Transporte Continuo Actualizado

 

TRANSPORTE CONTINUO TECNICAS DE TRANSPORTE PARTE 2

TEXT EXTOO BA SE PAR A LA MATER I A:  MA  MAQU I N A SA D E E L E V A C I ON Y T R A N S P O R TE   MECCQUI  ME 3340

   S    O    E    T    L    R    I    E    V    B    A    O    R    S    Z    O    L   E    U    R    Q    A    I    C  .   R    N    G    E    N    I   :   r   o    t   u    A

 

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“ El diseño de sistemas de manejo de materiales es un verdadero verdade ro arte, arte, todos todos pueden pueden intentarl intentarlo, o, pero pero la  armonía solo se consigue cuando se logra combinar,  con criterio y sentido común, muchas variables  ptti mo r esult sulta ado técnico y económ nómi co”.  buscando el ó p Un ingeniero mecánico anónimo

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CONTENIDO 1. EMPLEO DE TRANSPORTADORES CONTINUOS. .................................................................5

1.1. BIENES O MATERIALES A TRANSPORTAR. .......................................................... 5 1.2. TRANSPORTADORES DE BANDA. ................................................................ ........................................................................... ........... 7 1.2.1. TRANSPORTADORES DE BANDA DE GOMA. ...........................................................8

1.2.1.1. DETERMINACION DEL NÚMERO DE TELAS........................................9 TELAS. .......................................9 1.2.1.2. DIAMETRO DEL TAMBOR PARA BANDAS TEXTILES........................9 TEXTILES. .......................9 1.2.3. CALCULO DEL TRANSPORTADOR DE BANDA. .................................................... 10

1.2.3.1. CAPACIDAD DE TRANSPORTE. ............................................................10 1.2.4. TRANSPORTADORES CON BANDA DE ACERO.  .................................................. 15 1.2.5. TRANSPORTADORES TIPO MALLA METÁLICA Y OTROS.  ................................ 15 2. TRANSPORTADORES DE RASTRAS. ..................................................................................... 20

2.1. GENERALIDADES......................................................................................................20 2.2. ELEMENTO TRACTOR, RASPADOR Y CANAL. ...............................................21 2.3. ACCIONAMIENTO Y DISPOSITIVO DE TENSIÓN ...........................................21 2.4. CÁLCULO. ..................................................................................................................21 3. ELEVADORES DE CANGILONES. ............................................................................................ 27

3.1. GENERALIDADES......................................................................................................27 3.1.1 ELEVADORES VERTICALES O INCLINADOS. ......................................................... 27

3.2. ORGANO DE TRACCION Y CANGILONES............................................................28 3.3. ACCIONAMIENTO Y DISPOSITIVO DE TENSION. ..............................................28 3.4. CARGA DEL MATERIAL...........................................................................................29 3.5. DESCARGA..................................................................................................................29 3.6. CÁLCULO. ...................................................................................................................31 4. TRANSPORTADORES DE TORNILLO SIN FIN. ..................................................................... 39

4.1. GENERALIDADES......................................................................................................39 4.2. CÁLCULO. ...................................................................................................................40 4.3. TRAZADO DEL PALASTRO: ......................................................... ................................................................................... .......................... 42 5. TRANSPORTADORES NEUMÁTICOS: .................................................................................... 43

5.1. GENERALIDADES.....................................................................................................44 5.2. CÁLCULO. ...................................................................................................................46

5.2.1. LONGITUD EQUIVALENTE O REDUCIDA. ............................................................... 46

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5.2.2. VELOCIDAD DEL AIRE. ................................................................................................ 47 5.2.3. RELACIÓN DE MEZCLAS Y DIÁMETRO DE CONDUCTO. .................................. 48 5.2.4. PRESIÓN DEL AIRE EN LA TUBERÍA. ...................................................................... 48 5.2.5. POTENCIA DEL SOPLADOR/VENTILADOR.  ........................................................... 49 TABLAS PARA EL TRANSPORTE NEUMATICO (DIN)   ............................................................. 50

5.3. SEPARADORES CICLONICOS..................................................................................52

5.3.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO ........................................................................... 53

5.3.2. CONFIGURACION GEOMETRICA .............................................................................. 54 5.3.3. CALCULO DIAMETRO DEL CICLON:......................................................................... 56 TABLAS ADICIONALES.................................................................................................................... 58

A.-TABLAS PARA EL CÁLCULO DE CINTAS TRASPORTADORAS. ....................... 58 B TABLAS PARA TRANSPORTADORES DE CADENAS.- ..........................................61 C.- TABLAS PARA CALCULO DE ELEVADOR DE CANGILONES.-.........................62 D. GRAFICAS PARA DETERMINACION DE ALGUNOS FACTORES........................66 BIBLIOGRAFIA: ......................................................................................

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¡Error! Marcador no definido.

 

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1. EMPLEO DE TRANSPORTADORES CONTINUOS. El transporte de bienes y materiales juega un rol importante para la correcta selección de los sistemas de transporte. Un sistema de manejo de materiales no consiste sólo en las correas transportadoras, camiones, montacargas, elevadores de cangilones, tornillos sin fin y otros. Detrás de esta especialidad hay una gran variedad de conceptos, variables, equipos, instalaciones yelementos prioridades prioridades se debenson contem contemplar evalúa úa un sistema. Las correas corr eas o los deque transporte sólo plar los cuando medios se de eval conexión entre distintas entidades, como equipos, plantas de proceso, acopios, depósitos, etc., que a su vez presentan diversas restricciones para su alimentación, operación y descarga Los transportadores continuos se clasifican desde diversos puntos de vista, por  ejemplo: • Transportadores continuos para transporte vertical como ser elevadores de cangilones. • Transpor Transportadores tadores horizontales horizontales de mercaderías mercaderías y materiales materiales conocidos conocidos como como cintas transportadoras, rastras y bandas articuladas. • Transportadores continuos de bienes exclusivos como transportadores de rodillos, transportadores de tornillo sin fin, transportadores neumáticos, etc.

1.1. BIENES BIENES O MATERIAL MATERIALES ES A TRANSPORTA TRANSPORTAR. R. La clase de materiales así como sus propiedades físicas son los factores principales para la determinación de la estructura y los datos constructivos de instalaciones de transporte. Por eso debe conocerse el proyecto de la instalación total. Los materiales se dividen en bienes en forma de piezas o mercaderías y bienes que se pueden verter o echar, denominados materiales a granel. Las mercaderías son normalmente bienes de regular tamaño, de una sola pieza, empaquetadas y de más o menos una misma masa. Aquí se cuentan: Cajas, bultos, paquetes, piezas de maquinaria, piezas de construcción, bloques, partes y otros. La particularidad de estos bienes es resultado del dimensionamiento, la forma, el peso específifico especí co y otro otros. s. Los materiales a granel son los diversos bienes o materiales que son troceados, granulados o en forma de polvo como ser: Tierra, cal, arena, cemento, cereales y otros. Las propiedades se determinan con ayuda de sus características físicas como ser: Peso específico, humedad, granulometría, ángulo de talud natural, ángulo de deslizamiento, grado de abrasión y otros. Conocer las características de las partículas y granos de los materiales a transportar es conocer sus partes y composición de sus medidas. Debe determinarse el tamaño máximo de grano a (que es la medida diagonal más grande entre aristas. Ver gráfico 1.1.)

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Gráfico 1.1. Dimensión del grano.

De la uniformidad de partículas de la composición se tienen dos grandes grupos de materiales: los materiales clasificados y llos os no clasificados. Para materiales clasificados se tiene: amax : a   min ≤ 2,5 (1) Para granos se tiene: 1 ak  = (  amax +  amin ) mm (2) 2 Para materiales no clasificados se tiene: (3) Para la determinación de a k se usa el largo máximo entre cantos de las partes o partículas del material. Si en una prueba de tamaño de 0,8 a max hasta amax de una cierta porción de material amax es mayor al 10% entonces a k= amax. Si de la por porción ción menos del del 10% es menor  menor  entonces ak= 0,8 amax. Vé Véas asee ta tabl blaa 1.1 1.1.. amax : a   min ≥ 2,5

El peso específico se entiende por el peso de una unidad de volumen   γ de un determinado material. La tabla 1.2. muestra la clasificación de los materiales a granel y su pes pesoo especí específic fico. o. Angulo de talud natural : Si se dejase caer material a granel sobre una superficie plana, éste formaría un talud natural formando un cierto ángulo con la superficie. Ver  gráfico 1.2.

