Tesis sobre cangilones.

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL Facultad de lngenieria Mecinica

"DISEAO Y CONSTRUCCION DE PROTOTIPO PARA SISTEMA DE RECIRCULACION DE GRANALLAS PARA MAQUINA

LlMPlADORA DE METALES"

TESIS DE GRAD0 Previa a la obtencicin del Titulo de:

INGENIERO MECANICO

Presentado por:

Klgber Fernando Barcia Villacreses

Cuayaquil - Ecuador 1989

A G R A D E C I M I E N T O

1

A 1 Ing. MARCOS TAPIA Q.

Director de la Tesis, por

su ayuda y colaboraci6n en

la realizaci6n de este trabajo

A 1 Ing. IGNACIO WIESNER y

a1 Ing. HOMER0 ORTIZ por

su aporte sinnificativo a

la consecuci6n de nuestros

objetivos.

A 1 Ing. MANUEL HELGUERO y

a1 personal del Taller Mec5nico

de la E S P O L , sin cuyo aporte

la cuiminaci6n de este proyecto

se hubiera visto imposibilitada.

D E D I C A T O R I A

A DIOS: Por s u gufa

A MIS PADRES: Por su

confianza en mf.

I N G . MARCOS TAPIA

DE LA SUB-DECANO

FACULTAD

DIRECTOR DE TESIS

- - -____--_-___

MIEMBRO PRINCIPAL DEL

TRIBUNAL TRIBUNAL

DECLARACION EXPRESA

"La responsabilidad por 10s hechos , ideas

y doctrinas expuestos en esta tesis, me

corresponden exclusivamente; y , el patrimonio

intelectual de la misma, a la ESCUELA

SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL".

(Reglamento de Exsmenes Y Tftulos

proiesionales de la ESPOL).

\

K L E B E A . BARCIA VILLACBESES

R E S U M E N

Esta mdquina es parte de un proyecto de Construccidn

de Equipos para el Laboratorio de Fundicidn de la

Facultad. La construccidn de este sistema se realizd

en el Taller Mecdnico d e la Facultad, que permitid

junto con la construccidn de una turbina impulsadora

de granallas, poner en funcionamiento la mdquina

limpiadora de metales.

La presente Tesis tiene 10s siguientes objetivos

principales:

1 . Diseaar un sistema de recir I; ulacidn que pueda ser

usado en una mdquina limpiadora de metales.

2 . Lograr un sistema d e fdcil operacidn, reparacidn

y mantenimiento.

3 . Que el diseao del sistema contemplen partes

normalizadas existentes en el mercado nacional y

en otras partes de fdcil obtencidn.

Se estudia 10s principios de este sistema asf como,

las diferentes partes que 10s conforman, sus

VII

aplicaciones y alcances. Se hace referencia a las

diferentes clases de granallas que puedan utilizarse

en el sistema detallando el proceso de fabricacibn,

composici6n quimica, caracteristicas mecsnicas,

clasificaci6n y aplicaciones.. A parte de las granallas,

existen otros tipos de abrasivos que no son metglicos

y que no se 10s ha mencionado, entre ellos tenemos:

abrasivos de vidrio, abrasivos vegetales y abrasivos

plssticos.

El disefio contempla un sistema de recoleccibn, un

sistema de elevacibn, un sistema de extracci6n de polvos

y un sistema dosificador como partes constitutivas

del sistema total de recirculacibn.

Posteriormente se explica el proceso de fabricacibn

y el montaje de las partes, luego se realizan pruebas

de 1 0 s diferentes sistemas que lo conforman, se analizan /

las mismas y se adjuntan planos del sistema.

I N D I C E G E N E R A L

PBg.

RESUMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI

INDICE GENERAL .................................. VIII

INDICE DE FIGURAS ............................... XI11

INDICE DE TABLAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIX

INTRODUCCION .................................... 36

CAPITULO I

GENERALIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

1.1. Fundamentos del sistema de recirculaci6n . . . 39

1.2. Tipos de sistemas de transporte . . . . . . . . . . . 42

1.2.1. Transportadores recolectores de

tornillo7 sin fin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

1.2.2. Transportadores elevadores de

cangilones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

1.3. Extractores de polvos ..................... 58

1.3.1. Separadores de polvos y granallas . . . 60

1.4. Dosificadores ............................. 62

1.5. Clases de granallas usadas en el sistema de

recirculaci6n .............................. 62

1.5.1. Granallas de 6xido de aluminio . . . . . 63

IX

PAg . 1 . 5 . 2 . Granallas de bronce . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4

1 . 5 . 3 . Granallas de alambre cortado . . . . . . . 6 4

1 . 5 . 4 . Granallas de hierro templado . . . . . . . 6 8

1 . 5 . 5 . Granallas de acero . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2

CAPITULO I1

DISERO Y CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE RECIRCULACION

DE GRANALLAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 1 . Especificaciones tecnicas a considerarse . . .

2 . 1 . 1 . Potencia ............................ 2 . 1 . 2 . Cargas mecAnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 1 . 3 . Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 1 . 4 . Tamafio y peso ...................... 2 . 1 . 5 . Productos existentes . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 1 . 6 . Vida iitil de servicio . . . . . . . . . . . . . . 2 . 1 . 7 . Mantenimiento y reparaci6n . . . . . . . . . 2 . 1 . 8 . Costo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 . 2 . Seleccidn del sistema de recirculaci6n de

granallas . . . ,G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 3 . Codificaci6n de las partes . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 4 . Sistema de recolecci6n y sistema de

elevaci6n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 4 . 1 . CAlculo de la tolva de colecci6n . . . . 2 . 4 . 2 . MAxima carga de 10s sistemas . . . . . . . 2 . 4 . 3 . Dimensiones del sin fin . . . . . . . . . . . . 2 . 4 . 4 . Longitud de la banda de 10s

7 7

7 7

7 7

7 7

7 8

7 8

7 8

7 9

7 9

7 9

80

81

8 3

83

8 7

8 7

X

cangilones ......................... 2 . 4 . 5 . DiseRo y cBlculo de 1 0 s cangilones . . 2 . 4 . 6 . Velocidad tangencial d e la helice del

sin fin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 4 . 7 . Diseflo y cBlculo de la artesa del sin

fin ................................ 2 . 4 . 8 . AnBlisis de fuerzas de trabajo que

actlian sobre 10s sistemas . . . . . . . . . . 2 . 4 . 9 . Determinaci6n de la potencia

requerida .......................... 2 . 4 . 1 0 Cdlculo y selecci6n de la cadena y

catalinas .......................... 2 . 4 . 1 1 CBlculo y selecci6n de la banda de

cangilones ......................... 2 . 4 . 1 2 CBlculo y selecci6n d e las poleas . . . 2 . 4 . 1 3 Diseflo y cdlculo del eje superior

del sistema de elevaci6n . . . . . . . . . . . 2 . 4 . 1 4 CQlculo y selecci6n de las chavetas y

eje superior del chaveteros

sistema de elevaci6n . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 4 . 1 5 CQlculo y selecci6n de rodamientos y

chumaceras del eje superior del

sistema de elevaci6n . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 4 . 1 6 Disefio y cdlculo del tensor de la

banda de cangilones . . . . . . . . . . . . . . . . 2 . 4 . 1 7 DiseRo y cBlculo de la plancha

det

FQg.

89 A

91 /-

1 0 4

108

1 2 1

127

1 2 9

1 3 4

137

137

148

152

1 5 4

X I

recolectora .................... 2.4.18 Diseiio y c.5lculo del sin fin . . . . 2.4.19 CBlculo y selecci6n de las chavetas

y chaveteros del eje del sin fin . . . . 2 . 4 . 2 0 Cglculo y seleccidn de rodamientos y

chumaceras del eje del sin fin . . . . . . 2.4.21 CQlculo de la potencia inercial . . . . . 2 . 4 . 2 2 CBlculo de la estructura de 1 0 s

sistemas ........................... 2 . 4 . 2 3 Condiciones normales de trabajo

de 1 0 s sistemas .................... 2 . 4 . 2 4 Proceso de fabricacidn de las partes . 2.4.25.Montaje de acuerdo a1 diseiio . . . . . . . .

2.5. Bistema de extraccidn de polvos . . . . . . . . . . . . 2 . 5 . 1 . Diseiio y cBlculo del separador de

polvos ............................. 2.5.2. Diseao y cdlculo de 1 0 s ductos de

extraccidn ......................... 2.5.3. Determinacidn de la potencia requerida . 2.5.4. Diseiio de la trampa de polvos . . . . . . . 2.5.5. Seleccidn del extractor . . . . . . . . . . . . 2.5.6. Proceso de fabricacidn de las partes .

‘-2.5.7. Montaje de acuerdo a1 diseiro . . . . . . . 2 . 6 . Sistema dosificador .......................

2 . 6 . 1 . C5lculo del ducto de paso

de granallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PBg . 1 6 3

1 7 2

1 9 3

1 9 5

1 9 7

2 0 3

2 0 7

2 1 0

2 1 8

2 2 5

2 2 7

I 2 3 2

2 4 2

2 4 3

2 4 4

2 4 6

2 5 1

2 5 5

2 5 5

XI1

PAg.

2 . 6 . 2 . CBlculo de la compuerta . . . . . . . . . . . . 2 5 8

2 . 6 . 3 . DiseAo y c6lculo del mecanismo

accionador ......................... 2 6 0

2 . 6 . 4 . Proceso de fabricaci6n de las partes. 2 7 2

2 . 6 . 5 . Montaje de acuerdo a1 diseiio . . . . . . . 2 7 4

CAPITULO I11

PRUEBAS DEL SISTEMA DE RECIRCULACION DE GRANALLAS. 2 8 0

3 . 1 . Pruebas del sistema de recolecci6n y sistema

de elevaci6n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 0

3 . 2 . Pruebas del sistema de extracci6n . . . . . . . . . 2 8 2

3 . 3 . Pruebas del sistema dosificador . . . . . . . . . . . 2 8 8

CAPITULO IV

ANALISIS DE RESULTADOS .......................... 2 9 0

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 3

2 9 6 BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

PLANOS DE CONSTRUCCION .......................... 2 9 8

I N D I C E D E F I G U R A S

NO

1

2 .

3 .

4 .

5 .

6 .

7 .

8 .

9 .

1 0 .

1 1 .

1 2 .

1 3 .

FLUJCGRAPIA DEL SISTEMA DE RECIRCULACION.. . . DIVERSOS TIPOS DE TRANSPORTADORES SIN FIN..

DISPOSITIVOS DE ALIMENTACION PARA

TRANSPORTADORES SIN FIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DISPOSITIVOS DE DESCARGA PARA

TRANSPORTADORES SIN FIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TIPOS DE ELEVADORES DE CANGILONES Y DETALLES

DE CANGILONES ............................. EXTRACTOR DE POLVOS DE UNA MAQUINA

GRANALLADORA...... ......................... SEPARADOR TIPICO DE POLVOS Y GRANALLAS.... . MICROESTRUCTURA DE LAS GRANALLAS DE ALAMBRE

CORTADO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MUESTRA DEL EFECTO DEL TAMAN0 DEL CORTE DE

LAS GRANALLAS DE ALAMBRE CORTADO . . . . . . . . . . . GRANALLAS DE ALAMBRE CORTADO.. . . . . . . . . . . . . . GRANALLAS ANGULARES DE HIERRO TEMPLADO . . . . . MICROESTRUCTURA DE LAS GRANALLAS DE HIERRO

TEMPLADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MICROESTRUCTURA DE LAS GRANALLAS DE ACERO..

/

P&ig.

41

47

4 9

51

5 6

5 9

6 0

6 6

6 6

6 7

7 0

7 0

7 4

NO

1 4 .

1 5 .

1 6 . 1 7 . 1 8 . 1 9 . 2 0 . 2 1 .

2 2 . 2 3 .

2 4 . 2 5 . 2 6 . 2 7 . 2 8 . 2 9 . 3 0 . 3 1 .

3 2 . 3 3 . 3 4 .

RESISTENCIA A QUEBRARSE DE LAS GRANALLAS DE

ACERO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4

RESISTENCIA A QUEBRARSE DE LAS GRANALLAS DE

HIERRO TEMPLADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SISTEMA DE RECIRCULACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SISTEMAS DE RECOLECCION Y ELEVACION . . . . . . . . TOLVA DE RECOLECCION ....................... REPRESENTACION DE UN PAS0 DEL SIN FIN . . . . . . BANDA DE LOS CANGILONES .................... TRAYECTORIA DE LAS GRANALLAS A LA SALIDA

DEL ELEVADOR ............................... a ) CANGILON . b ) VOLUMEN UTIL DEL CANGILON . PARTE DE UN CANGILON SOMETIDA A MAYOR

7 4

8 2

8 4

8 5

8 8

9 0

9 2

9 7

DESGASTE .................................. 99

RECORRIDO DE DESGASTE DEL CANGILON . . . . . . . . . 1 0 0

DISTRIBUCION DE LOS REMACHES . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3

SECCION TRANSVERSAL OCUPADA DEL SIN FIN . . . . 1 0 6

SECCION DEL SIN FIN ....................... 1 0 6

MEDIDAS DE LA ARTESA- ..................... 1 0 9

DIAGRAMA DE FUERZAS DE LA ARTESA . . . . . . . . . . . 1 0 9

DIAGRAMA DE MOMENT0 COMBINADO . . . . . . . . . . . . . . 1 1 1

DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENT0

FLECTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 3

LLENADO MAXIM0 DE LA ARTESA . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 6

SOLDADURA DE LA ARTESA .................... 1 1 9

DIAGRAMAS DE FUERZAS a ) EN LA HELICE DEL

xv

No

3 5 . 3 6 . 37 . 3 8 . 3 9 . 4 0 . 41 . 4 2 .

