85796960 Disenos de Fajas Transportadoras 2

Rodillos y componentes para el trasporte por banda de material a granel

2 ed. BU ES 07/ 03

BULK HANDLING

Todas las dimensiones indicadas en este catlogo estn sujetas a tolerancias de elaboracin y aunque los dibujos sean fieles no son vinculantes.

RULLI RULMECA S.p.A. se reserva el derecho de modificar los productos sin previo aviso.

Rodillos y componentes para el transporte por banda de materiales a granel

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Indice1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 1.5.6 1.6 1.6.1 1.6.2 1.7 1.7.1 1.8 1.8.1 1.8.2 1.8.3 1.9 Informaciones tcnicas pg. 9 2 2.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 2.5 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.5.6 2.6 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.6.4 Rodillos pg. 67 69 70 74 75 76 80 89 91 120 121 133 149 155 161 164 166 176 188 192 Introduccin................................................................ 11 Simbologa tcnica .................................................... 12 definicion y caractersticas de una cinta transportadora ...................................... Componentes y su denominacin ............................ Criterios de diseo ..................................................... Material a transportar ................................................... Velocidad de la banda .................................................. Ancho de la banda ....................................................... Configuracin de las estaciones, paso y distancias de transicin ............................................. Esfuerzo tangencial, potencia absorbida, resistencias pasivas, peso de la banda, tensiones y controles ......... Motorizacin de la cinta transportadora y dimensionado de los tambores .................................. 14 16 18 18 23 24 32 36 44 sectores de empleo .................................................... Criterios constructivos y caractersticas de los rodillos ............................................................. Mtodo de eleccin .................................................... Eleccin del dimetro en relacin con la velocidad ........ Eleccin del tipo en relacin con la carga ...................... Designacin cdigo .................................................... Programa .................................................................... Rodillos serie PSV ........................................................ Rodillos serie PSV no estndar...................................... Rodillos serie PL - PLF.................................................. Rodillos serie MPS - M ................................................. Rodillos serie MPR ....................................................... Rodillos serie RTL ......................................................... Rodillos de gua ............................................................ Rodillos con anillos .................................................... Rodillos con impacto .................................................... Rodillos de retorno con anillos distanciados .................. Rodillos de retorno con anillos de goma de forma helcoidal autolimpiadores ............................................. Rodillo de retorno con jaula en forma de espiral metlica autolimpiadores ..............................................

Rodillos - funcin y criterios constructivos .............. 48 La eleccin del dimetro de los rodillos en relacin con la velocidad ........................................................... 49 Eleccin del tipo en relacin con la carga ..................... 50 Alimentacin de la banda y rodillos de impacto .......... 53 Clculo de las fuerzas que actan sobre los rodillos de impacto................................................................... 54 Otros accesorios ......................................................... 58 Dispositivos de limpieza ............................................... 58 Inversin de la banda ................................................... 59 Cubierta de la banda transportadora ............................ 59 Ejemplo de diseo ..................................................... 60

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33.1 3.2 3.2.1 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.4 3.5 3.6 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4

Estaciones

pg. 195

55.1 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5

Limpiadores

pg. 269

Introduccin ............................................................... 197 eleccin de las estaciones ......................................... 198 Eleccin de los travesaos en relacin con la carga ...... 200 Configuraciones ......................................................... Estaciones de ida ......................................................... Estaciones de retorno ................................................... Designacin cdigo ...................................................... Programa travesaos y soportes ................................... 202 202 203 204 205

Introduccin ............................................................... 271 Criterios de uso .......................................................... 272 Programa .................................................................... Limpiadores Tipo P ....................................................... Limpiadores Tipo R ...................................................... Limpiadores Tipo H ...................................................... Limpiadores Tipo U ...................................................... limpiadores simples y de reja ........................................ 273 274 276 278 280 282

Estaciones autocentradoras....................................... 222 Grupos voladizos ........................................................ 234 Sistemas de guirnalda ................................................ Caractersticas.............................................................. Indicaciones de empleo y configuraciones .................... Programa ..................................................................... Suspensiones ............................................................... 239 240 241 243 250

44.1 4.2 4.2.1 4.3 4.3.1 4.4 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.5.5

Tambores

pg. 253

66.1 6.2 6.3 6.3.1 6.4 6.4.1

Cubiertas

pg. 285

Introduccin................................................................ 255 Dimensionado de los tambores ................................. 256 la importancia de eje .................................................... 257 Caractersticas constructivas .................................... 258 Tipos y ejecuciones ...................................................... 259 Designacin cdigo .................................................... 260 Programa .................................................................... Tambor motriz con anillos de fijacin ........................... Contratambor con anillos de fijacin ............................. Contratambor con rodamientos incorporados ............... Tensores de tornillo simple ........................................... Tambores especiales .................................................... 261 262 264 266 267 268

Introduccin e indicaciones de empleo .................... 287 Tipologas y caracter8isticas ..................................... 287 Programa cubiertas de plstico ................................. 289 Indicaciones de montaje ............................................... 290 Programa cubiertas de acero .................................... 293 Indicaciones de montaje y accessorios de fijacin ......... 294

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El moderno manejo industrial de mercancias y materiales a granel reuiere insrumentos vanguardistas. En este mbito Rulli Rulmeca se presenta como uno de los mayores y ms cualificados productores del mundo de rodillos y elementos para todos los tipos de cintas transportadoras y sistemas automatizados de transporte. Desde 1962, ao de su fundacin, hasta la fecha, Rulli Rulmeca se ha impuesto en el mbito nacional y en el internacional. El desarrollo alcanzado por la empresa ha implicado una estructura de notables dimensiones. Oficinas de direccin, comerciales, de administracin, de diseo, de produccin y control de calidad, interactan, mediante la red informtica, de modo eficaz y funcional.

La fbrica est en continua evolucin. Los espacios operativos se articulan tanto en oficinas difanas como en centros de control altamente sofisticados. Los departamentos de produccin y las oficinas estn estudiados para crear las mejpres condiciones de trabajo con el mximo respeto a la persona. La filosofa de la empresa ha sido siempre, y sigue siendo, la de satisfacer las exigencias y resolver los problemas del cliente, vendiendo no slo los productos, sino un servicio completo, basado en una competencia tcnica especializada, acumulada durante ms de 40 aos de experiencia.

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Experiencia

Moderna Tecnologa

Automatizacin

Servicio

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Sectores de aplicacin:carbn acero energa qumica fertilizantes vidrio cemento extraccin minera

Se incluyen a continuacin ejemplos de algunos de los ms importantes sectores de la industria a los que Rulli Rulmeca suministra rodillos y componentes para la manipulacin de materiales a granel, sectores en los que las cintas transportadoras se distinguen en cuanto a su empleo por su flexibilidad, facilidad y economa.

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1 Informaciones tcnicasy criterios de diseo de las cintas transportadoras

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1

Informaciones tcnicasy criterios de diseo e las cintas transportadoras

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Summary

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 1.5.6 1.6 1.6.1 1.6.2 1.7 1.7.1 1.8 1.8.1 1.8.2 1.8.3 1.9

Informaciones tcnicas

pg.

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Introduccin................................................................ 11 Simbologa tcnica .................................................... definicion y caractersticas de una cinta transportadora ...................................... Componentes y su denominacin ............................ Criterios de diseo ..................................................... Material a transportar ................................................... Velocidad de la banda .................................................. Ancho de la banda ....................................................... Configuracin de las estaciones, paso y distancias de transicin ............................................. Esfuerzo tangencial, potencia absorbida, resistencias pasivas, peso de la banda, tensiones y controles ......... Motorizacin de la cinta transportadora y dimensionado de los tambores .................................. 12 14 16 18 18 23 24 32 36 44

Rodillos - funcin y criterios constructivos .............. 48 La eleccin del dimetro de los rodillos en relacin con la velocidad ........................................................... 49 Eleccin del tipo en relacin con la carga ..................... 50 Alimentacin de la banda y rodillos de impacto .......... 53 Clculo de las fuerzas que actan sobre los rodillos de impacto................................................................... 54 Otros accesorios ......................................................... 58 Dispositivos de limpieza ............................................... 58 Inversin de la banda ................................................... 59 Cubierta de la banda transportadora ............................ 59 Ejemplo de diseo ..................................................... 60

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1.1 Introduccin En el diseo de intalaciones para el manejo de materias primas o de productos acabados, la eleccin del medio de transporte debe favorecer el medio que, a igualdad de volmenes transportados, presente los menores costes, tanto de empleo como de mantenimiento, y a su vez posea suficiente flexibilidad para adaptarse a una amplia variedad de capacidades de transporte o a sobrecargas momentneas. La cinta transportadora, utilizada en medida creciente durante los ltimos decenios, es un medio de transporte que satisface ampliamente estas exigencias. Comparado con otros sistemas, se ha revelado en efecto como el ms econmico, incluso porque se puede daptar a las ms diferentes condiciones de trabajo. Actualmente no se usa slo para el transporte horizontal o en subidas, sino tambin en curvas, en ligeras bajadas y con velocidades relativamente elevadas. El presente texto no quiere se un manual de diseo para cintas transportadoras. Desea slo proporcionar algunos criterios gua para la eleccin de los componentes principales de la instalacin y presentar las modalidades de clculo ms importantes para un dimensionado correcto. Las informaciones tcnicas incluidas en el siguiente captulo se consideran un soporte bsico que, de todos modos, tiene que ser complementado por el proyectista encargado de la instalacin.

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1.2 a A ag ai ao at au B C Ca ca Ca1 cd Cf ch Co Cp Cpr Cq Cr cr Cr1 Ct Cw d D E e f fa fr ft Fa Fd Fm Fp Fpr Fr Fs Fu Fv G Gm H Hc Hf Ht Hv IC

Simbolos tcnicos paso de las estaciones longitud de eje del rodillo distancia entre soporte y brida del tambor paso de las estaciones de impacto paso de las estaciones de ida paso de las estaciones de transicin paso de las estaciones de retorno longitud de la envoltura del rodillo distancia entre los soportes del rodillo carga esttica en la estacin de ida carga en el rodillo central de la estacin de ida carga dinmica el na estacin de ida carga dinmica de los rodamientos constante elstica del bastidor/rodillos de impacto llave del eje del rodillo carga esttica de los rodamientos carga que resulta de las fuerzas que actun sobre el eje del tambor motriz carga que resulta de las fuerzas que actun sobre el eje del tambor loco coeficiente de las resistencias fijas carga esttica en la estacin de retorno carga en el rodillo de la estacin de retorno carga dinmica en la estacin de retorno coeficiente de las resistencias pasivas debidas a la temperatura factor de abrazamiento dimetro eje/rbol diametro rodillos/tanbores mdulo elstico del acero base de los logaritmos naturales coeficiente de rozamiento interior del material y de los elementos giratorios coeficiente de rozamiento entre banda y tambor, dado un ngulo de abrazamiento flecha de la banda entre dos estaciones consecutivas flecha del eje de simetria esfuerzo tangencial para mover la banda en el tramo de ida factor de choque factor ambiental factor de participacin factor de participacin en el rodillo central de un conjunto de tres esfuerzo tangencial para mover la banda en el tramo de retorno factor de servicio esfuerzo tangencial total factor de velocidad distancia entre los soportes peso del bloque de material desnivel de la banda altura correcta de cada altura de cada del material banda-tolva desnivel entre el tambor motriz y el contrapeso altura de cada material tolva banda receptora distancia desde el centro del tambor motriz al centro de situacin del contrapeso 12 m mm m m m m m mm mm daN daN daN daN Kg/m mm daN daN daN __ daN daN daN __ __ mm mm daN/mm2 2,718 __ __ m mm daN __ __ __ __ daN __ daN __ mm Kg m m m m m m