Grafico 1.2. Angulo talud natural

Es el ángulo de talud natural y varía según los diferentes tipos de materiales. Cada material tiene su propio ángulo de talud. Se pueden determinar 2 tipos de ángulos: Pág. 6

 

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= ángul ánguloo de tal talud ud en repo reposo so ángulo ulo de ttalu aludd en m movi ovimien miento to β b = áng Se tiene que β b = (0, (0,33 a 1) 1) β Paraa fifine Par ness ddee cál cálcul culoo β b = 0,7 β aprox. β

Rozamiento: Para la construcción del medio de transporte y sus accesorios, las cifras de coeficientes de rozamiento sobre las diferentes bases o superficies juegan un rol importante. En la tabla 1.3. se muestran los coeficientes de rozamiento y el ángulo de talud natural de algunos materiales. Debe considerarse también el efecto de desgaste producido por la abrasión del material en movimiento constante inutilizando las superficies de la instalación de transporte. Debe tomarse en cuenta cuando se utilizan materiales abrasivos como: Cemento, tierra, cascajo, arena, coque, bauxita, ripios y otros materiales obtenidos de procesos mineros (minerales chancados, lixiviados y otros).

1.2. TRANSPORTADORES DE BANDA.

Los transportadores bandas fin,titienen son transportadores de lo piezasde bultos, horiz horizontales ontales odeincl inclinados, inados,sinque enen ccomo omo su nombre lmateriales o dice un yórgano doe tracción o de soporte una banda o cinturón sin fin, soportada por rodillos. Descripción esquemática de la máquina:

Grafico 1.3. Cinta transportadora

Este tipo de transportadoras continuas están constituidas básicamente por una banda sinfín flexible que se desplaza apoyada sobre unos rodillos de giro libre. El desplazamiento de la banda se realiza por la acción de arrastre que le transmite uno de los tambores extremos, generalmente el situado en “cabeza”. Todos los componentes y accesorios del conjunto se disponen sobre un bastidor, casi siempre metálico, que les da soporte y cohesión. Se denominan cintas fijas a aquéllas cuyo emplazamiento no puede cambiarse. Las cintas móviles están provistas de ruedas u otros sistemas que permiten su fácil cambio de ubicación; generalmente se construyen con altura regulable, mediante un dispositivo que permite variar la inclinación de transporte a voluntad.

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Grafico Grafic o 1.4. Esquema Esquema de los componentes componentes de una cinta transpo transportador rtadora. a.

Los transportador transportadores es de banda son muy util utilizados izados pa para ra el transporte transporte de piezas piezas y materiales material es suelto sueltoss a granel. Se ut utiliz ilizan an para grandes grandes capacid capacidades ades de transporte transporte hasta hasta 20000 2000 0 t/h t/h y para dis distanc tancias ias muy larg largas as hast hastaa más de 50 km. Son de cons constru trucci cción ón sencilla, poco cuidado, mínimo desgaste, relativa reducción de accionamiento. Las cintas cintas trans transportad portadoras oras son element elementos os auxil auxiliares iares de las las instalaci instalaciones, ones, cuya cuya misión misión es la de recibir un producto de forma más o menos continua y regular para conducirlo a otro punto. Por otra parte, las cintas son elementos de una gran sencillez de funcionamiento, que una vez instaladas en condiciones suelen dar pocos problemas mecánicos y de mantenimiento. Son aparatos que funcionan solos, intercalados en las líneas de proceso y que no requieren generalmente de ningún operario que manipule directamente sobre ellos de forma continuada.

1.2.1. TRANSPORTADORES DE BANDA DE GOMA. Este tipo de transportadores utiliza bandas del tipo textil recubiertas de goma. Las más tradicionales tradici onales son de edad te tejido jido de algod algodón ón natural, natural , ticos recubiertas recubie rtas el de rayón, goma. dacrón, En la actuali actualidad dad se encuentr encuentran an un una a vari variedad mat materiales eriales sinté sintéticos como polietileno, poliet ileno, poliester poliest er y ot otros ros que mezclado mezcladoss con el algod algodón ón forma formann tramas y urdimbres urdimbres de elevada elevada resistencia a la tracción. De la misma manera lo recubrimientos son más resistentes a la abrasión, la temperatura y los agentes químicos. Dependiendo de los fabricantes se tienen diferente diferentess resiste resistencias ncias a la tracci tracción. ón. Para cinta cintass de minería de gran longitud longitud medidas en km. se utilizan utilizan bandas con núcleo núcleo de cable de acero Estas bandas poseen una anchura de 300 a 2000 mm y de 2 a 1 2 capas de tela.

Figuraa 1.5. Material Figur Material de la cinta transportad transportadora ora de tela encauchada encauchada con tejido d dee algodón

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1.2.1.1. DETERMINACION DEL NÚMERO DE TELAS. La tracción máxima de la banda F 1 en desplazamiento o frenado, juntamente con la calidad de confección y el ancho de la banda, además de un valor de seguridad determinan el número de telas. Se tienen las siguientes relaciones: F    max ∗ v z  z =  B ∗ k   z

σ  z

=

F 1  Ages

σ  B v z

σb

= σ  z

 

σ ges

s

=    E  E  E   D

=  σ   z + σ b

V b

=

σ  B σ ges

Donde: z = Número de telas (mínimo 2) B = Ancho de banda m Fmax = Tracción máxima en la banda N kz= Tensión de est estabili abilidad dad de tiro KN/cm KN/cm Ver ttabla abla A1 A1 en tablas tablas adicionales adicionales v z

kz=1 kN kN/cm /cm para algodó algodón) n) = (Ej. Coef. Seguridad en lado de tracción (5 a 10). Ver tabla

Coeficiente de seguridad para bandas de carcasa textil ( norma DIN2201) Numero de telas (z) De 3 a 5 De 6 a 9 Más de 9   11 12 13 Coeficiente de seguridad ( v  z  ) = Estabilidad de rotura KN/m2 σ  z = Tensión de tiro KN/m2 σ b = Tensión de retorno KN/m2 σ ges = Tensión total KN/m2

σ  B

Coeficiente iente de segurid seguridad ad en lado de retorno (3 a 5) = Coefic  Ages= Sección de telas de la banda m 2 SE= Resistencia Resistencia o fuerza de la banda D = Diámetro de tambor motriz EE= Modulo E de la banda: E E=70 KN/mm2 para materiales sintéticos EE=2 a 10 KN/mm2 para gomas vb

1.2.1.2. DIAMETRO DEL TAMBOR PARA BANDAS TEXTILES. Los diámetros diámetros de tambor se encuentra encuentrann normaliz normalizados, ados, por ejemplo ejemplo según la norma DIN 22101 se tienen los siguientes datos:

D= 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000 mm. Pág. 9

 

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En nuestro medio debemos adecuar a los materiales existentes, pues generalmente son construidos con tuberías o en algunos casos planchas cilindradas. El diámetro se puede determinar de la siguiente relación:  D =

360 ∗ F u    p ∗ π ∗ a ∗ B

Donde: Fu Esfuerzo del tambor KN p == Valor adicional de transporte Para mat materi eriales ales nat natural urales es como alg algodón odón pB= (20 a 40) KN/m2 Para m maateriales si sintéticos pB= (30 a 60) kN/m2 a = Angulo de abrazamiento B = Ancho de la banda m D = Diámetro tambor m

El diámetro mínimo se puede establecer a partir de:  D min

 =  x ∗  z

Dmin = Diámetro mínimo de tambor en m x = Multiplicador de tabla 1.6 z = Número de telas

1.2.3. CALCULO DEL TRANSPORTADOR TRANSPORTADOR DE DE BANDA. BANDA. 1.2.3.1. CAPACIDAD DE TRANSPORTE. El volumen volumen de tra transport nsportee se ccalcul alculaa a pa partir rtir dde: e:  I v

= 3600  ∗ v ∗ A ∗ k 

Donde: Iv = Capaci Capacidad dad volumét volumétrica rica o volumen volumen de transport transporte e en m 3/h v = Velocidad de transporte en m/s  A = Sección del material transportado en m2 k = Factor para trans transportado portadores res inclin inclinados. ados. Ver tabla 1. 1.8. 8. o grafica D

 Se  S e puede us usar ar la r elaci elación ón aproxi aprox i mada: mada: inclinación del transportador .

 

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=

donde onde δes δes el ángulo ngulo de

 

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La capacidad capacidad másica de tra transporte nsporte se determina determina con:  I G =   I v ∗ γs

IG = Capacidad de transporte en t/h γs

= Peso específico del material t/m 3

Las anteriores anteriores dos ecuaciones sol solo o se usan para materiales sueltos sueltos a granel. Para bultos y cajas se plantean las siguientes ecuaciones: Qst 

=

 3600   ∗v lt 

Qst = Capacidad de transporte en piezas/h lt = Tamaño de bulto o caja en m Luegoo se titiene Lueg ene qque: ue:  I G

=

 Qst  ∗ Gst  1000

IG = Capacidad de transporte en t/h Gst = Peso del bulto en kg El área o la sección de material suelto transportado se puede determinar por: Para correa plana: Según el dibujo 1.5.