4 3 .

44 . 4 5 . 4 6 . 4 7 .

4 8 . 4 9 .

5 0 . 5 1 . 5 2 .

5 3 . 5 4 .

SIN FIN . b ) EN LAS GRANALLAS . . . . . . . . . . . . . . DIAGRAMAS DE FUERZAS ....................... DIAGRAMA DE FUERZAS ....................... REPRESENTACION DE LA TRANSMISION . . . . . . . . . . . POLEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . EJE SUPERIOR DEL SISTEMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DIAGRAMA DE FUERZAS EN EL PLANO XY . . . . . . . . . DIAGRAMA DE FUERZAS EN EL PLANO XZ . . . . . . . . . DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO

FLECTOR EN EL PLANO XY ..................... DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO

FLECTOR EN EL PLANO XZ ..................... EJE SUPERIOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CHAVETA DE LA CATALINA .................... FUERZAS EN LA CHAVETA ...................... CHUMACERA DEL EJE SUPERIOR DEL SISTEMA DE

ELEVACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ESTRUCTURA DEL TENSOR ..................... DIAGRAMA DE FUERZAS APLICADAS EN LA CAJA DE

RODAMIENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TORNILLO SOMETIDO A COMPRESION . . . . . . . . . . . . . MEDIDAS DE LA PLANCHA RECOLECTORA . . . . . . . . . . D IAGRAMA DE FUERZAS DE LA PLANCHA

RECOLECTORA ................................ DIAGRAMA DE MOMENTO COMBINADO . . . . . . . . . . . . . . DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO

PBg . 1 2 2

1 2 4

1 2 5

1 3 3

1 3 8

1 3 9

1 3 9

1 4 1

1 4 2

1 4 3

1 4 8

1 4 9

1 5 0

1 5 5

1 5 7

1 5 8

1 6 0

1 6 4

1 6 4

1 6 6

XVI

NO

5 5 . 5 6 . 5 7 . 5 8 .

5 9 .

6 0 . 6 1 . 6 2 . 6 3 . 6 4 .

6 5 . 6 6 . 6 7 . 6 8 .

6 9 . 7 0 . 7 1 . 7 2 . 7 3 . 74 . 75 .

FLECTOR .................................. EJE DEL SIN FIN .......................... DIAGRAMA DE FUERZAS EN EL PLANO XY . . . . . . . . DIAGRAMA DE FUERZAS EN EL PLANO XZ . . . . . . . . DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO

FLECTOR EN EL PLANO XZ .................... DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO

FLECTOR EN EL PLANO XY .................... MONTAJE DEL EJE MACIZO .................... EJE DEL SIN FIN ........................... REPRESENTACION DE LA HELICE DEL SIN FIN . . . DIAGRAMA DE FUERZAS DE LA HELICE . . . . . . . . . . DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO

FLECTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DESARROLLO DE LA HELICE DEL SIN FIN . . . . . . . SOLDADURA DE LA HELICE .................... CHUMACERA DEL SIN FIN ..................... CARGAS APLICADAS EN LA ESTRUCTURA INFERIOR

DEL SISTEMA DE ELEVACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . SECCION DE LA ESTRUCTURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . TAPA DERECHA SUPERIOR ..................... TAPA IZQUlERDA SUPERIOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ESTRUCTURA INTERMEDIA ..................... ESTRUCTURA SUPERIOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BASE DEL MOTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ARTESA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PSg . 1 6 5

1 7 2

1 7 4

1 7 5

1 7 7

1 7 8

1 8 2

184

1 8 5

1 8 6

1 8 7

1 9 1

1 9 2

1 9 8

2 0 3

2 0 5

2 1 1

2 1 3

2 1 4

2 1 5

2 1 5

2 1 7

XVII

No

7 6 . 7 7 . 7 8 . 7 9 . 8 0 . 8 1 . 8 2 . 8 3 . 8 4 . 8 5 . 8 6 . 8 7 . 8 8 . 8 9 . 9 0 . 9 1 . 9 2 . 9 3 . 9 4 . 9 5 . 9 6 . 9 7 . 9 8 . 9 9 . 100 . 1 0 1 .

B1BLm.r E C ~ ' CANGILONES REMACHADOS A LA BANDA . . . . . . . . . . FABRICACION DE EMPAQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MONTAJE DE LA ESTRUCTURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . MONTAJE DEL SIN FIN ....................... MONTAJE DEL EJE SUPERIOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . ESTRUCTURA SUPERIOR ....................... MONTAJE DE LA ESTRUCTURA CON EL EJE . . . . . . . REMACHADO DE LOS CANGILONES EN LA BANDA . . . SISTEMA DE EXTRACCION DE POLVOS . . . . . . . . . . . ESQUEMA DFL SFPARADOR DE POLVOS . . . . . . . . . . . PLANCHAS SOMETIDAS A DESGASTE . . . . . . . . . . . . . CALCULO DEL VALOR DE F .................... MEDIDAS DE LOS DUCTOS ..................... CALCULO DE LOS DUCTOS DEL SISTEMA . . . . . . . . . TRAMPA DE POLVOS .......................... FABRICACION DE DUCTOS ..................... FABRICACION DE DUCTOS ..................... DUCT0 TERMINADO ........................... ACOPLE DE RAMALES ......................... FABRICACION DE LA TRAMPA DE POLVOS . . . . . . . . FABRICACION DEL SEPARADOR DE POLVOS . . . . . . . FABRICACION DE EMPAQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MONTAJE DEL SEPARADOR DE POLVOS . . . . . . . . . . . MONTAJE DE LOS DUCTOS ..................... MONTAJE DE LOS DUCTOS ..................... SISTEMA DOSIFICADOR .......................

P5g . 2 1 8

2 1 9

2 2 0

2 2 1

2 2 2

2 2 2

2 2 3

2 2 4

2 2 6

2 2 8

2 2 9

2 3 1

2 3 8

2 4 3

2 4 5

2 4 7

2 4 7

2 4 9

2 4 9

2 5 0

2 5 0

2 5 1

2 5 2

2 5 3

2 5 4

2 5 6

XVIII

N'

1 0 2 . 1 0 3 . 1 0 4 . 1 0 5 . 1 0 6 . 1 0 7 .

108 .

1 0 9 . 110 . 111 . 1 1 2 . 1 1 3 . 1 1 4 . 1 1 5 . 1 1 6 . 1 1 7 . 118 . 1 1 9 .

1 2 0 . 1 2 1 . 1 2 2 . 1 2 3 .

DUCTO DE PASO DE GRANALLAS . . . . . . . . . . . . . . . PLANCHA CURVADA DE LA COMPUERTA . . . . . . . . . . DIAGRAMA DE FUERZAS DE LA COMPUERTA . . . . . . COMPUERTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . COMPUERTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SISTEMA ARTICULADO DE 4 BARRAS EN

POSICION NORMAL CERRADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . SISTEMA ARTICULADO DE 4 BARRAS EN

POSICION NORMAL ABIERTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . DIAGRAMA DE FUERZAS ...................... DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE DEL ESLABON 4 . . . DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE DEL ESLABON 2 . . . DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE DEL ESLABON 3 . . . SISTEMA DOSIFICADOR ...................... SISTEMA DOSIFICADOR ...................... MONTAJE DE LA PALANCA ACCIONADORA . . . . . . . . MONTAJE DEL DUCTO DE PASO Y DE LA COMPUERTA . MECANISMO ACCIONADOR NORMAL CERRADO . . . . . . MECANISMO ACCIONADOR NORMAL ABIERTO . . . . . . PARTE SUPERIOR ABIERTA DEL SISTEMA

DE ELEVACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TOMA GENERAL DE LA MAQUINA . . . . . . . . . . . . . . . PRUEBAS DEL VENTILADOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MEDICION DE POLVOS RECOGIDOS . . . . . . . . . . . . . VERIFICACION DE DISTRIBUCION DE GRANALLAS

Pzig . 2 5 7

2 5 8

2 5 9

2 6 1

2 6 2

2 6 4

2 6 4

2 6 5

2 6 7

2 6 7

2 6 8

2 7 0

2 7 1

2 7 5

2 7 6

2 7 7

2 7 8

2 8 2

2 8 3

2 8 6

2 8 7

2 8 7

I N D I C E D E T A B L A S

NO

I . CAPACIDADES Y VELOCIDADES DE LOS

TRANSPORTADORES SIN FIN.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . I1 CAPACIDADES DE LOS TRANSPORTADORES SIN FIN.

111 REDUCCION DE LA CAPACIDAD EN TRANSPORTADORES

INCLINADOS... .............................. IV CLASIFICACION DE LAS GRANALLAS DE OXIDO DE

ALUMINIO DEL REIN0 UNIDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V ESPECIFICACIONES DE LAS GRANALLAS DE

ALAMBRE CORTADO. ........................... VI COMPOSICION QUIMICA DE LAS GRANALLAS DE

ALAMBRE CORTADO.. .......................... VII COMPOSICION QUIMICA DE LAS GRANALLAS DE

HIERRO TEMPLADO EN LAS DIVERSAS PARTES DEL

MUNDO. ..................................... VIII ESPECIFICACIONES DE GRANALLAS DE HIERRO

TEMPLADO SEGUN LA NORMA BIS No 2 4 5 1 . . . . . . . . IX COMPOSICION QUIMICA DE LAS GRANALLAS DE

ACERO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . X ESPECIFICACIONES DE LAS GRANALLAS DE

ACFRO SEG’JN L4 NOSMA SAE 5 - 4 4 4 . . . . . . . . . . . . .

PAg.

4 5

4 5

4 8

6 3

6 5

6 5

6 9

7 1

7 5

7 6

xx

NO

X I

X I 1

XI11

XIV

xv

XVI

XVII

XVIII

PBg.

