Cinta transportadora de materiales a granelConveyor belts for bulk materials

Por:

Ing. Raúl Pérez NegreirosIng. Mecánico Electricista

INGENIERIA, INVESTIGACIÓN Y ASISTENCIA TÉCNICA – BBA INGENIEROS S.A.

Objetivo

Exponer los cálculos básicos, necesarios, para el diseño de fajas transportadoras a granel. Esto es, considerando los parámetros de diseño desde el sistema de transmisión hasta el comportamiento final que tendrá la faja al transportar material de acuerdo a las condiciones de trabajo.

Incluye, polines de cabeza y de retorno, polines de impacto, de carga, de retorno, calculo de la potencia de accionamiento, de la velocidad de la faja, radios de curvatura, trayectoria del material en la descarga (esto es fundamental para el diseño de chutes), tipos de lona y selección, etc.

 HISTORIA

  

El transporte de material mediante cintas transportadoras,

data de aproximadamente el año 1795. La mayoría de éstas

tempranas instalaciones se realizaban sobre terrenos

relativamente plano, así como en cortas distancias.

El primer sistema de cinta transportadora era muy primitivo y

consistía en leather, canvas, or rubber belt traveling over a flat or

troughed wooden bed. Éste tipo de sistema no fue calificado como

exitoso, pero provocó incentivar a los ingenieros para considerar 

los transportadores como un rápido, económico  y seguro método

para mover grandes volúmenes  de material de una locación a

otra.

Durante los años ’20, la instalación de la compañía H. C. Frick, demuestra que

los transportadores de cinta pueden trabajar sin ningún problema en largas

distancias. Ésta instalación se realizó bajo tierra, desde una mina recorriendo

casi 8 kilómetros. La cinta transportadora consistía de múltiples pliegues de

algodón de pato con cubierta de goma natural, que eran los únicos materiales

utilizados en esos tiempos para su fabricación. Although outmoded by today's

standards, los sistemas de manejo de éstos materiales son seleccionados de

preferencia para trabajo pesado, lo cual permite realizar una mejor elección.

Durante la Segunda Guerra Mundial, los componentes naturales de los

transportadores se volvieron muy escasos, permitiendo que la industria de

goma se volcara a crear materiales sintéticos que reemplazaran a los

naturales. La ventaja básica de los transportadores de cinta sobre otros tipos

de transporte (como lo son camiones, trenes, transporte aéreo, etc.) es su

variada aplicabilidad a los diferentes requerimientos de la industria. Diferentes

estudios indican que hoy, los transportadores de cinta se han convertido en el

primer método utilizado para el transporte de material.

 

CAPACIDAD

 Las cintas transportadoras no tienen competencia en

cuanto a capacidad de transporte. A una velocidad de 5

m/s, y un ancho de cinta de 1600mm, ésta puede

descargar más de 100 toneladas métricas por minuto de

material, esto quiere decir 1000Kg/m3 de material.

ADAPTACIÓN A LOS DIFERENTES TERRENOS

 

Los transportadores pueden seguir la

naturaleza ordinaria del terreno, debido

a la habilidad que poseen para

atravesar pasos relativamente

inclinados (pendientes y gradientes, de

hasta 18º, dependiendo del material

transportado). Con el desarrollo de

tensiones elevadas, materiales

sintéticos y/o miembros reforzados de

acero, un tramo del transportador puede

extenderse por millas de terreno con curvas horizontales y verticales sin ningún

problema.

 

UNA CAMA DE CAMINO

  

El sistema de transportadores de cintas opera en su propia

cama de rodillos, los cuales requieren un mínimo de atención.

Su reparación o reemplazo, es simple y fácil, y el costo de su

manutención rutinaria es mínimo.

 

BAJO PESO DE LA ESTRUCTURA DEL TRANSPORTADOR

  

El bajo peso de carga y de la

estructura del transportador

por metro lineal se consigue

con un diseño estructural

simple que permita atravesar

terrenos escabrosos o

pendientes muy

pronunciadas. La estructura

del transportador requiere

una pequeña excavación, permitiendo el

afianzamiento a tierra de ésta, de la forma que

se estime como la más conveniente. Debido a

que la estructura es compacta, requiere un

mínimo de protección.