IM IV IVM IVT J K K1 amm L Lb Lt Mf Mif Mt N n P pd pi pic Ppri Pprs qb qbn qG qRO qRU qs qT RL S T0 T1 T2 T3 Tg Tmax Tumax Tx Ty v V W t 1 2 y

capacidad de transporte volumtrica capacidad de transporte de la banda (flujo de material) capacidad de transporte volumtrica corregida a 1 m/s en relacin con la inclinacin e irregularidad de alimentacin capacidad de transporte volumtrica a 1 m/s momento de inercia de la seccin del material factor de inclinacin factor de correccin esfuerzo admisible distancia entre ejes de la cinta transportadora dimensin del bloque de material distancia de transicin momento de flexin momento ideal de flexin momento de torsin ancho de la banda nmero de revoluciones potencia absorbida fuerza de cada dinmica fuerza de impacto cada material fuerza de impacto material en rodillo central peso de las partes giratorias inferiores peso de las partes giratorias superiores peso de la banda por metro lineal peso del ncleo de la banda peso del material por metro lineal peso de las partes giratorias superiores referido al paso de las estaciones peso de las partes giratorias inferiores referido al paso de las estaciones peso especfico peso del tambor ancho de banda de los mototambores seccin del material en la banda tensin mnima en cola en la zona de carga tensin del lado tenso daN tensin del lado lento tensin de los tambores (no de mando) tensin de la banda en el punto de situacin del contrapeso tensin en el punto sometido a mayor esfuerzo dee la banda tensin unitaria mxima de la banda tensin de la banda en un punto considerado tensin de la banda en un punto considerado velocidad de la banda elevacin mxima del borde de la banda mdulo de resistencia ngulo de abrazamiento de la banda en el tambor inclinacin eje simtrica (rotacin) ngulo de sobrecarga ngulo de inclinacin de la tolva inclinacin de a banda transportadora inclinacin de los rodillos laterales de una terna inclinacin de los rodillos laterales intermedios inclinacin de los rodillos laterales extriores rendimiento ngulo de flexin del rodamiento

m3/h t/h m3/h m3/h mm4 __ __ daN/mm2 m m m daNm daNm daNm mm giros min kW Kg Kg Kg Kg Kg Kg/m Kg/m2 Kg/m Kg/m Kg/m t/m3 daN mm m2 daN daN daN daN daN daN/mm daN daN m/s mm mm3 grados rad grados grados grados grados grados grados __ grados

El simbolo chilogramos (kg) es intendido como fuerza peso.

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Tolva de carga

Cinta transportadora Estacin de impacto

Tolva de descarga Estacin de ida

Contratambor

Estacin de retorno

Tambor motor

Fig. 1 - Esquema bsico de una cinta transportadora

1.3 - Definicin y caractersticas La funcin de una cinta transportadora es la de transportar de forma continua de materiales a granel homogneos o mezclados, a distancias que pueden oscilar entre algunos metros y decenas de kilmetros. Uno de los componentes principales del transportador es la banda de goma, que ejerce una doble funcin: - contener el material transportado - trasmitir la fuerza necesaria para transportar la carga. La cinta transportadora es un dispositivo capaz de trasladar de forma continua los materiales que transporta en su parte superior. Las superficies, superior (de ida) e inferior (de retorno) de la banda, descansan sobre una serie de rodillos soportados por estructuras metlicas (estaciones). En los dos extremos del transportador, la banda se enrolla en tambores, uno de los cuales, acoplado a un rgano motor, transmite el movimiento. El ms competitivo de los dems sistemas de transporte, es seguramente por medio de camin. Respecto a este ltimo, la banda transportadora presente las siguientes ventajas: - menor nmero de operarios - consumo energtico limitado - mantenimiento programable con largos intervalos - independencia de los sistemas vecinos - costes de funcionamiento reducidos.

A igualdad de carga, las grandes cintas transportadoras pueden presentar costes inferiores de hasta un 40 a 60% respecto al transporte por medio de camin. Los rganos mecnicos y elctricos de la cinta transportadora, tales como rodillos, tambores, rodamientos, motores, etc. se fabrican segn normas unificadas. Los niveles cualitativos alcanzados por los mejores fabricantes garantizan su funcionalidad y duracin a lo largo del tiempo. Los componentes principales de la cinta transportadora (banda y rodillos) requieren, si se dimensionan e instalan correctamente, una mantenimiento muy reducido. La banda de goma necesita poqusimas reparaciones superficiales y los rodillos lubricados para toda la vida permiten, si son de buena calidad y de concepcin avanzada, reducir el porcentaje anual de sustituciones mediante el mantenimiento ordinario. El revestimiento de los tambores tiene una duracin mnima de dos aos. El empleo de dispositivos de limpieza adecuados de la banda en el punto de alimentacin y en los de descarga asegura una mayor duracin de las instalaciones y un menor mantenimiento.

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Todos estos factores, junto al limitado coste de las obras de soporte para salvar desniveles o el paso inferior de badenes, carreteras y otros obstculos, as como las pendientes superables por las cintas transportadoras lisas (hasta 18), y la posibilidad de recuperar energa en los tramos de recorrido en bajada, han hecho posible el diseo y la realizacin de transportadores con una longitud de hasta 100 km, realizados con tramos individuales de 15 km cada uno.

En la prctica de su uso en la prctica las caractersticas de flexibilidad, robustez y economa lo han convertido en el medio de transporte de materiales a granel ms difundido y con las posibilidades ms amplias de un desarrollo ulterior. Las figuras que se incluyen a continuacin muestran las configuraciones ms tpicas de cintas transportadoras.

Fig. 2.1 - Cinta transportadora horizontal.

Fig. 2.5 - Cintas transportadoras ascendente y horizontal, cuando est indicado usar dos bandas.

Fig. 2.2 - Cinta transportadora horizontal y ascendente, cuando el espacio permite una curva vertical y cuando la carga permite el empleo de una sola banda.

Fig. 2.6 - Cinta transportadora nica horizontal y ascendente, cuando el espacio no permite una curva vertical pero la carga permite el empleo de una sola banda.

Fig. 2.3 - Cinta transportadora ascendente y horizontal, cuando la carga permite el empleo de una sola banda y el espacio permite una curva vertical.

Fig. 2.7 - Cinta transportadora nica, compuesta por tramos horizontales, tramos en subida y en bajada con curvas verticales.

Fig. 2.4 - Cintas transportadoras horizontal y ascendente, cuando el espacio no permite una curva vertical y la carga requiere el empleo de dos bandas.

Fig. 2.8 - Cinta transportadora con zona de carga en bajada o en subida.

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1.4 - Componentes y su denominacin En la Fig. 3 estn ilustrados los componentes bsicos de una cinta transportadora tipo. En la realidad, con el variar de las exigencias de empleo, se podrn disponer de las ms diferentes combinaciones de carga, descarga, elevacin y de rganos accesorios. Tambor motriz En el tambor motriz tradicional o en el mototambor, la envoltura se reviste normalmente de goma, de un espesor adecuado a la potencia a transmitir. El revestimiento se presenta nervado, en forma de espiga, con el vrtice situado en el sentido de la marcha o con surcos romboidales, para elevar el coeficiente de rozamiento y facilitar el desage. El dimetro de los tambores est dimensionado en base a la clase de resistencia de la banda y a la presin especfica que acta en la misma.

Cabezal motriz Puede ser de tipo tradicional o con mototambor. - Tradicional Est compuesto por un grupo de mando constituido sucesivamente: por un tambor motriz de dimetro apropriado a la carga en la banda y por un tambor de inflexin. El movimiento lo proporciona un motoreductor del tipo pendular o de ejes ortogonales o paralelos, stos ltimos acoplados por medio de una junta al tambor motriz. - Mototambor En esta configuracin el motor, el reductor y los cojinetes forman una unidad integrada y protegida en el interior del tambor de arrastre de la banda; se eliminan as todas las voluminosas partes exteriores de los cabezales motrices tradicionales. Actualmente se fabrican mototambores con un dimetro de hasta 800 mm y una potencia de unos 130 kW, con un rendimiento que puede alcanzar incluso el 97%.

Contratambores La envoltura no necesita revestimiento, a no ser en casos particulares; el dimetro normalmente es inferior al previsto para el tambor motriz.

Tambores de desviacin y de inflexin Se emplean para aumentar el ngulo de abrazamiento de la banda. Adems, se utilizan tambin para todas las desviaciones necesarias en presencia de dispositivos de tensin mediante contrapeso, descargadores mviles, etc.

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Rodillos Sostienen la banda y tienen que garantizar el deslizamiento libre y regular bajo carga. Son los elementos ms importantes de la banda transportadora y representan una parte considerable de su valor global. El funcionamiento correcto de los rodillos es fundamental para garantizar la eficacia y la economa de empleo de la instalacin.

Tensores La tensin necesaria para que se adhiera la banda al tambor motriz se mantiene mediante un dispositivo de tensin, que puede ser del tipo de tornillo, de contrapeso o con cabrestante motorizado. El contrapeso determina una tensin constante en la banda, independientemente de las condiciones de funcionamiento. Su peso se dimensiona en el lmite mnimo necesario para garantizar el arrastre de la banda, a fin de evitar esfuerzos intiles. Ls carrera prevista para un tensor de contrapeso depende de la deformacin elstica a la que est sometida la banda en las diferentes fases de funcionamiento. La carrera mnima de un tensor no deber ser inferior al 2% de la distancia entre ejes del transportador para bandas reforzadas con productos textiles, y al 0,5% para bandas reforzadas con elementos metlicos.

El tobogn tendr que responder a las exigencias de cada del material, segn la trayectorias calculadas en base a la velocidad de transporte, al tamao, al peso especfico del material transportado y a sus caractersticas fisico-qumicas (humedad, corrosividad, etc.).

Estaciones superiores portantes y de retorno Los rodillos portantes estn reunidos en general en conjunto de tres y sostenidos por un bastidor. La inclinacin de los rodillos laterales est comprendida entre 20 y 45. Se puede construir, adems, un sistema de guirnalda con una inclinacin de hasta 60. Las estaciones de retorno pueden ser planas, con rodillos individuales o reunidos en una pareja, en forma de "V" con 10 de inclinacin. Al variar la configuracin de los rodillos en las estaciones superiores (simtricas y no) se obtienen secciones de transporte diferentes.

Dispositivos de limpieza Actualmente, los sistemas de limpieza de las bandas son considerados con una atencin particular, tanto porque reducen las intervenciones de mantenimiento en las cintas transportadores que transportan materiales hmedos y particularmente pegajosos, como porque permiten obtener la mxima productividad. Los dispositivos adoptados son diferentes. Los ms difundidos, por la sencillez de su aplicacin, son los de cuchillas raspadoras, montadas en soportes elsticos de goma (captulo 5).