Grafico Grafic o 1.5. Área Área o sección sección (A) de de correa correa plana 2

b   1  b    A = ∗ b ∗ ∗ tan β 1 =       ∗ tan β 1 2 2  2  

1 Donde β 1  ≈  ∗ β Y b 3= 0,9    ∗  B − 0,05 en m (Según normas normas DIN) B= ancho real real de banda. Pág. 11

 

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Para correa cóncava: Según el dibujo 1.6. para sección trapezoidal:

Grafico 1.6. Correa cóncava. 2

  1   b   b  b    A ≈    ∗  tan β 1 +  b +   ∗ ∗ tanα 2   2   4  2   2

3  b        A ≈     tan β +  tanα   4  2        

1

1.2.3.2. 1.2.3. 2. POTEN POTENCIA CIA DE ACCI ACCIONAMI ONAMIENTO: ENTO: Existen varios métodos para la determinación de la potencia de accionamiento en las cintas transp transportador ortadoras as sin fin. Se toma en cuent cuenta a la fuerza fuerza en el tambor tambor de accionamiento Fu. Para instalaciones de transporte de materiales sueltos y paquetes se tiene: F u

 I   I  ∗ H  =  fges ∗ L ∗ g ∗    Gm  + G   ± G ∗g 3 , 6 ∗ 3 , 6 ∗ v v    

Fu = Esfuerzo en el tambor motriz en N  f ges = Coeficiente de rozamiento de partes móviles del transportador  Gm = Peso lineal de la banda más rodillos de envío y reenvío en kg/m IG = Capacidad de transporte en t/h detransp transporte m/s ción horiz Lv == Velocidad Longit Longitud ud de transporte orte (proyec (proyección horizontal) ontal) en m Pág. 12

 

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H = Desn Desnive ivell de tra transp nsport orte e (+para (+para tran transpor sporte te asc ascende endente nte)) (– para transp transport ortee descendente) Donde:  f ges =  f  ∗ C   f  = Valor

de rozamiento de transportador y rodillos de carga Tabla 1.4. C = Val Valor or det determinad erminadoo de grafi grafica ca en funció funciónn a longi longitud tud de de transporte. transporte. Tabla 1.5 o de la grafica D5.

= 2 ∗ G  b  + Gro + Gru

Gm

Gb = Peso lineal de la banda en kg/m GRO= Peso de los rodillos en ramal superior cargado (envío) en kg/m. GRU= Peso de los rodillos en ramal inferior de retorno (reenvío) en kg/m. La potencia para accionar la cinta: Pv

=

F u ∗ v

η ges

Pv = Potencia de accionamiento en kw Fu = Esfuerzo en el tambor motriz en N v = Velocidad de transporte m/s η ges = Rendimiento total de la instalación La potencia de arranque: Panl

= Pv + ( 1 ,1  .....1,2) ∗  PB

Panl = Potenc Potencia ia de arranq arranque ue en kw Pv = Potencia de accionamiento en kw PB = Potencia de aceleración

+ 3, I 6G∗ v        v 2 = 1000 ∗ t  A ∗ η ges  L ∗    Gm

P B

t  AA = Tiempo de arranque en s Para la elección del motor se admite: Pmot  =

 

Panl  

(1,2....1,5)

Pmot = potencia del motor eléctrico

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≥  Pv

 

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DETERM DET ERMINA INACIÓ CIÓN N DE ESF ESFUER UERZOS ZOS DE TRACCI TRACCION ON EN LA BANDA BANDA:: En una cinta transport transportadora adora son de interés interés a determi determinar nar el esfuerzo esfuerzo máximo F4 y el esfuerzoo mínimo F1, en el ramal cargad esfuerz cargado o y en el ramal de retorno respectivament respectivamente. e. A continuación se muestra estas tensiones en el grafico siguiente:

Siendo:

F 4 = F  F 1 F 

 MAX 

= e µα

 MIN 

y

F u

=  F 4 −  F 1 Luego:

F 1

= F u ∗

1 e

µα

−1

y F 4

1 = F u    1 + µα      e − 1  

µ= coeficiente de fricción entre banda y tambor motriz α= ángulo de abrazamiento abrazamiento de la band banda a en el tambor motriz La tensión debida al peso propio del órgano de transporte en el ramal vacío o de reenvío es: F

= f

∗ L ∗ (G (G + G )

Luego Fu se puede expresar también como: F = F

Considerar:

+F

= (4 ……7) ……7) Pág. 14

 

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1.2.4. TRANSPORTADORES TRANSPORTADORES CON BANDA DE DE ACERO. En algunos casos las bandas textiles son reemplazadas por bandas de acero, especialmente cuando el material a transportar se encuentra a elevadas temperaturas. Por ejemplo para el transporte de escoria, carbón o mineral de hierro en estado incandescente. También cuando se utiliza el transportador integrado a un horno de panaderíaa y otros usos donde se alcan panaderí alcancen cen tempera temperaturas turas alt altas. as. En estos casos las bandas de acero tienen un ancho de hasta 1 m y espesores que van de 0.6 a 1.5 mm. y el ángulo de inclinación del transportador disminuye en unos 5º respecto a uno de banda textil. En cuanto al diámetro del tambor se considera que:

D= (0.8…..1.2) s Siendo: D= Diámetro del tambor en m. s= espesor de la banda en mm En este tipo de transportadores aproximadamente igual a 1 m/s.

la

velocidad

máxima

recomendada

es

1.2.5. TRANSPORTADORES TRANSPORTADORES TIPO MALLA METÁLICA Y OTROS. Estos transportadores se utilizan para el transporte de bienes en forma de pedazos o piezas grandes o pequeñas, dependiendo del tamaño de malla. Se usa bastante en delos hornos clasificadores de panificación, lavadores/enjuagadores vegetales, y otros.bañadores de chocolate, Los elementos transportadores en estos casos son: Mallas metálicas de acero al carbono o inoxidables, mallas de materiales plásticos o bandas articuladas.

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TABLAS PARA CALCULO DE CORREAS TRANSPORTADORAS: TABLA No. 1.1. CLASIFICACION DE LOS MATERIALES M ATERIALES

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TABLA No. 1.2. PESOS ESPECIFICOS Y ANGULOS DE PENDIENTE Material Pendiente   δ en 1º Peso esp. γ  = t/m3  Aluminio en trozos  Aluminio oxido oxido de  Aluminio polvo polvo de  Afrecho  Amonio sal de de  Arroz  Asfalto quebrado quebrado  Avena  Azúcar en bruto bruto  Azúcar granulada granulada  Azúcar refinada refinada  Azúcar caña caña Brea seca Cal en polvo Café en grano Cebada Cemento Cemento klinker  Cobre mineral Escombros Guano Grava clasificada Grava sin clasificar  Harina de pescado Heno Hierro mineral Hueso roto Hueso molido Jabón copos Ladrillo Madera viruta Madera aserrín Maíz grano Maíz harina Maíz seco Piedras pequeñas Piedras grava Pirita Sal fina Sal trozos Tierra seca Tierra húmeda Tiza en polvo Trigo Trigo harina Trigo triturado Turba seca

18……..20 20 20 22 22 18 22 15 18 20 20 20 22 23 15 15 20…22 18 ---12…15 18…20 25 -18…20 20 22 15 -22 25 15 22 17 20…22 --15…18 15…16 20 22 23 18 22 ---

0,95………1,05 0,95……….1 0,7……0,8 0,25…...0,30 1 0,7……0,8 0,7 0,40 0,9………..1,05 0,8..…..0,9 0,8..….0,9 1,1…..1,3 0,8……1,0 0,5……0,70 0,45…..0,65 0,60 1,35…..1,60 1,2……1,3 2,4 0,60 0,8……1,0 2,5 1,8 0,55…..0,65 0,15 2,40 0,55…..0,65 0,85……1,0 0,15.….0,35 1,80 0,2……0,30 0,3……0,35 0,7……0,75 0,6……0,65 0,3……0,50 1,5……1,70 1,80 2,50 1,2……..1,3 1,2…….1,45 1,4……1,80 1,7……2,50 1,1……1,20 0,75 0,55………0,65 1,2 0,35

Vidrio roto Yeso polvo Yeso en pedazos

12…15 23 18

1,3……1,6 0,95…..1,0 1,35

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TABLA No. 1.3. ANGULO DE TALUD Y COEFICIENTE DE ROZAMIENTO

TABLA No. 1.4. VALOR f EN FUNCION DE TIPO DE INSTALACION

TABLA No. 1.5. FACTOR C EN FUNCION DE TAMAÑO Y LONGITUD BANDA

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Tabla No. 1.6. MULTIPLICADOR x: Banda B50 B60 B80 Z90 R100 R125 RP160 RP200 RP250 RP315 RP400 RP500 Multiplicador 0.09 0.10 0.11 0.10 0.10 0.10 0.15 0.175 0.20 0.225 0.25 0.275

Tablaa No. 1.7 Tabl 1.7.. ANCHOS ANCHOS DE BAN BANDA DA TEXTIL TEXTIL NOR NORMALI MALIZAD ZADOS OS  Ancho de banda B En mm 400 500 650 800 1000 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2250 2500 TABLA No. 1.8. FACTOR FACTOR k DE CORRE CORRECCIO CCION N PARA PARA PENDIENTES PENDIENTES

Angulo de inclinación (δ grados º) 1 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Factor k

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1. 0 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81

 

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2. TRANSPORTADORES DE RASTRAS. 2.1. GENERALIDADES. GENERALIDADES. Los transportadores de rastras llamados también scrapper sirven para el transporte de materiales en tramos rectos (lineales), horizontales e inclinados mediante paletas o raspadores; raspador es; son dise diseñados ñados pa para ra manej manejar ar materi materiales ales difícil difíciles es de transporta transportar; r; son excelentes excelen tes para el manejo de vvidrio idrio caliente, caliente, escorias escorias calientes, calientes, clinker clinker calient caliente e o lodos. Se diseña conforme a especificaciones del material a transportar. El gráfico siguiente muestra una instalación típica de este tipo de transportadores.