 

 

MULTIPLES COMPUERTAS Y PUNTOS DE DESCARGA   

Estas características son importantes en la minería o en excavaciones, en

donde dos o más operaciones de cavado pueden dirigirse a un mismo punto

central de carga. En el final de la descarga, el material puede ser disperso en

diversas direcciones desde la línea principal. El material también puede ser

descargado en cualquier punto a lo largo del transportador mediante la

maquinaria complementaria para éste efecto.

EXTENCIÓN Y MOVILIDAD

 Las líneas modulares de las transportadoras de cintas, pueden ser extendidas,

acortadas o reubicadas con un mínimo de trabajo  y tiempo.

 

CONTROL

 El diseño propio de los sistemas de

transportadores, ha requerido reducir el

control a botones de accionamiento en los

diferentes tramos del transportador, y que

además pueden ser controlados desde

estaciones permanentes de control.

 

FUNDAMENTOS DEL DISEÑO DE CINTAS.

 INTRODUCCIÓN

 

Muchos ingenieros y diferentes usuarios de los transportadores de cinta,

están familiarizados con la teoría y los fundamentos de la transmisión por

correa. Un análisis de los aspectos generales de los transportadores de cintas,

permite determinar que la transmisión por correa provee de una base para el

diseño de los transportadores de cintas y elevadores de cintas. En ambos

transportadores la transmisión por correa, es transmitida por fricción entre la

cinta y los tambores o poleas de accionamiento. Ciertamente otros elementos

del diseño, que también colaboran con el sistema de transmisión, son

determinantes tanto en la potencia de la transmisión como en la cantidad de

material transportado. La similitud entre ambos casos permite analizar y discutir

si los fundamentos  del diseño de cintas están restringidos específicamente

tanto a los transportadores como elevadores.

 DEFINICIONES

 

      Tensión en una correa es una fuerza actuando a lo largo de la cinta,

tendiendo a elongarla. La tensión de la correa es medida en Newtons.

Cuando una tensión es referida a una única sección de la cinta, es conocida

como una tensión unitaria y es medida en Kilonewtons por metro (kN/m).

  

      Torque es el resultado de una fuerza que produce rotación alrededor de

un eje. El torque es el producto de una fuerza (o tensión) y de la extensión

del brazo que se esté utilizando y es expresado en Newton por metro (N*m).

 

      Energía y trabajo están relacionados muy cercanamente debido a que

ambos son expresados en la misma unidad. El trabajo es el producto de

una fuerza y la distancia a recorrer. La energía es la capacidad de ejecutar

un trabajo. Cada uno es expresado en Joules, en el que un Joule equivale a

un Newton-metro. La energía de un cuerpo en movimiento es medida en

Joules.

      La potencia es la relación entre la realización de un trabajo o transmisión

de energía. La unidad mecánica de potencia es el watt, que es definido

como un Newton-metro por segundo.

La potencia empleada en un periodo de tiempo produce trabajo, permitiendo

su medición en kilowatt-hora.

  

CONSIDERACIONES BÁSICAS DE DISEÑO

 a)     TENSIÓN.

 Una cinta transportadora es simplemente un medio para llegar a un fin, un

medio para el transporte de material desde un comienzo A, hasta un punto final

B.

Para efectuar el trabajo de mover material desde A hasta B, la correa requiere

potencia que es proporcionada por un tambor motriz o una polea de

conducción.  El torque del motor transforma en fuerza tangencial, llamada

también tensión efectiva, a la superficie de la polea de conducción. Éste es el

“tirón” o tensión requerida por la correa para mover el material de A a B, y es la

suma de lo siguiente:

 

      La tensión debe vencer la fricción de la correa y de los componentes

en contacto con ella.