VALORES TIPICOS DE k d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

CLASIFICACION DE L A S CARGAS Y FACTORES DE

SERVICIO ................................... 1 3 2

FACTORES K................................. 1 4 6

FACTORES K................................. 147

FACTORES K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

FACTORES K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

M A S A S DE L O S ELEMENTOS QUE COMPONEN LOS

SISTEMAS DE RECOLECCION Y ELEVACION . . . . . . . . 2 0 0

VALORES DE CARGA QUE SOPORTA L A ESTRUCTURA. 2 0 4

S I H B O L O G I A

- AB

A1

A2

A 3

A4

A5

A7

A6

A8

a n

A P

A

a

e A

Ab

ab

AC

es

e

t

A

a

a

b

: Longitud del eslab6n 3

: Area de una parte de la tolva de colecci6n




: Area de una parte de la tolva de coleccidn

: Area de una parte del cangil6n

Area de una parte del cangil6n

Area de una parte del cangildn

Aceleraci6n normal

Parte ocupada de la secci6n del cilindro

Area de la seccidn transversal de .la viga

TamaRo de la soldadura

Area de la garganta de la soldadura

Secci6n transversal de la banda

Ancho de la banda

Area de la circunferencia

Area transversal de la estructura

Ancho de la estructura

Aceleraci6n tangencial

Ancho de la artesa

XXII

61

b2

b' - B04

C

C

cC

'b

D

d

dM

Dl

D2

D3

D ac

Dbc

Dcd

D C

DHP

d l

d 2

m

r

d

d

dt

Longitucl del cord6n de soldadura

Ancho de la chaveta

Longitud del desgaste

Longitud del eslabdn 4

Distancia del eje neutro a la fibra mds

exterior

Distancia entre centros

Constant e

Capacidad bdsica de carga dindmica

Didmetro exterior de la h6lice del sin fin

Distancia del eje superior del elevador

a la bandeja recolectora

Di Ame t ro de la mesa rotatoria

Didmetro de las poleas de 1 0 s cangilones

Didmetro del eje superior del sistema

de elevaci6n

Didme t ro del eje del sin fin

Didmetro del ducto ac

Didmetro del ducto bc

Didmetro del ducto cd

Didmetro del cod0

Potencia de disefio

Didmetro primitivo de la catalina conductora

Didmetro primitivo de la catalina conducida

Didmetro medio

Didmetro menor de la tuerca

Didmetro mayor del tornillo

XXIII

d e

b e

e a

e

e

e P

e

h e

E

f

fl

f2

f3

f l X

Z fl

r f

S f

fb

f5

F

Espesor de desgaste

Espesor de la banda de 1 0 s cangilones

Espesor de la artesa

Espesor de la viga

Espesor de la plancha recolectora

Espesor de la estructura

Espesor de la helice

Mddulo de elasticidad del acero

Coeficiente de fricci6n entre la banda

y la polea

Fuerza de fricci6n entre las granallas

y el sin fin

Fuerza de friccidn entre las granallas

y la artesa

Factor de correcci6n


y el sin fin en direccidn x

Fuerza de friccidn entre la estructura

del tensor y la caja de rodamiento

Esfuerzo de trabajo resultante en la

soldadura

Esfuerzo de trabajo por cortante en la

soldadura

Esfuerzo de trabajo por f.lexd6n en la

soldadura

Carga por unidad de longitud

: Fuerza normal a1 punto de contact0 de

XXIV

C f

f6

f4

FX

F

F Y

Z

a F

n F

V F

F1

F2

F3

e F

r F

Fb

ax F

S F

FV

F i "; F4

F5

desgaste

Fuerza de friccidn entre la carga y la

compuer t a

Factor de cor~eci5f6n


y las plancha inclinada

Fuerza en direcci6n x

Fuerza en direcci6n y

Fuerza en direcci6n z

Fuerza de excavaci6n

Fuerza normal

Esfuerzo cortante mdximo permisible

Fuerza mdxima que transmite la banda

Fuerza de lado flojo de la banda

Fuerza en la superficie del eje

Carga radial equivalente a1 rodamiento

Carga radial aplicada a1 rodamiento

Esfuerzo deflexi6n mdximo permisible

Carga axial aplicada a1 rodamiento

Fuerza inercial

Esfuerzo permisible en la soldadura

Fuerza mayor en la polea del sin fin

I'uerza menor en la polea del sin fin

Fuerza axial que las granallas ejercen

sobre el sin fin

Fuerza radial que las granallas ejercen

sobre el sin fin

xxv

F6

F7

F8

9 F

F34

F23

F14

F32

F12

F43

ac F

g

h

h l

h2

e h

H

HP

: Constante para considerar pgrdidas en

la zona de aceleraci6n

Coeficiente de fricci6n en tubos rectos

Constante para considerar pgrdidas por

cambio de direcci6n

Factor correctivo por resbalamiento

Fuerza que ejerce el eslab6n 3 sobre

el eslabdn 4


el eslab6n 3


el eslab6n 4

Fuerza clue ejerce el eslab6n 3 sobre

el eslab6n 2

Fuerza que ejerce el eslabdn 1 sobre

el eslab6n 2


el eslab6n 3

Fuerza necesaria para mover el mecanismo

Gravedad

Altura del cangil6n a la bandeja recolectora

Altura de la chaveta

Altura de la tuerca

Largo de la estructura

: Altura que se eleva la mezcla aire-polvo

: Potencia en cabalos de fuerza

I : Inercia total

XXVI

'a

C I

I

I

I

I

Ih

I

J

W

P

es

ei

X

K

Ka

Kb

KC

Kd

e K

Kf

kd

2

l1

l2

l3

e 1

L

L1

L2

L3

Inercia de la artesa

Momento de inercia de la catalina

Inercia de la soldadura

Momento de inercia de la polea

Momento de inercia del eje superior

Momento de inercia del eje inferior

Momento de inercia de un paso de helice

Inercia alrededor del eje x

Momento polar de inercia

Constante de condiciones en extremos

Factor de superficie

Factor de tamafio

Factor de confiabilidad

Factor de temperatura

Factor de modificacidn por concentracidn

de esfuerzos

Factor de efectos diversos

Coeficiente de desgaste

1 Longitud que recorre la banda en t

Longitud de la chaveta

Longitud de la columna

Avance del tornillo

Altura de la estructura inferior

Longitud del sin fin

Longitud de la banda

Longitud de la cadena

Ancho de la helice

XXVII

L4

e L

LIOh

L'

L P

Lbc

ac L

m

mm

2

3

m

m

M

M1

M2

m M

MPa

MD

M2

2 Mt

MO

ME

MB

MU

G M

Distancia a1 radio medio

Longitud equivalente

DuraciBn nominal en horas d e servicio

Longitud de la plancha recolectora

Longitud del ducto principal

Longitud del ducto bc

Longitud del ducto ac

Longitud del ducto cd

Metros

Milfmetros

Metros cuadrados

Metros cCibicos

Masa

Momento reaccionante

Momento reaccionante

Momento flexionante m5ximo

Megapascal

Momento torsor necesario para mover la

compuer t a

Momento en el punto 4

Momento en el punto 2

Momento requerido para mover el mecanismo

Momento flexionante en el punto 0

Momento flexionante en el punto E

Momento flexionante en el punto B

Momento flexionante en el punto G

Momento flexionante en el punto U

i

XXVIII

M S

Mt

ca M

C M

M P

M . es

ei M

n

1 n

N

N 1

N1

N2

N3

X

- OD

- 02A - '4'2

P

X p1

p1 z p2

p 1

Pa

: Moinento inercial

: Momento inercial total

: Masa de un cangil6n

: Masa de la catalina conducida

: Masa de la polea

: Masa del eje superior

: Masa del eje inferior

: Masa de un paso de h6lice

: Factor de seguridad blrsli J-i'hCb

: N6mero de vueltas de la h6lice

: Newton

: Fuerza normal a - la h6lice

: Fuerza normal a ?-a h6lice en direccidn x

: Fuerza normal a la carga

: Fuerza normal a las granallas del fondo

del elevador

: Distancia entre el punto de apoyo y el

punto de acciein de la carga



: Paso del sin fin

: Fuerza axial aplicada a1 sin fin

: Fuerza tangencial aplicada a1 sin fin

: Fuerza total del elevador

: Paso de la cadena

: Pascal

X X I X

pf

pT1

pT

inercia

cr

P

P

1 Pot

2 Pot

pV

(P1-P

P

2 1

( P1-P2)

( P1-P2

(P1-P2I4

(P1-P2

(P1-P2)

(P1-P2)ac

( 1-'2 'bc

( 1 -'2 cd

q

4 1

42

Presi6n del flujo

Potencia total de transporte

Potencia total

Potencia inercial

Fuerza critica de pandeo

Potencia necesaria de transporte del

sin fin

Potencia necesaria de transporte del

elevador

Potencia del ventilador

Paso del tornillo tensor

Diferencia de presi6n debido a la

aceleraci6n

Diferencia de presi6n debido a1 rozamiento

en las paredes

Diferencia de presi6n debido a cambios

de direcci6n

Diferencia de presi6n debido a las fuerzas

gravitacionales

Diferencia de presidn debido a1 filtro

Diferencia de presi6n total

Diferencia de presi6n en el ducto ac

Diferencia de presidn en el ducto bc

Diferencia de presi6n en el ducto cd

Carga normal por paso

Carga normal del primer paso

Carga normal del segundo paso

: Carga normal del tercer paso q 3

9 4

q 5

‘6

97

q8

q9

qC

qP

‘a

q t

Q

Qg

Qac

Qbc

Qcd

Qt

QP r

r l rad

r S

R r

r X

r

R

m

R1

: Carga normal del cuarto paso

: Carga normal del quinto paso

Carga normal del sexto paso

Carga normal del sgptimo paso

Carga normal del octavo paso

Carga normal del noveno paso

Carga normal de un cangil6n

Flujo de arena

Capacidad de transporte de aire

Capacidad total de transporte

Flujo total normal

Flujo normal de granallas

Caudal en el ducto ac

Caudal en el ducto bc

Caudal en el ducto cd

Caudal total transportado

Caudal de arena transportado

Radio de giro del circulo

Radio de curvatura de 1 0 s cangilones

- r

: Radianes

: Radio para el circulo de V

: Raz6n de reducc i6n del reduc tor

: Radio de giro en x

: Radio medio

: Raz6n de reducci6n de transmisi6n

: Fuerza reaccionante

S

XXXI

X R1

R 1 Y

Z R1

R2

R 2 X

Y R2

Z R2

R4

R5

RT

S

S Y

SF

e S

S ' e

S

S

S

SY

Y1

ut

"ac

"bc

"d

SPt

t

1 t

'r Fuerza reaccionante en direcci6n x

: Fuerza reaccionante en direccidn y

: Fuerza reaccionante en direccidn z

: Fuerza reaccionante

: Fuerza reaccionante en direccidn x

: Fuerza reaccionante en direccidn y

: Fuerza reaccionante en direcci6n z

: Ndmero de dientes de la catalina mayor

: Ndmero de dientes de la catalina menor

: Radio de curvatura del cod0

: Carga que debe levantar el tornillo

: Segundos

: Esfuerzo de fluencia

: Factor de servicio

: Limite de resistencia a la fatiga

,? Limite de resistencia a la fatiga de

la viga rotatoria

: Resistencia a1 corte

: Resistencia a la fluencia

: Resistencia a la rotura

: Presidn estdtica en el ducto ac

: Presidn estdtica en el ducto bc

: Presidn estdtica en el punto d

: Presidn estdtica total

: Tiempo que se demora en recorrer d

: Tiempo que se demora el sin fin en dar

una revoluci6n

XXXII

t2

3 t

t a

t C

t

T e

T1

Y T1

z T1

T2

T3

T m3

V

V

v1

v2

v3

a V

'bc

ac V

'cd

: Altura del chavetero del eje

: Altura del chavetero de la catalina o polea

: Tiempo que tarda el motor en llegar a

la velocidad de r6gimen

: Tiempo de un ciclo

: Ancho del Area de garganta

: Torque msximo de la polea

: Fuerza que transmite la cadena

: Fuerza que transmite la cadena en direccidn

Y

: Fuerza que transmite la cadena en direccidn

z

Fuerza del lado flojo de la cadena

Momento de torsidn para vencer la carga

F3

Momento torsor en el eje del sin fin

Factor de rotacidn

Fuerza cortante

BolGmcn de una parte de la tolva de

coleccidn

Voliimen de una parte de la tolva de

coleccidn

Volumen dtil del cangildn

Voliimen de arena

Velocidad en el ducto bc

Velocidad en el ducto ac

Velocidad en el ducto cd

X X X I I I

C V

vd

vD

vO

V P

vp a

''b

vT

V

V

W

S

s u

w1

w 2

C W

W

W' P

e W

'h

W

X

0

xd

Volumen del cilindro de un paso del sin

fin

Voliirnen del material perdido por desgaste

Velocidad de diseilo

Velocidad lineal del cangildn

Velocidad lineal de la banda de 10s

cangilones

Volumen dL paso del sin fin

Presidn de velocidad en a

Presidn de velocidad en b

Volumen total de la tolva de coleccidn

Velocidad d e la hglice

Velocidad de succidn

Carga msxima

Carga d e 10s cangilones llenos

Peso d e las granallas del fondo del

elevador

Peso de la catalina conducida

Peso de la polea

Carga mdxima por unidad de longitud

Carga total que soporta la estructura

inferior

Carga mdxima que empuja la hglice

Carga equivalente

Factor radial

Distancia de desplazamiento del punto

de desgaste

XXXIV

Y

Y

*1

Y

ya

YA

y t

Y’

c

fiS z

u

B

: Distancia del centro de coordenadas a1

elemento diferencial

: Factor de empuje

: Distancia del centro del circulo a1 inicio

del drea ocupada

: Distancia entre ejes del elevador

Peso.especifico de las granallas

Didmetro medio de la polea con la banda

Peso especifico de la arena

Peso especifico del aire

Peso especifico de la mezcla aire-polvo

Angulo de transmisidn

Suma t or i a

Coeficiente de friccidn estdtica entre

superficies de acero dulce


superficies de fundicidn gris


acero dulce y fundicidn gris

Esfuerzo cortante mdximo

Esfuerzo de tensidn mdximo en la banda

Esfuerzo de pandeo mPximo

Esfuerzo de flexidn mdximo

Angulo de contact0 entre la banda y la

polea

Angulo que forma la cadena con la horizontal

xxxv

Ae BO

a

h

rl

8 '

W

UMR

: D e s v i a c i b n a n g u l a r d e la t a n g e n t e d e

la c u r v a e l d s t i c a d e u n e l e m e n t o e n B

c o n r e s p e c t o a 0

: A c e l e r a c i 6 n a n g u l a r

: A n g u l o d e la h 6 l i c e

: E f i c i e n c i a d e l v e n t i l a d o r

: A n g u l o d e l m e c a n i s m o d e 4 b a r r a s

: V e l o c i d a d a n g u l a r

: V e l o c i d a d a n g u l a r d e s a l i d a d e l m o t o r -

r e d u c t o r

: V e l o c i d a d a n g u l a r d e s a l i d a d e l m o t o r

: V e l o c i d a d a n g u l a r i n i c i a l

Las primeras mdquinas limpiadoras de metales n o

empleaban un sistema de recirculaci6nY estas mdquinas

trabajaban con una tolva llena de arena conectada por

medio de tubos flexibles a otro tub0 por el que

circulaba vapor o aire; la arena era dirigida a1 chorro

por medio de un vacio provocado y lanzada a1 final

del tub0 contra la superficie sobre la cual iba a

operar. Este proceso se conocfa como "Sand-blasting".

Posteriormente, debido a que la arena es m5s suave

que las piezas de fundici6n a 1 limpiarse, se pulverizaba

rdpidamente y como este polvo no se utilizaba, se vi6

la necesidad de un sistema de separaci6n de polvos

de la arena, que resultaba econ6micamente alto, ya

que no era practicable sin aparatos especiales. Esto

llev6 a usar granallas en vez de arena, las cuales,

duraban veinte veces mds que la arena, evitando asi

el polvo de la arena mds no el polvo producido por

las piezas a limpiarse."

Por el afio de 1 9 3 5 se enfatizd el peligro que

representaba para la salud la presencia de estos polvos

3 7

en la atmhfera, la cual provoc6 la aparici6n de un

nuevo m6todo de limpieza. Este elimin6 la necesidad

de que el operador entre en las csmaras cerradas y

trabaje en una atmdsfera contaminada.

Este nuevo metodo consiste en lanzar las g r a n a l k por

medios mecsnicos eliminando la necesidad de aire

comprimido lo que reduce el costo de operaci6n.

