 15.000 sacos diarios de producción, por lo tanto, sabiendo que los sacos pesan 42,5 kilogramos tenemos: 15.000 ∗ 42,5 [ kg ] = 637.500[ kg ] 637.500 [ kg ] = 79,6875 [ t h] 1000 ∗ 8 [ h] Por lo tanto la capacidad del elevador que se calculara debe sobrepasar las 80 [ t h] . 39

Determinación de la capacidad del elevador de cangilones

3.1.1.

Para calcular la capacidad Q del elevador en toneladas/hora recurrimos a la siguiente fórmula:

Q=

3600 ∗ Vc ∗ γ ∗ Cc Pc

[ t h]

Ecuación 3.1

Donde: Vc : Velocidad de la cadena [ m s ]

γ

[

: Densidad del cemento (ver anexo 4) t m 3

[ ]

]

Cc : Capacidad del cangilón m 3 Pc : Paso de cangilón [ m]

La velocidad de la cadena variará según el tipo de descarga que posea el elevador (tabla 3.1), mientras que la distancia entre cangilones o paso de cangilón variara según la capacidad que queramos obtener, siendo la mas idónea para el caso un paso de 0,4 [ m] .

Tipo de descarga

Velocidad recomendada

Centrifuga

en m/s 1,10 – 1,45

Continua

0,60 – 0,80

Tabla 3.1 Velocidades recomendadas

40

Respecto a la capacidad del cangilón obtenida de catalogo del tipo B 315x200x3 M 70/5699 DIN 15234 con un peso de 5,09 kilogramos y una capacidad de 5,8 litros.

[ ]

Cc = 0,0058 m 3

Luego reemplazando en ecuación 3.1 tenemos:

Q=

3600 ∗ 1,2 ∗ 1,5 ∗ 0,0058 0,4

Q = 93,96 [ t h] Como la capacidad que se requería era de 80 toneladas/hora, entonces la distancia entre cangilones que se estableció se ajusta con lo requerido, así también la velocidad de la cadena. 3.1.2.

Selección de la rueda motriz Las ruedas seleccionadas tanto la rueda motriz como la de reenvío

(conducida) corresponden a ruedas lisas del tipo UR de diámetro primitivo Dp = 513, del tipo doble, ya que estas son las que proporcionan la mayor estabilidad en la cadena y cangilones. Rueda de: Dp: 513 mm Para cadena de diámetro igual a 13 mm Peso : 40 Kg. (Ver anexo 6)

41

3.1.3. Calculo de la cadena Lo primero en calcular es la longitud que tendrá la cadena, recurriendo a la siguiente formula: Lc = ( Lec ∗ 2 ) + ( Dmr ∗ 2)

Ecuación 3.2

Donde: Lc

: Longitud de la cadena [ mm]

Lec

: Longitud entre centros [ mm]

Dmr : Desarrollo medio de ruedas [ mm]

Desarrollo medio rueda motriz: 513 ∗ π = 805,818 [ mm] 2 Desarrollo medio rueda conducida: 513 ∗ π = 805,818 [ mm] 2 Por lo tanto reemplazando en ecuación 3.2 Lc = ( 9500 ∗ 2 ) + ( 805,818 ∗ 2 ) Lc = 20611,636 [ mm]

42

3.1.3.1.

Selección de la cadena

Una vez calculada la longitud de la cadena se procede a la selección del tipo de cadena, tomando en cuenta parámetros como la altura del elevador, la velocidad de transporte, el tipo de material y al tipo de carga que ésta será sometida. De acuerdo a lo mencionado se selecciona una cadena del tipo DS G40 E14 (Ver anexos 7 y 8).

3.1.3.2.

Cantidad de ramales

Una vez seleccionado el tipo de cadena calculamos la cantidad de ramales que necesitaremos ya que la correcta forma de pedido es por ramales. Lr = p ∗ ne

Ecuación 3.3

Donde: Lr : Longitud ramal [ mm] p : Paso [ mm] ne : Número de eslabones Reemplazando en ecuación 3.3 Lr = 50 ∗ 215 Lr = 10750 [ mm] Por lo tanto se necesitaran 2 ramales de 10750 mm (Ver anexo 8)

43

3.1.4. Cálculo de la carga de trabajo ejercida en la cadena Para determinar la carga de trabajo ejercida en la cadena se debe saber que fuerza está actuando en ella.

T1

T2

Figura 3.1 Tensiones situadas en la rueda motriz La fuerza que debe resistir la cadena es la tensión de carga que se sitúa en el ramal mas cargado (T1), es decir el ramal o lado de la cadena que lleva los cangilones llenos de cemento. Obtenemos T1 y T2 con las siguientes fórmulas: T1 = d ( p + c + a )

[ kg ]

Ecuación 3.4

T 2 = d ( c + a)

[ kg ]

Ecuación 3.5

44

Donde: T 1 : Tensión de carga en el ramal más pesado T 2 : Tensión de carga en el ramal liviano

[ m]

d

: Distancia entre ejes

p

[ kg m] : Peso de los cangilones [ kg m] : Peso de cadena y accesorios [ kg m]

c a

: Peso del cemento

Comenzamos por calcular el peso del cemento p :

p=

1000 ∗ γ ∗ Cc Pc

[ kg m]

Ecuación 3.6

Donde:

γ

[

] [m ]

: Densidad del cemento t m 3

Cc : Capacidad del cangilón

3

Pc : Paso de cangilón [ m] Reemplazando en ecuación 3.6 tenemos:

p=

1000 ∗ 1,5 ∗ 0,0058 0,4

p = 21,75

[ kg m]

45

Luego calculando el peso de los capachos tenemos que:

[ kg m]

c = w∗n

Ecuación 3.7

Donde: w : Peso del cangilón (ver anexo 5) = 5,09 [ kg ] n : Numero de cangilones por metro 1 1 = = 2,5 Pc 0,4

Reemplazando en ecuación 3.7: c = 5,09 ∗ 2,5 c = 12,725

[ kg m]

Ya obtenidos todos los datos, finalmente reemplazamos en ecuación 3.4: T 1 = 9,5 ( 21,75 + 12,725 ) T 1 = 327,5125 [ kg ] De acuerdo a la selección de la cadena según catalogo, corregimos T1 en la ecuación 3.4 agregándole el peso propio de la cadena (a). a = 5,3

[ kg m]

46

Reemplazando nuevamente en ecuación 3.4 tenemos: T 1 = 9,5 ( 21,75 + 12,725 + 5,3) T 1 = 377,8625 [ kg ] Ya obtenida la tensión de carga en el lado mas pesado de la cadena (T1), calculamos el lado mas liviano (T2), reemplazando en la ecuación 3.5: T 2 = 9,5 (12,725 + 5,3) T 2 = 171,2375 [ kg ] Debido a que en las cadenas influyen diferentes factores que afectan al normal funcionamiento del equipo se aplica en pequeño factor de seguridad al ramal mas pesado (T1), siendo factores conocidos tales como la fuerza de roce o la fuerza centrifuga, influyendo en un mayor grado esta ultima debido a que el elevador posee una descarga centrifuga. Multiplicando T1 por un factor de seguridad (z) obtenemos: z = 1.1 T 1 = 377,8625 [ kg ] ∗ 1.1 T 1 = 415,6487 [ kg ]

47

3.1.5. Calculo del torque Determinamos el torque multiplicando la fuerza tangencial, la cual obtenemos de la ecuación 3.9 a partir de la diferencia de cargas entre el ramal más pesado y el liviano por el radio de rueda seleccionada. T = ft ∗ r

[ kg − cm]