      La tensión debe vencer la fricción de la carga, y

      La tensión debe aumentar o disminuir debido a los cambios de

elevación.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)     FLEXIBILIDAD.

 

Las figuras a y b, ilustran que la correa debe ser diseñada  con una suficiente

flexibilidad transversal en la zona de carga propiamente tal.

Para una cinta transportadora vacía, la cinta debe hacer suficiente contacto con

el centro de los rollos de los polines o no funcionará correctamente. En la figura

a, la correa es demasiado tiesa para hacer contacto con el centro de los rollos

y,  por esto, se aumentan las posibilidades de causar daño considerable a los

bordes de la cinta.

En la figura b, el contacto es suficiente como para guiar la cinta a lo largo de los

polines.

Cuando el diseño de la cinta indica restricciones de carga, éstos deben ser

respetados y  chequeados, mediante sistemas que eviten la sobrecarga, como

lo sería una carcaza protectora. Para cada material a transportar, existen

valores referenciales establecidos de carga, así como métodos para el cálculo

de éstos.

    a) Cinta tiesa, trabajo inapropiado.         b) Cinta flexible, trabajo apropiado.

 

 c)     OTRAS CONSIDERACIONES.

 La mayoría de los transportadores son relativamente simples en diseño y bajos

en tensión. Sin embargo, como los transportadores han pasado a ser más

extensos, más complejos y  han aumentado su tensión, la investigación se

torna primordial para poder obtener ventajas industriales, y ésta generalmente

se realiza en uno o más de los siguientes puntos:

 

1. Aceleración y roturas, problemas de tensión.

2. Costo en tiempo y distancia.

3. Curvas verticales y terrenos irregulares.

4. Trough to flat transition distances.

5. Cambios de longitud.

6. Problemas en las dos poleas conductoras.

7. Múltiples perfiles de los transportadores.

8. Graduar el espacio entre polines.

 

DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE

CINTAS TRANSPORTADORAS.

 

     Transportador es un elemento o maquinaria de carácter preferentemente

electromecánico, destinado a trasladar productos o materias primas entre dos o

más puntos, alejados entre sí, ubicados generalmente, dentro de una misma

planta elaboradora.

 

      Uso de los transportadores.

 

Los principales usos de los transportadores se dan

Mayormente en la minería, construcción, industria alimenticia, industria motriz

entre otros.

       Tipos de transportadores.

 

Existen variados tipos de transportadores, y una

Variación de los mismos, pero los principales que podemos nombrar son:

         Cinta transportadora.

        Elevador de capachos.

        Tornillo helicoidal.

 

Figura esquemática de los componentes de una cinta transportadora.

Componentes de una cinta transportadora

 

Definición de componentes pertenecientes a las cintas transportadoras:

 

a)     Estructura soportante: la estructura soportante de una cinta

transportadora está compuesta por perfiles tubulares o angulares,

formando en algunos casos verdaderos puentes que se fijan a su vez, en

soportes o torres estructurales apernadas o soldadas en una base sólida.

 

b)     Elementos deslizantes: son los elementos sobre los cuales se apoya

la carga, ya sea en forma directa o indirecta, perteneciendo a estos los

siguientes;

 

     Correa o banda: la correa o banda propiamente tal, que le da el

nombre a éstos equipos, tendrá una gran variedad de características, y

su elección dependerá en gran parte del material a transportar,

velocidad, esfuerzo o tensión a la que sea sometida, capacidad de

carga a transportar, etc.

 

        Polines: generalmente los transportadores que poseen éstos

elementos incorporados a su estructura básica de funcionamiento, son

del tipo inerte, la carga se desliza sobre ellos mediante un impulso

ajeno a los polines y a ella misma.

  

c) Elementos motrices: el elemento motriz de mayor uso en los

transportadores es el del tipo eléctrico, variando sus características según

la exigencia a la cual sea sometido. Además del motor, las poleas, los

engranajes, el motoreductor, son otros de los elementos que componen el

sistema motriz.

 

d)     Elementos tensores: es el elemento que permitirá mantener la tensión

en la correa o banda, asegurando el buen funcionamiento del sistema.