Las granallas usadas debian ser recicladas ya que sus

propiedades mecsnicas eran poco afectadas; esto hace

necesario un sistema de recolecci6n despues de haber

realizado el trabajo, un sistema de elevaci6n para

permitir la limpieza, extracci6n de polvos y el ingreso

regulado de lasgranallasal mecanismo encargado de lanzar

para volver a realizar el trabajo de limpieza.

E l m6todo original de recirculaci6n fue por medio de

una corriente de aire forzada por un sistema de

ventilaci6n. Fue excelente per0 de un mantenimiento

costoso. Para una msquina de limpieza con un sistema

de chorreado centrifugo, Bste metodo es demasiado lento

por lo que se adopt6 un sistema de elevaci6n de

cangilones.

Una msquina simple es capaz de descargar grandes

cantidades de abrasivos, que deben ser reciclados y

limpiados a la misma velocidad para poder ser usados

nuevamente.

3 8

Erl disefio y construcci6n de un sistema de recirculaci6n

y por ende de una mdquina limpiadora de metales, tiene

gran importancia para el desarrollo tecnol6gico del

pais, puesto que permitiria limpiar piezas salidas

de fundicidn, evitando asi el desgaste excesivo de

la cuchilla si van a ser maquinadas o abaratando 1 0 s

costos de limpieza, mejorando acabados superficiales,

etc.

C A P I T U L O I

Las msquinas granalladoras m5s adecuadas para

piezas fundidas son las de mesa rotatoria ,

correa giratoria y tambor rodante. La primera

se usa para piezas medianas y pequefias y las dos

iiltimas para piezas pequefias. Cuando se trata

de piezas grandes se usa el sistema colgante de

cinta monoriel.

Muchas de estas mdquinas poseen un sistema de

recirculaci6n formado principalmente por tornillo

sin fin, elevador de cangilones y extractor de

polvos.

Este sistema de recirculaci6n tiene la finalidad

de recolectar las granallas que salen de la cdmara

de limpieza, 6stas caen en una artesa y mediante

la rotaci6n del helicoidal del sin fin, son

transportadas hasta un sitio, donde un

transportador elevador l a s lleva a una cierta

4 0

altura para limpiarlas y separarlas del polvo.

El transportador elevador estd formado por

cangilones que s o n encargados de elevar las

granallas, estos cangilones son de varias

capacidades y estdn hechos de distintos materiales

de acuerdo a 1 material que van a transportar;

estdn unidos a una banda que recorre por dos

poleas; recogen las granallas del fondo del

elevador y las bota en su parte superior, donde

un extractor de polvos formado por un ventilador

centrifugo captura el polvo existente en las

granallas, permitiendo que eestas se depositen

limpias en una tolva.

La altura del elevador estd determinada por el

tamafio de la mdquina y la posici6n de la turbina,

ya que, la descarga del elevador debe permitir

recoger las granallas en la tolva colocada encima

de la turbina.

El extractor de polvos succiona toda particula

que tenga una densidad menor a la densidad de

las granallas, asegurando de esta manera que las

granallas ingresen libres de polvos a la turbina.

Estas particulas s o n retenidas por un filtro

logrando asi que el aire pase limpio por el

ventilador y salga a1 ambiente.

ELEVADOR DE CANGILONES

- GRANALLAS

Ah

TOLVA

1

GRANALLAS

POLVOS

FIGURA 1. FLUJOGRAMA DEL SISTEMA DE RECIRCULACION

42

El sistema de recirculacidn es complementado con

un regulador de flujo de granallas colocado a

la salida de la tolva que puede ser neumdtico,

mecdnico o electric0 y debe abrirse instantes

despues de que la turbina haya alcanzado su

velocidad mdxima para permitir el ingreso de las

granallas.

La turbina se encarga de acelerar las granallas

para que realicen la limpieza por impacto de las

piezas que estdn en la cdmara de trabajo, para

finalmente caer de nuevo en la artesa y ser

recolectadas y transportadas por el sin fin.

1.2. TIPOS DE SISTEMAS DE TRANSPORTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

L O ~ sistemas de transporte mds utilizado en el

sistema de recirculacidn de granallas son:

Transportadores recolectores de tornillos sin

fin.

Transportadores elevadores de cangilones.

1.2.1. TRANSPORTADORES RECOLECTORES DE TORNILLO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

SIN FIN -------

Estos transportadores estdn formados por

aspas helicoidales (helice laminada a partir

de una barra plana de acero) o seccionales

4 3

(secciones individuales cortadas y formadas

en h&lices, a partir de una placa plana),

montadas en una tuberia o eje que gira

en una artesa. S u s capacidades mLiximas

son de 2 8 0 metros cdbicos por hora.

El us0 de tornillos huecos o tuberfas para

la circulaci6n de f l i i idras calientes o frios,

permiten que 10s tornillos sin fin se usen

para operaciones de calentamiento,

enfriamiento y desecaci6n. Es fAcil sellar

un sin fin de la atm6sfera exterior, con

el fin de que pueda funcionar en s u propia

atmdsfera con una presidn positiva o

negativa. Se puede mantener temperaturas

internas en regiones de temperatura ambiente

elevada o baja aislando la artesa.

Es ventajoso disefiar una descarga por debajo

de la artesa para facilitar la limpieza,

evitando la contaminaci6n cuando se manejen

en el mismo sin fin materiales diferentes.

Las Tablas I y I1 dan las capacidades

y velocidades de 10s transportadores

horizontales. El grupo ( 1 ) es para

materiales ligeros, no corrosivos y no

abrasivos que corren libremente; el grupo

4 4

( 2 ) es de materiales finos y granulares;

el grupo ( 3 ) comprenden materiales con

terrones pequefios mezclados con finos;

el grupo ( 4 ) comprenden materiales

semiabrasivos, finos, granulares y en

terrones pequefios y el grupo ( 5 ) comprenden

materiales abrasivos en terrones que deben

mantenerse fuera del contact0 de 1 0 s

cojinetes colgantes.

La Figura 2 muestra diversos transportadores

helicoidales: (a) H6lice de paso normal

de 1 0 s transportadores longitudinales

ordinarios o de 10s inclinados hasta 20

grados, para transporte de casi todos 10s

materiales; el paso es aproximadamente

igual a1 didmetro del transportador. (b)

H4lice de paso corto empleada en 1 0 s

transportadores con inclinaci6n de mds

de 20 grados sobre la horizontal, se usa

a veces en 1 0 s alimentadores para evitar

derrame o en transportadores cerrados

provistos de camisa, en 10s cuales se desea

un movimiento mds lento del material para

enfriarlo, secarlo, calentarlo o coserlo.

(c) Helice de paso variable. El tramo

con paso mds corto en el extremo de

4 5

TABLA I

CAPACIDADES Y VELOCIDADES DE LOS TRANSPORTADORES S I N FIN

Porcentaje d x i r r ~ de rev/min mAximas

s e c c i h transversal Den.;idad tGximadel para d&tros

ocupada por el mterial. Kg por m

naterial 15 an 50 cm

de: 3 Gmpo

1 45 80i 170 110 r)

3

38

31

801

1200

120 75

90 60

4 25 1600 70 50

5 12 1/2 .... 30 25 --

FuENlE: Manual del Ingeniero kcinico. Marks.

TABLA I1

CAPACIDADES DE LOS TRANSPORTADORES S I N FIN 3

m /h

T a t ~ i i o del

transportador 15 23 25 30 35 40 45 50

an

Grupo1 9.9 31 45 71 113 156 215 283

Grupo2 6.2 19.8 27 45 68 96 127 170

Grupo 3 4.2 13 17.5 31 45 62 30 13 3

crupo 4 2.5 8.5 11.3 18 28 42 56 73

Gmpo 5 0.56 1.9 2.5 4.5 6.8 10 14 18

FUENE: Manual del Ingeniero Elec5nico. Marks.

a l i m e n t a c i 6 n f r e n a e l p a s o 3'2.1 m a t e r i a l

p a r a e v i t a r s o b r e c a r g a r l a p o r c i 6 n

t r a n s p o r t a d o r a . ( d ) H e l i c e d e m a r g e n

46

cortado, que sirve para transportar y

mezclar cereales, granos y otros materiales

ligeros. (el H6lice de margen corto

provista de paleta, que tienden a invertir

el movimiento y mezclar 10s materiales,

usados principalmente para productos ligeros

( f ) Helice de cinta sencilla con paso normal

usada para transportar materiales hdmedos

o pegajosos, o cuando se desea que quede

un espacio entre la h6lice y el tub0 del

eje, para facilitar el lavado, limpieza,

etc. (g) Doble h6lice de cinta de paso

normal. Este transportador tieneunaA capacidad.

mayor que el de una sola cinta del mismo

didmetro. Para mezclar y amasar materiales,

pueden montarse paletas sobre el eje, que

sustituyen a la helice. La mdquina se

conoce entonces, con el nombre de mezclador

de paletas.

Los materiales abrasivos y corrosivos pueden

manipularse en condiciones adecuadas de

la h6lice y el canal o artesa; tanto la

h6lice como el canal pueden ser fundicidn

cementada y para condiciones ligeras de

corrosidn y abrasidn se puede recubrir

el borde exterior de la helice con una

BI BLI or~cA

(9;

FIGURA 2. DIVERSOS TIPOS DE TRANSPORTADORES SIN FIN.

(a) paso estandar; (b) paso corto; (c) paso variable; (d) aleta

cortada; (e) aleta cortada con paleta; ( f ) una sola cinta; (g) cinta

doble. (Link-Belt &.I.

4 8

tira renovable de estelita o algdn otro

material semejante extremadamente duro.

Para condiciones estandar se tiene una

h6lice de acero simple o galvanizada y

un canal del mismo material. Para

productos alimenticios, el aluminio, el

bronce, el metal monel o el acero

inoxidable son adecuados per0 costosos.

TABLA I11

REDUCCION DE LA CAPACIDAD EN TRANSPORTADORES INCLINADOS

10 15 20 25 30 35 Inclinaci6n en

grados

26 45 58 70 78 Reducci6n de la

capacidad por ciento

FUENE: Manual del Irtgeniero Mechico. Marks.

En la Figura 3 se muestran dispositivos

tipicos de alimentacidn. Se puede usar

canaletas simples (a) cuando el indice

de alimentaci6n sea bastante uniforme

y est6 controlado por partes anteriores

del equipo. La capacidad del transportador

debe estar muy por encima del indice mdximo

de alimentaci6n procedente de puntos

simples o mdltiples. La vdlvula giratoria

de corte (b) es una vdlvula de accidn

1 I

E'IGURA 3.. DISPOSITIVOS DE ALIMENTACION PA R A TRANSPORTADORES

SIN FIN. (a) canaletas. (b) vdlvula giratoria de corte. (c)

a l k n t a d o r de paletas giratorias. (d) compuerta de tolva. (e )

compuerta de entrada lateral . (Link-Belt GI.>.

5 0

rbpida, cerrada herm4ticamente a1 polvo,

para materiales de flujo libre. El

alimentador de paletas giratorias (c>

proporcionan un volumen predeterminado

y uniforme de materiales y se puede

impulsar a partir del tornillo sin fin,

o bien, independientemente mediante una

transmisi6n constante o de velocidad

variable. Las compuertas de cremallera

y piA6n (d) son apropiadas para el flujo

libre de materiales en tolvas, dep6sitos,

tanques y silos y asi mismo, como

compuertas de entrada lateral (e) para

materiales pesados o con terrones.

En la Figura 4 se muestran dispositivos

tipicos de descarga. Las aberturas simples

de descarga (a) equipadas con una canaleta

(b) s o n las mbs comunes, per0 tambign

se usan con frecuencia las artesas de

plano, de cremallera y pif16n (f), permiten

la descarga selectiva, a1 igual que las

compuertas de deslizamiento manual (d).

Sin embargo para materiales perecederos,

la compuerta curva de deslizamiento (h)

elimina las bolsas de almacenamiento

muerto. Las compuertas de cremallera

.... .... .. -_.__ ~ . - _ _ _ a _ :..'....I 3 .:.;

( C )

. . . . . . . . ............ . . . . . _ . . . C . '.. '-. .

( d )

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I* 1

. . . . -. ,.

h l

EIGURA 4. DISPOSITIVOS DE DESCARGA PARA TRANSPORTADORES

SIN FIN. (a> abertura de descarga. (b) canaleta de descarga.

(c) artesa de extrm abierto. (d) compuerta deslizante mual.

(e) extrem de artesa de descarga. ( f ) conpxlerta de c r m l l e r a y piti&.

(8) artesa de fond0 abierto. (h) caqxer ta deslizante curvada de

c r m l l e r a y p i f i h . (i> vslvula giratoria de corte. ( j ) ccxrrpuerta

cerrada de c r m l l e r a p pi&. (Li&.-&lt CO. ).

5 2

y pia6n cerradas ( j ) proporcionan un

funcionamiento pcategido herm6ticamente

contra el polvo, mientras que las vdlvulas

giratorias de corte (i) permiten una

detecci6n rdpida y se pueden adaptar con

facilidad para el control remoto. Las

compuertas activadas mediante cilindros

de aire se han hecho cada vez mAs

prevaleciente en 10s iiltimos aaos, debido

a las b a j a s inversiones que se requieren

y a la facilidad para conectarlas a centros

de control automdtico de procesamientos.

1.2.2. TRANSPORTADORES ELEVADORES DE CANGILONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

L O ~ elevadores de cangilones son unidades

mds sencillas y seguras para desplazamiento

vertical de materiales. Existen en una

amplia gama de capacidades y pueden

funcionar totalmente a1 aire libre o

encerrados.