Ecuación 3.8

Donde: T : Torque ft : Fuerza tangencial r : Radio de la rueda motriz [ cm] ft = T 1 − T 2

[ kg ]

Ecuación 3.9

Entonces reemplazando en ecuación 3.9: ft = 415,6487 [ kg ] − 171,2375 [ kg ] ft = 244,4112 [ kg − cm] Luego reemplazando en ecuación 3.8 tenemos: T = 244,4112 [ kg ] ∗ 25,65 [ cm] T = 6269,1485

[ kg − cm]

48

3.1.6. Calculo de las revoluciones de la rueda motriz. Los datos necesarios para calcular las rpm (revoluciones por minuto) de la rueda son los siguientes:

N=

Vc ∗ 60 π ∗ dr

[ rpm]

Ecuación 3.10

Donde: N : Revoluciones de la rueda Vc : Velocidad de la cadena

[ m s]

dr : Diámetro de la rueda (Anexo 6)

[ m]

Reemplazando en ecuación 3.10

N=

1,2 ∗ 60 π ∗ 0,513

N = 44,675 [ rpm] 3.1.7. Cálculo de la potencia necesaria Calculamos la potencia de acuerdo a datos obtenidos anteriormente, tales como el torque (T) y las revoluciones por minuto (N) con la siguiente fórmula:

P=

T∗N 71620

[ cv]

Ecuación 3.11

49

Entonces reemplazando en ecuación 3.11:

P=

6269,1485 ∗ 44,675 71620

P = 2,87 [ kw] P = 3,85 [ hp ]

Una vez calculada la potencia que requerirá el equipo, seleccionamos el tipo de motor a utilizar, el cual será un motor asíncrono trifásico de cuatro polos con rotor de jaula de ardilla de 4 kw de potencia, siendo este el tipo más utilizado al interior de la industria (anexo 9).

3.1.8.

Calculo para la selección del reductor de velocidad Ya calculada la potencia necesaria y seleccionado el motor seguimos con la

selección del reductor de velocidad. i = ne ns

Ecuación 3.12

Donde: n e = Velocidad angular de entrada del motor n s = Velocidad angular de salida del eje

[ rpm]

[ rpm]

Reemplazando en ecuación 3.12 tenemos que: i = 1500 [ rpm]

45 [ rpm]

i = 33,3 : 1 50

Ya obtenida la relación de trasmisión, calculamos la potencia corregida de entrada. Pe = Pr ∗ Fs

Ecuación 3.13

Donde: Pr = Potencia requerida

[ kw]

Fs = Factor de servicio

Condiciones

Motores eléctricos

Motores diesel

de trabajo

8 – 10 horas

24 horas

8 - 10 horas

24 horas

Uniforme

1

1.25

1.25

1.50

Semi-pesado

1.25

1.50

1.50

1.75

Pesado

1.50

1.75

7.75

2

Tabla 3.2 Factores de servicio Debido a que los elevadores de cangilones presentan una condición de trabajo uniforme y que la cantidad de horas superan las diez, nuestro factor de servicio es de 1.25. Reemplazando en ecuación 3.13: Pe = 2,87 [ kw] ∗ 1,25 Pe = 3,58 [ kw]

51

Una vez ya obtenida la relación de transmisión y la potencia corregida de entrada seleccionamos el reductor de velocidad, tomando en cuenta además como parámetro principal la velocidad de salida del reductor, que es la que necesitamos para nuestro sistema. El reductor seleccionado corresponde al tipo BOX110 con una relación de transmisión de 1:30 y una velocidad angular de salida de 46,7 [ rpm] (Ver anexo 10).

3.1.9. Calculo del eje motriz El eje o árbol es el elemento destinado a que las ruedas puedan girar libremente, además de ser el encargado de transmitir la potencia, estando sometido en la mayoría de los casos a esfuerzos combinados como lo son el de torsión que es el que se produce al transmitir el torque y el de flexión debido a las cargas radiales. Es así como los ejes en general quedan expuestos a esfuerzos de fatiga, especialmente en flexión, poniendo así énfasis en realizar un correcto cálculo del diámetro del eje tomando en cuenta cada una de las variables. Los diámetros normalizados para el correcto dimensionamiento de ejes son los siguientes: 10; 12; 15; 17; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; etc., aumentando de 20 en 20 mm hasta 500 mm cuando sobre ellos se deban montar rodamientos.

52

En relación al calculo de nuestro eje motriz tenemos que esta apoyado en los descansos 1 y 2, situándose en estos puntos las reacciones R1 y R2, agregándose el peso K que representa a la rueda motriz, la cadena, cangilones y accesorios y M representando el peso del moto reductor. Por lo tanto de acuerdo a lo anterior tenemos que: K = T 1 + T 2 + Rm

[ kg ]

Ecuación 3.14

Donde: T 1 = 415,6487 T 2 = 171,2375 Rm = 40

[ kg ]

[ kg ] [ kg ] (Anexo 6)

Por lo tanto de acuerdo a ecuación 3.12 tenemos que: K = 626,8862 [ kg ] M = 33 [ kg ]

(Anexo 9)

53

1

2

M

Figura 3.2 Eje motriz

3.1.9.1. Calculo de las reacciones. Tal como lo muestra la figura 3.2, en los puntos 1 y 2 tenemos las reacciones R1 y R2, las cuales calcularemos a continuación de acuerdo al diagrama de cuerpo libre (figura 3.3). De acuerdo a los conocimientos adquiridos sabemos que siendo este un sistema en equilibrio las sumatorias de momentos y de fuerzas serán igual a cero.

54

Figura 3.3 Diagrama de cuerpo libre de eje motriz De acuerdo a la figura 3.3 realizamos sumatoria de fuerzas en el eje y, teniendo la siguiente ecuación: ΣFY : R1 + R 2 − K − M = 0 Luego momentando en el punto 1 tenemos: ΣM 1 : − 626,8862 [ kg ] ∗ 48,3 [ cm] + R 2 ∗ 91,15 [ cm] − 33 [ kg ] ∗ 122,45 [ cm] = 0

R2 =

30278,6034 [ kg − cm] + 4040,85 [ kg − cm] 91,15 [ cm]

R 2 = 376,5162 [ kg ]

55

Una vez obtenida la reacción en el punto 2 reemplazamos en la sumatoria de fuerzas en el eje y ( ΣFY ), obteniendo así R1. R1 = K + M − R 2 R1 = 626,8862 [ kg ] + 33 [ kg ] − 376,5162 [ kg ] R1 = 283,37 [ kg ] 3.1.9.2.

Momento flector

Obtendremos dos momentos flectores, un momento K, que es el provocado por la fuerza K/2 y el momento en el punto 2 producido por el peso del motor (M). De acuerdo a esto tenemos: Mto pto. K = 313,4431 [ kg ] ∗ 48,3 [ cm] = 15139,3017 [ kg − cm] = 1.483.651,56 [ N − mm]

Figura 3.4 Diagrama del momento flector en K

56

Mto pto. 2 = 33 [ kg ] ∗ 31,3 [ cm] = 1032,9 [ kg − cm] = 101224,2 [ N − mm]

Figura 3.5 Diagrama del momento flector en el punto 2

Determinación de los esfuerzos cortantes

3.1.9.3.

Para determinar los esfuerzos cortantes ( τ adm ) debemos considerar las propiedades físicas del acero utilizado para el diseño del eje. Para tal caso seleccionaremos un

tipo de acero SAE, del cual extraeremos sus propiedades físicas y mecánicas tales como el limite a la ruptura ( σ rup. ) y el limite de fluencia ( σ flu. ). La tabla del anexo 14 relaciona la nomenclatura AISI-SAE con los valores de límite de fluencia, porcentaje de alargamiento y dureza brinell.