Tolvas de carga La tolva de recogida y el tobogn de carga estn dimensionados a fin de absorber, sin causar atascos ni daos a la banda, las variaciones instantneas de la capacidad de carga y eventuales acumulaciones.

Cubierta de las cintas transportadoras La cubierta de las cintas transportadoras es de fundamental importancia cuando es necesario proteger el material transportado contra factores atmosfricos y garantizar la funcionalidad de la instalacin (captulo 6).

Tolva de carga

Estacin de ida

Estacin de centraje automtico de ida

Cubierta

Estacin de transicin

Tambor motriz o mototambor Estacin de impacto

Limpiador Limpiador tangencial Tambor de inflexin

Fig. 3Contratambor Tambor de inflexin Limpiador de reja Estacin de centraje automtico de retorno Estacin de retorno Tambor de tensin por contrapeso Tambor de desviacin

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1.5 - Criterios de diseo La eleccin del sistema de transporte ptimo, su correcto diseo, su utilizacin racional, dependen del conocimiento de las caractersticas constructivas y del comportamiento bajo carga de todos los componentes del propio sistema. Los factores principales que influyen en el dimensionado de una cinta transportadora son: la capacidad de transporte requerida, la granulometra, las caractersticas fisicoqumicas del material a transportar y el perfil altimtrico del recorrido. A continuacin se ilustran los criterios utilizados para determinar la velocidad y el ancho de la banda, para elegir la configuracin de las estaciones, el tipo de rodillos a utilizar y para el dimensionada de los tambores.

El ngulo de sobrecarga es el ngulo que forma la superficie del material respecto al plano horizontal sobre la banda en movimiento. Fig 5. Este ngulo normalmente es de 5 - 15 (para algunos materiales, hasta 20) inferior al ngulo de reposo.

ngulo de sobrecarga

Fig.4

1.5.1 - Material a transportar El diseo correcto de una cinta transportadora empieza con la evaluacin de las caractersticas del material a transportar: en particular del ngulo de reposo y del ngulo de sobrecarga. Fig.5 El ngulo de reposo de un material, definido tambin ngulo que la superficie de un amontonamiento, formado libremente, forma respecto al plano horizontal. Fig. 4.

ngulo de reposo

La Tab. 1 ofrece la correlacin entre las caractersticas fsicas de los materiales y los correspondientes ngulo de reposo.

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El material transportado se configura en su seccin como en la Fig. 6. El rea de la seccin del material transportado S se puede calcular geomtricamente sumando el rea del sector circular A1 con la del trapecio A2.

S = A 1 + A2

S

A1 A2

Fig.6

Se puede determinar de forma ms sencilla, haciendo referencia a los valores de la capacidad de transporte volumtrica lvt con la frmula: IVT S = _________ [ m2 ] 3600 donde:

Tab. 1 - ngulo de sobrecarga, de reposo y fluidez del material FluidezMuy elevada Elevada Media Baja Perfil en la banda plana

ngulo de sobrecarga 5 10 20 25 30

IVT = capacidad de transporte volumtrica a una velocidad de 1 m/s (see Tab.5a-b-c-d)

ngulo de reposo 0-19 20-29 30-34 35-39 40 and more Others

Caractersticas del material

Dimensin uniforme, Partcular partcular redondas hmedas, o muy secas como arena silcea seca, hmedo, etc. redondeadas, peso medio como, por ejemplo, semillas de judas. muy pequeas, muy secas y lisas, con

Material irregular, granular en tamao de peso medio, como, por ejemplo, carbn de antracita, harina de semillas de algodn, arcilla, etc.

Materiales tpicos comunes, como, por ejemplo, carbn bituminoso, grava, la mayor parte de los minerales, etc.

Material irregular, viscoso, fibroso y que tiende a entrelazarse (virutas de madera, bagazos exprimidos), arena de fundicin, etc.

Pueden incluir material con cualquier caracterstica indicada a continuacin en la Tab.2.

cemento y hormign cereales, trigo y

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Tab.2 - Propiedades fsicas de los materialesTipo Peso especfico aparente t/m3 Almina Amianto mineral o roca Antracita Arcilla seca fina Arcilla seca a trozos Arena de fundicin Arena hmeda Arena seca Asfalto fragmentado hasta 13 mm Asfalto para juntas de pavim. Azcar de caa natural Azcar de melaza de remolacha Azcar en polvo Azufre fragmentado 13 mm Azufre hasta 80 mm 0,80-1,04 1,296 0,96 1,60-1,92 0,96-1,20 1,44-1,60 1,75-2,08 1,44-1,76 0,72 1,28-1,36 0,88-1,04 0,88-1,04 0,80-0,96 0,80-0,96 1,28-1,36 qs ngulo de reposo 22 40 35 35 39 45 35 30 30 Grado de abrasividad C C B C C C C C A A B B A A A Grado de corrosividad A A A A A A A A A B B B B C C

lbs. / Cu.Ft 50-65 81 60 100-120 60-75 90-100 110-130 90-110 45 80-85 55-65 55-65 50-60 50-60 80-85

Baquelita fina Barita Bauxita en bruto Bauxita seca Bentonita natural Bicarbonato de sodio Brax en bruto

0,48-0,64 2,88 1,28-1,44 1,09 0,80-0,96 0,656 0,96-1,04

30-40 180 80-90 68 50-60 41 60-65

31 35 42 -

A A C C B A B

A A A A A A A

Cal hasta 3 mm Cal hidratada hasta 3 mm Cal hidratada molida Caliza en polvo Caliza fragmentada Caa de azcar cortada Caoln hasta 80 mm Carbonato de bario Carbn de calcio Carbn de lea Carbn graso en bruto Carbn graso malla 50 mm Carbn negro en polvo Carbn negro granulado Carborundo hasta 80 mm Cemento en bruto Cemento Portland suave Ceniza de carb. seco hasta 80 mm Ceniza de carb. trit. hasta 80 mm Cenizas de sosa pesadas Cinc concentrado Clinker de cemento Cloruro de magnesio Cloruro de potasio en grnulos Coque de petrleo calcinado Coque polvo 6 mm Coque suave

0,96 0,64 0,51-0,64 1,28-1,36 1,36-1,44 0,24-0,29 1,008 1,152 1,12-1,28 0,29-0,40 0,72-0,88 0,80-0,86 0,06-0,11 0,32-0,40 1,60 1,60-1,76 0,96-1,20 0,56-0,64 0,72-0,80 0,88-1,04 1,20-1,28 1,20-1,52 0,528 1,92-2,08 0,56-0,72 0,40-0,50 0,37-0,56

60 40 32-40 80-85 85-90 15-18 63 72 70-80 18-25 45-55 50-54 4-7 20-25 100 100-110 60-75 35-40 45-50 55-65 75-80 75-95 33 120-130 35-45 25-35 23-35

43 40 42 35 50 35 35 38 45 39 40 50 32 30-40 30-45 -

A A A B B B A A B A A A A A C B B B B B B C B B A C C

A A A A A A A A B A B B A A A A A A P C A A B A B B

20

La tabla 2 indica las propiedades fsicas y qumicas de los materiales que hay que tomar en consideracon en el diseo de una banda transportadora.

Tab.2 - Propiedades fsicas de los materialesTipo Peso especfico aparente t/m3 Corcho Criolita Criolita en polvo Cuarzo 40-80 mm Cuarzo criba 13 mm Cuarzo en polvo 0,19-0,24 1,76 1,20-1,44 1,36-1,52 1,28-1,44 1,12-1,28 qs ngulo de reposo Grado de abrasividad A A C C C Grado de corrosividad A A A A A

lbs. / Cu.Ft 12-15 110 75-90 85-95 80-90 70-80

Desechos de fundicin Dolomita fragmentada

1,12-1,60 1,44-1,60

70-100 90-100

-

C B

A A

Escorias de fundicin fragmentadas

1,28-1,44

80-90

25

C

A

Feldespato criba 13 mm Feldespato granulado 40-80 mm Fosfato cido fertilizante Fosfato biclcico Fosfato bisdico Fosfato florida Fosfato natural en polvo

1,12-1,36 1,44-1,76 0,96 0,688 0,40-0,50 1,488 0,96

70-85 90-110 60 43 25-31 93 60

38 34 26 27 40

C C B B B

A A B A A

Goma granulada Goma regenerada Granito, criba 13 mm Granito granulado 40-50 mm Grafito, copos Grava Gres fragmentado Guano seco

0,80-0,88 0,40-0,48 1,28-1,44 1,36-1,44 0,64 1,44-1,60 1,36-1,44 1,12

50-55 25-30 80-90 85-90 40 90-100 85-90 70

35 32 40 -

A A C C a B A B

A A A A A A A -

Hormign Hormign con hierro

2,08-2,40 1,44-1,76

130-150 90-110

-

C C

A A

Jabn en polvo

0,32-0,40

20-25

-

A

A

Ladrillo Lignito

2 0,64-0,72

125 40-45

38

C A

A B

Magnesita fina Mrmol fragmentado Mineral de cinc calcinado Mineral de cobre Mineral de cromo Mineral de hierro Mineral de hierro fragmentado Mineral de manganeso Mineral de plomo Mineral de nquel

1,04-1,20 1,44-1,52 1,60 1,92-2,40 2-2,24 1,60-3,20 2,16-2,40 2,00-2,24 3,20-4,32 2,40

65-75 90-95 100 120-150 125-140 100-200 135-150 125-140 200-270 150

35 38 35 39 30 -

B B C C C B B C

A A A A A A B B

A B C

no abrasivo/no corrosivo poco abrasivo/ poco corrosivo muy abrasivo/muy corrosivo

Nitrato de amonio Nitrato de potasio, salitre Nitrato de sodio

0,72 1,216 1,12-1,28

45 76 70-80

24

B B A

C B -

21


Tab.2 - Propiedades fsicas de los materialesTipo Peso especfico aparente t/m3 xido de aluminio xido de cinc pesado xido de plomo xido de titanio 1,12-1,92 0,48-0,56 0,96-2,04 0,40 qs ngulo de reposo Grado de abrasividad C A A B Grado de corrosividad A A A

lbs. / Cu.Ft 70-120 30-35 60-150 25

Pirita de hierro 50-80 mm Pirita pellets Pizarra en polvo Pizarra fragmentada 4080 mm Poliestireno

2,16-2,32 1,92-2,08 1,12-1,28 1,36-1,52 0,64

135-145 120-130 70-80 85-95 40

35 -

B B B B -

B B A A -

Remolachas azuc. pulpa natur. Remolachas azuc. pulpa seca

0,40-0,72 0,19-0,24

25-45 12-15

-

A -

B -

Sal comn seca Sal comn seca fina Sal de potasio silvinita Saponita talco fina Sulfato de aluminio granulado Sulfato de amonio Sulfato de cobre Sulfato de hierro Sulfato de magnesio Sulfato de manganeso Sulfato de potasio Superfosfato

0,64-0,88 1,12-1,28 1,28 0,64-0,80 0,864 0,72-0,93 1,20-1,36 0,80-1,20 1,12 1,12 0,67-0,77 0,816