 

e)      Tambor motriz y de retorno: la función de los tambores es funcionar

como poleas, las que se ubicaran en el comienzo y fin de la cinta

transportadora, para su selección se tomarán en cuenta factores como:

potencia, velocidad, ancho de banda, entre otros. 

  

CÁLCULOS GENERALES DE UNA CINTA TRANSPORTADORA.

  

1.  CUBICACIÓN DEL MATERIAL.

 

          

  

2.  CÁLCULO DE LA HOLGURA DE LA BANDA.

 

La holgura de la banda se ubica en los costados de la banda (en figura

aparece como D), ésta permite tener un margen de espacio utilizado

para impedir que el material a transportar rebalse.

                

 Siendo:  = holgura de la banda (plg.)

      = ancho de la banda (plg.)  

    

 Ejemplo: para una faja de 36” la holgura deberá ser:

3.  CÁLCULO DEL ANCHO PLANO DE LA BANDA (material).

 El ancho plano de la banda es donde se ubicará el material al ser

transportado.

          

 Siendo:    = ancho de la banda (plg.)

 

4.  CÁLCULO DEL ÁREA DEL MATERIAL A TRANSPORTAR.

        

 Siendo:    = área del material (m2)

           = altura del material (m)

            = base del material (m)

 

5.  CÁLCULO DE LA CINTA COMPLETAMENTE CARGADA.

           

 Siendo:    = cinta completamente cargada (m3)

           = largo de la cinta (m)

           = área del material (m2)

 

6.  CÁLCULO DE LA VELOCIDAD NECESARIA.

Para el cálculo de la velocidad necesaria, deberemos tener el dato de la capacidad volumétrica de nuestra cinta transportadora. Dato que por lo demás siempre es conocido ya que es la cantidad de material a descargar por hora.

  

Primero calcularemos la velocidad en número de veces que la cinta deba

ser llenada o cargada.

 Siendo:    = número de veces que la cinta debe ser  Cargada por

hora.

           = capacidad (m3)

           = volumen total (m3)

 

     Ahora se calculará la velocidad en m/h.

 

 Siendo:   

       = velocidad (m/h)

      = número de veces que la cinta debe ser  Cargada por hora.

     = largo de la cinta (m)

 

     Para efectos de cálculo la velocidad deberá ser trabajada en m/s, por lo tanto se realizará la conversión necesaria.  

  OTRA FORMA DE SELECCION

La velocidad de la faja (“V”) es función de las características del material a ser

transportado y del ancho de la faja.

Las velocidades presentadas en la siguiente tabla-1 son referenciales para uso

general.

Para material seco y fino una velocidad elevada puede causar mucha perdida,

para material pesado y de grande granulometría y con partículas puntiagudas,

una velocidad elevada puede causar mucho desgaste en los chutes de

descarga.

TABLA-1

VELOCIDADES MÁXIMAS RECOMENDADAS (V) EN m/s

Ancho de la faja

En pulgadas

Cereales y otros

Materiales de

Escurrimiento

facil, no abrasivos

Cascajo, tierra,

Minerales

desagregados,

piedra chancada

fina poco

abrasiva

Minerales y

piedras duras,

puntiagudas,

pesadas y muy

abrasivas

16” 2.5 1.6 1.6

20” 3.0 2.0 1.8

24” 3.0 2.5 2.3

30” 3.6 3.0 2.8

36” 4.1 3.3 3.0

42” 4.1 3.6 3.0

48” 4.6 3.6 3.3

54” 5.1 3.6 3.3

60” 5.1 3.6 3.3

66” 4.1 3.8

72” 4.1 3.8

7.  CÁLCULO DEL PESO A TRANSPORTAR.

 

El cálculo del peso a transportar nos permitirá

Obtener la capacidad que deberá transportar nuestra cinta en toneladas/hora.