57

De acuerdo al anexo 14 utilizamos un acero SAE 10-45, ya que es el acero mas corrientemente usado en el diseño de ejes, ya que posee un muy buen contenido de carbono, siendo este el elemento que le otorga la dureza y una mayor resistencia mecánica, con un costo moderado. Sin embargo al someterlo a un tratamiento térmico por templado su estructura interna sufre deformaciones, disminuyendo su resistencia a la fatiga. Las características del tipo de acero seleccionado son las siguientes:

[

σ fluencia = 4200 kg cm 2 σ ruptura = 6780

[kg

cm 2

] ]

Una vez determinados los límites de fluencia y ruptura nos enfocamos en el método que utilizaremos para determinar el diámetro del eje. Existen varios métodos, unos más precisos que otros y algunos mas sofisticados con niveles medios y altos de complejidad. Los mas básicos en su desarrollo cuentan con una menor exactitud, de tal modo que para compensar el grado de incertidumbre que se produce en su calculo se recurre a aplicar elevados factores de seguridad y factores de servicio, resultando por ello bastante conservadores y discretos los valores obtenidos en sus dimensiones. El método que presentamos a continuación es uno que con el correr de los años ha sido el más ampliamente usado en el dimensionamiento de toda clase de ejes, resultando bastante confiable. Se trata del código ASME que fue presentado como “Código para proyectos de ejes de transmisión”

58

Este código utiliza los esfuerzos cortantes para el cálculo de árboles, determinando la resistencia admisible de dos maneras: a) Multiplicando por 0,30 el valor del límite de fluencia del material (acero SAE 10-45)

[

]

del eje, expresado en kg cm 2 .

τ adm = 0,30 ∗ σ flu

Ecuación 3.15

b) Multiplicando por 0,18 el valor de la resistencia a la ruptura del material (acero

[

]

SAE 10-45) del eje expresado en kg cm 2 .

τ adm = 0,18 ∗ σ rup

Ecuación 3.16

Reemplazando en ecuación 3.13

a)

[

τ adm = 0,30 ∗ 4200 kg cm 2

[

τ adm = 1260 kg cm 2

]

]

Reemplazando en ecuación 3.14

b)

[

τ adm = 0,18 ∗ 6780 kg cm 2

[

τ adm = 1220,4 kg cm 2

]

]

Una vez calculada la resistencia admisible aplicando ambas fórmulas de las ecuaciones 3.13 y 3.14,

se comparan los valores obtenidos, utilizando para el

cálculo del diámetro del eje el valor que resulte menor de entre ellos, osea el valor del caso “b”.

59

3.1.9.4.

Calculo del diámetro del eje motriz

Cuando usamos el método del código ASME debemos aplicar los coeficientes de servicio llamados coeficientes de choque y fatiga, Ks y Km respectivamente, indicados en la tabla 3.2.

Tipo de carga

Ks

Km

1,0 1,5 a 2,0

1,0 1,5 a 2,0

1,5 1,5 a 2,0

1,0 1,0 a 1,5

2,0 a 3,0

1,5 a 3,0

Ejes fijos (esfuerzo de flexión sin inversión) - Carga aplicada gradualmente - Carga aplicada repentinamente Ejes giratorios (esfuerzos de flexión con inversión) - Carga constante o aplicada gradualmente - Carga aplicada repentinamente, con choque ligero - Carga aplicada repentinamente, con choque fuerte

Tabla 3.3 Valores de los coeficientes de choque y fatiga

De acuerdo a los valores de la tabla 3.2 seleccionamos los coeficientes de choque y fatiga con Ks = 1,5 y Km = 2,0 para luego aplicar la formula para el calculo del diámetro del eje (d), según el código ASME.

d =

3

16 ∗ π ∗ τ adm ∗ 0,75

( Ks

∗ T ) + ( Km ∗ Mto K ) 2

2

Ecuación 3.17

60

Donde:

[

τ adm = Esfuerzo admisible kg cm 2

]

[ kg − cm]

T

= Torque

Ks

= Coeficiente numérico combinado de choque y fatiga aplicar en cada caso para multiplicar al momento torsor calculado.

Km

= Coeficiente numérico combinado de choque y fatiga aplicar en cada caso para multiplicar al momento flector calculado. Luego reemplazando en ecuación 3.15 tenemos:

d =

3

16 ∗ π ∗ 1220,4 ∗ 0,75

(1,5

∗ 6269,1485 ) + ( 2,0 ∗ 15139,3017 ) 2

2

d = 5,608 [ cm] Diámetro del normalizado a 60 [ mm]

3.1.10.

Calculo de rodamientos y selección de soportes

Debido a la gran variedad de rodamientos existentes se deben tomar en cuenta algunos criterios para su selección, tales como el tipo de maquina, condiciones ambientales, disposición del eje, etc.., además de evaluarse factores de influencia tales como los tipos de carga a que serán sometidos, velocidad, espacio de montaje, temperatura y ruido (en caso de que se exija un funcionamiento muy silencioso). Otro criterio importante es la exigencia pedida al rodamiento, ya sea su vida útil en horas de servicio, precisión, temperatura de servicio, lubricación y mantenimiento, montaje y desmontaje, etc.

61

Para el correcto calculo de los rodamientos utilizaremos las cargas que afectan al eje (R1 = 283,37 Kg. Y R2 = 376,5162 Kg.) Consideraremos 25.000 horas de trabajo continuo, con el fin de obtener la capacidad de carga radial (C) y así obtener el más importante parámetro de selección de rodamientos y soportes a partir de la siguiente formula: C = Z ∗ R

Ecuación 3.18

Donde: Z = Factor de servicio R = Carga radial

[N]

Aplicamos la formula para el calculo del factor de servicio Z.

Z =

p

Lh 10 ∗ 60 ∗ N 1.000.000

Ecuación 3.19

Donde: N

= Velocidad de giro en rpm.

Lh10 = Cantidad de horas de servicio

p

= Índice de la raíz de la formula siendo p = 3 para rodamientos rígidos de bolas y p = 10/3 para rodamientos de rodillos.

Entonces reemplazando en ecuación 3.19 tenemos lo siguiente: 62

Z =

3, 3

25000 ∗ 60 45 1.000.000

Z =

3, 3

67,5

Z = 3,5837 Luego reemplazando en ecuación 3.18 con reacción R1 tenemos: C1 = 3,5837 ∗ 283,37 [ kg ] ∗ 9,81 C1 = 9962,1832 [ N ]

Nuevamente reemplazando en ecuación 3.18 con reacción R2: C 2 = 3,5837 ∗ 376,5162 [ kg ] ∗ 9,81 C 2 = 13236,84 [ N ] Entre los tipos de rodamientos mas conocidos y usados están los rodamientos de bolas, de rodillos y rodillos cónicos, de una y dos hileras. De acuerdo a cálculos y criterios de selección de rodamientos señalados en un principio se seleccionan rodamientos de rodillos de una hilera, los cuales resisten grandes esfuerzos, cargas repentinas con choques, desalineamientos de gran consideración y grandes cargas radiales. Específicamente son rodamientos del tipo de rodillos de una hilera para un diámetro de eje de 60 mm del tipo NU1012M1, con una capacidad de carga dinámica de 44.000 [ N ] y con sus correspondientes unidades de soporte del tipo P16212 y soportes del tipo P212. (Ver anexos 11, 12 y 13).

63

CAPITULO 4. MONTAJE Y MANTENIMIENTO EN ELEVADORES DE CANGILONES

64

4.1.