40-55 70-80 80 40-50 54 45-58 75-85 50-75 70 70 42-48 51

25 32 32 31 45

B B A A B A B C B B

B B B A C A B

Talco en polvo Talco en granos 4080 mm Talco de caoln malla 100 Tierra hmeda arcillosa Trigo

0,80-0,96 1,36-1,52 0,67-0,90 1,60-1,76 0,64-0,67

50-60 85-95 42-56 100-110 40-42

45 45 25

A A A B A

A A A A A

Virutas de acero Virutas de aluminio Virutas de hierro fundido Virutas de madera A no abrasivo/no corrosivo B poco abrasivo/ poco corrosivo C muy abrasivo/muy corrosivo

1,60-2,40 0,11-0,24 2,08-3,20 0,16-0,48

100-150 7-15 130-200 10-30

-

C B B A

A A A A

Yeso en polvo Yeso granulado 13-80 mm

0,96-1,12 1,12-1,28

60-70 70-80

42 30

A A

A A

22

1.5.2 - Velocidad de la banda La velocidad mxima de funcionamiento de las cintas transportadoras ha alcanzado lmites que eran impensables hasta hace algunos aos. Las velocidades ms elevadas han permitido incrementar los volmenes transportados: a igualdad de carga, se han reducido las cargas de material por unidad lineal de transportador y, por tanto, los costes de las estructuras, de las estaciones portantes y de la banda. Las caractersticas fsicas de los materiales a transportar influyen de manera determinante la velocidad de funcionamiento. Los materiales ligeros, tales como cereales y polvos de algunos minerales, permiten velocidades elevadas. Materiales cribados o preseleccionados pueden ser traslabados a velociades de 8 m/s y superiores. Con el aumento del tamao del material, de su abrasividad y de su peso especfico, es necesario reducir la velocidad de la banda. Materiales no triturados o no seleccionados pueden obligar a elegir velocidades de transporte ms moderadas, del orden de 1,5 a 3,5 m/s. La cantidad de material por metro lineal que gravita sobre la banda es: IV = [ Kg/m ] 3.6 x v

Sin embargo, las bandas ms anchas permiten, a igualdad de capacidad de transporte, menores velocidades, presentando menor peligro de salida de material, de avera de la banda o atasco de la tolva. Segn datos experimentales, indicamos en la Tab. 3 las velocidades mximas aconsejables en funcin tanto de las caractersticas fsicas y del tamao de los materiales a transportar, como del ancho de la banda. Tab. 3 - Velocidades mximas aconsejables Tamao Banda dimensiones mximas ancho mnuniforme hasta mm mixto hasta mm mm

velocidad maxA m/s B C D

50 75 125 170 250 350 400 450 500 550

100 150 200 300 400 500 600 650 700 750 800

400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

2.5

2.3

2

1.65

3 3.5 4

2.75 3.2 3.65

2.38 2.75 3.15

2 2.35 2.65

4.5

4

3.5

3

5

4.5

3.5

3

qG

600

6

5

4.5

4

donde: qG = peso del material por metro lineal IV = capacidad de transporte de la banda t/h v = velocidad de la banda m/s Se utilizar qG en la determinacin de los esfuerzos tangenciales Fu. Con el aumento de la velocidad v se podr obtener las misma capacidad de transporte lv con un menor ancho de la banda (es decir, con una estructura del transportador ms sencilla) as como con menor carga por unidad lineal, y por tanto con esfuerzo de rodillos y estaciones portantes reducidos, y menor tensin de la banda.

A - materiales ligeros deslizables, no abrasivos, peso especfico de 0,51,0 t/m3 B - materiales no abrasivos de tamao medio, peso especfico de 1,01,5 t/m3 C - materiales medianamente abrasivos y pesados, peso especfico de 1,5 2 t/m3 D - materiales abrasivos, pesados y cortantes > 2 t/m3

Entre los factores que limitan la velocidad mxima de un transportador citamos: - La inclinacin de la banda en el punto de carga: cuanto mayor es la inclinacin, mayor es el tiempo de turbulencia (rodadura) del material antes de que se asiente en la banda. Este fenmeno es un factor que limita la velocidad mxima de funcionamiento del transportador, ya que produce el desgaste prematuro de la cubierta de la banda. - La ocurrencia de una accin abrasiva repetida del material sobre la banda, que viene dada por el nmero de pasadas de una determinada seccin de la banda debajo de la tolva de carga, es directamente proporcional a la velocidad de la banda e inversamente proporcional a su longitud.

23


1.5.3 - Ancho de la banda Una vez establecida, con la ayuda de la Tab.3, la velocidad ptima de la banda, la determinacin de su ancho se lleva a cabo principalmente en funcin de la cantidad de material a transportar, generalmente indicada en los datos base del diseo. En el texto que sigue a continuacin, la capacidad de transporte de una banda transportadora est expresada como capacidad de transporte volumtrica IVT [m3/h] per v= 1 m/sec. La inclinacin de los rodillos laterales de un conjunto de tres (de 20 a 45) define el ngulo de la estacin Fig.7. Troughing sets at 40 / 45 are used in special cases, where because of this onerous position the belts must be able to adapt to such an accentuated trough. In practice the choice and design of a troughing set is that which meets the required loaded volume, using a belt of minimum width and therefore the most economic.

ngulo de sobrecarga

Distancia entre los bordes 0,05 N + 25 mm

ngulo de la estacin

N

Ancho de la banda

Fig. 7

Con el mismo ancho de la banda, a mayor ngulo corresponde, un aumento de la capacidad de transporte volumtrica IVT. La eleccin de las estaciones portantes se lleva a cabo tambin en funcin de la capacidad de puesta en artesa de la banda. Antes, las inclinaciones estndar de los rodillos laterales de un grupo de tres eran 20. Ahora, las mejoras aportadas a las carcasas y a los materiales utilizados para la fabricacin de las bandas permiten usar estaciones con una inclinacin de los rodillos laterales de 30/35.

Las estaciones con una inclinacin de 40/45 se utilizan en casos especiales, debido tambin al coste de las bandas que pueden adaptarse a artesas tan acentuadas.

24

Para la determinacin de las dimensiones de la banda hay que tener en cuenta valores mnimos de ancho, en funcin de las cargas de rotura de la banda y de la inclinacin de los rodillos laterales de la estacin expresados en la Tab.4 .

Tab. 4 - Ancho mnimo de la bandaen funcin de su carga de rotura y de la inclinacin de los rodillos.

Carga de rotura

Ancho banda= 20/25 = 30/35 = 45

N/mm

mm

250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600

400 400 400 450 500 500 600 600 600

400 400 400 450 500 600 650 800 800

450 450 500 600 650 800 1000 1000

Para bandas con cargas de rotura superiores a las indicadas en la table, es aconsejable consultar a los fabricantes de banda.

Capacidad de transporte volumtrica IM La capacidad transporte en volumen de la banda viene dada por la frmula: Iv IM = _______ [ m3/h ] qs donde: Iv = capacidad de transporte de la banda t/h qs = peso especfico del material.

Mediante los Tab. 5a-b-c-d se determina qu ancho de banda cumple con la capacidad de transporte volumtrica IM requerido por los datos de diseo en relacin con la forma de la estacin, con la inclinacin de los rodillos, con el ngulo de sobrecarga del material y con la velocidad.

Se define luego: IM IVT = _______ [ m3/h ] v como capacidad de transporte volumtrica, a una velocidad de un metro por segundo.

25

1 Informaciones tcnicasy criterios de diseo de las cintas transportadoras Tab. 5a - Capacidades de transporte volumtricos con estaciones planas para v = 1 m/s Ancho ngulo de IVT m3/hBanda mm sobrecarga 5 10 300 20 25 30 5 10 400 20 25 30 5 10 500 20 25 30 5 10 650 20 25 30 5 10 800 20 25 30 5 10 1000 20 25 30 5 10 1200 20 25 30 5 10 1400 20 25 30 = 0 3.6 7.5 15.4 20.1 25.2 7.5 15.1 31.3 39.9 50.0 12.6 25.2 52.2 66.6 83.5 22.3 45.0 93.2 119.5 149.4 35.2 70.9 146.5 187.5 198.3 56.8 114.4 235.8 301.6 377.2 83.8 167.7 346.3 436.6 554.0 115.5 231.4 478.0 611.6 763.2 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600

IVT

Ancho Banda mm

ngulo de sobrecarga 5 10 20 25 30 5 10 20 25 30 5 10 20 25 30 5 10 20 25 30 5 10 20 25 30 5 10 20 25 30 5 10 20 25 30 5 10 20 25 30

m3/h

= 0 152.6 305.6 630.7 807.1 1008.7 194.7 389.8 804.9 1029.9 1287.0 241.9 484.2 1000.0 1279.4 1599.1 295.5 591.1 1220.4 1560.8 1949.4 353.1 706.3 1458.3 1865.1 2329.5 415.9 831.9 1717.9 2197.1 2744.1 484.0 968.0 1998.7 2556.3 3192.8 557.1 1114.2 2300.4 2942.2 3674.8

26

Tab. 5b - Capacidades de transporte volumtricos con estaciones de 2 rodillos para v = 1 m/s Ancho ngulo de IVT m3/hBanda mm sobrecarga 5 10 300 20 25 30 5 10 400 20 25 30 5 10 500 20 25 30 5 10 650 20 25 30 5 10 800 20 25 30 5 10 1000 20 25 30 = 20 17.6 20.5 28.8 32.0 36.3 34.5 41.4 55.8 63.7 72.0 57.6 68.7 92.8 105.8 119.8 102.9 123.1 165.9 189.3 214.5 175.6 192.9 260.2 296.6 336.2 317.1 310.6 418.6 477.3 541.0

Para obtener la capacidad de transporte volumtrica efectiva IM a la velocidad deseada, tendremos:

IM = IVT

x

v

[ m3/h ]

27

1 Informaciones tcnicasy criterios de diseo de las cintas transportadoras Tab. 5c - Capacidades de transporte volumtricos con estaciones de 3 rodillos para v = 1 m/sAncho Banda mm ngulo de sobrecarga 5 10 300 20 25 30 5 10 400 20 25 30 5 10 500 20 25 30 5 10 650 20 25 30 5 10 800 20 25 30 5 10 1000 20 25 30 5 10 1200 20 25 30 5 10 1400 20 25 30 = 20 13.3 16.9 24.4 27.7 33.4 28.0 35.2 50.4 56.8 67.7 47.8 60.1 85.3 96.1 114.1 87.8 109.4 154.4 174.2 205.5 139.6 173.6 244.0 275.0 324.0 227.1 281.1 394.9 444.9 523.4 335.8 415.0 581.7 655.2 770.4 465.8 574.9 804.9 906.4 1064.8 = 25 15.1 18.7 26.2 30.2 34.9 32.4 29.2 54.3 62.2 70.9 55.8 67.3 91.8 104.7 119.1 101.8 122.4 166.3 189.7 215.2 162.0 194.4 262.8 299.1 339.4 263.8 315.3 425.5 483.8 548.6 389.8 465.4 627.1 712.8 807.4 540.7 644.7 867.6 985.3 1116.3 = 30 17.2 20.5 27.7 31.6 36.0 36.6 43.2 57.2 65.1 73.4 62.6 73.4 97.2 109.8 123.8 114.4 134.2 176.4 198.7 223.5 182.1 212.7 278.2 313.2 352.4 296.2 345.6 450.7 506.5 569.1 438.1 510.1 664.2 745.9 837.7 606.9 706.3 918.7 1031.4 1157.7 = 35 18.7 21.6 28.8 32.4 36.3 39.6 45.3 59.4 66.6 74.5 68.0 78.4 101.1 112.6 126.0 124.9 142.9 183.6 204.4 227.8 198.3 226.8 290.1 322.9 359.2 322.9 368.6 469.8 522.0 580.6 477.0 543.9 692.6 768.9 855.0 661.3 753.4 957.9 1063.4 1181.8 = 45 21.6 24.4 30.6 33.8 37.8 45.7 51.4 66.3 69.8 77.0 78.4 87.4 106.9 117.7 129.6 143.2 159.1 193.6 212.4 233.6 227.1 252.0 306.0 334.8 367.9 368.6 408.6 494.6 541.0 594.0 545.0 602.6 728.2 795.9 873.3 753.8 834.1 1006.9 1100.1 1206.3