Gráfico 2.1.Transportador de rastras

Entre las catalinas motriz (1) y de tensado (2) (ruedas dentadas para cadena) se mueve una o dos dos cadenas de de eslabo eslabones nes (3). Pe Perpendic rpendicularme ularmente nte a la cadena cadena van unidos raspadores o paletas, de diversas formas, (4) que arrastran el material a lo largo de un canal (5). La carga (6) es fácil y puede abrirse en cualquier punto. Para la descarga basta con abrir el fondo (7) y colocar una puerta corrediza. Entre la paleta y el fondo del canal existe un cierto juego o luz para limitar el contacto de la paleta con el canal evitando evitando el roce y el consiguiente consiguiente des desgaste gaste de los mismos mismos.. Este tipo de transportadores se emplea para materiales trozados, granos y pulverulentos. Se utiliza bastante en la industria siderúrgica, minería y la industria química. No es recomendable para materiales pegajosos y húmedos ó para delicados y horneados. Su construcción y fabricación es sencilla y sus costos de adquisición bajos. La posibilidad de usar el transportador en dos direcciones (tramo superior e inferior) y descarga en cualquier lugar de la instalación son ventajas para el empleo de transportadores de rastras. Las desventajas son el elevado consumo de energía y el rápido desgaste del raspador  (rastra) y del canal por materiales duros y muy abrasivos. Estos transport transportadores adores aalcanzan lcanzan llongitu ongitudes des de hasta hasta 100 m. Se conoce que een n la industria del carbón se han alcanzado longitudes de hasta 200 m. La capacidad de Pág. 20

 

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transporte alcanza las 300 t/h y la velocidad de transporte está por debajo de 1 m/s. El ángulo de inclinación de transporte alcanza los 40º.

2.2. ELEMENTO TRACTOR, TRACTOR, RASPADOR Y CANAL. CANAL. Los transportadores de rastras tienen como órgano tractor o de tracción cadenas de rodillos o de eslabones con rodillos de apoyo (guiadores). Rastras o raspadores de hasta 400 mm son normalmente accionados por una sola cadena, para anchos mayores se utilizan dos cadenas. Los cables de acero se usan muy rara vez como órgano de tracción. Las formas pueden ser diversas: rectangulares, trapezoidales, trapezo idales, cuadrad cuadradas as o circ circulares. ulares. Ver fig. Anexos. (a) y (b) se utilizan con un solo ramal de carga, (c) es utilizada para dos ramales de carga (superior e inferior) mientras (d) se usa como remolque por cable de acero. Los raspadores se fabrican con planchas de metal de 4 a 6 mm de espesor. 3/16 a ¼ de pulgada. También se encuentran raspadores de fundición gris que son moldeados  junto con los eslabones de cadena. Las paletas tienen anchos de 200 hasta h asta 1200 mm. Para una altura de paleta h 1 se tiene: h1 =

( 0  , 25    0 , 40 ) ∗  b

Las rastras van fijadas a la cadena de forma simétrica aunque a veces es necesaria una disposición asimétrica. Para un transportador de una sola cadena, ésta se sitúa en la parte media del transportador. El canal se diseña y dimensiona de acuerdo a la forma de la paleta (cuadrada, rectangular, etc.) y se usa para su construcción planchas de 3 a 6 mm. El juego o luz entre le raspador raspador y el canal varí varíaa entre 3 y 6 mm, depe dependiendo ndiendo de dell tamaño del del material. material.

2.3. ACCIONAMIENTO ACCIONAMIENTO Y DISPOSITIVO DE TENSIÓN TENSIÓN. Para el accionamiento se tiene una rueda dentada (catalina) motriz que está acoplada a un reductor de velocidad y un motor eléctrico. Para el dispositivo tensor del transportador transpor tador se utilizan general generalmente mente tesadores tesadores de tornillo tornillo de potencia.

2.4.. CÁLCU 2.4 CÁLCULO. LO. Capacidad de transporte. Se utilizan las relaciones determinadas en el capítulo 1 de cintas. El valor del factor k para transportes inclinados se determina en función del ángulo de la pendiente o inclinación.

Pág. 21

 

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Luego: I v

= 3600   ∗ v ∗ A ∗ k 

donde: Iv = Capacidad volumétrica o volumen de transporte en m 3/h v = Velocidad de transporte en m/s  A = Sección del material transportado en m2 k = Factor para transportadores inclinados. Ver tabla a continuación:

δ

k1

k2

1 0,92 0,85 0,74 0,63 0,55 0,5 -

1 0,91 0,84 0,80 0,73 0,59 0,50

en 1º 0 5 10 15 20 25 30 35 40

 I G =   I v ∗ γs

Donde: IG = Capacidad de transporte en t/h γs

= Peso específico del material t/m 3

Determinación del Área A de arrastre:

   A

=  A  R ∗ ϕ

 AR= Sección del canal del transportador   A= Sección media del material a transportar  ϕ

= Grado de llenado (0,5….0,6) , para material en trozos (0,7 …0,8)

Para un canal rectangular se tiene:  

 A =  B ∗ h ∗ ϕ

= m ∗ h 2 ∗ϕ

B= Ancho del canal h= Altura del canal transportador  Pág. 22

 

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m=

 B h

= (2,4.....4) Relación ancho de canal/altura de canal

El paso entre raspadores lt debe poder dividirse entre el paso de la cadena simple t k y para doble articulación por 2tk sin tener resto. Por lo general se tiene: lt= (3…..6) h 1 Lht1==paso raspadores (distancia entre raspadores) alturaentre raspador. Un ancho tentativo de canal puede determinarse como:  B ≥   f k  ∗  ak 

ak= tamaño de grano o de pedazo o partícula. f k= valor determinado en tabla siguiente Tr Tran ansp spor orta tado dorr Mate Materi rial al tam tamiz izad adoo Mate Materi rial al no tam tamiz izad adoo 1 cadena fk=  3……4 fk=  2……2,25 2 cadenas fk = 5……7 fk=  3……3,5

Potencia de accionamiento: La potencia Nv será:  N v

=

F u ∗ v

ηges

Fu se determina determina a part partir ir de: F u

=  fges w ∗ L ∗ g ∗    Gm w + 3, I 6G∗ v   ±  I 3G,6∗∗ H  ∗g v    

El valor de f gesw gesw se obtiene de la tabla siguiente: Tipo de material

Transp. con rodillos

Trozos (carbón) Granulado Polvo ( carbón)

f gesw gesw 0,3……..0,38 0,21.…..0,28 0,3……..0,43

Pág. 23

Transp. sin rodillos f gesw gesw 0,37……..0,45 0,30……..0,35 0,37……..0,50

 

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El peso lineal del tramo superior e inferior del elemento móvil del transportador se determina por: Gmw =  2 ∗ q

∗ GG Siendo q = ψ   GG= peso lineal del material a transportar. ψ = Valor para: 1 cadena = (0,5….0,6) ; 2 cadenas = (0,6…..0,8)

Para el cálculo de las tensiones deben determinarse las pérdidas particulares. Una de ellas la fuerza de tensión mínima será: F k min = 3.....10 KN

Las otras pérdidas particulares a determinarse son: f g= rozamiento del material en paredes y fondo del canal f = rozamiento del elemento móvil (cadena de rastras) f us us= Pérdidas en el piñón de tensado f u= Pérdidas en arco de tensado El factor fg se multiplica con el esfuerzo necesario para mover el material: GG ∗ g

Material Trozado Granulado Polvo

Factor fg  0,6 0,4 0,6…..0,7

El factor de rozamiento f solo se multiplica con el esfuerzo necesario para mover cada lado o ramal de la cadena de rastras. q ∗ g