Los elevadores de cangilones pueden ser

con banda o cadenas. Cualquiera de 10s

dos tipos pueden ser vertical o inclinado.

Los de banda se adaptan particularmente

bien a la manipulaci6n de materiales

a b r a s i v o s q u e p r o d u c i r f a n e l d e s g a s t e

excesivo de las cadenas. Los elevadores

de cadenas y cangilones se usan con

frecuencia con 10s segundos perforados

cuando se manejan materiales mojados para

que escurra el agua en exceso. Ambos

tipos pueden tener cangilones continuos

o discontinuos.

Las cajas o cubieras de 10s elevadores

son generalmente de planchas de acero

de 4 . 8 mm, y hermgticas a1 polvo. Si

el elevador tiene una altura considerable,

su seccidn transversal debe ser

suficientemente grande para impedir el

contact0 entre la cubierta y 10s cangilones

por balance0 de estos.

En la Figura 5 se muestran diferentes

tipos de elevadores de cangilones y

detalles de 10s cangilones como sigue:

L o s elevadores de cangilones espaciados

y descarga centrifuga (a) son 1 0 s mAs

comunes. Normalmente estAn equipados

con cangilones del tipo ( 1 ) 6 ( 2 1 , montados

sobre bandas o cadenas, 10s cubos se

separan para evitar la interferencia de

carga o descarga. Este tip0 de elevadores

5 4

maneja casi todos 10s materiales de flujo

libre, fino 6 terrones pequeiios. L o s

cangilones se cargan parcialmente con

el material que fluye directamente a ellos

(e). Las velocidades pueden ser

relativamente altas para materiales

bastantes densos, per0 se debe reducir

para materiales esponjosos y polvorosos,

con el fin de evitar que se origine un

tiro hacia arriba que arrastrard el

material. Se 10s utiliza para capacidades

pequeiias de hasta 55 ton/h por ser 1 0 s

menos costosos. Debe trabajar con

velocidades entre 60 a 9 0 m/min para

asegurar asi el lanzamiento del material

contenido.

Los elevadores de cangilones espaciados

y descarga positiva (b) son esencialmente

iguales a 1 0 s anteriores, con la diferencia

de que 10s cangilones se montan en dos

tramos de cadena y se inclinan hacia atrds

bajo la rueda dentada principal para su

inversi6n, con el fin de que la descarga

sea positiva. Se 10s utiliza para

materiales pegajosos. La velocidad de

estas unidades es relativamente baja y

5 5

10s cangilones tienden a ser mayores 6

a tener un espaciamiento mAs estrecho

para alcanzar 1 0 s niveles de capacidad

de 1 0 s elevadores de tip0 centrifugo.

Los elevadores de cangilones continuos

(c) se utilizan en general para terrones

mayores 0’ materiales m5s dificiles de

manejar. L o s cangilones esta‘n espaciados

a distancias cortas, de mod0 que la parte

posterior del cangil6n precedente sirve

como vertedero de descarga para el que

se vacia. La descarga suave evita la

degradaci6n excesiva y hace que este t i p 0

de elevador sea eficiente para materiales

esponjosos y pulverizados. En las Figuras

(f) y (8) s o n tipos de botas y condiciones

tipicas de descarga. Este tipo de

elevadores para capacidades superiores

(d) se disefia para elevaciones grandes

y grandes terrones. Funcionan comilmmente

sobre un plano inclinado, para mejorar

las condiciones de carga y descarga.

Las velocidades de operaci6n son bajas

y debido a las cargas pesadas, la cadena

que soporta a 10s cangilones va

habitualmente sobre vias en las corridas

FI-5. TIPOS DE E L E V A D O R E S DE C A N G I L O N E S Y D E T A L L E S

DE L O S C A N G I L O N E S . (a) cangilones espaciados de descarga

centrifuga. (b) cangilones espaciados de descarga psitiva. (c)

cangilones continuos. (d) cangilones continuos de capacidad superior.

(e) 10s cangilones espaciados reciben parte de la carga directmnte

y parte mdiante el arrastre del fondo. ( f ) continuo: 10s cangilones

se llenan a1 pasar p r el brazo cargador, con una canaleta de

alkntaci6n sobre la rueda posterior. (g) continuo: cangilones en

caja de carga sin fondo, con registro de llmpieza. (h) cangilones

espaciados de hierro mleable para descarga centrifuga. (i) cangilones

de acero para elevadores de cangilones continuos. (Stephens-Adamson

M€g co.).

5 7

de elevaci6n y regreso. Hay cangilones

para elevadores de tip0 espaciado (h)

tanto de hierro maleable como de acero.

El tipo (1) es estandar mientras que el

tipo ( 2 ) es idgntico, con la excepci6n

de que tiene un labio reforzado. L o s

tipos ( 3 ) y ( 4 ) son de disefio de frente

bajo para materiales hdmedos, filamentosos

o pegajosos, cuya descarga es dificil.

Los cangilones de tipo continuo (i) se

montan en general con su parte posterior

sobre la cadena 6 banda. Por lo comdn

se fabrica de acero. E l estilo ( 5 ) es

estandar para 1 0 s materiales normales,

mientras que el tipo ( 6 ) es de frente

bajo para facilitar la descarga de 1 0 s

materiales dificiles. Los cangilones

de tipo ( 7 ) se utilizan para capacidad

adicional 6 terrones grandes y 1 0 s del

tipo ( 8 ) para elevadores inclinados del

tipo de trituraci6n. L o s cangilones del

tipo ( 9 ) se diseiian para capacidades

extremadamente altas y , por lo comdn,

se montan lateralmente y se sujetan unos

a otros mediante bisagras.

58

L O ~ extractores de polvos succionan particulas

en reposo 6 en suspensi6n por medio de una

corriente de alta velocidad, que circula en un

ducto. Se adaptan mejor las particulas que no

tienen gran densidad y que corran f6cilmente.

Estos extractores, bgsicamente estdn formados

por un ventilador, que por lo general es del

tip0 centrifugo. De la boca de succi6n del

ventilador sale una tuberia principal con lfneas

ramificadas, en donde, se mantiene una corriente

de aire capaz de llevar las particulas de polvo

en suspensi6n. El drea de la secci6n de la

tuberia principal debe ser de 20 a 25% mayor

que la suma de las dreas de las ramificaciones

que entran en ella. En la succi6n se colocan

separadores de polvo y cdmaras de expansi6n.

L o s separadores ayudan a capturar el polvo y

las cdmaras de expansidn retienen las particulas

que tienen una densidad grande; las cdmaras de

expansidn tambien se colocan en cualquier punto

de la tuberia. Cerca del ventilador se coloca

un tamiz o una trampa de polvos que retiene el

polvo para evitar que se contamine el ventilador.

En la Figura 6 se muestran las partes de un

1

r

7

F I W 6 . EXTRACTOR DE POLVOS DE UNA MAQUINA GRANALLADORA 1. Ventilador. 2. %ria principal. 3. R;amificaci&. 4. Separador

de plvos. 5. C4mu-a de expansih. 6. Tranpa de polvos. 7. Tam

de la c h r a . 8. T a m del elevador de cangilones .

6 0

extractor de polvo de una mdquina granalladora.

La funci6n de 10s separadores en una

mdquina granalladora, es la de remover

la arena, escoria y las granallas

deterioradas por el uso, controlando el

tamafio de estas.

Los separadores trabajan acompafiados de

un flujo de aire que limpia las granallas

que caen en forma de cortina. Esto se

l o realiza por varios mgtodos, que son

bdsicamente 10s mismos.

FIGURA 7. SEPARADOR TIPICO DE POLVOS Y GRANALLAS

(Cleveland eta1 Abrasive c0.1

6 1

El tip0 mds simple de separador, es el

que recibe las granallas e n un plano

inclinado y las hace pasar por una

compuerta con el propdsito de que estas

caigan e n forma de cortina. Una corriente

constante de aire pasa a trav6s de la

cortina de granallas llev5ndose las

particulas que estdn rnezcladas con las

granallas Gtiles. Las parficulas m d s

grandes que las granallas son retenidas

en un tamiz ubicado e n la parte inferior

del separador.

Existen variaciones de este tip0 de

separador, ' asi Por ejemplo: hay

separadores formados por varios planos

inclinados. Existen otros con cbmara

de expansidn para asegurar que la granalla

se quede en el separador. Otros tipos

reciben l a s granallas en un tambor

giratorio perforado, que solo permite

el paso de las granallas y particulas

m b s pequefias.

La Figura 7 muestra un separador tipico

de alta eficiencia.

6 2

L o s dosificadores son 1 0 s encargados de permitir

el paso parcial o total de las granallas a la

turb ina.

Estos, generalmente son mecanismos de compuerta

colocados en el ducto de salida de las granallas

que provienen del separador. La compuerta es

accionada por medios el6ctricos, neumdticos o

manualmente.

Hoy en dia el proceso de limpieza se lo realiza

manualmente en nuestro pais, ya sea, con cepillos

metdlicos, amoladoras, cinceles neum5ticosY etc.

L o s metales abrasivos se han venido desarrollando

a tal punto que, actualmente son usados como

materiales de limpieza por chorreado, la finalidad

de 10s abrasivos es desprender de la superficie,

de las piezas coladas, la arena adherida; separar

el material oxidado que existe en la superficie;

descoriar piezas fundidas; limpiar piezas con

herrumbre; separar la capa de pintura de las

superficies de las piezas; y otros.

6 3

El material es producido a partir de la

bauxita, la cual, es fundida por medios

electroquimicos dando 6xido de aluminio

(A12 O3 ) . Es el segundo despugs del

diamante en dureza. La demanda de este

6xido es especialmente para ruedas

moladoras y para discos de afilar debido

a sus bordes finos de corte y alta dureza.

En el Reino Unido existen siete grupos

de materiales que se clasifican en la

Tabla IV.

TABLA IV

CLASIFICACION DE LAS GRANALLAS DE OXIDO DE ALUWINIO DEL REIN0 UNIDO

De grueso a firo m r o de T d z

Pl 14/24

I P 2 30136

Ng 3 54/60

Ng 314 54/90

P 4 80190

P 5 100/150

Ng 6 180/220

@ 7 240 y m5s

FVENIE: BlfLst Ckeanhg & Allied Processes. Plaster H. J.

El 6xido de aluminio es casi cien por

6 4

producido por el hombre con una dureza

de 1950 a 2200 en la escala Knoop. Este

material contiene silice no libre; a causa

de su alta dureza, las granallas

fracturadas pronto se convertirgn en polvo,

el cual, puede ocasioia~r daiios a la mAquina

si no se lo extrae.

1.5.2. GRANALLAS DE BRONCE -____--------------

Las granallas de bronce tienen ventajas

con respecto a las granallas. de acero,

ya que, por ser miis tenaz, tienen mayor

vida. A1 realizar el trabajo de limpieza

por impacto no se quedan incrustradas

en la superficie de fundicidn.

1.5.3. GRANALLAS DE ALAMBRE CORTADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Este material es producido en tamafios

de 0.51 a 2 mm de alambre de acero estirado

La vida iitil de este alambre depende de

las propiedades metaliirgicas, composicidn,

estructura y grado de endurecimiento que

resulta del trabajo en frio a1 estirarlo

y cortarlo y del tiempo de corte como

del tamafio del grano. El alambre qw se

utiliza comiinmente es de un esfuerzo de

tensidn de 12.25 1: 10 Pa. a 1 5 . 7 8 ~ 10 Pa. en 8 8

65

donde se obtiene mayor tiempo de trabajo.

Durante el proceso de fabricaci6n el

alambre est5 sujeto a enfriarse desde

temperaturas a 800 6 900 grados

centigrados hasta 480 6 500 grados

centigrados. Este tratamiento da como

resultado caracteristicas de maleabilidad,

resistencia a la tensi6n y tenacidad.

TABLA V

ESPECIFICACIONES DE LAS GRANALLAS DE ALAMBRE CORTADO

Dihtro Esfuerzos de tensi6n Dureza RC 8 (Pd. x 10 codif icacih

(mn)

W62 1.588 16.36 - 18.78 36

cw54 1.372 16.78 - 19.26 39

cw41 1.041 17.61 - 20.23 42

cwl9 0.483 24.10 - 26.51 44

FUENIE: Blast Xhizkng & Allied Processes. Plaster H. J.

TABLA VI

COMPOSICION QUIMICA DE LAS GRANALLAS DE ALAMBRE CORTADO

Caqmsici6n Porcenta je

CarMn 0.47 - 0.45

Manganeso 0.60 - 1.20 F6s for0 0.045 Azufre

Silicio 0.050

0.10 - 0.30

J3JENE: Blas t Gk&&@ 6 Allied Processes. Plaster H. J.

PIGURA 8. M ICROESTRUCTURA DE LAS GRANALLAS DE ALAMBRE CORTADO. hpliaci6n x 500. Ustra ferrita y estructura perlitica

.[Blast Cleani.@ & Allied Processes. Plaster H. J.)

FIGURA9. MUESTRA EL EFECTO DEL TAMAIO DEL CORTE DE LAS

GRANAL LA S DE ALAMBRE CORTADO. (Blast. Cle&ng & Allied Processes. Plaster H. J.)