MONTAJE

4.1.1.

Montaje de la cadena Para un correcto montaje de la cadena y cangilones debe instalarse sobre la

carcasa superior del elevador una segura estructura temporal. Puede utilizarse una torre grúa cuando este disponible el acceso por encima del elevador para levantar la cadena completa dentro del elevador. El siguiente procedimiento esta basado en el uso de un tecle suspendido sobre el elevador: •

Saque la carcasa superior del elevador para conseguir el pleno acceso a las ruedas para la cadena.

•

Compruebe que los centros de las ruedas motrices estén en el mismo plano que el resto de las ruedas, o sea, que coincida con los centros de la cadena, corrija si fuera necesario.

•

Compruebe que el eje de la rueda motriz y los ejes de las ruedas intermedias estén completamente horizontales utilizando un nivel de burbuja de aire.

•

Levante las ruedas intermedias y el dispositivo de tensión hasta su posición más alta y afiance.

•

Saque los ramales de cadena de las cajas o jaulas y ponga sobre el suelo ambos

ramales emparejados casando el color en un extremo.

Generalmente se envían 2 ó 4 ramales para un largo completo de cadena, a menos que se pongan restricciones

de peso o requisitos

especiales, en éste caso son dos ramales de 10750 mm.

65

•

Introduzca cada ramal de cadena dentro del elevador utilizando el tecle y afiance la cadena sujetándola a la rueda motriz. Arrastre sobre esta rueda la suficiente cadena para permitir que la otra cadena pueda acoplarse al extremo de la misma.

4.1.2.

Montaje de los cangilones. Antes de hacer el sin fin de la cadena, asegúrese de que:

•

Las espigas de las asas estén en la posición correcta según sea para montaje en cangilones con sujeción posterior o lateral.

•

Las cadenas y las asas no estén retorcidas. Haga ambos sin fines de cadena acoplando cada extremo de la cadena

al asa, estando esta montada de la siguiente forma: •

Introduzca las espigas del asa en el respectivo eslabón de la cadena.

•

Se ajusta la placa de cierre al cangilón y a la espiga del asa. Cada espiga esta marcada al igual que su respectiva placa de cierre. Ambas deben ser muy bien montadas, ya que ambas piezas están taladradas conjuntamente.

•

Se alinean las asas y se monta el primer cangilón, asegurándose de que este completamente nivelado utilizando un nivel de burbuja de aire.

•

Si el cangilón esta desalineado, tire de un lado de la cadena (esto es solo aplicable a ruedas lisas, sin dientes) utilizando el tecle hasta que el cangilón este completamente a nivel.

66

•

Se montan todos los cangilones fijando las asas y dándole el apriete final a las tuercas utilizando una llave con limitador de par de apriete. Para el apriete ver tabla 4.1.

Figura 4.1 Asas para cangilones de sujeción lateral y posterior Nota: Si no se emplean tuercas de seguridad, deben colocarse debajo de las tuercas chapas de seguridad para afianzarlas posteriormente. Herramientas utilizadas: •

Tecles capaces de soportar cargas de hasta 1500 Kg. o que se adapten a la carga máxima y tenga una capacidad de elevación adecuada al uso, cuerdas para levantar cadenas y cangilones.

•

Llave de anillo o trinquete para las espigas de las asas. Para el tamaño ver tabla 4.1.

•

Llave con limitador de par de apriete, ver tabla 4.1 para el ajuste recomendado de la llave.

67

•

Maseta de hierro, niveles de burbuja de aire, cinta de medición.

•

Abrazaderas en C para sujeción de la cadena.

Par de apriete en N-m Tuerca

Tuerca plana

autoblocante

DIN 555

Medida Asa

Rosca

Medida llave

45

M12

19

55

85

56

M14

22

95

135

63

M16

24

225

210

70

M20

30

439

425

80

M20

30

439

425

91

M24

36

752

730

105

M24

36

752

730

126

M30

46

1487

1450

136

M36

55

2575

2450

147

M36

55

2575

2450

DIN 980

Tabla 4.1 Información técnica de sujeción a cangilones

68

4.2.

PUESTA EN MARCHA DEL ELEVADOR Una vez terminado el montaje del equipo se realiza la prueba de

funcionamiento del elevador sin el producto durante unos 60 u 80 minutos aproximadamente, asegurándonos que funciona correctamente. Se deben tomar las siguientes precauciones: •

Lo primero es leer atentamente todas las instrucciones entregadas por los fabricantes.

•

Asegurarse de que todos los pernos tengan la torsión adecuada.

•

Comprobar que el motor gire en la correcta dirección de rotación, si no, corregir si es necesario.

•

Verificar el nivel de aceite del reductor.

•

Verificar que la tensión de la cadena sea efectiva y que no haya excesivo ruido.

•

Asegurarse de que los cangilones estén firmemente unidos a la cadena. Una vez verificado lo anterior se comienza a alimentar el elevador con el

producto bajo carga parcial durante varias horas tomando las siguientes precauciones: •

Observar de que la carga de alimentación esté adecuadamente guiada hacia el interior de los cangilones.

•

Observar de que el elevador se encuentre funcionando antes de verter el cemento sobre el. 69

•

Cuando el elevador se vaya a detener, deberá ser verificado que todo el cemento fue descargado completamente de los cangilones.

•

Se debe vigilar la entrada de carga por la tolva de la bota del elevador, cuidando de que no se produzcan sobrecargas ni atochamientos de cemento. Además de se debe poner atención en el ruido y temperatura de los

rodamientos. El ruido puede comprobarse de una manera muy artesanal, como por ejemplo apoyando con fuerza una llave o destornillador contra el soporte lo más cerca posible del rodamiento. El ruido del rodamiento al funcionar comúnmente es de un chicharreo uniforme, los sonidos tipo silbido indican que la lubricación es defectuosa y los sonidos tipo golpes uniformes, en la mayoría de los casos indica que el rodamiento esta dañado o que hay suciedad en el. Otro parámetro importante a cuidar en los rodamientos es la temperatura, en un principio el aumento de ésta es normal ya que la grasa aun no se ha distribuido del todo en el rodamiento, pero si esta sigue en constante aumento puede ser un indicio de que el rodamiento pueda estar desalineado, ya sea axial o radialmente o que los componentes asociados no han sido hechos o montados correctamente. Luego verificar nuevamente la tensión de la cadena, los ruidos chirriantes o la vibración generada por esta indican sobretensión. Respecto a los cangilones, si después de trabajar varias horas con carga se observa una desalineación de estos, ello indica que la tensión es insuficiente. El peso de la rueda conducida además del dispositivo de tensión es generalmente suficiente para tensar la cadena.

70

4.2.1.

Reapriete de asas. Después de varias horas de funcionamiento a plena carga, normalmente las

cadenas y asas se suavizan y es por ello que es necesario proceder a un reapriete de las asas para evitar que los cangilones se aflojen. Debemos volver al elevador después de que haya trabajado a plena carga durante 40 o 60 horas y proceder de la siguiente manera: •

Parar el elevador después de que haya funcionado vacío y desconectarlo.

•

Reapretar cada tuerca en la espiga del asa utilizando la llave con limitador de par de apriete.

•

Si se han montado chapas de seguridad, doblar las esquinas de las chapas, después de que se hayan reapretado las tuercas, sobre el lado de la tuerca para evitar que las mismas giren. Después de finalizado el reapriete, se lleva a cabo la inspección visual del

elevador, en especial: •

Comprobar que las tuercas que sujetan los segmentos de la rueda estén bien ajustadas.