 

 Siendo:   

           = peso a transportar (ton/h)

           = peso específico material (Kg/m3)

           = capacidad volumétrica cinta por hora (m3/h)

           = coeficiente corrección de concavidad y  Sobrecarga.

           = coeficiente corrección de inclinación.

        

     Para el coeficiente Z1, es posible obtener su valor mediante el conocimiento

del ángulo de sobrecarga dinámica del material a transportar.

     En cuanto al coeficiente Z2, su nombre claramente lo indica siendo éste, el

valor angular de inclinación de la cinta transportadora.

 

     Ambos valores Z1 y Z2, pueden ser extraídos del texto “PIRELLI, manual

para la construcción de cintas transportadoras”. 

  OTRA FORMA DE CÁLCULO

La capacidad volumétrica de un transportador en Ton/m3

Esta dado por:

Donde: C= Capacidad volumétrica de un transportador en m3 /hora a una

velocidad “V” en m/s

= Capacidad volumétrica de un transportador en m3 /hora a una

velocidad de V= 1m/s (esto se obtiene de de tabla-1)

V= Velocidad del transportador en m/s

K= Factor de corrección de un transportador debido a la inclinación

del mismo (ver tabla-2)

Luego la capacidad de carga “Q” o simplemente capacidad, es obtenida a

través de:

Donde Q= Capacidad de carga de la faja transportadora en Ton/hora

C= Capacidad volumétrica en m3/h a una velocidad “V” en m/s

= peso especifico del material en Ton/m3

TABLA-2

Capacidad volumétrica de transportadores (“ C “) m3/h a 1 m/s

Co

n tr

es r

odill

os ig

uale

s y

los

ext

rem

os

a

35°

Angulo

de

Acomodo

del

material

Ancho de la faja en pulgadas

24” 30” 36” 42” 48” 54” 60” 72” 84”

0° 93 152 226 314 417 535 666 977 1341

5° 103 169 250 348 462 592 738 1078 1486

10° 114 186 276 384 509 652 812 1186 1631

15° 125 204 302 419 556 711 885 1296 1779

20° 135 221 328 455 603 772 961 1403 1929

25° 147 240 355 492 652 835 1040 1517 2083

30° 158 258 382 530 702 898 1118 1631 2242

TABLA-3

FACTOR DE CORRECCION DE CAPACIDAD

0° 2° 4° 6° 8° 10° 12° 14° 16° 18° 20° 21° 22° 23° 24°

K 1.00 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81 0.78 0.76 0.73 0.71

Donde es el ángulo de inclinación de la faja transportadora

Ejemplo: La faja transportadora N° 5 tiene una inclinación con la horizontal de

18°, usa una faja de 36” de ancho y 3 rodillos de carga de igual dimensión

siendo los laterales inclinados un ángulo de 35° y operando a una velocidad de

2 m/s para transportar un material con un ángulo de acomodo de 25°,y un peso

especifico de 2.8 ton/m3

Calcule la capacidad de la faja N° 5 en ton/ hora.

Solución:

De la tabla-2 para un ángulo de acomodo de 25° y faja de 36”

CTABLA=378 m3/hora

De la tabla-3 para un ángulo de inclinación de la faja transportadora de =18°

K = 0.85

Por lo tanto C= 378 x 2 x 0.85 = 642.6 m3/h

Luego la capacidad de carga de la faja será: Q=642.6 x 2.8 =1,799.28 ton/ hora

8.  DEFINICIÓN Y SELECCIÓN DE POLINES.

 

a)  Polines de carga: el polín de carga de mayor

Utilización es el de tres rodillos de un mismo largo, con una inclinación de

rodillos usualmente de 20º, 35º, o 45º. Al mismo tiempo, los polines de 20º son

los más utilizados en la mayoría de los casos, con los polines de 35º y 45º,

usualmente son utilizados sólo con granos y materiales livianos. Sin embargo,

más recientemente los polines de ángulos mayores, especialmente los de 35º,

están siendo utilizados con mayor frecuencia en diferentes aplicaciones dentro

de las industrias. Las dos principales razones para el uso de los polines de

ángulos mayores (35º y 45º) son para obtener una mayor capacidad de

transporte y mayor control sobre el derrame de material, especialmente en

inclinaciones. Generalmente en la construcción de cintas transportadoras se

selecciona el polin de menor ángulo debido a que se proporciona mayor

manejo sobre el material con un mínimo control de derrame de éste.