-FIGLJRA 10. GRANALLAS DE ALAMBRE CORTADO DE 0.4 mm DE

DIAMETRO Y 0.16 x l o 8 - 0 . 1 8 x l o 8 Pa DE

ESFUERZO DE TENSION DESPUES DE DIFERENTES

NUMEROS DE PASES.

a. G r a m virgen. b. Despds de 125 pases. c. Despds de 2500 pases

3

d. Despu6s de 5500 pases e. Despds de loo00 pases . (Zeiler Y schmithals )

6 8

El alambre es cortado a una longitud igual

a1 didmetro del mismo, siendo este el

tamafio estandar.

La Sociedad de Ingenieros del Autom6vil

ha clasificado a las granallas de alambre

cortado, de acuerdo a1 didmetro del alambre

anteponiendo las letras CW (Cut Wire),

el didmetro del alambre tiene relaci6n

con el esfuerzo de tensi6n.

El rango de dureza se puede determinar

usando la identaci6n Rockwell C. Las

tolerancias en el didmetro del alambre

son del orden de + 0 . 0 2 5 mm en 10s tamafios

mds pequefios y + 0 . 0 5 1 mm en 10s didmetros

mds grandes.

-

-

La Tabla VI nos dd la composici6n quimica

recomendada por esta especificaci6n.

1 . 5 . 4 . GRANALLAS DE H I E R R O TEMPLADO _________________L__---____-

El hierro blanco templado es uno de 10s

abrasivos utilizados universalmente, es

fundido en un cubilote y continuamente

es golpeado por un chorro de arena o vapor

en el flujo del colado, a una alta presi6n

lo que provoca que la colada se desintegre

6 9

en partfculas esfericas y templadas.

Estas granallas son usualmente de una

estructura muy fina y consiste de carburo

muy duro encerrado en una masa obscura

de carActer martensitico, junto con algo

de austenita.

TABLA VII-

COMPOSICION QUIMICA DE LAS GRANALLAS DE HIERRO

TEMPLADO EN LAS DIVERSAS PARTES DEL MUNDO

Origen Tip0 G Si S P Fkl

Gran Bretaila redondo 3.24 2.58 0.160 0.87 0.42

Gran Bretaila redodo 3.12 0.82 0.206 0.98 0.16

Alemania redondo 3.25 0.62 0.150 0.74 0.21

EE.uu. angular 3.40 0.80 0.083 0.28 0.21

EE.uu. redondo 3.36 2.11 0.117 0.58 0.50

EE.uu. redondo 3.10 2.68 0.111 0.57 0.33

kancia redondo 3.08 2.02 0.120 1.07 0.47 Suiza angular 3.20 1.95 0.190 0.60 0.58

FUENIE: (H. J. Plaster)

La Tabla VII nos da la composici6n quimica

comparativa de materiales similares

elaborados en diversas partes del mundo.

Algunas veces se le agrega cobre en

cantidades de 0 . 2 5 a 1% aproximadamente,

para incrementar algo de resistencia a

la fractura por impacto.

. - . . .- ... f . . . .. -

EIGURA 11. GRANALLAS ANGULARES DE HIERRO TEMPLADO.

(H. H. P las ter ) .

FIGURA12.MICROESTRUCTURA DE LAS GRANALLAS DE E I E R R O

TEMPLADO. Estructura rnartensitica dendritica en la mtrk de

c-tita debido a1 &%ento r5pido. (H. J. Plaster) .

7 1

El hierro templado se utiliza donde s e

requiere la mdxima acci6n de limpieza,

la dureza es alta en comparaci6n con otros

abrasivos y varian entre 60 y 80 Rockwell

C.

TABLA VIII

ESPECIFICACIONES DE GRANALLAS DE HIERRO TEMPLADO

%?mi BIS No 2451

Granallas Redondas Granallas Angulares

S: 1320

s: 1110

s: 950

s: 800

s: 660

S: 550

S: 470

s: 390

G: 95

G: 80

G: 66

G: 55

G: 47

G: 39

G: 34

G: 24

s: 340 G: 17

s: 240 G: 12

S: 170 G: 07

s: 120 G: 05

S: 070 G: 02

FUENIIE: .H. J. Plaster

L a s especificaciones del tamafio son dadas

por la norma BIS (Bristish Standard

Specification) N o 2 4 5 1 para granallas

esfCricas y angulares de hierro templado.

La gue indica el tipo de granallas con

7 2

prefijo S para esfericas y G para

angulares, a continuaci6n da un ndmero

que representa el didmetro aproximado

en diez milesimas de pulgadas para las

esfericas y mil4simas de pulgadas para

las angulares.

Exist en esfgricas y angulares. Es

probablemente el abrasivo mds utilizado

de 10s existentes debido a las propiedades

particulares que poseen, con alta

resistencia a quebrarse y por evitar el

exce s ivo desgas te de la mdquina.

La produccidn de las granallas de acero

es mds complicada que la del hierro fundido,

Como partes similares en ambos procesos,

se seleccionan trozos de acero de bajo

azufre y f6sforo, son fundidos en el horno

de arc0 elgctrico, con un estricto control

quimico y de temperatura. A la temperatura

critica de colado el acero es pulverizado

por un proceso patentado, produciendo

una calidad uni forme de granallas.

Existen dos fases de tratamiento tgrrnico

para darle dureza, las granallas son

73

homogenizadas y refinadas a una alta

temperatura en hornos, en 10s cuales,

la atm6sfera es controlada para prevenir

oxidaci6n y descarburizaci6n, despu6s

es descargado en un recipiente para ser

templado, donde se bombea gran cantidad

de agua a1 punto de descarga que asegura

la uniformidad de una estructura altamente

refinada y el tamafio del grano. Las

granallas esfgricas son cargadas luego

en un horno rotativo en donde son

~alentadas: a .. temperaturas de revenido

para darles una vida mdxima y dureza

uni forme. Luego son cribadas para

prop6sitos de graduaci6n de tamafios.

Las granallas angulares son producidas

tomando 10s tamafios grandes para darles

un especial tratamiento tgrmico aumentando

su dureza y fragilidad, las granallas

son entonces agrupadas en molinos de bola,

trituradas y luego revenidas a la dureza

correcta y graduadas a especificaciones

estandarizadas.

La Tabla IX nos da la composici6n quirnica

de las granallas de acero dada por la

especificaci6n SAE de 10s Estados Unidos

- -

FLCxTRA 13. M I C R O E S T R U C T U R A D E L A S G R A N A L L A S D E ACERO.

Perlita maii,_st-FLE con un proceso de endurecimiento y tarple.

(H. J. Plaster). -”-- I

n - 1 4 . R E S I S T E N C I A A Q U E B R A R S E D E L A S G R A N A L L A S DE

DE A C E R O . (H. J. Plaster).

‘. -Antes deusar - . despues de usar - FI-15. R E S I S T E N C I A A Q U E B R A R S E D E L A S GRANALLAS DE

H I E R R O TEMPLADO. (H. J. Plaster).

75

y la especificaci6n B.S.C.R.A. de Gran

Bretafia. (British Steel Castings Research

Association).

TABLA IX

COMPOSICION QUIMICA DE LAS GRANALLAS DE ACERO

SAE B.S.C.R.A.

CarlGn 0.85 - 1.2% 0.6 - 1.25% -2__

silicio 1 0.40 min. 0.2 - 1.1% I

-sio

Azufre

0.60 - 1.2%

0.05 &. 1.25 &. 0.08 ndx.

F6sforo 0.05 ndx. 0.08 &. lTJENE: H. J . Plaster

La dureza varia en el ragno de 4 0 a 50

Rockwell C . con una estructura

uniformemente temp 1 ada de matriz

martensitica y con finos carburos bien

distribuidos. La densidad de las granallas

no s o n menores a 7g/cm ni contienen mbs 3

del 10% de porosidades.

El tamafio de las granallas de acero estd

especificado por la norma SAE 5 - 4 4 4 que

identifica las granallas redondas con

el prefijo S y a las angulares con el

prefijo G seguidas por un ndmero que

representa el dibmetro nominal en diez

milesimas de pulgadas para las esfericas

76

y m i l B s i m a s d e p u l g a d a s p a r a l a s a n g u l a r e s

T a b l a X.

TABLA X

ESPECIFICACIONES DE LAS GRANALLAS DE ACERO

Norm SAE J4-u

Granallas RedonQs Granallas Angulares

S1320

SlllO

s 930 s 780 S 660

s 550

S 4 6 0

s 390 S 330

s 280 s 220 S 170

s 110 S 70

G10

G12

G14

G16

G18

G25

G40

G50

G80

g120

G200

G325

FUENIE: (H. J. Plaster).

C A P I T U L O I 1 _____________________-

2.1. ESPECIFICACIONES TECNICAS A CONSIDERARSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.1. POTENCIA _-------

La potencia necesaria tiene estrecha

relaci6n con el material que a va ser

reciclado y el tamafio del sistema.

Mientras mds pesado sea el material mds

grande :el sistema, la potencia requerida

serd mayor.

2.1.2. CARGAS MECANICAS ____________----

Las cargas mecdnicas son la base del disefio,

ya que, en base a ellas encontraremos el

tamafio y la forma de 10s diferentes

elementos del sistema. Estos elementos

son 10s encargados de transmitir las

fuerzas, las cuales, deben ser lo mds bajas

7 8

posibles para tener elementos de menor

dimensionamiento y de materiales m8s

livianos y econ6micos.

2 . 1 . 3 . MATERIALES ______--__

Generalmente se disefian en base a la

resistencia del material. L o s materiales

influyen en la forma del diseiro y su

selecci6n debe realizarse considerando

todas sus propiedades mecsnicas.

2 . 1 . 4 . TAMAH0 Y PESO __________---

El sistema debe tener un tamafio que permite

el buen funcionamiento de sus componentes

y la realizaci6n de sus diferentes procesos.

E l tamafio y peso son parAmetros que deben

establecerse en el disefio de acuerdo a

las condiciones del sistema.

2 . 1 . 5 . PRODUCTOS EXISTENTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

El sistema debe estar construido con materia

prima que se pueda obtener en el Mercado

Nacional y con partes fundidas y mecanizadas

de fscil fabricaci6n.

Adem5s existen partes predisefiadas

estandarizadas que se pueden seleccionar

79

en base de catdlogos tales como rodamientos,

bandas, retenedores, pernos, etc., que

tambien deben ser adquiridas fdcilnente

en el mercado local.

2.1.6. VIDA UTIL DE SERVICIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

La vida iitil de servicio es un p a r b ~ e t r o

que se ve afectado por varios factores

tales como: las condiciones mecsnicas;

cambios de 10s esfuerzos de trabajo e n

sus partes; corrosi6n, abrasi6n; etc.

En el disefio del sistema se deben tomar

en cuenta todos 1 0 s factores para darle

una vida iitil econ6micamente admisible..

2.1.7. MANTENIMIENTO Y REPARACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

E l disefio y construcci6n de este sistema

debe permitir un fdcil mantenimiento y

reparacihn, principalmente de partes que

estdn en constante movimiento para evitar

asi s u desgaste prematuro y mantener la

vida iitil de servicio de la m5.quina.

2.1.8. COST0 __---

El costo initial de todo sistema se

relaciona por l o comiin con la vida de

80

servicio iitil, asf como tambidn con el

flujo escogido, es decir, que si a una

mQquina se le prolonga su vida iitil, su

costo inicial se distribuirs por un mayor

nfimero de aiios. A s f , pues, es importante

ajustar la calidad de 10s disefios a la

duraci6n que se espera.

De acuerdo a lo analizado en el Capftulo I y a1

tamafio y forma de la msquina, el sistema de

recirculaci6n estd formado por cuatro partes

.figura 1 6 . :

a. Un sistema de recolecci6n formado por un

tornillo sin fin de paso normal colocado en

la parte inferior de la mQquina y sujetado

en s u s dos extremos por chumaceras de pared.

La artesa del transportador se abre por todo

lo ancho de la msquina para recolectar las

granallas que caen por 10s orificios que tiene

la mesa rotatoria. E l tornillo descarga a1

final de la hdlice por gravedad por una abertura

un poco mayor, a1 dismetro de la hdlice del

sin fin.

b . Un sistema de elevacidn formado por un elevador

de cangilones centrifugo. Este elevadbr es

81

de banda y cangilones estandares. La polea

inferior est6 acoplada a1 eje del sin fin para

transmitir movimiento. La polea superior estd

unida a1 motor y a un sistema regulador de

la tensidn de la banda.

c. Un sistema de extracci6n de polvos formados

por un separador que recibe las granallas de

10s cangilones. El separador estd formado

por dos planos inclinados, una compuerta, un

tamiz y una cdmara de expansibn. Se separa

el polvo de las granallas y se lo transporta

por un ramal de la tuberia que estd unida a

un ducto principal. El ducto principal succiona

el polvo en suspensi6n de la parte media del

elevador de cangilones y de la cdmara de trabajo

de la msquina. Este polvo es llevado hasta

un filtro donde se lo retiene para que el aire

salga limpio a1 ambiente.

d. Un sistema dosificador de granallas formado

por una compuerta y por un mecanismo de cuatro

barras que acciona la compuerta.

La codificaci6n de 10s planos del sistema e s t a

formada por ndmeros separados por un punto: el

primer ndmero indica el ndmero de la mdquina dentro

\

82

FIGURA 16. SISTEMA DE RECIRCULACION. a. Sistgna de reco lecc ih .

b. Sisterra de elevaci6n. c. Sistema de e x t r a c c i h de plvos.

c . Sistsna dos i f iudor .