•

Comprobar que los cangilones estén bien alineados, realinear según sea necesario y comprobar que la tensión de la cadena sea suficiente.

•

Volver a poner en marcha el elevador y comprobar que todo funcione correctamente a plena carga.

71

Finalmente para que el elevador de cangilones tenga un buen pasar en lo que mantenimiento se refiere se deben realizar periódicamente las siguientes tareas al momento de terminar su uso: •

Limpiar la tolva de carga del elevador, eliminar cualquier elemento que no sea cemento.

•

Extraer todo tipo de residuos que puedan haberse acumulado en el fondo del elevador, ya que es aquí donde los cangilones realizan el dragado.

•

Limpiar acabadamente los cangilones, ya que el cemento poco a poco va adhiriéndose a las paredes de los cangilones, endureciéndose, y con ello disminuyendo, en algunos casos considerablemente el volumen y capacidad de carga de éstos.

72

4.3.

AVERIAS Y PERTURBACIONES EN ELEVADORES DE CANGILONES SINTOMAS

Retroceso en las piernas de la caja. Material cayéndose que sube o baja.

La cadena no se ajusta al centro de las poleas

POSIBLES CAUSAS Obstrucción en la superior del elevador.

SOLUCION

parte

Inspeccionar la cabeza por materiales ajenos como bolsas, papeles, madera, pedazos de metal, etc. Revisar cangilones faltantes. Si hay faltantes o si hay uno que falte, usualmente se encuentra en la descarga.

Cangilones se están llenando demasiado.

Abra la puerta de inspección y usar estroboscopio mientras el elevador esta trabajando para ver si los cangilones se están sobre llenando. Los cangilones debieran llenarse hasta la orilla sin rebalsarse. Revisar la velocidad del transportador.

El eje motriz de la cabeza esta trabajando muy rápido o muy despacio.

Revisar la lista de empaque y asegurarse de que se instalo todo correctamente. Revisar la velocidad del reductor para una relación de reducción correcta.

La presión aumenta en los depósitos y celdas.

Aumentar ventilaciones en el techo de los depósitos.

Cangilones sueltos

Apretar tuercas cangilones.

Tanques o depósitos llenos

Monitoreo de los niveles de los depósitos.

Polea o rueda no esta correctamente ajustada.

Ajustar tornillo en la bota para nivelar polea y alinear cadena al centro de la polea.

73

de

los

SINTOMAS

POSIBLES CAUSAS

SOLUCION

La cadena no se ajusta en su totalidad a la polea.

La polea o rueda no esta nivelada

Colocar cuñas bajo un bloque almohada en los rodamientos para nivelar la polea.

Se ha acumulado material en las poleas.

Inspeccionar poleas y limpiar si es necesario.

Rodamientos gastados

Cambiar rodamientos

Excesivo resbalamiento

Transmisión del motor muy grande

Usar un motor con la HP apropiada

La cadena excesivamente floja

La cadena se ha estirado

Ajuste la tensión de la cadena con el tornillo ajustador en la bota.

Los cangilones están siendo El transportador sobrellenados trabajando muy rápido

esta Revisar la transportador

velocidad

del

La polea de la cabeza Revisar la velocidad de la trabajando muy despacio polea. Revisar lista de empaque para asegurarse que las poleas instaladas son las correctas. Revisar la velocidad del reductor para una relación de reducción correcta. Transmisión del motor muy Usar un motor con la HP pequeño apropiada Deflector del desajustado

transportador Ajustar, restringiendo el flujo del material

Voltaje bajo en la línea del Revisar el voltaje motor

Manejador de capacidad baja

materiales, Velocidad del eje cabeza despacio

Alimentador inapropiado

de

la

de

la Revisar la velocidad de la polea, reductor de velocidad y el motor para determinar las causas de la velocidad baja.

bota Reemplazar alimentador

74

SINTOMAS Manejador de capacidad baja

materiales,

POSIBLES CAUSAS

SOLUCION

Placa deflectora en el transportador de la tolva ajustado muy bajo

Subir placa del deflector

Obstrucción transportador

Limpiar transportador y quitar cualquier obstrucción

del

ELECTRICIDAD Baja capacidad

Bajo voltaje en las líneas de Revisar voltaje en la entrada alimentación del motor. Voltaje en las líneas de entrada pueden estar bajas. Consultar con la compañía de electricidad.

La cadena del elevador esta Un fusible roto de una de las Revisar fusibles trabajando bajo la velocidad tres fases normal Amperaje alto

Motor defectuoso

Revisar motor por cortocircuito o por un circuito abierto. Reparar o cambiar motor

Sobrecargado Carga excede capacidad de la transmisión

Revisar la capacidad de la transmisión. Cambiar la transmisión a una de mayor capacidad o reduzca carga.

REDUCTOR DE VELOCIDAD Sobre calentándose

Lubricación inapropiada

Aceite de grado equivocado

Ruido y vibraciones

Aceite insuficiente

Revisar el nivel de aceite. Ajustar el aceite al nivel indicado. Bote y limpie, llenando a nivel con aceite del grado especificado indicado sobre la tapa de la transmisión.

Desgaste Rodamientos causado por Cambiar rodamientos fallando, abrasivos en gastados. Limpiar y reparar usualmente el aceite espacio de los rodamientos. esto indica sobrecarga.

75

SINTOMAS

POSIBLES CAUSAS

SOLUCION

Sobrecarga causa picaduras en la cara de los diente

Determine si la carga excede a los indicados en la placa. Si hay sobrecarga, reduzca la carga o cambie el reductor con uno de suficiente capacidad.

Insuficiencia de aceite

Un nivel bajo de aceite reduce el efecto amortiguador del aceite.

Revisar el nivel de aceite. Rellenar al nivel indicado.

Accesorios o partes flojas

Carga excesiva o conexiones Inspeccionar la transmisión, ya inapropiadas con otras sea por partes rotas, pernos maquinarias. flojos, tuercas y tornillos. Revisar las llaves del tamaño apropiado y que calce bien.

Excesivo engranes

desgaste

de

los

Revisar rangos de velocidad recomendada. Reducir velocidad o instalar la transmisión con suficiente rango de velocidad.

Alta velocidad excesiva

Reductor se desliza sobre el eje. Tornillos flojos

Realinear reductor y apretar tornillos

Excesivo juego del eje

Rodamientos expuestos a causas abrasivas de desgaste en bolas o rodillos

Cambiar rodamiento gastado. Limpiar y lavar transmisión y agregar aceite nuevo.

Excesivo contragolpe

Engranes gastados. Cambiar engranes Contragolpe aumenta con el desgastados. número de juegos de Apretar tornillos flojos. engranajes, por lo tanto, el contragolpe es mayor en engranajes de doble reducción.

4.4.

MANTENIMIENTO Y CUIDADOS POSTERIORES

76

El mantenimiento de equipos críticos como el elevador de cangilones al interior de una planta debe ser realizado por personal calificado y entrenado. El mantenimiento del elevador se reduce a la limpieza del mismo, pues es factible que al término de su operación puedan quedar residuos adheridos a las paredes internas de los cangilones. El mantenimiento del sistema comprende el desgaste y la tensión de la cadena de transmisión de potencia, desgaste de las ruedas, limpieza de los cangilones, lubricación etc. 4.3.1. Comprobación de desgaste de la cadena Las cadenas están sometidas a un desgaste natural en las articulaciones. Este desgaste es el resultado de la fricción que se produce durante el movimiento entre los eslabones al llegar a las ruedas, aquí golpean contra las mismas. El grado de desgaste viene determinado por el movimiento de los eslabones y por la carga del ramal (presión superficial en las articulaciones de los eslabones). 4.3.2. Comprobación de desgaste de las ruedas. Las ruedas vienen de fábrica con superficies endurecidas de diferentes profundidades.