Tipo rastra Factor f   Conn ro Co rodi dillllos os 0, 0,1… 1….0 .0,1 ,133 Sin rodillos 0,25

Pág. 24

 

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Las pérdidas en la catalina o piñón de tensado se determinan por el factor   f us

= 1,1

El valor de pérdida en un arco de tensado por cambios en la dirección de transporte se determina por:  f u =   e  fr ∗α

Donde f rr   = 0,3 valor determinado para cadenas

α = Angulo de abrazamiento Las pérdidas en la estrella motriz se determinan por: F wa

= (0,03.....  0 ,05 )( F k min + F k max)

Para el cálculo de la cadena se tiene: F maxth

= F maxstat  +

6 ∗ v 2 ∗ L  z

2

  ∗ (GG + C ∗ q) ∗  g ∗ t k 

Fmaxth= Máxima tensión calculada N Fmaxstat= Máxima tensión determinada con las tensiones estáticas N v= Velocidad de transporte m/s L= Longitud de transporte m z = Número de dientes de piñón o número de aristas de estrella motriz tk= Paso de la cadena m ( Normalizado) GG= Peso lineal de la carga =

 I G

3,6 ∗ v

q = Peso lineal de la cadena kg/m C = Factor de corrección debido a la longitud del transportador: Longitud Factor C  L ≤  25m 2  L = 25  ...... 60 m 1,5  L ≥  60 m 1,0 Pág. 25

 

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Para 2 cadenas se aplica la siguiente relación:

′ th F max

=  1,15 ∗ 

F maxth

2

F’maxth= Fuerza máxima calculada para cada cadena (ramal de cadena)

Determinación de tensiones en el transportador : De acuerdo al gráfico siguiente se pueden determinar las siguientes tensiones: F k  min     =  F k 1 si h ≤  L  ∗  f r 

    =  F k 2 si h ≥  L  ∗  f r  F k min Para el primer caso se tendrá: F k 2

= F   k 1 + L ∗ q ∗   f  ∗ g ± (q ∗ g) ∗  H 

F k 3

=  f   us  ∗ F k 2

F k 4

= F   k 3 +  L ∗ q ∗  f  + GG  ∗  f g ∗ g ± (q + GG ) ∗ g  ∗ H 

F wa

= (0,03......  0 ,05 ) ∗ ( F k 1 + F k 4 ) (Resis (Resistencia tencia en la estrell estrella a o piñón motriz) motriz)

F u

Siendo f us us=1,1

= F k 4   −  F k 1 + F wa

Pág. 26

 

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3. ELEVADORES DE CANGILONES. 3.1. GENERAL GENERALIDADE IDADES. S. Son transportadores verticales de materiales con tazas o baldes, denominados cangilones, como órganos de transporte. Van adosados a bandas o cadenas (dobles o simples) que sirven de órganos de tiro. El accionamiento y tesado se realizan con tambores, rodillos o ruedas dentadas. El gráfico siguiente muestra una instalación típica con sus partes. 1. Tapa o sección superior o cabezal desmontable. 2. Descans Descansos os co conn rodamie rodamientos ntos esféricos esféricos autocent autocentrantes. rantes. 3. Boca de descarga descarga reforzada reforzada en el fondo. fondo. 4. Plac Placaa de ref refuerz uerzoo aco acopla plada da al árbol árbol dde e tambo tamborr m motr otriz iz 5. Soport Soportes es de rodamientos refo reforzados rzados e integ integrados rados a la tapa 6. Sección inferior de la tapa superior en placa 4 a6,5 mm. 7. Sec Secci cione oness in inte terme rmedi dias as o pant pantal alon ones es co conn pl plie iegu gues es de refu refuerz erzoo para darle rigidez rigidez y sellado. Fabr Fabricado icado en plancha plancha de 1,5 a 3 mm . 8. Espacios amplios entre cangilones y caja. 9. Cangilones de acero para materiales pesados. 10. Cadena tipo pesado de acero troquelado sin rodillos. 11. Construcc Construcción ión aautosoport utosoportante ante con refuerzos refuerzos plegados. plegados. 12. Compuertas de inspección a bisagras-intermedias. 13. Sección inferior o bota en placa 4 a 6,5 mm de espesor. 14. Compuert Compuertas as fron frontal tales es y traseras traseras de de acción acción rápida rápida para para reparaciones o limpieza en la sección inferior o bota. 15. Engranaj Engranajee dentad dentadoo de cadena para el el tensado. tensado. 16. Base con placa de apoyo para fijarse en la cimentación. 17. Descansos Descansos con rodamie rodamientos ntos con con tensores tensores de tornillos tornillos o contrapesos. 18. Boca de carga carga con brida par paraa conectar la ttolva olva de alimentación.

3.1.1 ELEVADORES VERTICALES O INCLINADOS. Los elevadores se usan como transportadores verticales o inclinados en ángulos mayores a 60º. Los materiales transportados son diversos como ser: Cemento, harina, cereales, carbón, grava, arena y otros. Pueden alcanzar elevaciones grandes y tiene la ventaja de del ocupar un área pequeña está comolimitada la base. por la resistencia del órgano de La altura elevador detan cangilones tracción (banda o cadena). Pág. 27

 

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3.2. ORGANO DE TRACCION TRACCION Y CANGILONES. Como órgano de tracción se utilizan bandas con tejido textil con v = 1...3,5 m/s y cadenas de transmisión o de eslabones con v = 0,3…….1,2 m/s. Los cangilones se sujetan a la banda con pernos especiales de cabeza plana y en algunos casos especiales vienen vulcanizados en la misma banda. El ancho de la banda se determina a partir de: Donde B= ancho ancho de la bbanda anda.. mm bB= Ancho Ancho del can cangil gilón ón mm

 B

= b  B + ( 30 ...... 100 ) mm

El cálculo de la banda se determina del mismo modo que en los transportadores transportadores continuos de banda, tomando en cuenta que el número mínimo de telas deberá se z= 4, esto por los agujeros para los pernos, que se realizan en la banda, que reducen la sección útil de la misma. Los anchos de banda normalizados más corrientes son: B= 150, 150,200 200,25 ,250,3 0,300, 00,400, 400,500 500,65 ,650,8 0,800, 00,100, 100,1200 1200 mm. Para fijar los cangilones en las cadenas de eslabones, se utilizan eslabones portantes especiales, que tienen angulares o soportes perforados, para los pernos de sujeción de los cangilones. Los pasos de cadena normalizados son: tk= 100, 100,125, 125,160 160,20 ,200,2 0,250, 50,320, 320,400,5 400,500 00 mm Los anchos anchos de cangil cangilones ones normal normalizados izados más usa usados dos so son: n: bB= 80,100 80,100,125, ,125,160,20 160,200,250, 0,250,315,400 315,400,500,6 ,500,630,80 30,800,1000 0,1000 mm Las instalaciones de elevadores de cangilones con banda pueden alcanzar  capacidades de hasta 1000 m 3/h y en algún algún caso han al alcanzado canzado una una altura de de 250 m. Mientras que los elevadores con cadenas llegan a una capacidad de transporte de hasta 150 m3/h y alturas de hasta 50 m. La forma deprofundos…………………materiales los cangilones depende del material secos a transportar: Cangilones y livianos. Cangilones aplanados…………………materiales húmedos y pesados.

3.3. ACCIONAMIENTO ACCIONAMIENTO Y DISPOSITIVO DE TENSION. TENSION. El grupo motor reductor de accionamiento se dispone en la tapa superior o cabezal, conectado al árbol del tambor motriz. Se utilizan cajas reductoras de engranajes o poleas y correas. El diámetro del tambor motriz para banda se determina como:  Dt r  = (100   ....150) ∗  z

Dtr = Diámetro tambor motriz mm z= número de telas. Pág. 28

 

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Los diámetros de tambor normalizados son: Dtr = 320, 20, 40 400, 0, 500, 630, 800, 10 1000 00,,1250 250 mm mm.. El dispositivo de tensión tensión se fija en en las dos caras de de la base o sección inferior del elevador y actúa presionando el árbol del rodillo libre o de tensión. Pueden ser del tipo tornillo o contrapesos.

3.4. CARGA DEL MATERIAL. M ATERIAL. El carguío se realiza mediante tolvas o utilizando otro transportador. A continuación se detallan dos métodos: -Con la base llena de material que está reunido en la sección inferior. Los cangilones o baldes que pasan por la parte inferior del rodillo de tensión, recogen el material. Es ideal para polvos, granos y materiales en trozos pequeños. La velocidad para trozos grandes está limitada a menos de 1 m/s. También se pueden usar cangilones con cadenas pero con paso de baldes pequeño a alta velocidad en lugar de bandas. -Con la base parcialmente llena de material se necesita de un transportador auxiliar a fin de mantener la base base con una cantidad mínima de material, esto se utiliza con materiales pesados, duros y en trozos grandes como ser terrones de tierra, carbón, grava y otros.