8 3

del Proyecto de Construccidn de Equipos; el segundo

ndmero indica el ndmero del subconjunto tomado

de la mgquina; y el tercero da el niimero de la

parte que pertenece a1 subconjunto del niimero

anterior y el dltimo niimero indica el ndmero de

despiece de la parte del ndmero anterior.

Por ejemplo: 7.01 indica que se trata del plano

del subconjunto ndmero 1 de la mdquina ndmero

7. La codificacidn 7.01.18 indica que se trata

del plano de la parte ndmero 18 del subconjunto

ndmero 1 de la mdquina ndmero 7.

Los planos adjuntos muestran dos vistas generales

de la rndquina limpiadora de metales. Ademds se

podrl encontrar 10s subconjuntos de las cuatro

partes del sistema de recirculacidn que conforma

la mbquina.

2.4. SISTEMA DE RECOLECCION Y SISTEMA DE ELEVACION ________________________________________----_------

L O ~ sistemas de recolecci6n y elevacidn trabajan

acoplados a un mismo motor :figura 1 7 . .

2.4.1. CALCULO DE LA TOLVA DE COLECCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 La tolva de colecci6n es donde e almacenan \

las granallas que descargan el elevador.

8 4

FIGURA 17. SISTEMAS DE E L E V A C I O N Y R E C O L E C C I O N .

1. b t o r - reductor. 2. Tensor de la banda. 3. Base del mtor.

4 . Estructura. 5. Cmngil6n. 6. Banda. 7. Polea. 8. Sin fin.

9. Artesa.

-

Volumen de la tolva de colecci6n

E l tamaRo d e l a t o l v a d e c o l e c c i 6 n s e e s c o g e

de a c u e r d o ' a l a s l i m i t a c i o n e s d e e s a c i o . 5_

De l a f i g u r a 1 8 :

V 1 = 0 . 2 5 1 ( A 1 + A 2 + A 3 )

8 5

0 In

7 ' 0

II X

v 1

'

F'IW 18. TOLVA DE RECOLECCIOI-.. V1 y V2 : V o l h s de las par ts

de la tolva. AIJ % J 5, A4 y As: 5reas.

86

Donde:

2 A 1 = 0.01782 m

-3 2 A2= 1.70 x 10 m

-3 2 A3= 5.94 x 10 m

Entonces:

-3 3 V 1 = 6.39 x 10 m

De Ref. 10:

v = 3 H (A4 + A 5 +Jm) 2

Donde:

H = 0.250 m

2 A4= 0.08308 m

2 A5= 0.0169 m

Entonces:

3 V2= 0,01146 m

El volumen de v v a es:

v .= v 1 + v2 T 3 VT= 0.018 m

Carga mdxima de la tolva

87

k g a dxim - Peso especifico _ _ Volmn

de la tolva de las granallas de la tolva - -

w = y X V T

w = 71613 N/m3 x 0.018 m 3

W = 1289.03 N

2 . 4 . 2 . MAXIMA CARGA DE LOS SISTEMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

L O ~ sistemas de recolecci6n y elevaci6n

estdn en su mdxima carga cuando la turbina

ha descargado todas las granallas que se

almacenap en- la tolva de colecci6n que estd

arriba de ella.

2 . 4 . 3 . DIMENSIONES DEL SIN F I N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Longitud del sin fin

La longitud se toma de acuerdo a las

dimensiones de la mdquina.

L = 1.368 m

L Pasoc del sin fin

Escogemos un paso de:

N f i m e r o de pasos

L N? Pasos = - P

88

N 2 Pasos = 9

Didmetro exterior de la helice del sin fin

Se supone que la carga mdxima se distribuye

uniformemente en la longitud del sin fin.

Entonces, cada paso tendrd u n volumen de:

3 V = 0.002 m P

Se escoge u n mdximo porcentaje de llenado

del s i n fin de 9 se representa u n paso

come un cilindro.

FICZRA19. REPRESENTACION DE UN PAS0 DEL SIN FIN.

8 9

Volumen del cilindro:

(2-1) 2 Vc= 0.119 D m

- Si Vp es el volumen que ocupa un 40%, el

volumen que ocupard un 100% serd:

3 Vc= 0 . 0 0 5 m

Reemplazando en (2-1)

2 0 .005 = 0.119 D

2 D = 0.042

D = ,/- D = 0.205 m

Donde D es el dizmetro exterior de la h6lice

del sin fin.

De la figura 2 0 :

Espesor de la banda 2 4 = W k t r o d e laplea+2

9 0

N sr

0

FIGURA20. BANDA DE LOS CANGILONES

Y 2 = 3 .028 m

El difimetro d e las poleas y la d i s t a n c

entre ejes Y, se escogen d e a c u e r d o la1

tamaao de la mdquina.

El espesor d e la banda es estimado. D e s p u 6 s

serd calculado.

Datos:

Didmetro de la polea = 0.358 m

Espesor de la banda = 0.006 m

Entonces:

0 = 0 . 3 6 4 m

9 1

2. 4 5

9 - = 0.182 m 2

Longitud:

L = 2Y +'(Id ( 0 ) 1 2

L1= 2 x 3 . 0 2 8 + I T x 0 . 3 6 4

L1= 7 . 2 0 0 m

D I S E f i O Y CALCULO DE LOS CANGILONES

Velocidad lineal y angular de 10s cangilones

El elevador de cangilones es de tip0

centrifugo, por lo que, sus cangilones

descargan en tiro parab6lico.

E l grifico indica la distancia de 10s

cangilones a la bandeja de granallas en

el instante de descarga.

Donde:

h : distancia del cangil6n a la

bandeja .

d :-*:distandia del eje a la bandeja

- .

ri : radio de curvatura

rl : radio de la polea + Espesor de

92

d=o. 3 9 0 m h

- -

I I t

\ \ TRAYECTORIA DE

- LA GRANALLA

\

~ 1 a m 2 1 . TRAYECTORIA DE LAS GRANALLAS A LA SALIDA' DEL

ELEVADOR.

9 3

la banda + Distancia de la

banda a1 centroide del cangil6n

(estimado).

r l = 0.179 + 0 . 0 0 6 + 0 . 0 3 0

r l = 0.215 m

Velocidad lineal

De la figura 21:

Donde t es el tiempo en segundos s

Reemplazando, tenemos:

V 0 = d E

V o = 1.171 m/s

Velocidad angular

W = 5 . 4 4 6 rad/s

o = 5 2 r/min

Ndmero de cangilones

Tiempo que se demora el sin fin en dar una

revoluci6n:

94

1 tl= w tl= 0.019 min

tl= 1.15 seg.

Velocidad de la banda del elevador:

4 v&= w - 2

Donde:

- ' = 0.182 m 2

Entonces:

v&= 0.991 m/s

Longitud que recorre la banda en t l = 1.15

segundos:

% = v t

Z = 1.14 m 1 1

Si se colocara un cangil6n por cada vuelta

del sin fin, se necesitarfa:

--_ - 6.32 cangilones a

Con la finalidad de distribuir uniformemente

la descarga del elevador para un mejor

efecto de cortina en el separador de polvos,

se repartirs la carga de un cangildn en

aproximadamente 3 cangilones.

Es decir, se usariin:

6 x 3 = 18 cangilones

Distancia entre cangilones:

0 . 0 4 m L1 -- = 18

N6mero de cangilones que pasan por vuelta

del sin fin:

= 2.85 cangilones

Pasardn aproximadamente 3 cangilones por

vuelta del sin fin.

Carga mdxima que recoge un cangil6n

Suponiendo que la carga mdxima de la tolva

se encuentra repartida uniformemente en

el sin fin; entonces:

W _----- 9 pasos

3,cangilones Carga de un cangil6n =

-- _ _ : Carga de un’cangil6n : s 47.74 N

Disefio de 10s cangilones

Los cangilones deben permitir recoger las

granallas del fondo del elevador y dejar

que fluyan hacia la bandeja recolectora

por encima de la polea superior. Ademds

9 6

deben transportar una carga mdxima de

4 7 . 7 4 N por cangil6n.

Considerando lo anterior:

a. La parte inferior y frontal de 10s

0 redondeada cangilones debe ser

suavisada.

b. El lado posterior de 10s cangilones debe

sujetarse a la banda.

c . Cada cangil6n debe tener un volumen iitil

de :

Carga de un cangil6n v3 = ____________________ Y - 4 3

V 3 = 6 . 6 7 x 10 m

El siguiente cangil6n cumple con 10s

requerimientos del diseRo.

Volumen fitil

De la figura 22.b

A = 2 . 5 5 6 X

- 3 3 A,= 1.50 x 10 m 1 .

3 A = 1 . 3 8 x m 8

V3= 0.127 ( A 1 + A2 + A 3 )

V 3 = 6 . 9 0 x 10 m - 4 3

9 7

O I

,? 0 . 0 , 3 0

I 0 . 0 8 5

FIaTRA22.a) CANGILON. b) VOLUMEN UTIL DEL CANGILON. %,f$

Y Ag’ Areas.

98

Disefio por desgaste

La parte mds afectada por desgaste abrasivo

en el cangil6n es la frontal.

De la Ref. 13 obtenemos la f6rmula

experimental que da el volumen perdido por

desgaste.

Donde:

Vd: volumen del material perdido

3 en m

F : fuerza normal a1 punto de

contact0 e n N

Xd: distancia de desplazamiento

del punto de desgaste en m.

kd: coeficiente de desgaste.

Pf: presi6n de flujo en Pa.

Pf: 3 s Y

S : esfuerzo de fluencia Y

E l volumen de material perdido es,

figura 23:

Vd= (0.030 + 0 . 0 7 4 + 0.030)

Vd= 0.017 ed

(0.127)ed

99

FIGURA23.PARTE DE UN CANGILON SOMETIDA A MAYOR DESGASTE

La fuerza normal en el punto de contact0

es la carga mdxima.

F = 47.74 N

Para una vida dtil de servicio de 1 0 0 0 horas,

la distancia de desplazamiento del punto

de desgaste es:

ciclos x=- x Vida dtil de servicio tc

Donde :

: tiempo de un ciclo tc

El tiempo que se demora un cangil6n en

realizar un ciclo es:

100

tc= 2.02 x hr

Entonces:

_-_-- cic10 - - 4 9 5 . 0 5 ciclos/hr t C

Suponiendo que el fondo del elevador se

llena hasta la polea. En un ciclo, el punto

de desgaste recorre:

FIGURA24.RECORRIDO DE DESGASTE DEL CANGILON.

Donde:

D l + (Ancho del cangil6n) + eb 2 2

1: = --

D1: didmetro de la polea

101

eb: espesor de l a banda de cangilones

En t onces :

r2= 0.179 + 0 . 0 0 6 + 0.090

r2= 0.275 m

2nr x 104" 2 1 ciclo de desgaste = ------------ 3 6 0 "

1 ciclo de desgaste = 0.499 m

Reernplazando en (2-3)

Xd= 495.05 x 0.499 x 1000

Xd= 247029.95 m

El valor del coeficiente de desgaste se

obtiene de la siguiente tabla:

TABLA XI

VALORES T I P I C O S DE k d

hbricacih & las Metal - Metal No mtdlicos

superf icies deseable. No deseable mtAlicos

-6

-6

-6

-6

5 x 10 5 x 10

-4

-4 Linlpia s 2 10

Pobre 2X1O4 2 x 10 Praredio 2 ir5 2 x 5 x 10

2X1O4 2x10

2 2

-6 2 x 10 Excelente

FuENIE: Importancia del Desgaste en el Diseiio. Lipson CH.

Para una superficie limpia:

1 0 2

kd= 2 . 6 x

Usando acero estructural A 3 6 . 4

2 S = 36000 lb/pulg

S = 2.48 x lo8 Pa Y

Y

La presi6n del flujo es:

P = 3 S € Y

p f = 7.44 x lo8 Pa

Reemplazando en ( 2 - 2 ) 10s valores obtenidos

0.017e =1.37 x d

e =8.06 x d

Como va a desgastar por mbos lados:

-4 ed=8.06 x 10 x 2

ed=0.0016 m

Se escoge u n espesor de 3/32 Pulg.

Se usa el mismo espesor en todo el cangil6n.

Los cangilones van rernachados a la banda.

El claro entre el cangil6n y la plancha

recolectora es de 2mm.

103

qQlculo y selecci6n de 10s remaches de 10s

cangilones.

Los c a n g i l o n e s v a n r e m a c h a d o s a la b a n d a

c o n dos filas de r e m a c h e s c a d a uno. Se

usan r e m a c h e s d e 4 . 8 mm d e didmetro

(3/16 p u l g ) .

0 127

FIc;uRA 25. DISTRIBUCION DE LOS REMACHES

Comprobaci6n:

Por cortante:

1 0 4

La fuerza cortante mdxima a la que estdn

sometidos 10s remaches es de 4 7 . 7 4 N que

es la mdxima carga de un cangildn.

El esfuerzo de fluencia permisible de 10s

remaches es de 1 7 9 . 1 4 MPa para un acero

UNS G 1 0 1 0 0 .

Usando la teoria de energfa y distorsidn

tenemos:

0 ' 5 7 7 'y, Carga mrixima del cangildn n -Area transversal de 10s 6

-__----- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cangilones.