Cuando

esta

superficie

endurecida

se

desgasta

aumenta

rápidamente el desgaste de la rueda y hay que pensar en cambiarlas. Cuando el diámetro de las ruedas ha disminuido entre 14 y 16 mm existe el peligro de que las cadenas en algún momento puedan descarrilar. Se

recomienda

que

cada

500

horas

se

efectúen

las

siguientes

comprobaciones: •

Los cangilones deben estar bien alineados, ya que de lo contrario se puede producir un desgaste excesivo en las ruedas.

•

El desgaste en un solo lado puede ser debido a la mala alineación del eje, produciendo daños y distorsiones en las canales, ya sea en la rueda motriz o

77

en la de reenvío, ya que la cadena al entrar en forma forzada se somete a esfuerzos alternativos. •

Asegurarse de que la carga de ambos ramales de cadena sea igual. Ambos juegos de ruedas deben cambiarse por los más adecuados según la

recomendación del fabricante de la cadena. Si en un lado se observa desgaste al montar las ruedas nuevas debe corregirse el motivo que lo ha producido. 4.3.3. Lubricación Por lo general la lubricación de los elementos de maquinas se realiza de acuerdo a la experiencia del personal de mantenimiento y a las recomendaciones de los fabricantes, pero en mayor parte debido a una buena planificación, en la que se toman en cuenta elementos como rodamientos y equipos como el reductor de velocidad. 4.3.3.1.

Lubricación en rodamientos

Para que los rodamientos funcionen de una forma óptima y confiable es imprescindible recurrir a una adecuada lubricación de estos con el objeto de evitar el contacto directo de los elementos rodantes con partículas metálicas, evitando así el desgaste, alargando su vida útil y protegiendo la superficie del rodamiento de la corrosión. Las grasas comúnmente usadas tienen las propiedades idóneas a las áreas de aplicación indicadas y

se suministran con la cantidad de grasa adecuada al

tamaño de cada rodamiento.

Para detectar el mal funcionamiento de los rodamientos lo ideal es contar con instrumentos que detectan vibraciones inadecuadas y aumentos de temperatura, 78

pero ya que debido a su alto costo es difícil contar con ellos se deben detectar las fallas de manera artesanal. Los intervalos de lubricación en lo posible no deberían sobrepasar las 25.000 horas de funcionamiento. Al relubricar se recomienda extraer toda la grasa contenida en los rodamientos y sustituirla por la nueva. Se recomienda observar el estado de los rodamientos durante su funcionamiento y limpiarlo e inspeccionarlo a fondo antes de un año, desmontado y limpiando las piezas ya sea con petróleo o parafina, asegurándose de una buena lubricación y mantención de estos. 4.3.3.2.

Lubricación del reductor.

Para el buen funcionamiento del reductor de velocidad deben tomarse parámetros importantes como lo es el nivel de aceite, siendo inspeccionado como mínimo una vez al mes. Para esta operación el reductor debe estar detenido, el respiradero debe mantenerse siempre en buenas condiciones y limpio. Luego de una cantidad “x” de horas, esto dependiendo de las condiciones de trabajo del reductor debe vaciarse y llenarse de aceite limpio, para luego planificar los intervalos de relubricación de este.

Notas de interés.

79

•

Ya que, la cadena es del tipo simple y no va engranada a la rueda, debido a que esta es lisa no necesita ninguna lubricación. El empleo de aceite o grasa en combinación con el material que se transporta puede aumentar su desgaste.

•

Las cadenas y ruedas, preferentemente, no deben estar sumergidas en el producto, debido a lo abrasivo que es el cemento y para evitar que el mismo se acumule en las llantas de las ruedas se construyen ranuras para la salida del material.

•

En el caso de producirse un funcionamiento anómalo o causarse daños por la salida o descarrilamiento del ramal de cadena, transporte de cuerpos

extraños, rotura de elementos mecánicos, etc., se deben

examinar todos los

componentes para averiguar si se han producido

posibles daños secundarios •

ocultos y no fácilmente detectables.

Para compensar el alargamiento de la cadena por desgaste, es necesario acortar el ramal de cadena y ello debe hacerse siempre quitando el mismo número de pares de eslabones por ramal.

•

Tras el periodo inicial, el alargamiento que pueda producirse en los ramales de cadena muy resistentes al desgaste, es siempre solamente debido al desgaste de los eslabones. Cualquier otro alargamiento por elongación solamente puede producirse en cadenas templadas.

80

4.3.4. Mantenimiento preventivo en elevadores de cangilones Este tipo de mantenimiento surge de la necesidad de rebajar el correctivo y todo lo que representa. Aquí, se pretende reducir la reparación mediante una rutina de inspecciones periódicas y la renovación de los elementos dañados. Básicamente, consiste en programar revisiones de los equipos, apoyándose en el conocimiento de la máquina con base en la experiencia y los historiales de fallas obtenidos de las mismas. Quizá el

más importante sea el mantenimiento preventivo junto con el

predictivo, que mediante la planificación y rutinas, respectivamente, pueden anular en lo posible el mantenimiento correctivo, que es un obstáculo para la planificación, la producción deseada y la asignación de mano de obra a los mantenimientos. Para

que

un

programa

de

mantenimiento,

preventivo

y

predictivo

especialmente, sea eficiente; son necesaria las rutinas de mantenimiento, que constituyen una manera de llevar un control de una forma sencilla de los componentes de las máquinas. Para la formación de una rutina de mantenimiento, es necesaria la información, y ésta se obtiene tomando como referencia manuales técnicos, rutinas anteriores, entrevistas con el personal de experiencia (mecánicos a cargo del mantenimiento, por ejemplo), entrevistas con los operarios y por supuesto la observación directa al área y al equipo en cuestión.

81

A continuación se presenta la tabla 4.2 en donde se da a conocer una lista de verificación de mantenimiento preventivo, que abarca los principales componentes de los elevadores de cangilones.

Intensidad Componente

Sugerencia

Semanal

Reductor

Trimestral

•

Revisar ruido Revisar temperatura

Mensual

•

Revisar nivel de aceite

•

Revisar tornillos de montaje

•

Revisar tensión

•

Revisar desgaste

•

Revisar alineación

•

Revisar desgaste

•

Cadena

Ruedas

Cuerpo y tolva de carga Estructura

Limpieza

Revisión general, tornillos sueltos, etc.

•

•

Tabla 4.2 Verificación de mantenimiento preventivo

82

4.4.

CONDICIONES DE SEGURIDAD La experiencia demuestra que los sistemas de seguridad en transportadores

son mínimos, siendo que se ha realizado un buen diseño e instalación. Los accidentes mayormente se registran en operación y pueden ser del tipo personales o a raíz del material transportado. Generalmente los accidentes personales no se deben a las fallas de los componentes del elevador, sino por el descuido humano, por esto es conveniente que al personal se lo instruya sobre condiciones seguras de operación, deberán además en mantenimiento utilizar el equipo y las herramientas apropiadas para obtener un adecuado trabajo. Con cierta frecuencia es conveniente chequear los equipos mecánicos y eléctricos además de las estructuras, escaleras y vías de acceso. En el caso de incendio es importante contar con extinguidores localizados apropiadamente y el personal deberá conocer su correcto uso. Es importante además contar con instalaciones más sofisticadas, tales como detectores de aumento en la temperatura, los cuales después de detectar la anomalía avisan a la sala de control mediante alarmas. Las áreas alrededor deben mantenerse libres de obstáculos que llegasen en algún momento a impedir el rápido acceso a los elementos de seguridad. El contacto con las partes del elevador solo se podrá tener cuando el personal eléctrico de la planta pare y deje sin energizar equipo. Un último factor a tomar en cuenta es planificar y ejecutar un mantenimiento de primera línea que se debe tener como pre-requisito de una operación segura.