    

La siguiente figura muestra un polin de carga estándar, que permite la selección de éste

conociendo sus dimensiones, sin duda alguna la selección del polín deseado se podrá

realizar con cualquier catálogo de polines que entregue los datos técnicos necesarios

para ello.   

b) Polines de impacto: los polines de impacto se encuentran en variados

modelos, y su diseño está adaptado para el impacto que se produce en la

recepción del material, su ángulo de inclinación será el mismo del polin de carga,

permitiendo una uniformidad en el transporte.

c) Polines de retorno: los polines de retorno como su nombre lo indica,

permiten el retorno de la banda mediante el apoyo de ésta.

 

    

9.  CÁLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE POLINES.

Para la determinación de la distancia entre polines, se

utilizará la siguiente tabla la cual nos entrega el espacio recomendado entre

polines de: TABLA-4

Cabe destacar que la distancia sugerida entre rodillos puede variar dependiendo

del criterio del diseñador.

 

10.         DETERMINACIÓN DE LA ALTURA A TRANSPORTAR EL

ESPACIO SUGERIDO DE RODILLOS DE CARGA Y DE RETORNO

ANCHO DE

BANDA PLG.

PESO DEL MATERIAL EN LB/PIE3 RODILLOS DE

RETORNO35 50 75 100 125 150

 14182430364248546072

 51/251/2

555

41/241/241/2

44

 55

41/241/241/241/2

444

31/2

 55

41/241/2

444

31/231/231/2

 55444

31/231/231/2

33

 

 41/241/2

44

31/231/231/2

333 

 41/241/2

44

31/23333

21/2 

 101010101010

9 a 109 a 109 a 109 a 10

MATERIAL.

 

Para la determinación de la altura, dato necesario

Para el cálculo de la potencia motriz, sólo deberemos aplicar trigonometría

básica, siendo el resultado de ésta el valor a utilizar.

 

     Para aquellos casos en que la cinta tenga una inclinación de 0º o inferior, éste

valor deberá ser omitido. 

11. CÁLCULO DE LA POTENCIA EN EL TAMBOR MOTRIZ.

 

 

Siendo:   

           = potencia tambor motriz. (Kw.)

= factor en función del largo de cinta.

           = factor de rozamiento.

          L= largo de la cinta.(m)

           = peso de la banda.(Kg/m)

           = peso de los polines de carga.(Kg/m)

           = peso de los polines de retorno. (Kg/m)

           = peso a transportar. (Tons/h)

           = velocidad.(m/s)

           = altura a transportar el material.(m)

           = recargo.(Kw.)

 

Los factores C4 y  pueden ser extraídos del catálogo “TRANSILON, bandas

transportadoras y para procesamientos”.       

OTRA FORMA DE CÁLCULO, METODO PRACTICO

La potencia efectiva necesaria para el transporte de material, puede ser

calculada por la siguiente ecuación:

Donde: Potencia total efectiva en HP

Potencia en HP, para accionar el transportador vacío a una

velocidad de 1m/s (TABLA-5)

Potencia en HP, para movilizar 100 ton/h de material a una

distancia “L” horizontal. (TABLA-6)

Potencia en HP para elevar (+) o descender ( -- ) 100 ton/h de

material una altura “H” (TABLA-7)

Potencia en HP, para vencer el rozamiento de los faldones de

carga y guías laterales a una velocidad de 1m/s (TABLA-8)

NOTA: Cuando los faldones y guías tienen un rozamiento normal esta parte

puede ser despreciada

Velocidad de la faja en m/s

Capacidad a transportar en la faja en ton/hora

.