3.5.. DESCA 3.5 DESCARGA RGA.. La descarga del cangilón puede realizarse por gravedad o por fuerza centrífuga. La forma del cangilón la construcción del cabezal determinan el tipo de vaciado de la carga. Para la descarga centrífuga se necesitan alta velocidad tangencial. Se necesitan velocidades mayores a 1,5 m/s.teórica: Para la determinación de la forma de descarga se utiliza la siguiente consideración Ver gráfico 3.1. r i= radio interno o radio del tambor motriz. r s=radio del punto profundo r a= radio exterior  l= distancia al polo del rodillo F res

= G  ∗  g + F  z

G= peso contenido de cangilón Fz= Fuerza centrífuga Fres= Fuerza resultante La fuerza centrífuga es: F  z = m ∗

v2 r 

Pág. 29

 

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Paraa el caso Par caso ppres resen ente te:: vs

F  z

=G∗

vs

2

r s

= Velocidad tangencial o en la circunferencia del punto profundo.

El tamaño y dirección de Fres cambian con el movimiento sobre el disco.

Grafico 3.1. Fuerzas en la circunferencia del tambor motriz.

Se tendrá tendrá ent entonc onces: es: r s

g ∗ r s

G∗g

l

=

F  z

=  ( 2 ∗ π ∗  r s ∗ n) 2

Reemplazando valores se tendrá: l =

895 n

2

Donde : l= distancia o posición del polo del disco m n= rpm

Para descarga centrífuga:   (l ≤ r i ) , el polo permanece dentro del disco. La descarga se consideraa como tiro pparabóli consider arabólico. co.

Pág. 30

 

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Descarga por gravedad:   (l  r a ) , el polo está fuera del borde del cangilón y el material resbala por el borde interior del cangilón. Una descarga por gravedad con desvío del órgano tractor solo es posible con cadenas de eslabones. En la descarga por gravedad con bandas, se debe aprovechar la “espalda” del cangilón anterior para que pueda resbalar el material descargado por el cangilón posterior.

3.6.. CÁLCU 3.6 CÁLCULO. LO. Caudal o volumen transportado :  I v

= 3  , 6 ∗ v ∗

V  B t  B

ϕ

v= velocidad de transporte m/s VB= Contenido del cangilón dm 3 tB= paso entre cangilones ϕ

= grado de llenado (0,5…..0,9) Ver tablas.

Gráfico 2.2. Volumen y paso de cangilones.-

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Gráfico 2.3. Diagrama de tensiones en elevador de cangilones.-

Esfuerzo de accionamiento:

F u

=  f ges ∗ H  ∗ (q +  GG ) ∗ g + G G ∗ g ∗ H 

Fu= Esfuerzo motriz en la periferia N H= Altura de elevación m q=Peso de banda banda y cangil cangilones ones vacios vacios kg/m GG= Peso lineal lineal de la carga kg/m f ges Valor total pérdida pérdidas. s. Ta Tabla bla 3.1. o grafica grafica ges= Valor

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TABLA TABL A 3.1 3.1.. VAL VALOR OR TOTA TOTALL PÉR PÉRDID DIDAS AS DEL ELEVADO ELEVADOR. R. f ges ges Tipo Banda

Cangilón Profundo o plano

v=0,5 m/s 0,28….0,32

v=1,0 m/s 0,32……0,35

B Caanddeana

pPuronftuiangduodoo plano puntiagudo

.0,2,2375 00,,22525……0, …0

00, ,2259… …..00,,31 26 0, 0,31… 255…… 0,2 …… ……. 0,31 ….00,,23785

0,18……0,19

0,20…….0,21 0,21…….0,22

Cadena

v=1,5 m/s 0,34….0,375

Para cadena. La potencia potencia de accionamien accionamiento: to:  N v

=  

 I G

∗   H  ∗ g

+

 H  ∗  f  ∗ g

 Fv     1 } + ∗ P ∗  I  G + 3,6 ∗  v ∗  2 ∗ q + ges    s g ∗  H    η ges     

3600 3600 f= coeficiente de instalación instalación (0,03….0,08) Fvges= Esfuerzo de tensión 1000….3000 N

Ps= Potencia absorbida por cangilones kw Ps

=

 f k  ∗  ws

∗ GG ∗ v

100 f k= Factor mínimo por distancia entre cangilones en función de t f  tabla 3.2. ws= Trabajo específico del cangilón Nm/N Tabla 3.3. t  f 

= 0  ,224 ∗

t  B e B

∗v

tf = sucesión relativa de cangilones s tB= paso de cangilones m eB= distancia de descarga de cangilón m TABLA 3.2. FACTOR MINIMO POR ESPACIAMIENTO CANGILONES tf  0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Fk 0, 25 0, 38 0, 47 0, 55 0, 61 0, 64 0, 68 0, 70

01,,90

00,,7713 Pág. 33

 

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TABLA 3.3. TRABAJO DE CANGILONES ws Materiales

Granos

Velocidad v m/ m/s 0,5 1

Polvos/cem ento ws 0,4 O,8

ws 1,04 2,08

Aridos  Arena/grava ws 2,5 4,2

Trozos pequeños ws 2, 9 6, 25

Trozos grandes ws 4 10

12,5

130

125,5

71,55

1220,5

3272,,55

Luego: F u

   f  = GG ∗ g ∗  H  ∗  1 +   G G

F       ∗   GG + 2 ∗ q + vges     + g ∗  H      

F kws   H 

 

Para instalaciones con banda puede utilizarse la siguiente fórmula:  N v

 I  ∗  H  ∗ g 1 =   G   +  Ps   ∗ kw 3600 η   ges  

Este valor deberá ser multiplicado por un factor fbr= 1,05….1,2 por los movimientos de la banda durante el funcionamient funcionamiento. o. El valor menor para grandes alt alturas. uras. En el esfuerzo de accionamiento se toman en cuenta los siguientes esfuerzos: F u

= F  H  + F  A  +  F s + F  BA + F  BU 

FH= esfuerzo de elevación F  H  = GG 

∗ g ∗ H 

Fs= Esfuerzo del cangilón F s

=  f k  ∗ w   s ∗ GG ∗ g

ws= trabajo trabajo especí específico fico del cangil cangilón ón grafica grafica () f k= fac facto torr en fu funci nción ón dde e tk paso de la serie grafica () Fa= esfuerzo de carga F a

= GG ∗   v ∗ (v1 + v)

v= velocidad de la la banda m/s v1= velocidad media de carga FBA=Fuerza necesaria para dar la vuelta a la banda en tambor motriz  

F 

 BA

S G

= 2 ∗ χ ∗  ( 2 ∗ ξ   ∗ B + F 1 + F 2 ) ∗  D Pág. 34

 

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χ = Factor de ayuda’ para textil χ   = 0,09 y para alma de acero χ  = 0,12 ξ=

Factor de ayuda”para textil   ξ =140 y para alma alma de acero   ξ = 200 B= ancho banda de cangilones cm F1= Fuerza de entrada del tambor motriz N F2= Fuerza de entrada del tambor motriz N SG= Espesor de la banda en cm D= diámetro tambor motriz cm FBu=Fuerza necesaria para dar la vuelta a la banda en tambor tensado F  BU  = 4 ∗  χ ∗ (ξ    ∗ B + F v ) ∗

S G  D

Fv= Esfuerzo de tensión en cada ramal N Para bandas Fvges= 2 Fv Para cadenas Fvges= 4 Fv

Tabla 3.4. Cucharones planos según DIN 15231 cargas ligeras Ej.: harina, sémola  Ancho bB(mm)

Largo eB(mm)

 Altura hB(mm)

80 100 125 160 200 250 315 400 500

75 90 106 125 140 160 180 200 224

67 80 95 112 125 140 160 180 200

Peso del cucharón (Kg) a un espesor de Volumen del plancha en (mm) cucharón (Lt) 0.88 1 1.5 2 3 4 0.10 0.130 0.150 0.16 0.200 0.220 0.330 0.28 0.280 0.320 0.480 0.640 0.50 0.480 0.700 0.960 0.80 0.650 0.950 1.30 1.90 1.25 0.860 1.30 1.75 2.60 2.00 1.80 2.40 3.60 4.80 3.25 4.90 6.50 3.15 6.60 8.80 5.00

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Tabla 3.5. Cucharones redondos planos según DIN 15232 para cargas livianas Ej.: Cereales