83

CAPITULO 5. COSTOS DE MANTENIMIENTO EN ELEVADOR DE CANGILONES

84

5.1.

TIPO DE ELEVADOR Dado que existe una gran variedad de elevadores, tal y como se mostró en el

tercer capitulo del presente trabajo, es por tal motivo que no se puede llevar a cabo un costo de mantenimiento generalizado sino que de un tipo de elevador específico. El elevador corresponde a un FL SMIDTH

5.2.

CARACTERISTICAS Y DATOS DE SERVICIO DEL ELEVADOR Capacidad del equipo : 98 t/h Tipo

: Centrífugo

Velocidad de transporte: 1.2 m/s Paso entre cangilones : 0.4 m Altura del equipo

: 9.5 m

Potencia equipo motriz : 4 Kw.

5.3.

REPORTE DEL EQUIPO Luego de un reporte de falla que se hizo llegar a la oficina de planificación de

mantenimiento de la planta el equipo fue inspeccionado y revisado por personal de mantenimiento que detecto lo siguiente: - Estribos en mal estado e hilo dañado, se deben cambiar. - Tramos de cadena desgastados, se deben cambiar. - Cangilón en malas condiciones, se debe cambiar. - Cangilones desformados, es necesaria su reparación. - Rodamiento de eje estación motriz desgastado

85

De acuerdo a la inspección y revisión del estado de los componentes del elevador se informa que para que el elevador marca FL Smidth siga funcionando en óptimas condiciones se requiere de lo siguiente:

Designación

Cantidad

Observación

Precio

Cangilón con refuerzo

2

Nuevo

$330.000

Estribos o uniones

4

Diámetro ¾” (Nuevos)

$127.612

Cadena

5

Tramos de 400 mm

$218.815

Rodamiento

1

Nuevo

$ 8700

Total Repuestos

$ 632.127

86

5.4.

COTIZACION DE SERVICIO DE MANTENIMIENTO

Empresa de Servicios

UTFSM

Supervisor Cotizante

Cristian Paredes Saavedra

Correo Electrónico

[email protected]

Contacto Telefónico

041-2382532

Tiempo de ejecución

32 hrs.

Nº Orden de Trabajo

001

Descripción actividad

Mantenimiento correctivo de elevador de cangilones FL Smidth

Detalle de repuestos y/o Materiales

Nº Cotización

0118

Unidad

Cant.

Precio

Valor Total

Cangilón con refuerzo de borde frontal

c/u

2

$ 165.000

$ 330.000

Estribos o uniones

c/u

4

$ 31.903

$ 127.612

Tramos

5

$ 43.763

$ 218.815

Rodamiento

c/u

1

$ 8700

$ 8700

Materiales varios

C/U

1

$ 10.000

$ 30.000

Cadena

Total Repuestos y/o Materiales :

$ 715.127

87

Detalle Mano de Obra

Cant.

hh

Días

Valor hh

Valor Total

SUPERVISOR

1

4

2

$ 6.000

$ 48.000

PREVENCIONISTA

1

8

2

$ 5.500

$ 88.000

TECNICO MECANICO

2

8

2

$ 4.000

$ 128.000

Total Costo Personal :

Materiales $ 715.127

Cuadro resumen Mano de Equipos y obra servicios $ 264.000

$ 60.000

$ 264.000

Total + IVA $ 1.236.561

Valores correspondientes a precios netos más IVA, en pesos chilenos.

CONCLUSIONES 88

En el transcurso de este trabajo de titulo se pueden deducir algunos aspectos que se considera importante remarcarlos. En nuestro país, específicamente en la industria de nuestra región, los elevadores de cangilones son transportadores de uso generalizado, normalmente con tecnología importada muy usada en la industria cementera, su importación se debe al origen europeo de la empresa Cementos Polpaico del Pacífico S.A., perteneciendo a un holding suizo presente en varios países de Sudamérica. Entre los aspectos relevantes a considerar tenemos el conocimiento a fondo del sistema de transporte de materiales, en éste caso cemento, mediante elevador de cangilones complementando el aprendizaje entregado por la universidad con lo que fue experiencia de la práctica profesional, siendo ésta netamente de terreno, logrando así habilidades y técnicas de mantenimiento, en varios de los sistemas de transporte al interior de la planta. Otro punto a destacar es el estudio de las variables mas importantes en el diseño de un elevador de cangilones, el cual nos permite evaluar con certeza procesos de producción en los que por alguna razón las condiciones cambian. Es así como nos resulta más fácil su rediseño sin recurrir a gastos mayores. De acuerdo a lo anteriormente señalado se promueve la idea de que el diseño en ingeniería ayuda a la solución de problemas, aplicando problemas matemáticos, lo que hace que el diseño no se un ítem mas de este trabajo de titulo, sino que también un elemento necesario para conocer a fondo el equipo y solucionar problemas suscitados de una manera idónea y mas certera.

89

Personalmente este trabajo me ha sido de mucha ayuda, puesto que las consideraciones que se han tomado dejan de ser solamente matemáticas, agregando también análisis mas prácticos desde el punto de vista del mantenimiento y en donde consideraciones económicas también se han tomado en cuenta.

90

BIBLIOGRAFIA TEXTOS •

Avallone, Eugene A., Manual del ingeniero mecánico, McGraw-Hill, México 1995

•

Hall, Allen, Teoría y problemas de diseño de maquinas, McGraw-Hill, México 1971

•

Robert L. Mott, Resistencia de materiales aplicada, tercera edición, PrenticeHall Hispanoamericana S.A., México 1996

•

Targhetta Arriola, Luis, López Roa, Transporte y almacenamiento de materias primas, Hermann Blume Ediciones, España 1970

MANUALES Y CATALOGOS •

Silver sweet, Manual instructivo de instalación y operación de elevador de cangilones, USA 2000

•

Catálogo Heko, Components for Bucket elevators, Alemania 2005

•

Catálogo Pewag, Cadenas y accesorios para sistemas de transporte, Austria 2006

•

Catálogo Rexnord, Elevadores de cangilones con cadenas o correas para servicio de molinos, USA 1994

91

ANEXOS

92

Anexo 1 Elevador de cangilones

93

Anexo 2 Esquema parte superior del elevador

94

Anexo 3 Estructura y pie del Elevador

95

Anexo 4 Densidades de materiales, según catálogo Rex.

Materiales típicamente manejados por elevadores Material Arcilla molida Arena húmeda Arena seca Cal molida Caliza pulverizada Caliza triturada Carbón antracita Carbón lignita Cemento escoria Cemento piedra molido Cloruro de calcio Fluorita Harina cruda Oxido de aluminio (alúmina) Pizarra triturada Polvo de chimenea Sal gruesa Sal refinada Yeso pulverizado Yeso triturado

Densidad en lb/pie cúbico 100 110 – 130 90 – 100 60 65 85 – 90 50 – 60 45 – 55 85 – 95 90 – 100 75 110 50 55 80 – 90 40 – 65 45 – 50 70 – 80 60 – 80 90 – 100

Densidad del cemento piedra molida.