TABLA - 5

Potencia en HP para accionar el transportador vacío a 1 m/s

Ancho Largo de la faja transportadora

De la

faja10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 110

16” 0.37 0.47 0.54 0.61 0.70 0.80 0.90 1.01 1.10 1.20 1.31 1.42 1.53

20” 0.45 0.55 0.64 0.72 0.81 0.95 1.09 1.20 1.32 1.43 1.54 1.67 1.80

24” 0.57 0.70 0.83 0.91 1.01 1.20 1.33 1.52 1.67 1.80 1.92 2.06 2.19

30” 0.69 0.81 0.97 1.10 1.22 1.44 1.66 1.83 2.04 2.19 2.39 2.55 2.71

36” 0.75 0.94 1.08 1.23 1.35 1.58 1.80 2.03 2.24 2.45 2.64 2.84 3.03

42” 0.85 1.01 1.22 1.39 1.54 1.80 2.04 2.28 2.52 2.76 2.95 3.17 3.38

48” 1.02 1.20 1.32 1.64 1.80 2.13 2.40 2.71 2.98 3.23 3.48 3.74 4.00

TABLA - 6

Potencia en HP para desplazar 100 ton/h de material una distancia “L”

horizontal

L (m) 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 110

N1

( HP)0.50 0.63 0.74 0.81 0.95 1.11 1.25 1.42 1.50 1.64 1.75 1.87 2.05

TABLA - 7

Potencia en HP para elevar o descender 100 ton/h de material una altura “H”

vertical

Alt.

(m)2 3 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5 30

Nh

( HP)0.8 1.2 1.9 2.8 3.7 4.7 5.6 6.5 7.4 8.4 9.3 10.2 11.1

TABLA - 8

Potencia en HP para vencer el rozamiento de las guías laterales a 1 m/s

Largo

de

guias

(m)

5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Ng

( HP)0.6 1.26 2.52 3.18 3.84 4.56 5.28 6.00 6.72 7.38 8.10 8.88 9.60

12. CÁLCULO DE LA POTENCIA MOTRIZ NECESARIA

.

Siendo:   

            = potencia motriz necesaria. (Kw.)

= potencia tambor motriz. (Kw.)

           = rendimiento (89% = 0.89).

          

Con el cálculo de la potencia motriz necesaria podemos realizar la selección de nuestro motor mediante catálogo.

13.         CÁLCULO DE LA POTENCIA EFECTIVA. 

El cálculo realizado anteriormente, (potencia motriz necesaria), nos permitió realizar la selección del motor que vamos a utilizar, éste motor nos entregará una potencia diferente a la obtenida por cálculo (generalmente mayor), por esto se debemos calcular la potencia efectiva de éste motor dada por la siguiente fórmula.

Siendo:   

             = potencia efectiva. (Kw.)

= potencia entregada por el motor. (Kw.)

           = rendimiento (89% = 0.89).

 

14.         CÁLCULO DE LA FUERZA PERIFÉRICA EN EL TAMBOR.

 

 

Siendo:   

             = fuerza periférica en el tambor. (N)

= potencia efectiva. (Kw.)

           = velocidad. (m/s)

 

15. CÁLCULO DE LA TENSIÓN MÁXIMA EN LA BANDA.

 Siendo:   

            = tensión máxima en la banda. (N)

            = fuerza periférica en el tambor. (N)

  = factor en función del ángulo de

     Abrazamiento, y tipo de tambor. 

 Siendo:   

            = factor en función del tipo de correa.

            = tensión máxima en la banda. (N)

  = ancho de la banda. (mm)

 

Para  éste cálculo debe cumplirse que  

Los factores C1 y C2 pueden ser extraídos del catálogo “TRANSILON, bandas

transportadoras y para procesamientos”.

 

16.         DETERMINACIÓN DEL TIPO DE ESTIRADOR

 El estirador de la faja transportadora garantiza la tensión de operación

adecuada. Pueden ser de dos tipos: automático por gravedad, o por tornillo

En el tipo automático por gravedad, un contrapeso es adaptado a un tambor

estirador para formar la tensión de operación deseada.