 Ancho Largo  Altura bB(mm) eB(mm) hB(mm) 80 100 125 160 200 250 315 400 500

75 90 106 125 140 160 180 200 224

80 95 112 132 150 170 190 212 236

Peso del cucharón (Kg) a un espesor  de plancha en (mm) 0.88

1

0.14 0.21 0.30

0.16 0.24 0.34 0.50 0.68 0.94

1. 5 0.36 0.51 0.75 1.02 1.40 1.95

2

0.68 1.00 1.40 1.90 2.60 3.55

3

4

2.10 2.80 3.85 5.20 5.30 7.10 7.20 9.60

Volumen del cucharón (Lt) 0.17 0.30 0.53 0.90 1.40 2.24 3.55 5.60 9.00

Tabla 1.6. Cucharones de profundidad media según DIN 15233 para material pegajosos Ej.: Azúcar no refinado

 Ancho Largo  Altura bB(mm) eB(mm) hB(mm) 160 200 250 315 400 500 630 800 1000

140 160 180 200 224 250 280 315 355

160 180 200 224 250 280 315 355 400

Peso del cucharón (Kg) a un espesor  de plancha en (mm) 2

3

1.23 1.66 2.24

1.86 2.57 3.36 4.56 6.06

4 3.46 4.48 6.08 8.15 11.5 16.1

Pág. 36

5

7.85 10.3 14.4 20.2 27.5 38.2

6

8

17.3 24.3 33.3 44.3 46.0 61.2

Volumen del cucharón (Lt) 0.95 1.50 2.36 3.75 6.00 9.50 15.0 23.6 37.5

 

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Tabla 3.7. Cucharones anchos con espaldar plano según DIN 15234 para cargas pesadas en forma de polvo o material grueso Ej.: Arena, Cemento, Carbón  Ancho Largo  Altura bB(mm) eB(mm) hB(mm) 160 200 250 315 400 500 630 800 1000

(125) 140 (140) 160 (160) 180 (180) 200 224 250 280 315 355

160 180 180 200 200 224 224 250 280 315 355 400 450

Peso del cucharón (Kg) a un espesor  Volumen del de plancha en (mm) cucharón (Lt) 2 3 4 5 6 8 1.17 1.78 1.2 1.38 2.08 1.5 1.59 2.41 3.24 1.9 1.85 2.80 3.76 2.36 2.15 3.26 4.37 3.0 2.49 3.77 4.96 3.75 4.44 5.95 7.72 4.75 5.09 6.82 8.59 6.0 7.03 9.40 11.8 9.5 12.8 16.1 19.4 15 17.6 22.1 26.6 23.6 30.6 36.9 49.6 37.5 42.0 50.3 67.0 60

Tabla 3.8. Cucharones Cucharones anchos con espaldar ov ovalados alados según DIN 15235 para cargas fácilmente deslizables Ej.: Papa  Ancho Largo  Altura bB(mm) eB(mm) hB(mm) 160 200

140 160

200 224

250 315 400 500 630 800 1000

180 200 224 250 280 315 355

250 280 315 355 400 450 500

Peso del cucharón (Kg) a un espesor  Volumen del de plancha en (mm) cucharón (Lt) 2 3 4 5 6 8 1.51 2.28 1.5 2.04 3.07 4.15 2.36 2.74

4.14 5.59 7.72

5.56 7.41 10.4 14.1 19.2

Pág. 37

9.46 13.0 17.7 24.1 32.5 44.5

21.4 29.0 39.3 52.5 53.5 71.2

3.75 6 9.5 15 23.6 37.5 60

 

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Pág. 38

 

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4. TRANSPORTADORES TRANSPORTADORES DE TORNILLO SIN FIN. 4.1. GENERALIDADES. GENERALIDADES. Son equipos utilizados para el transporte de materiales en tramos horizontales e inclinados, con un canal estático como órgano de transporte y una hélice helicoidal (tornillo) como órgano de tiro. La hélice puede ser construida con palastro lleno, con espiral cortada o paletas y con hélice de banda o cinta. Estos Est os transp transport ortador adores es so sonn los más ant antigu iguos os medios medios de tran transpor sporte te de materi materiale aless conocidos por el hombre concebido a saber por el sabio griego Arquímedes. Son fáciles de construir y constan de tres partes: -El canal transportador  -El tornillo transportador o hélice. -El grupo de accionamiento. El giro del tornillo helicoidal arrastra el material a lo largo del canal, trasladándolo desde la tolva de carga, hasta la boca de descarga.

Fig.4.1. TORNILLO HELICOIDAL

El transporte se realiza en una caja cerrada protegiendo la carga del polvo, lluvia, gases o pérdidas. El transporte de materiales, pulverulentos, tóxicos, mal olientes, olientes, explosivos y peligrosos se realiza sin la mayor dificultad. Son apropiados para llevar materiales, pulverulentos, granulados y terrones pequeños. Los transportadores de espiral cortada o de paletas se usan para transportar y mezclar  cereales, granos y otros ligeros. Los transportadores demateriales cinta o de banda se utilizan par materiales húmedos y pegajosos, como melazas, alquitrán y asfalto, los cuales de otra forma se pegarían al eje.

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Fig.4.2. Fig.4 .2. Partes compo componente nentess de un transp transporta ortador dor de torni tornillo llo sin fin.

Los transportadores pueden ser utilizados en tramos rectos o inclinados ( ± 25º), además pueden realizar trabajos de mezclado, lavado, tamizado, calentado o enfriado. Son útiles cuando cuando la capa capacidad cidad de transpo transporte rte varí varía a entre 1 a 700 m3/h, con longitudes de hasta 60 m y velocidades de hasta 0,6 m/s con velocidades de rotación entre 10 y 250 rpm.

4.2.. CÁLCU 4.2 CÁLCULO. LO. Para tornillos enteros: π ∗ D 2  I v = 60 ∗   

∗ s ∗ n ∗ ϕ ∗ k 

4 Iv= Volumen de carga transportado m 3/h D= Diámetro del tornillo transportador en m s = Paso del tornillo transportador m nϕ == rpm del tornillo transportador min -1 Grado de llenado del transportador   I G =  I    v

∗γ

IG= Capacidad del transportador transportador t/h   Tipos de material Materiales pesados escurridizos Materiales pesados poco escurridizos Materiales livianos poco escurridizos Materiales livianos no escurridizos

ϕ

0,125 0,250 0,320 0,4…..0,5

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k = Factor Factor de corrección corrección para ttranspor ransportadores tadores inclinados. inclinados.  Angulo de inclinación   δ 0º 5º 10º 15º

Factor k 1 0,9 0,8 0,71

20º 25º

0,66 0,50

Diámetros y pasos normalizados: D mm s mm

10 1000 12 125 5 160 160 20 2000 25 2500 31 3155 40 4000 50 500 0 630 630 800 800 1000 1000 100 11225 16 160 20 200 22550 33000 35 350 400 44550 50 500 560

Para tornillo tipo banda:  I vB

≈  0  ,7 ∗ I v

Siendo: 3

IvB=

Capacidad de transporte volumétrico para tornillos de banda m /h Para materiales en trozos debe considerarse la distancia entre cantos o aristas de la partícula: Para materiales clasificados:  D ≥ 12   ∗ ak 

Para materiales no clasificados:  D ≥ 4 ∗  amax

Cálculo del accionamiento. La resistencia resistencia part particula icularr de los materi materiales ales en los transport transportadores adores no se determin determinaa fácilmente, por lo que la potencia debe determinarse con ayuda de un valor total de pérdidas. Para tornillo lleno:  N a

=

 N v

=

 I G

360

∗ ( L ∗  f ges ±  H )

 N a

η ges

Donde: L= Longitud del transportador m. H= Desnivel Desnivel a vencer m (+para ascenso y – para descenso). descenso). f ges ges= Valor total de pérdidas. Na= Potencia de accionamiento kW. Nv= Potencia total o plena del motor de acc. kW.

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Tipos de material Velocidad v Que fluyen libremente, liviano y no escurridizos como Harina, huesos y v=0,3……0,5 m/s cereales. De grano fino o pequeños trozos que no fluyen libremente y son poco escurridizos v= 0,2…...0,3 m/s como ser pedazos de carbón, sal gruesa, aserrín. Que fluyen difícilmente, espesos y de v= 0,1 m/s tamaño grande como ser arena, cenizas.

fges  1,80 3,10

4,40

Para tornillos tornillos con hél hélice ice de banda se titiene: ene:  N vB

≅  1 ,  2 ∗ N v

NvB= Potencia plena del tornillo de banda kW. Esfuerzo axial: F a

=

 M  ant  r ∗ tan( a r 

+ ρ)

Fa= esfuerzo axial en kN. Mant= Momento torsorkNm  N   M ant  = 9  , 55 ∗ a n

r = radio de aplicación de la fuerza de empuje m   D r  = (0,7 ...0,8) ∗

2

ar = Angulo de inclinación del tornillo sobre el radio r  ρ =  Angulo para coeficiente de rozamiento entre material y gusano   ( tan ρ   = µ ) Ejemplo:

4.3.. TRAZAD 4.3 TRAZADO O DEL DEL PALAS PALASTRO TRO:: Para el trazado del palastro es necesario conocer el diámetro del árbol. Este árbol generalmente consiste en una tubería o cañería negra sin costura de hierro forjado, aunque en algunos casos se pueden usar ejes macizos de hierro forjado o acero. El diámetro del árbol árbol del torni tornillo llo se calcula calcula a partir de: d  =  = m 4

 N  n

mm Siendo: m= 136 para tuberías negras m= 120 para árboles macizos de hierro forjado m= 105 para árboles macizos de acero N= potencia del tornillo en CV n= rpm del tornillo sin fin. Pág. 42

 

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 A =   (π  ∗  D )

2  

+ s2

=   (π  ∗ d ) 2 +  s 2    D − d  a =  R − r  =

 B

2

a ∗  B r  =  A −  B

Donde: a= Altura del palastro m. D= Diámetro del tornillo transportador m. d = Diámetro Diámetro ddel el árb árbol ol (cañ (cañerí eríaa negr negra) a) m.