IVT

m3/h

28

Ancho Banda mm

ngulo de sobrecarga 5 10

IVT

m3/h = 25 716.0 853.2 1146.9 1302.1 1474.9 915.4 1090.8 1465.2 1663.2 1883.1 1139.7 1357.2 1822.3 2068.2 2341.4 1371.5 1634.4 2199.9 2496.8 2826.3 1632.9 1945.8 2618.6 2972.1 3364.4 1936.7 2307.9 3099.6 3518.0 3982.3 2240.7 2670.1 3592.0 4076.9 4615.0 2585.8 3079.0 4140.3 4699.2 5319.4 = 30 803.8 934.5 1214.2 1363.3 1529.6 1027.8 1194.4 1551.2 1740.0 1953.0 1279.8 1486.4 1929.2 2164.6 2427.8 1545.4 1796.0 2331.7 2613.6 2930.0 1832.9 2130.1 2776.3 3112.2 3488.7 2175.9 2528.6 3281.7 3678.7 4123.8 2517.8 2926.0 3805.5 4265.9 5185.6 2905.6 3376.8 4390.9 4922.1 5517.6 = 35 875.5 997.2 1266.4 1405.4 1561.3 1119.6 1274.4 1617.8 1794.9 1993.6 1393.9 1586.1 2012.0 2231.6 2478.6 1691.3 1925.2 2433.2 2698.4 2995.2 2010.7 2288.8 2896.2 3211.8 3565.0 2382.4 2711.8 3425.0 3798.3 4216.1 2759.4 3141.0 3971.5 4404.3 4888.7 3184.8 3625.2 4579.5 5078.6 5637.2 = 45 997.5 1102.6 1330.2 1452.9 1593.0 1274.7 1409.0 1698.8 1854.7 2032.9 1586.5 1752.8 2112.1 2305.8 2526.8 1908.1 2109.2 2546.2 2777.9 3045.5 2275.5 2514.2 3041.2 3317.9 3636.4 2697.3 2981.5 3592.0 3918.8 4295.0 3119.7 3448.4 4168.4 4547.7 4984.2 3597.8 3976.9 4800.2 5237.0 5739.7

= 20 616.6 760.6 1063.8 1198.0 1432.8 788.7 972.3 1353.2 1530.7 1796.4 981.7 1209.9 1690.0 1903.6 2233.4 1185.1 1461.1 2048.0 2316.2 2716.9 1403.7 1730.5 2431.0 2749.4 3225.0 1670.0 2058.8 2886.4 3264.5 3829.2 1930.8 2380.3 3342.6 3780.0 4433.9 2227.0 2745.7 3851.2 4355.7 5109.2

1600

20 25 30 5 10

1800

20 25 30 5 10

2000

20 25 30 5 10

2200

20 25 30 5 10

2400

20 25 30 5 10

2600

20 25 30 5 10

2800

20 25 30 5


10 3000 20 25 30

IM = IVT

x

v

[ m3/h ]

29

y criterios de diseo de las cintas transportadoras

2

1 Informaciones tcnicasTab. 5d - Loaded volume with 5 roll troughing sets v = 1 m/sBelt width mm Angle of surcharge 5 10 800 20 25 30 5 10 20 25 30 5 10 1200 20 25 30 5 10 1400 20 25 30 5 10 1600 20 25 30 5 10 1800 20 25 30

1

IVT

IVT

m3/h

Belt width

Angle of surcharge 5 10

m3/h

1 30 2 60236.5 260.2 313.9 342.0 372.9 388.8 427.3 510.4 556.2 606.2 573.1 630.0 751.3 816.6 892.4 797.4 876.6 1041.4 1135.0 1237.3 1075.3 1181.8 1371.9 1495.0 1629.7 1343.1 1476.0 1749.6 1906.9 2078.6

mm

1 30 2 601679.7 1846.0 2185.2 2381.7 2595.9 2049.1 2251.1 2661.8 2901.2 3162.2 2459.8 2703.2 3185.2 3471.8 3784.3 2899.4 3186.3 3755.1 4092.8 4461.4 3379.3 3713.7 4372.2 4765.6 5194.4 3863.5 4245.8 5018.4 5469.8 5962.3

2000

20 25 30 5 10

1000

2200

20 25 30 5 10

2400

20 25 30 5 10

2600

20 25 30 5 10

2800

20 25 30 5 10

3000

20 25 30


IM = IVT

x

v

[ m3/h ]

30

En caso de bandas inclinadas, los valores de capacidad de transporte volumtrica IVT [m3/h] se tienen que corregir segn la siguiente relacin: IVM = IVT donde: IVM es la capacidad de transporte volumtrica corregida en relacin con la inclinacin y con la irregularidad de alimentacin en m3/h con v = 1 m/s es la capacidad de transporte rorica en volumen para v = 1m/s es el factor de inclinacin es el factor de correccin debido a la irregularidad de alimentacinX

Factor de inclinacin

Capacidad de transporte volumtrica corregida con factores de inclinaciones y de alimentacin.

Fig.8 - Factor de inclinacin KK

1,0

0,9

K X K1

[m3/h]

0,8

IVT

0,7

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

K K1

ngulo de inclinacin

El factor de inclinacin K que se incluye en el informe, tiene en cuenta la reduccin de seccin del material transportado por la banda cuando el transporte est en pendiente. El diagrama de la Fig.8 proporciona el factor K en funcin del ngulo de inclinacin de la banda transportadora a aplicarse slo con bandas lisas.

En general, tambien es necesario tener en cuenta el tipo de alimentacin, es decir su constancia y regularidad, introduciendo un factor de correccin K1 i cuyos valores son: - K1 = 1 para alimentacin regular - K1 = 0.95 para alimentacin poco regular - K1 = 0.90 0.80 para alimentacin muy irregular. Si se considera la capacidad de transporte corregida mediante los factores citados ms arriba, la capacidad de transporte volumtrica efectiva a la velocidad deseada viene dada por: IM = IVM x v [m3/h]

Given the belt width, one may verify the relationship between the belt width and the maximum lump size of material according to the following : ancho banda 2.5 mx. tamao

31


1.5.4 - Configuracin de las estaciones, paso y distancias de transicin Configuracin Se define como estacin la combinacin de los rodillos con el correspondiente bastidor de soporte fijo Fig. 9 ; la estacin tambin se puede suspender en forma de guirnalda Fig. 10. Se distinguen dos tipos de estacin base: las portantes de ida, que sostienen la banda cargada, y las inferiores, que sostienen la banda vaca en el tramo de retorno. Las estaciones de ida fijas forman generalmente dos configuraciones: - con uno o dos rodillos planos - con dos, tres o ms rodillos en artesa. Las estaciones de retorno pueden ser: - con uno o dos rodillos - en artesa con dos rodillos .

Las estaciones fijas con bastidor de sostn con tres rodillos de igual longitud, permiten una buena adaptacin de la banda, realizando una distribucin uniforme de las tensiones y una buena seccin de carga. La inclinacin de los rodillos laterales oscilla entre 20 y 45 para bandas con un ancho de 400 a 2.200 mm y mayores. Las estaciones suspendidas de guirnalda se utilizan como estaciones de impacto debajo de las tolvas de carga, o en general a lo largo de los tramos de ida y de retorno para grandes capacidades de transporte o en bandas transportadoras de altas prestaciones. Las estaciones estn fabricadas generalmente siguiendo normas unificadas internacionales. Los dibujos ilustran las configuraciones ms usuales.

Fig. 9 - Estaciones fijas de ida

Estaciones fijas de retorno

- plana con rodillo liso o de impacto

- plana con rodillo liso o con anillos

- con 2 rodillos lisos o de impacto

- con 2 rodillos lisos o con anillos

- con 3 rodillos lisos o de impacto

32

La eleccin de la configuracin ms conveniente y la correcta instalacin de las estaciones (debido al rozamiento que se establece entre los rodillos y la propia banda) son garanta para una marcha regular de la banda. Las estaciones de ida de un conjunto de tres rodillos pueden tener los rodillos alineados entre s y ortogonales respecto a la direccin de transporte Fig. 11, en caso de bandas reversibles; o bien los rodillos laterales orientados en el sentido de marcha de la banda (generalmente de 2) para bandas unidireccionales Fig. 12.

Direccin de transporte

Fig. 11 - Para bandas reversibles

Fig. 10 - Estaciones suspendidas de guirnalda

- con 2 rodillos lisos o con anillos para retornoDireccin de transporte Direccin de transporte

Fig. 12 - Slo para bandas unidireccionales- con 3 anillos lisos para ida

- con 5 anillos lisos para ida

Fig.13 - Una alineacin no correcta de la estacin puede provocar el desplazamiento lateral de la banda.

33


Paso de las estaciones En las bandas transportadoras el paso ao ms usado normalmente para las estaciones de ida es de un metro, mientras qie para el retorno es de tres metros (au).

tener la flecha de flexin de la banda dentro de los lmites indicados. Adems, el paso puede ser limitado tambin por la capacidad de carga de los rodillos mismos.

ai

ao

auLa flecha de flexin de la banda, entre dos estaciones portantes consecutivas, no tiene que superar el 2% del paso. Una flecha de flexin mayor genera, durante la carga, salidas de material desde la banda y excesivos rozamientos excesivos debidos a las deformaciones de la masa del material transportado. Esto origina no slo trabajo o absorcin de potencia supeiores, sino tambin anmalos esfuerzos de los rodillos, as como un desgaste prematuro de la cubierta de la banda. La Tab.6 propone de todos modos el paso mximo aconsejable de las estaciones en funcionamiento, del ancho de la banda y del paso especfico del material para man-

Fig.14

En los puntos de carga, el paso es generalmente la mitad, o menos, del de las estaciones normales, a fin de limitar lo ms posible la flexin de la banda y los esfuerzos en los rodillos. ai

Fig.15

Para las estaciones de guirnalda, el paso mnimo se calcular de manera tal que se eviten contactos entre dos estaciones sucesivas, provocados por las oscilaciones normales durante su utilizacin. Fig.15.