El estirador por tornillo consiste en dos roscas, cada una instalada en una de las

extremidades del eje del tambor estirador donde se aplica manualmente la

fuerza necesaria para obtener la tensión deseada.

El tipo por gravedad puede ser colocado en cualquier punto, siendo

recomendable las proximidades del tambor de accionamiento o motriz y no

próximo al tambor de cola, el estirador de tornillo siempre es usado

exclusivamente en el tambor de cola.

El valor del contrapeso para el estirador por gravedad y la fuerza a ser aplicada

al estirador de tornillo es obtenido a través de:

Donde: G= valor del contrapeso o la fuerza necesaria del estirador por tornillo

en kgf

T= tensión de la faja en el punto donde esta localizado el estirador en

kgf

Pc= Peso del tambor estirador y de su carro o cuadro guía en kgf

= ángulo de inclinación del transportador ( en grados)

Para un transportador horizontal, , por tanto:

Ancho

de

La faja

Distancia entre centros L ( m)

L>35 35 30 27 25 22 20

16” G T T T T T T

20” G G T T T T T

24” G G G T T T T

30” G G G G T T T

36” G G G G G T T

42” G G G G G T T

48” G G G G G T T

54” G G G G G T T

60” G G G G G T T

72” G G G G G T T

Donde : G = estirador de gravedad

T = estirador de tornillo

17.         CÁLCULO DEL DIÁMETRO MÍNIMO DEL TAMBOR DE ACCIONAMIENTO

               

 

Siendo:   

            = diámetro mínimo del tambor. (mm)

            = potencia efectiva. (Kw.)

   = velocidad. (m/s)

   = ángulo de abrazamiento. (º)

  = ancho de la banda. (mm)

 

     El resultado obtenido por cálculo puede ser comparado con los diámetros

recomendados en diferentes catálogos de cintas, que según las especificaciones

antes obtenidas permiten una selección con mayor rapidez, lo ideal es que

ambos datos (catálogo y calculado), se aproximen en su valor.

 

18.         CÁLCULO DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES DEL TAMBOR DE ACCIONAMIENTO.

 

                 

 

Siendo:   

            = revoluciones del tambor de Accionamiento. (1/min.)

             = velocidad. (m/s)

             = diámetro tambor seleccionado. (mm)

19.         CÁLCULO DE LA RELACIÓN DE REDUCCIÓN. 

 Siendo:   

            = relación de reducción.

= revoluciones por minuto de     entrada. (1/min.)

= revoluciones por minuto de       salida. (1/min.)

 20.         CÁLCULO DEL TORQUE EN EL EJE DEL TAMBOR

MOTRIZ.

 

 Siendo:   

            = torque en el eje del tambor motriz. (Kp*m)

= potencia. (HP)

= revoluciones por minuto de salida. (rpm)

 

     Con los datos de relación de reducción ( ), y torque en el eje del tambor

motriz ( ), podemos realizar la selección del motoreductor que más se acerque

a las especificaciones calculadas.

  

21. CÁLCULO DEL DIÁMETRO DEL EJE DEL TAMBOR

MOTRIZ.

 Siendo:   

            = momento de inercia. (cm4)

= momento torsor. (Kg/cm.)

= longitud eje. (cm.)

= ángulo de torsión permisible. (rad)

= modulo de elasticidad del acero. (Kg/cm2)

 

     Para obtener el diámetro del eje debemos recordar que para el cálculo del

momento de inercia podemos utilizar diferentes fórmulas, es así como el

diámetro estará dado por la siguiente ecuación:

      

Por despeje tenemos que el diámetro será igual a:

  

 Siendo:   

            Diámetro del eje. (cm.)

= momento de inercia obtenido en la fórmula anterior. (cm4)

22. CÁLCULO DE LA SUJECIÓN DEL MOTOR.

 

FUENTE: EUZKADI

 

 

mediante despeje tenemos:

 

Siendo:   

           = momento. (Kp*m)

= potencia. (HP)