Fig. 4.3. Dimensiones del tornillo tornillo sin sin

Fig. 4. 4. Trazado del palastro y su desarrollo

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5. TRANSPOR TRANSPORTADOR TADORES ES NEUMÁTICO NEUMÁTICOS: S: 5.1. 5.1. GENE GENERA RALI LIDA DADE DES. S. El transporte neumático se utiliza para el transporte de cierta calidad de productos característicos por ejemplo: Granos y polvos, a través de un sistema de tuberías horizontales, inclinadas y verticales mediante la fluidificación del material transportado en un flujo conti continúo núo de aire, a cierto cierto caudal y presión presión.. El flujo de aire puede ser de presión (impulsión) o de succión (aspiración). Existen sistemas de flujo mixto. Ver los gráficos siguientes:

Pág. 44

 

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Son de gran aplicación en la industria para mover materiales secos, livianos, pulverulentos y de trozos pequeños como ser cemento, cereales, harinas, arenas y otros. Muy usado en instalaciones instalaciones como molinos para mover granos y harinas y en las fábricas de cemento. Pueden alcanzar volúmenes de transporte de hasta 500 m 3/h, longitudes de hasta 2 km y alturas de 100 m con velocidades del aire de hasta 40m/s.  A continuación se muestran dos esquemas aplicados en la industria alimenticia:

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5.2. CÁLCULO. Para el proyecto de instalación de un transportador neumático debe determinarse el caudal o la capacidad de transporte, las propiedades o cualidades del material transportado, la longitud del conducto y el desempeño del mismo. Las principales cantidades a ser calculadas son el caudal volumétrico de aire V L en m3/s, la presión del aire en bar así como el diámetro del conducto o tubería D en m. Los datos requeridos requeridos que pueden ser determina determinados dos son: La averiguación averiguación de cantidades cantidades calculadas como la longitud longitud reducida o equivalente equivalente Lred, la relación de mezclas   µ, la velocidad del aire vL y la velocidad de los sólidos (Horizontal) v S requerida.

5.2.1. LONGITUD EQUIVALENTE O REDUCIDA. REDUCIDA. La longitud reducida establece la suma de la longitud longitud de la instalación y las longitudes equivalentes por accesorios.  Lred 

= ∑  Lir  +  ∑   L ik  + ∑ Lis [m]

Lred= Longitud reducida [m] Lir = Longitud de partes de la instalación [ m] Lik = Largo equivalente de curvas [m] (tabla 5.1.) Lis = Longitud Longitud equiv equivalente alente ddee esclus esclusa, a, cicl ciclones ones y accesorios accesorios ( 8- 10 m) Pág. 46

 

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5.2.2. VELOCIDAD DEL AIRE. V s

= C 1 

γG

[m/s]

a k 

γ L

Vs = Velocidad de los sólidos [m/s]

γ G = Peso especifico del material a trasportar [t/m 3] γ L = Peso especifico del aire [kg/ m 3]   γ L= 1.2 1.2 kg kg// m3 a presión atmosférica Para instalaciones por succión  γ L es menor y para instalaciones a presión es mayor. 3 Inst. presiónγ Lwp Lwp=1.6 a 2 kg/ m

Inst. succiónγ Lws= 0.8 a 0.95 kg/ m 3 ak = Tamaño medio del material transportado. [m] c1 = coeficiente de tamaño ver tabla 5.2. La velocidad en la red de las tuberías no es constante. vl

vl

= C  2 

≅ γ   G

1 γl

+  C 3 Lred  2 [m/s]

vl = velocidad del aire [m/s] en el sitio con casi presión atmosférica especifico del materia materiall a trasporta trasportarr [t/m3] γ G = Peso especifico C2 = coeficiente para el grano (tabla 5.3.) C3 = coeficiente (2 a 5) 10-5 pequeños valores para materiales secos y pulverulentos Lred= Longitud reducida [m]

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5.2.3. 5.2 .3. RELAC RELACIÓN IÓN DE DE MEZCLA MEZCLAS S Y DIÁMETRO DIÁMETRO DE DE CONDU CONDUCTO CTO.. La relación de mezclas y velocidades del aire con el material establece una relación entre el peso del material y el peso específico del aire. µ

=

 I G

3,6γ LV  L

µ= Relación de mezclas IG = capacidad de transporte t/h

γ L = Peso especifico del aire [kg/ m 3]   γ L= 1.2 kg/ m3 a presión atmosférica VL = caudal volumétrico del aire m3/s Luego: V  L =

 I G

3,6γ L µ

[m3/s]

π También: V  = 4   D 2 v L  L

[m3/s]

  

Entonces el diámetro del conducto en metros será:  D

=

4V  L πv L

[m]

5.2.4. PRESIÓN DEL DEL AIRE EN LA TUBERÍA. 2

Instalación a presión:

Instalación a succión:

P A

= P E  1 +  λ L

P E 

= P A 1 −

 

 

v  D

red  L

  λ Lred v L  D

[bar]

2

[bar]

P A = presión absoluta al principio de la instalación bar  PE = Presión al final de la instalación [bar]

λ= resistencia de la tubería y se expresa como λ=ψµ Para transporte por succión   ψ = 1.5x10-7 = constante adimensional Pág. 48

 

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Para transporte por presión   ψ =ƒ[j] ver Tabla 5.5.  j

=

µ l red v L

2

 D

Para tramos tramos co conn desni desnivel vel H, H, la presión está dada en función función de la la altura altura en metros. Se determi dete rmina na que que:: P H   =

 H γ Lmµ

[bar]

104

γ Lm Lm = Peso especifico medio del aire en trayecto de ascenso y/o descenso en Kg/m3

En instalaciones a presión: P A

≅

  ψµ L v 1 +     red   L  D

2

± P H  [bar]

El signo [+] será para ascensos. El signo [-] será para descensos. Instalaciones de succión. P E 

≅

  ψµ L v 1 −     red   L  D

2

± P H  [bar]

El signo [-] será para ascensos. El signo [+] será par descensos.

5.2.5. POTENCIA DEL SOPLADOR/VENTILADOR. SOPLADOR/VENTILADOR. Para instalaci instalaciones ones a ppresión resión:: PG = ξP A + Pv Para instalaciones de succión: P G = (P0 –PE) ξ+Pv P0= Presión del soplador [bar] Pv= perdidas de presión En instalaciones a presión: Perdidas entre obturador y dosificador: Pv≅ 0.3 [bar] En instalaciones de succión perdidas: Pv = 0.02 [bar] Pág. 49

 

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ξ = coeficiente para: Presión: perdidas de presión:  ξ= 1.2 Succión: perdidas en las toberas:  ξ=1.1 P0= presión atmosférica  ≅1 [bar] wiV 0

Luego:  N V  = ηges

[Kw]

Nv = potencia de accionamiento en Kw. Wi= trabaj trabajoo especí específico fico isotérmico isotérmico del aire • Para presión presión = de la fórmula : wi

= 230   Po lg

PG Po

[kNm/m3]

• para succión: de la tabla 5.6. Vo= 1.1 VL

η= rendimiento del compresor = 0.8 para compresores lobulares.

= 0.6 para compresores centrífugos.

TABLAS PARA EL TRANSPORTE NEUMATICO (DIN) TABLA 5.1. Longitud equivalente L ik en m para curvas a 90º. Tipo de material Polvos Granulados Pedazos pequeños clasificados Pedazos grandes clasificados

Relación r/D 4 4….8 -----

6 5….10 8….10 ---

10 6….10 12….16 28….35

20 8….10 16….20 38….45

---

---

60…80

70….90

Pág. 50

 

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TABLA 5.2. Valor coeficiente C 1. Valor C1 10 c1≅ 10 + 34000 ak c1≅ 170

Tamaño de partícula ak ak ≤ 0.00001 m 0.00001