Tab. 6 - Maximum advised pitch of troughing sets Ancho banda Paso de las estacionesida peso especfico del material a transportar t/m3 < 1.2 1.2 2.0 > 2.0 retorno

m300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

m1.65

m1.50

m1.40

m3.0

1.50 1.35 1.20

1.35 1.20 1.00

1.25 1.10 0.80

3.0 3.0 3.0

1.00

0.80

0.70

3.0

34

Fig.19 - Distancia de transicin

10

5

Valores de Lt en metros para bandas reforzadas con elementos metlicos steel cord (ST)

Distancia de transicin Lt Al espacio existente entre la ltima estacin de rodillos adyacente al tambor de cabeza o de cola de una cinta transportadora y los tambores mismos, se le llama distancia de transicin. Fig.16.

8

4

=6

45

3

=4

302

0 =2

2

1

Fig.16

Lt

A lo largo de este tramo la banda pasa de la configuracin de artesa, determinada por los ngulos de las estaciones portantes, a la plana del tambor y viceversa.

650

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

Ancho banda mm

En caso de que la distancia de transicin Lt sea superior al paso de las estaciones portantes, es conveniente introducir en el tramo de transicin y en estaciones con ngulo decrescientes unos rodillos laterales (llamadas estaciones de transicin). De este modo la banda pasa gradualmente de la configuracin de artesa a la plana, evitando as tensiones perjudiciales. El diagrama de la Fig.19 permite determinar la distancia de transicin Lt (en funcin del ancho de la banda y del ngulo de las estaciones portantes), para bandas reforzadas con productos textiles EP (polister) y para bandas reforzadas con elementos metlicos tipo Steel Cord (ST).Lt at at at

Ejemplo: Para una banda (EP) de 1400 mm de ancho con estaciones a 45, se obtiene del diagrama que la distancia de transicin es de aprox 3 m. Es aconsejable, por tanto, intercalar en el tramo de transicin Lt dos estaciones que tengan respectivamente =15 y 30 con paso de 1 m.45 30 15

Con ello, los bordes de la banda son sometidos a una tensin adicional, que acta sobre los rodillos laterales. Generalmente la distancia de transicin no tiene que ser inferior al ancho de la banda a fin de evitar sobreesfuerzos.

ao

ao

ao

au

Fig.18

35

Valores de Lt en metros para bandas reforzadas con productos textiles (EP)

Fig.17


1.5.5 - Esfuerzo tangencial, potencia motriz, resistencias pasivas, peso de la banda, tensiones y controles Los esfuerzos a los que est sometida una banda transportadora en funcionamiento varian a lo largo de su recorrido. Para dimensionar y calcular la potencia absorbida por la banda transportadora es necesario determinar la tensin que acta en la seccin sometida a mayor esfuerzo, en particular para bandas transportadoras que presenten caractersticas como: - inclinacin superior a 5 - recorrido descendente - perfil altimtrico variado Fig.20

se oponen al movimiento y est constituido por la suma de los siguientes esfuerzos: - esfuerzo necesario para mover la banda descargada: tiene que vencer los rozamientos que se oponen al movimiento de la banda causados por las estaciones portantes y de retorno, por los contratambores y desviadores, etc.; - esfuerzo necesario para vencer las resistencias que se oponen al desplazamiento horizontal del material; - esfuerzo necesario para elevar el material hasta la cota deseada (en caso de bandas descendentes, la fuerza generada por la masa total transportada se convierte en motriz); - esfuerzos necesarios para vencer las resistencias secundarias debidas a la presencia de accesorios (descargadores mvilesTripper, limpiadores, raspadores, rebabas de retencin, dispositivos de inversin, etc.)

Esfuerzo tangencial El primer paso prev el clculo del esfuerzo tangencial total. FU en la periferia del tambor motriz. El esfuerzo tangencial total tiene que vencer todas las resistencias que

El esfuerzo tangencial total FU en la periferia del tambor motriz vendr dado por: FU donde: L Cq Ct f qb qG qRU qRO H = = = = = = = = = Distancia entre ejes del transpotador (m) Coeficiente de las resistencias fijas (accesorios banda), vase Tab. 7 Coeficiente resistencias pasivas, vase Tab. 8 Coeficiente de rozamiento interior de las partes giratorias (estaciones), vase Tab. 9 Peso de la banda por metro lineal en Kg/m, vase Tab. 10 (suma de los revestimientosy del peso del ncleo ) =

[ L x Cq x Ct x f ( 2 qb + qG + qRU + qRO ) ( qG x H ) ] x 0.981 [daN]

Para cintas transportadoras descendentes, utilicese en la frmula el signo (-)

Peso material transportado por metro lineal Kg/m Peso partes giratorias inferiores, en Kg/m, vase Tab. 11 Peso partes giratorias superiore, Kg/m, vase Tab. 11 Desnivel de la cinta transportadora.

36

Cuando se requiere el clculo de una cinta transportadora con perfil altimtrico variado, es conveniente que el esfuerzo tangencial total se subdivide en los esfuerzos Fa (esfuerzo tangencial de ida) e inferior Fr (esfuerzo tangencial de retorno), necesarios para mover cada uno de los tramos de perfil constante que componen la banda (Fig. 20), se obtendr: FU=(Fa1+Fa2+Fa3...)+(Fr1+Fr2+Fr3...) donde: Fa = esfuerzo tangencial para mover la banda en cada uno de los tramos de ida Fr = esfuerzo tangencial para mover la banda en cada uno de los tramos de retorno Por tanto, el esfuerzo tangencial Fa y Fr vendr dado por: Fa=

[ L x Cq x Ct x f ( qb + qG + qRO ) ( qG + qb) x H ] x 0.981 [daN]x

Fr = [ L x Cq x Ct x f ( qb + qRU ) ( qb Se utiliza el signo (+) (-)L1

H) ] x 0.981 [daN]

para el tramo de banda ascendente para el tramo descendenteL2 L3 L4

H1

H2

H3

Fig. 20 - Perfil altimtrico variado

Potencia motriz Conocidos el esfuerzo tangencial total en la periferia del tambor motriz, la velocidad de la banda y el rendimiento del reductor, la potencia mnima necesaria del motor vendr dada por: FU x v P = [kW] 100 x

37

H


Resistencias pasivas Las resistencias pasivas se expresan mediante coeficientes proporcionales a la longitud de la cinta transportadora, a la temperatura ambiente, a la velocidad, al tipo de mantenimiento, a la limpieza y a la fluidez, al rozamiento interior del material y a la inclinacin de la banda transportadora.

Tab. 7 - Coeficiente de las resistencias fijas Distancia entre ejesm

Cq4.5 3.2 2.6 2.2 2.1 2.0 1.8 1.7 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.05 1.03

10 20 30 40 50 60 80 100 150 200 250 300 400 500 1000

Tab. 8 - Coeficiente de las resistencias pasivas debidas a la temperatura Temperatura C + 20 + 10 0 - 10 - 20 - 30

Factor

Ct

1

1,01

1,04

1,10

1,16

1,27

Tab. 9 - Coeficiente de rozamiento interior f del material y de los elementos giratoriosCintas transportadoras horizontales, ascendentes o ligeramente descendentes Elementos giratorios y material con rozamientos interiores estndares Elementos giratorios y material con rozamientos interiores altos en condiciones de trabajo difciles Elementos giratorios de cintas transportadoras descendentes con motor freno y/o generador

velocidadm/s velocit m/s 1 0,0160 2 0,0165 3 0,0170 4 0,0180 5 0,0200 6 0,0220

da 0,023 a 0,027

da 0,012 a 0,016

38

Peso de la banda por metro lineal qb El peso total de la banda qb se puede determinar sumndole al peso del ncleo de la banda, el del revestimiento superior e inferior, es decir aprox. 1,15 Kg/m2 por cada mm de espesor del revestimiento.

Tab. 10 - Peso del ncleo de la banda qbn Carga de rotura de la bandaN/mm

Banda reforzada con productos textiles (EP)Kg/m 2

Con elementos metlicos Steel Cord (ST)Kg/m 2

200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150

2.0 2.4 3.0 3.4 4.6 5.4 6.6 7.6 9.3 -

5.5 6.0 8.5 9.5 10.4 13.5 14.8 18.6 23.4

Los pesos del ncleo de la banda reforzadas con productos textiles o metlicos se dan a titlo indicativo en relacin con la clase de resistencia.

En la Tab. 11 se indican los pesos aproximados de las partes giratorias de una estacin superior de tres rodillos y de una estacin inferior plana. El peso de las partes giratorias superior qRO e inferior qRU vendr dado por: Pprs qRO = _________ ao donde: Pprs = peso de las partes giratorias superiores ao = paso estaciones de ida

Tab.11 - Peso de las partes giratorias de los rodillos de las estaciones (sup/inf) Ancho bandamm

Dimetro rodillos89 108

mm 133 159 194

PprsKg

Ppri

Pprs

Ppri

Pprs

Ppri

Pprs

Ppri

Pprs

Ppri

[kg/m]

400 500 650 800 1000 1200

5.1 9.1 10.4 11.7

3.7 6.5 7.8 9.1

16.0 17.8 20.3 11.4 13.3 15.7 23.5 26.7 29.2 31.8 17.5 20.7 23.2 25.8 47.2 50.8 38.7 42.2 70.5 75.3 55.5 60.1

Ppri qRU = _________ au donde:

[kg/m]

1400 1600 1800 2000 2200

Ppri = peso de las partes giratorias inferiores au = paso estaciones de retorno

39


Tensin de la banda De una banda transportadora con movimiento de la banda en rgimen, se consideran las diferentes tensiones que se verifican en sta.

el signo (=) define la condicin lmite de adherencia. Si la relacin T1/T2 se vuelve > ef a, la banda patina en el tambor motriz sin que se transmita el movimiento.

De las relaciones antedichas se obtiene: T1 = Tensiones T1 e T2 El esfuerzo tangencial total FU en la periferia del tambor motriz corresponde a la diferencia de las tensiones T1 (lado tenso) y T2 (lado lento). Esto se deriva del par motriz necesario para que se mueva la banda y transmitido por el motor. FU+

T2

1 T2 = FU = FU x Cw fa e -1

Fig.21

T1

Fu T2 A B

El valor Cw, que definiremos factor de abrazamiento, es funcin del ngulo de abrazamiento de la banda en el tambor motriz (puede alcanzar los 420 cuando se tiene un dobre tambor) y del valor del coeficiente de rozamiento fa entre la banda y del tambor. De este modo se es capacz de calcular el valor mnimo de tensin de la banda al lmite de adherencia (de la banda en el tambor) al acercarse y al alejarse del tambor motriz. Hay que notar, adems, que la adherencia de la banda con el tambor motriz se puede asegurar mediante un dispositivo llamado tensor de banda utilizado para mantener una adecuada tensin en todas las condiciones de trabajo. Hacemos referencia a las pginas sucesivas para una descripcin de los diferentes tipos de tensores de banda utilizados.