[

Transformando las 95 lb pie 3

]

[

quedan en 1,5 t m 3

96

]

Anexo 5 Selección de los cangilones, catálogo Pewag Cangilones según norma DIN 15234 para elevadores

Soldados de chapa de acero, apropiados para material de transporte pesado, de naturaleza pulverulenta hasta grano grueso, arena, cemento, carbón y grava.

Para material de transporte de grano fino y condiciones de trabajo ligeras estos

cangilones también pueden suministrados hechos de materia sintética (polyamid co aditamiento MoS2). Forma A Sin refuerzo del borde

Forma B con refuerzo del borde frontal

Forma C con refuerzo de tres bordes

Fijación de cangilones con estribos (DIN 15236-4) Forma L con listones dorsales

Forma M con placa dorsal

Forma N con fijación lateral

97

Fijación de cangilones según DIN 15236

Contenido Peso de un cangilón forma A kg = (7.85 del Estribo kg/dm3) para un espesor de chapa de : cangilón 2 3 4 5 6 8 en litros t

Ancho b

a

h1

h2

r

160

14 0

18 0

95

45

1.38

2.08

16 0

20 0

10 6

50

1.59

2.39

200

16 0

20 0

10 6

50

1.85

250

18 0

22 4

11 8

56

2.49

20 0

25 0

13 2

315

20 0

25 0

400

22 4

500

d1

e3

i1

m

min

w v2

1.5

56

1 5

10 0

67

95

4 0

36

6

3.18

1.9

56

1 5

10 0

75

95

4 0

40

6

2.80

3.76

2.4

63

1 7

12 5

75

11 0

4 0

40

6

3.77

4.9 6

3.7

63

1 7

16 0

85

11 0

4 0

45

8

63

4.3 6

5.82

7.27

4.6

63

1 7

16 0

95

11 0

4 0

50

8

13 2

63

5.09

6.8 2

8.59

5.8

70

2 1

20 0

95

12 0

5 0

50

8

28 0

15 0

71

7.03

9.40

11.8

9.4

80

2 1

25 0

10 6

13 0

5 0

56

10

25 0

31 5

17 0

80

12.8

16.1

19.4

14.9

91

2 5

31 5

11 8

15 0

6 0

63

10

630

28 0

35 5

19 0

90

17.6

22.1

26.6

23.5

105

2 5

40 0

13 2

16 5

6 0

70

10

800

31 5

40 0

21 2

10 0

30.6

36.9

49.6

37.3

126

3 1

50 0

15 0

20 0

7 0

80

10

1000

35 5

45 0

23 6

11 2

42. 0

50. 3

67.0

58.3

126

3 1

63 0

17 0

20 0

7 0

90

10

1250

40 0

50 0

26 5

12 5

68.5

91.9

92.0

147

3 7

80 0

19 0

23 0

8 0

10 0

12

98

1) Diámetro del taladro para estribos según DIN 5699 2) V = espesor de la chapa de refuerzo .

Cangilones profundos con refuerzo del borde frontal B, ancho b = 315 mm , saliente a = 200 mm , de chapa de un espesor i 3 m m , con placa dorsal M, con taladros para estribos DIN 5699, t = 70 mm ajustado, m edidas según DIN 15234.

Forma de pedido: Cangilones B 315x200x3 M 70/5699

99

Anexo 6 Selección de las ruedas motriz y conducida, catálogo Pewag.

Material: GG fundición gris GGG fundición nodular GS 52 acero fundido GS 52 E acero fundido templado Forma de pedido: 4 ruedas lisas UR 13/500

100

Denominación

UR 10/350 UR 13/200 UR 13/300 UR 13/390 UR 13/500 UR 13/600 UR 16/400 UR 16/500 UR 16/630 UR 18/250 UR 23/800 UR 26/480 UR 26/900

Para

Diámetro

Diámetro

Cadena

primitivo

Exterior

d

Dt

Da

10 13 13 13 13 13 16 16 16 18 23 26 26

380 225 350 436 513 640 480 524 650 300 800 532 939

360 213 300 400 513 615 429 516 650 282 750 524 926

Cubo B

11 15 16 16 16 16 18 20 23 22 27 32 34

C

38 50 48 47 50 48 58 62 60 68 82 93 93

Taladro

A

50 74 68 67 72 68 80 85 80 90 120 120 120

Piloto

Kg/pza

D

L

cubo

Aprox.

100 80 125 90 150 150 110 150 170 80 190 160 250

70 92 120 75 100 110 90 100 110 90 170 140 200

30

18.00 15.00 24.00 20.00 40.00 47.00 36.00 58.00 74.00 15.00 126.0 73.00 250.0

101

40 40 45 40 40 30 50 30 60 60 50

Nota

Cubo Unilateral

Anexo 7 Parámetros para la selección de cadena

Tipos de Cadenas y componentes

Trozos de cadena

G40E7 G40E10 G80E10

Cadenas DS

G40E10 G40E14 G80E5

Cadenas HV

G80E8 G80E10 G80E14

Distancia entre ejes (m)

Velocidad de Transporte (m/s)

15

30

1.2

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

60

•

1.6

2

Naturaleza del material Poco abrasivo

•

Normal abrasivo

Carga dinámica

Muy abrasivo

liviana

media

•

•

•

• •

•

pesada

•

• •

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

102

Anexo 8 Selección de la cadena, catálogo Pewag.

E sp esor

A n ch o

P eso

n o m in a l P a s o in te r io re x te rio r d

t

L o n g itu d s ta n d a rd *

b, min.

m áx.

N ú m e ro L de kg/ k g /m e s la b ó ne s la b o n e s

b?

T o le r a n c i a

14

50

16,3

47

4,15

0,21

215

10750

+32 -16

16

64

20

55

5,3

0,34

167

10688

+32

19

75

22

63

7,4

0,56

143

10725

+32 -16

22

86

26

74

9,9

0,85

119

10234

+ 31

26

100

31

87

13,8

1,38

83

8300

+25 -12

30

120

36

102

18,7

2,2

47

5640

+17 -8

34

136

39

113

23,8

3,2

35

4760

+14

-11

-1 5

-7

Cadenas DSU y DSZ G40 E10

G40 E14

Espesor Nominal d

Fuerza de Prueba KN

Fuerza de Prueba KN

Fuerza de Prueba KN

Fuerza de Prueba KN

14

39

78

32

64

16

50

100

42

84

19

71

142

60

120

22

95

190

80

160

26

128

255

110

220

30

171

342

148

296

34

250

500

190

380

Forma de pedido: 1 par de cadenas DSU G40 E14 14x50 L = 215 eslabones = 10750 mm.

103

Anexo 9 Selección de motor, catalogo WEG.

104

Anexo 10 Selección de reductor de velocidad, según catalogo Motive.

105

Anexo 11 Criterios para la selección del tipo de rodamiento

106

Anexo 12 Selección de rodamientos, catalogo FAG.

107

108

Anexo 13 Selección de soportes para rodamientos, catalogo FAG.

109

110

Anexo 14 Propiedades físicas de los aceros

Nº

Limite

Limite

Alargamiento

Dureza

SAE

ruptura

fluencia

en 50 mm

brinell

Kg mm 2 30,2

%

1010

Kg mm 2 40,0

39

109

1015

42,9

32,0

39

126

1020

45,8

33,8

36

143

1025

50,1

34,5

34

161

1030

56,3

35,2

32

179

1035

59,8

38,7

29

190

1040

63,4

41,8

25

201

1045

67,8

42,0

23

215

1050

73,9

42,0

20

229

1055

78,5

45,8

19

235

1060

83,1

49,3

17

241

1065

87,0

51,9

16

254

1070

90,9

54,6

15

267

1075

94,7

57,3

13

280

1080

98,6

59,8

12

293

111