F U = T1 - T 2

T2

Pasando del punto A al punto B Fig. 21 la tensin de la banda pasa con ley de variacin exponencial del valor T1 al valor T2. Entre T1 y T2 subsiste la relacin: T1 fa e T2 donde: fa = coeficiente de rozamiento entre banda y tambor, dado un ngulo de abrazamiento e = base de los logaritmos naturales 2.718

40

Tab. 12 proporciona los valores del factor de abrazamiento Cw en funcin del ngulo de abrazamiento, del sistema de tensin y uso de tambor con o sin revestimiento.

Una vez establecido el valor de las tensiones T1 y T2 analizaremos las tensiones de la banda en otras zonas crticas de la banda transportadora, es decir: - Tensin T3 correspondiente al tramolento del contratambor;

Tab. 12 - Factor de abrazamiento Cw Tipo de motorizacin ngulo de abrazamiento - Tensin T0 mnima en la cola, en la zona de carga del material;tensor de contrapeso tambor sin revestimiento con revestimiento tensor de tornillo tambor sin revestimiento con revestimiento

- Tensin Tg de la banda en el punto de situacin del dispositivo de tensin; - Tensin Tmax mxima de la banda.

180T1

0.84

0.50

1.2

0.8

fattore di avvolgimento CWT2

200T1

0.72 0.66 0.62 0.54

0.42 0.38 0.35 0.30

1.00 0.95 0.90 0.80

0.75 0.70 0.65 0.60

210 220

T2

240

380T1

0.23 0.18

0.11 0.08

-

-

420

T2

Tensin T3 Como ya se ha definido, T1 = Fu +T2 y T2 = FU x Cw

T0 =T3

T1

La tensin T3 que se genera al acercarse al contratambor (Fig. 22) viene dada por la suma algebraica de la tensin T2 y de los esfuerzos tangenciales Fr correspondientes a cada uno de los tramos de retorno de la banda. Por tanto, la tensin T3 viene dada por: T3 = T2 + ( Fr1 + Fr2 + Fr3 ... ) [daN]

T3

T2

Fig. 22

41

1 Informaciones tcnicasy criterios de diseo de las cintas transportadorasTo

ao

( qb + qG ) T3

fr

Fig.23

Tensin T0 La tensin T3 mnima requerida, al alejarse del contratambor, adems de garantizar la adherencia de la banda con el tambor motriz, para transmitir el movimiento, tiene que tener una flecha de flexin de la banda, entre dos estaciones portantes consecutivas, que no supere el 2% del paso de las estaciones mismas. Esto sirve para evitar desbordamientos de material de la banda y excesivas resistencias pasivas, causadas por la dinmica del material con el paso por las estaciones Fig. 23. La tensin T0 mnima necesaria para mantener un valor de flecha del 2% viene dada por la siguiente relacin: T0 = 6.25 (qb + qG) x a0 x 0,981 [daN] donde: qb = peso total de la banda por metro lineal; qG = peso del material por metro lineal; a0 = paso de las estaciones de ida en m. La frmula deriva de la aplicacin y de la necesaria simplificacin de la teora, de la llamada catenaria. En caso de que se desee mantener la flecha con un valor inferior al 2%, hay que sustituir el valor 6,25: - para flecha 1,5% = 8,4 - para flecha 1% = 12,5

Para obtener la yensin T0 necesaria para garantizar la flecha deseada, se utiliza un dispositivo de tensado, que influye tambin las tensiones T1 y T2 aun dejando invariable el esfuerzo perifrico FU = T1 - T2.

Tensin Tg y dispositivos de tensado Los dispositivos de tensado utilizados en las cintas transportadoras, en general, son de tornillo o de contrapeso. Los dispositivos de tensin de tornillo estn situados en la cola de la banda y normalmente se utilizan para cintas transportadoras con una distancia entre ejes no superior a 30/40 m. Para cintas transportadoras con una distancia entre ejes superior, se utilizan dispositivos de tensin por contrapeso o por cabrestante en caso de espacios reducidos. La carrera mnima requerida por el dispositivo de tensin se determina en funcin del tipo de banda instalada, es decir: - banda reforzada con productos textiles: carrera mnima 2% de la distancia entre ejes de la cinta transportadora; - banda reforzada eon elementos metlicos: carrera mnima 0,30,5% de la distancia entre ejes de la cinta transportadora.

42

Ejemplos tpicos de dispositivos de tensin Fig.24T3 T1

Tension mxima (Tmax ) Es la tensin de la banda en el punto sometido a mayor esfuerzo de la cinta transportadora. Normalmente coincide con la tensin T1. Sin embargo, para cintas transportadoras con marcha planimtrica particular en condiciones de funcionamiento variables, la Tmax puede encontrarse en tramos diferentes de la banda.

T3

T2

En esta configuracin la tensin se regula manualmente ajustando peridicamente los tornillos de tensado.

Fig.25

T3

T1

T3 Tg

T2

La tensin en esta configuracin queda asegurada por el contrapeso Tg = 2 ( T3 ) [daN]

T1

Fig.26T2 T3

Ht

Cargas de trabajo y de rotura de la banda La Tmax se utiliza para calcular la tensin unitaria mxima de la banda Tumax dada por: Tmax x 10 Tumax = N [N/mm]

Ic T3 Tg

Tambin en esta configuracin la tensin queda asegurada por el contrapeso. Tg = 2T2 + 2 [( IC x Cq x Ct x f ) ( qb + qRU ) ( Ht x qb )] 0,981 [daN]

donde: N = anco de la banda en mm; Tmax = tensin en el punto sometido a mayor esfuerzo de la banda en daN.

en donde: IC = distancia desde el centro del tambor motriz hasta el punto de situacin del contrapeso Ht = desnivel de la banda, entre el punto de aplicacin del contrapeso y el punto de salida del tambor motriz expresado en metros. Control del correcto dimensionado La banda estar bien dimensionada cuando la tensin T0 , necesaria para la flecha correcta de la banda, resulte inferior a la T3 encontrada. La tension T2 tiene que resultar siempre T2 Fu x Cw y se calcular T2 = T3 Fr (donde T3 T0 ). 43

Como criterio de seguridad, hay que considerar que la carga de trabajo mxima en rgimen para bandas reforzadas con productos textiles corresponde a 1/10 de la carga de rotura de la banda (1/8 para banda reforzadas con elementos metlicos).


1.5.6 - Motorizacin de la cinta transportadora y dimensionado de los tambores Tipos de motorizacin La cintas transportadoras que requieran potencias de hasta 132 kW se pueden motorizar con cabezal tradicional, es decir, con motor elctrico, reductor, tambor, conexiones y accesorios correspondientes o, como alternativa, con mototambor. Fig.27.

En los dibujos de la Fig.28 se evidencian las diferentes dimensiones mximas de los dos sistemas de motorizacin. Las cintas transportadoras que requieren potencias superiores a 132 kW utilizan normalmente cabezales de mando tradicionales, incluso con dos o ms motorreductores.

Fig.27

Fig.28

El mototambor se usa normalmente cada vez ms en las motorizaciones de cintas transportadoras gracias a sus caractersticas de compacidad, a las limitadas dimensiones mximas, a la facilidad de instalacin, al elevado grado de proteccin (IP67) de los componentes interiores del tambor, as como al limitadsimo mantenimiento requerido (cambio de aceite cada 10.000 horas de funcionamiento).

44

Dimetros de los tambores El dimensionado del dimetro de los tambores de mando est en estrecha relacin con las caractersticas de resistencia de la pieza intercalada de la banda utilizada. En la Tab. 13 se indican los dimetros mnimos recomendados en funcin del tipo de pieza intercalada utilizada, a fin de evitar daos en la banda por separacin de las telas o desgarradura de los tejidos.

Tab. 13 - Dimetros mnimos recomendados de los tambores Carga de rotura de la banda Bandas reforzadas con productos textiles DIN 22102 tambor motriz N/mm mm contratambor

Bandas reforzadas con elementos metlicos ST DIN 22131 tambor motriz mm contratambor

desviador

desviador

200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150

200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1400 -

160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 -

125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 -

630 630 800 1000 1000 1250 1250

500 500 630 800 800 1000 1000

315 315 400 500 500 630 630

Dimetros mnimos recomendados para los tambores en mm, hasta el 100% de carga de trabajo mxima recomendada RMBT ISO bis/3654

No hay que aplicar esta tabla en caso de cintas transportadoras que transportan materiales con una temperatura superiora a +110 C o en caso de cintas transportadoras instaladas en ambientes con una temperatura inferior a -40 C.

45


Dimensionado del eje del tambor motriz El eje del tambor motriz est sujeto a flexiones con fatiga alterna y a torsin. Para calcular el dimetro, habr que determinar por tanto el momento de flexin Mf y el momento de torsin Mt. El momento de flexin del eje est generado por la resultante de la suma vectorial de las tensiones T1 y T2 y del peso del tambor qT Fig.29. Mif =T1

Mf2 + 0,75 x Mt2

[daNm]

Mif x 1000 W = ___________ amm.qT T2 T1 Cp T2 qT

[mm3]

Fig.29 W = ______ x d3 [mm3] 32 de la combinacin de las dos ecuaciones se obtendr el dimetro del eje como sigue: El dimensionado del dimetro del eje requiere la determinacin de algunos valores. stos son: la resultante de las tensiones Cp, el momento de flexin Mf, el momento de torsin Mt, el momento ideal de flexin Mif y el mdulo de resistencia W. Actuando en orden tendremos: Cp = ( T 1 + T 2 ) 2 + qt 2 [daN]3

d=

W x 32 _______

[mm]

Tab.14 - Valores de admisible Tipo di acero 38 NCD C 40 Bonificado C 40 Normalizado Fe 37 Normalizado daN/mm2 12,2 7,82 5,8 4,4

Cp Mf = ______ x ag [daNm] 2 P Mt = ______ x 954,9 [daNm] n donde: P = potencia absorbida en kW n = nmero de revoluciones del tambor motrix 46

ag

Fig.30

Dimensionado de los ejes para tambores de retorno/contratambor y desviadores. Es este caso el eje se puede considerar sometido a esfuerzo por simple flexin. Por tanto, habr que determinar el momento de flexin Mf, generado por la resultante de la suma vectorial de las tensiones de la banda al acuerdo y al alejarse del tambor y del peso del tambor mismo. En este caso, tratndose de tambores locos, se puede considerar Tx=Ty En las Figs. 31 y 32, se indican algunas disposiciones de tambores locos. El momento de flexin vendr dado por: Cpr Mf = ______ x ag [daNm] 2 El mdulo de resistencia se obtendr de: Fig.31 - Tambores de retorno/ contratamborTx

Limitacin de flecha y de rotacin para tambor motriz y loco Despues de haber dimensionado el dimetro del eje de los diferentes tambores, hay que comprobar que la flecha y la inclinacin del eje no superen determinados valores. En particular, la flecha ft y la inclinacin t debern cumplir con las relaciones: C ft max ______ 3000 1 t ______ 1000

Mf x 1000 W = ___________ amm.

[mm3]

siendo el mdulo de resistencia:Ty qT Ty Cpr qT Tx

Fig.33 W = ______ x d3 [mm3] 32 el dimetro del eje se obtendr:ag3

ft

t b C ag

d= Fig.32 - Tambores desviadoresTx Tx Ty

W x 32 _______

[mm] (Cpr 2)ag C ft = _________ [ 3(b+2ag)2- 4ag2 ] _____ 3000 24xExJ

Tx

Ty

qT Ty qT Cpr Tx

Ty qT Tx Ty

qT

(Cpr 2 ) 1 t = ________ ag (C - ag) ______ 1000 2 xEx J donde: ag = expresada en mm E = mdulo de elasticidad del acero(20600 [daN/mm2 ])

Cpr = Tx

+

Ty - qT

Cpr

qT

J = momento de inercia de la seccin del eje (0,0491 D [mm ]) Cpr = carga sobre el eje [daN ]4 4

47


1.6 - Rodillos, funcin y criterios constructivos En una cinta transportadora, la banda de goma representa el componente ms sujeto a deterioro y costoso, sin embargo, los rodillos que la sostienen no son menos importantes, por tanto es necesario que sean proyectados, fabricados y selecionados para optimizar la duracin de funcionamiento de la propria cinta transportadora. La resistencia al arranque y a la rotacin de los rodillos influye sobre la tensin de la banda y, como consecuencia, la potencia necesaria para que se ponga en marcha y se deslice. El cuerpo del rodillo y sus cabezales, la posicin de los rodamientos y el alojamiento del sistema de proteccin de los mismos, son los elementos de los que dependen la duracin y la fluidez de los rodillos. Se hace referencia al captulo 2 para la presentacin de los criterios constructivos de un rodillo para banda transportadora y de los factores que hay que examinar para su correcto diseo. Fig. 34 la tipologa de los rodamientos - sistema de proteccin - acoplamiento con eje y cabezales - lubricacin - alineacin; el eje: sus caractersticas y mecanizados. A continuacin se examinarn otros factores, entre los cuales: el equilibrado y la resistencia al arranque; las tolerancias; la tipologa del tubo: sus caractersticas y espesor - acoplamiento con los cabezales; la resistencia al desgaste y al impacto;

48

1.6.1 - Eleccin del dimetro de los rodillos en relacin con la velocidad Hemos dicho ya que uno de los factores importantes a considerar en el diseo de una cinta transportadora es la velocidad de traslacin de la banda en relacin con las condiciones de transporte requeridas. Con la velocidad de la banda y el dimetro de los rodillos se establece el nmero de revoluciones de los mismos segn la frmula: v x 1000 x 60 n = [r.p.m] D x donde: D = dimetro del rodillo [mm] v = velocidad de la banda [m/s] La Tab.15 incluye la relacin existente entre velocidad mxima de la banda, el dimetro del rodillo y el correspondente nmero de revoluciones. Al elegir el rodillo es interesante notar que, aunque los rodillos con dimetros mayores comportan una mayor inercia al arranque, estos proporcionan, con las mismas condiciones, muchas ventajas como: menor nmero de revoluciones, menos desgaste de los rodamientos y de la envoltura, rozamientos de rodamiento ms bajos y limitada abrasin entre rodillos y banda. Tab. 15 - Velocidad mxima y nmero de revoluciones de los rodillos Rodillo dimetro mm 50 63 76 89 102 108 133 159 194 Velocidad Revoluciode la banda nes/min m/s n 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 6.0 7.0 573 606 628 644 655 707 718 720 689

La eleccin correcta del dimetro tiene que considerar, adems, el ancho de la banda, en la Tab.16 se indican los dimetros de los rodillos aconsejables.

Tab.16 - Dimetro de los rodillos aconsejado Ancho banda mm500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 e oltre

Para velocidad 2 m/s rodillos mm89 89 89 108 108 133 133 159 159 194 108 133 133 159 159 159 194 194

2 4 m/s rodillos mm89 89 89 108 108 133 133 159 159 194 108 108 133 133 159 159 194 194 194 159 133

4 m/s rodillos mm

133 133 133 133 133 159 159 159 159 194

159 194

194

En caso de que se indicaran ms dimetros, se elegir en funcin del tamanno del material y de la dificultad de las condiciones de empleo.

49


1.6.2 - Eleccin en relacin con la carga El tipo y la dimensin de los rodillos a utilizar en una banda transportadora dependen esencialmente del ancho de la banda misma, del paso de las estaciones y sobre todo de la carga mxima que gravita sobre los rodillos sometidos a mayores esfuerzos, as como a otros factores correctores. El clculo de la carga es efectuado normalmente por los proyectistas de la insyalacin. Sin embargo, como comprobacin o en caso de cintas transportadores sencillas, damos a continuacin los conceptos principales para esta determinacin. El primer valor a definir es la carga que gravita sobre la estacin. A continuacin, en funcin del tipo de estacin (ida, retorno o impacto), del nmero de rodillos por

estacin, de su inclinacin, del tamao del material y de los dems factores de funcionamiento enumerados ms abajo, se podr determinar la carga que existe sobre el rodillo sometido a mayor esfuerzo para cada tipo de estacin. Existen adems algunos coeficientes correctores que tienen en cuenta el nmero de hoas diarias de funcionamiento de la instalacin (factor de servicio), de las condiciones ambientales y de la velocidad para los diferentes dimetros de rodillos. Los valores de capacidad de transporte as obtenidos se tienen que comparar, por tanto, con las capacidades de carga de los rodillos indicadas en el catlogo, vlidas para una duracin de diseo de 30.000 horas. Para una duracin terica diferente, la capacidad de carga se tiene que multiplicar por el coeficiente incluido en la Tab.22 correspondiente e la duracin deseada.

Factores de funcionamiento principales: Iv v ao au qb Fp = = = = = = capacidad de transporte de la bandat/h velocidad de la banda m/s paso de las estaciones de ida m paso de las estaciones de retorno m peso de la banda por metro lineal Kg/m factor de participacin del rodillo sometido a mayor esfuerzo vase Tab.17(dependiente del ngulo de los rodillos en la estacin)

Fd = Fs = Fm = Fv =

factor de choque vase Tab.20 (depends on the material lump size) factor de servicio vase Tab.18 factor ambiental vase Tab.19 factor de velocidad vase Tab. 21

Tab. 17 - Factor de participacin Fp0 20 20 30 35 45

1,00

0.50

0.60

0.65

0.67

0.72

50

Tab. 18 - Factor de servicio DuracinMenos de 6 horas al da De 6 a 9 horas al da De 10 a 16 horas al da Ms de 16 horas al da

Tab. 20 - Factor de choque Fd Tamao del material0 100 mm 100 150 mm 150 300 mm

Fs0.8 1.0 1.1 1.2

Velocidad de la banda m/s2 1 2.5 1 3 1 3.5 1 4 1 5 1 6 1

1.02

1.03

1.05

1.07

1.09

1.13

1.18

1.04

1.06

1.09

1.12

1.16

1.24

1.33

en estrato de material fino

Tab. 19 - Factor ambiental CondicionesLimpio y con mantenimiento regular Con presencia de material abrsivo o muy corrosivo Con presencia de material muy abrasivo o corrosivo

150 300 mm

1.06

1.09

1.12

1.16

1.21

1.35

1.5

sine estrato de material

Fm0.9 1.0 1.1

300 450 mm

1.2

1.32

1.5

1.7

1.9

2.3

2.8

Tab. 21 - Factor de velocidad Fv Velocidad banda m/s0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Dimetro de los rodillos 600.81 0.92 0.99 1.05

mm

760.80 0.87 0.99 1.00

89-900.80 0.85 0.92 0.96 1.01 1.05

1020.80 0.83 0.89 0.95 0.98 1.03

108-110 133-140 1590.80 0.82 0.88 0.94 0.97 1.01 1.04 1.07 1.14 1.17 0.80 0.80 0.85 0.90 0.93 0.96 1.00 1.03 1.05 1.08 0.80 0.80 0.82 0.86 0.91 0.92 0.96 0.99 1.02 1.0

Tab. 22 - Coeficiente de duracin terica de los rodamientosDuracin terica de diseo de los rodamientos Coeficiente con base 30'000 horas Coeficiente con base 10'000 horas

10'000

20'000

30'000

40'000

50'000

100'000

1.440

1.145

1.000

0.909

0.843

0.670

1

0.79

0.69

0.63

---

---

51


Determinacin de la carga Una vez definido el dimetro del rodillo en relacin con la velocidad y con el nmero de revoluciones, hay que determinar la carga esttica en las estaciones de ida, que se determina con las siguientes frmulas: IV Ca = ao x ( qb + ) 0,981 [daN] 3.6 x v Multiplicando luego por los factores de funcionamiento, obtendremos la carga dinmica en la estacin: Ca1 = Ca x Fd x Fs x Fm [daN]

La carga esttica en las estaciones de retorno, al no estar presente el peso del material, se determina con la siguiente frmula: Cr = aux

qb

x

0,981

[daN]

La carga dinmica en la estacin de retorno ser: Cr1 = Cr x Fs x Fm x Fv [daN]

Y la carga en el rodillo de retorno, individual o por pareja, ser: cr= Cr1 x Fp [daN]

Multiplicando luego por el factor de participacin, se obtendr la carga sobre el rodillo sometido a mayor esfuerzo (rodillo central en el caso de estaciones con tres rodillos de igual longitud): ca = Ca1x

Fp

[daN]

Una vez establecidos los valores de ca y cr, se buscarn en el catlogo los rodillos (con el dimetro elegido anteriormente) que tengan una capacidad de carga suficiente.

52

Fig.35

1.7 - Alimentacin de la cinta transportadora y rodillos de impacto El sistema de alimentacin de una cinta transportadora tiene que estar predispuesto de tal manera que se eviten los efectos perjudiciales provocados por la energia de cada (impacto) del material contra la banda: en especial si esto se produce desde una altura relevante y si se trata de materiales de gran tamao, con cantos vivos. Para sostener la banda en las zonas de carga, se instalan normalmente rodillos de impacto (con anillos de goma), montados en estaciones con paso muy prximo, a fin de constituir un soporte elstico para la banda.

Fig.36

Tambin est muy difundido el uso de estaciones suspendidas de guirnalda Fig.37-38 que, gracias a las caractersticas de flexibilidad intrinsecas, absorben con mayor eficacia los efectos del impacto del material contra la banda y se adaptan a las diferentes conformaciones de la carga. Fig.37

Fig.38

53


Hay que prestar por tanto particular atencin en el diseo del sistema de alimentacin y de las estaciones de impacto. Al proyectar una cinta transportadora habr que tener en cuenta adems que: - el impacto del material contra la banda tiene que producirse en la direccin y a la velocidad ms prximas a las de la propia banda; NO

Se hace referencia al captulo 3 del catlogo Bulk Handling para mayores detalles en relacin con el programa de los rodillos de impacto con anillos de goma de alta resistencia y para el programa detallado de las estaciones suspendidas de guirnalda

1.7.1 - Clculo de las fuerzas que actan sobre los rodillos de impacto Se define la altura correcta de cada Hc del material con la siguiente frmula: Hc = Hf + Hv x sen2 donde: Hf = altura de cada libre desde el borde de la banda superior hasta el punto de contacto del material con la tolva; Hv = altura desde el punto de contacto del material con la tolva hasta el borde de la banda inferior; = ngulo de inclinacin de la tolva.

- hay que proyectar las tolvas de carga de manera que el material se deposite en la banda lo ms centralmente posible;

Fig.39

Se propo

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