Para n = 4 tenemos:

4 7 . 7 4 6 x 7i x 2 3 . 0 4

4

- 0 . 5 7 7 x 1 7 9 . 1 4 ______-_______ > ________________ 4 ____________-

2 5 . 8 4 1 0 . 4 4

Por aplastamiento

0 . 5 7 7 x 1 7 9 . 1 4 4 7 . 7 4 _____________- >-------------- 4 - 6 x 2 ; 3 8 x 4 ; 8

2 5 . 8 4 2 0 . 7 0

V = a r S s-

105

2 n lmin lr 60 s s V s = 5 2 r/min x -- x ---- x r

V s = 5.446 radls x rs

r depende de la cantidad de granallas

en el sin fin. S

r es la distancia media desde el eje del

sin fin a1 centro del volumen transportado.

S

De la secci6n 2.4.3.

3 V = 0.002 m P

El Area transversal ocupada serd:

0.002 A = ----- P P

2 A = 0 . 0 1 3 m P

En la figura 26.

yl: distancia del centro del eje

a1 inicio del. area ocupada.

Entonces:

r = 0.052 + 0.500 lyll (2-5) S

Se calcula y1 integrando el Area ocupada:

-0.084 xdy+ r- XdY

-y1 -I?= { A

2 -0.084 -(D/2+0.002)

FIWRA26. S E C C I O N T R A N S V E R S A L OCUPADA D E L S I N F I N .

Y T -yl

-0

- (D/2+0. .084

0 02)

0 0 4

W 0 , " / . / 0 O / b

y = 0 . 6

x +y =(D/2+0.

X

3 64X-0.1222

0 02)

FIWRA 27. S E C C I O N D E L S I N F I N . Escala 1:6 enn-etros.

107

Donde:

0.6364 si - 0.084 c. y < - y1

d(D/2 + 0.002)2 - y" si D/2 + O.OO2<y<:6.084 "I D

- + .O. 002. = 0,1045 m 2 '

Reemplazando en la integral

(1.571~ + 0.192) dy +I- -0*084 . J m d y 0.013 =Jyl

- . -0.084 -0.1%5

-0.084 _. L 0.0109 --l y-- ] +-

0.1045 -0.1W5 2

0.0065 = -0.0055 + 0.0161 + 0.7855 y: - 0.192 y1 + 0.0086 -

-0.0026 - 0.0051

0.7855 y12 - 0.192 y1 + 0.005 = 0

1 + +0.192 - J(0.192)* - 4 (0.7855) (0.005) Y1= 2 (0.7855)

yll= 0.215 m

y12= 0.030 m

Escogemos:

108

Reemplazando en ( 2 - 5 )

r = 0.067 m S

Reemplazando en ( 2 - 4 )

V = 0.365 m/s S

La longitud de la artesa debe ser igual

a la del sin fin.

La artesa recoge las granallas y polvos

que provienen de la mesa rotatoria de la

mdquina, por lo tanto, debe

debajo de toda la mesa. Adem

un dngulo de inclinaci6n no

(Ref. 2) para asegurar que s

granalla.

Tomando en cuenta estas condiciones, las

dimensiones de la artesa se dan en la

figura 28.

Espesor de la artesa

Para cdleulos del espesor consideramos

la artesa como una viga ancha empotrada.

La distribuci6n de fuerzas es la siguiente:

(Figura 2 9 ) .

FIW 28. MEDIDAS DE LA ARTESA

W'L= w

FIGURA29. DIAGRAMA DE FUERZAS DE LA ARTESA

110

Donde:

Wt' mdxima carga de granallas

(1289.03 N)

R1 y R2:reacciones

M1 y M2:momentos reaccionantes

L: longitud de la artesa

(1.368 m)

Es una viga eststicamente indeterminada.

De Ref. 11:

- W R1 = R2 - - 2

R1 = R2 = 644.52 N

Usando el mgtodo de Brea del diagrama de

momento flexionante para vigas estgticamente

indeterminadas se calcula 10s valores de

Primer0 se considera a la viga simplemente

apoyada, cuyo diagrama es una parbbola,

luego se considera a la misma viga solo

con 10s momentos de empotramiento que dan

un diagrama de momento rectangular.

Utilizando el primer teorema del Qrea de

momento se obtiene:

111

W'

FIGURA30.DIAGRAMA DE MOMENT0 COMBINADO.

B *

= J E I 0 V F _- dx

3P Ae BO

Donde :

M: momento

EI: rigidez a la flexidn

Resolviendo se obtiene:

+ L i+ M i

r

112

M = 146.95 N- m

M = M 2 = M 1 1

Los diagramas de fuerza cortante y momento

f lector se exponen a continuaci6n:

Diseflo por cortante

Donde:

V = 644.52 N

A = 0.840 e

e : espesor de la viga

Entonces:

El esfuerzo cortante mdximo permisible

dado por el manual de la AISC -Ref. 12-

es:

F = 0.40 S 2 TmaX V Y-

S es la resistencia a la fluencia del

material. . Y

Usando una plancha de acero estructural

A 3 6 :

6 4 4 ~ 5 2 N t

“T

rnCJJ’RA31. DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENT0

FLECTOR.

114

2 S = 36000 lb/pulg

s = 2.48 x lo8 Pa Y

Y

Entonces:

7 T Fv= 9.92 x 10 Pa = max

Reemplazando este valor en (2-6)

e = 1.16 x loe5 m

Diseilo p o r flexi6n

a Mm max = ----

'a

> \ *-.

Donde : g&'-

Mm: momento m6ximo

c : distancia del eje neutro a

la fibra mds exterior.

: inercia de la secci6n d e la 'a

viga.

Entonces:

Donde:

b : ancho de la viga (artesa)

115

0 1049.64 = ------- 2 (el

De Ref. 12

(2-7)

F b = 0.60 S y 2 omax

Donde:

F b : esfuerzo mdximo de flexi6n

permisible

Entonces:

F = b 1.49 x l o 8 Pa cs max

Reemplazando en (2-7)

e = 0.0026 m

Disefio por desgaste

Consideramos la carga mdxima en el fondo

de la artesa.

De la Ref. 13

Donde:

P f = 3 s

pf= 7.44 x l o 8 Pa Y

El volumen del material perdido es:

116

FIGURA32. LLENADO MAXIM0 DE LA ARTESA.

Vd= 0 .325 x 1 . 3 6 8 x ed 3 Vd= 0 .445 e d m

La fuerza normal a1 punto de contact0 es

igual a1 peso de la carga mAxima.

F = W = 1286 .03 N

Para una vida iitil de servicio de 1000

horas, la distancia de desplazamiento del

punto de desgaste e s :

x Vida iitil de servicio ciclos x=- d h (2-9)

Sabemos que en un ciclo de transporte de

granallas el sin fin se demora:

1 1 7

Entonces:

ciclos - i ______ - ----- m i n 0:173

Como : {T

v\ ,

1 ciclo = 1.368 m 1 i: i,- > ) Reemplazando e n (2-9) *'----

B 1 c; L 1 OT ECA

X d = 346.8 x 1.368 x 100

X d = 474422.4 m

E l valor d e l coeficiente d e d e s g a s t e se

obtiene d e l a Tabla X I 7%

6. ' \, P a r a u n a superficie limpia:

5 x 1 0 - ~ + 2 x k = _________________ d 2

-3 k = 2.6 x 10 d

Reemplazando 10s v a l o r e s o b t e n i d o s e n (2-8)

2.6 x x 1286.03 x 474422.4 0.445 ed= 8 3 x 7.44 x 10

ed= 0.0016 m

Espesor de la artesa:

e = e + e d a

118

e = 0.0042 m a

El espesor es de 3/16 pulg.

CQlculo de la soldadura de la artesa

Existe una soldadura de filete horizontal

en cada lado que se considera como una

viga empotrada.

En la figura 3 3 :

a : tamafio de la soldadura

b l : longitud del cord6n

c : distancia a1 eje neutro de

la viga.

: ancho del Area de garganta. te

De Ref. 12 para una soldadura E 6 0 1 1

Por cortante:

Donde :

f : esfuerzo de trabajo por cortante S

V . : fuerza cortante (N)

Ae

Ae: bit,. Ae: 0 . 8 4 te

: Area de garganta (m 2 )

'1 )Z z :F!

F I U 3 3 . SOLDADURA DE LA A R T E S A

Entonces:

Por flexi6n:

1 2 0

Donde:

fb: esfuerzo de trabajo por flexi6n

Mm: momento flexionante

: inercia de la soldadura IW 2 Iw: blc t e

Entonces:

Y f = J f 2 + fb . ; F V = 0 . 3 S r S

Donde :

f r : esfuerzo de trabajo resultante

en la FV: esfuerzo permisible

soldadura.

72895.90 f = -------- = 0 . 3 x 3 . 4 4 x lo8 Pa I: te

t e -4

te= 7.08 x 10

1 2 1

Como :

t = 0.707 a e

Entonces:

a = 0.001 m

El manual de la AISC recomienda un tamalIo

de soldadura minima de 1/8" para espesores

de hasta 114'' inclusive.

Entonces:

a = 1/8 pulg.

2.4.8. ANALISLS DE FUERZAS DE TRABAJO QUE ACTUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

SOBRE LOS SISTEMAS _____-_____-_____-

fuerza tange

a 1 sin fin

p1 : Z

fuerza axial aplicada a1

sin fin

*1 X :

fl: fuerza de friccidn entre

granallas y la helice

del sin fin.

f2: fuerza de friccidn entre

las granallas y la artesa

122

a)

w p e s o d e la granalla

N 1 y N2: fuerzas normales

x : Qngulo de la h 6 l i c e

"I

FIcxIRA34. DIAGRAMAS DE FUERZAS. a) en la h6lice del sin fin.

b) en las granallas.

123

P1 -p s 1 N Cos A - N I S e n = 0 Z

= N~ ( ~ , C O S X + Sen A ) ( 2 - 1 2 ) Z

p1

Sustituyendo ( 2 - 1 1 ) e n ( 2 - 1 2 )

(pScosX + S e n X 1 (Cos - p s S e ~ X 1 ____-___________ (2-13) P1 = P1

Z X

De la figura 34.b)

N2= W

f 2 = VsN2

f 2 = VSW

X - F 2 = -N1 + f l

X

V s w = NlCosX - psNISen ( 2 - 1 4 )

p 1 = V S W X

1 2 4

( 2 - 1 5 )

Sustituyendo ( 2 - 1 5 ) e n ( 2 - 1 3 )

(yScosX + Sen X ) - w _______________-

p1 - s (COS X -1.1 S Sen A ) Z

Sustituyendo:

kficiente de r o k e n t o = 0.78 (Ref. 2)

Angulo d e h6lice =

Tenemos:

p1 = 1 . 2 8 6 W Z

2 0 . 8 "

FI(XIRA35. DIAGRAMA DE FUERZAS

( 2 - 1 6 )

125

Donde:

W1: carga de todos 10s cangilones

de un lado de la banda.

W2: peso de la granalla que est3

en el fondo del elevador.

Fa: fuerza necesaria de excavaci6n

que realiza un cangildn para

recoger la granalla del fondo.

Fuerza de excavaci6n

Se supone la siguiente carga critica:

i N3 S

F I W 3 6 . DIAGRAMA DE FUERZAS

Donde:

a n : aceleraci6n normal

N3: fuerza normal

1 2 6

La fuerza de excavacidn se determin6

experimentalmente. Concluyendo que e s

aproximadamente igual a la fuerza de fricci6n

El peso de la carga representada e n e l

esquema es:

W2= 5 8 7 N

De la figura 3 6 :

N 3 - W = M a 2 n

N = W 2 + M a n 3

Como :

Y

2

a = --- 1 n r

"0

Tenemos:

2 vo

:1 x -- w2

N 3 = 2 + --

N 3 = W ( 1 r a 1- 2

N 3 = 9 6 8 . 6 3 N

127

La fuerza de excavaci6n es:

= 755.53 N Fa

Fuerza t o t a l d e l e l e v a d o r :

P2= W 1 + Fa

P2= w 1 + 755.53 (2-17)

La potencia requerida es: A

Donde: 81 BL I o-r ECA

P O tenc ia .total de

transportes de 10s

s is t emas

p.. * potencia inercial inercia'

Para el c5lculo de potencia consideramos

todos 10s cangilones llenos y el sin fin

con toda la carga de la tolva.

Recolecci6n

De (2-16) tenemos:

P I = 1657.69 N z

128

La potencia necesaria de transporte del

sin fin es:

Pot = P x v S z 1 1

Potl= 605.06 Watts

Potl= 0.605 Kw

Elevaci6n

9 Cangilones llenos:

47 .74 x 9 = 429.66 N

De la secci6n 2 . 4 . 7 :

W1= 429.66 N

De ( 2 - 1 7 ) tenemos:

P2= 1185.19 N

La potencia necesaria de transporte del

elevador es:

Pot2= P x v 2 0

Pot2= 1387.86 Watts.

Pot2= 1.388 Kw

La potencia total de transporte es:

= Pot1 + Pot2

= 1.993 Kw

129

La potencia necesaria para vencer las

fuerzas inerciales dependen del

dimensionamiento y peso de las partes de

10s sistemas, por lo que serd calculada

despues.

Tomaremos un valor de potencial inercial

a comprobarse de:

- - 'inert ia 0.030 Kw

Entonces:

P = 1.993 Kw + 0.030 Kw

P T = 2.023 Kw

T

Un motor reductor de 2.2. Kw a 1790 r/min

cumple con el requerimiento de potencia.

La raz6n de reduccidn es de 25.59

El motor reductor transmite la potencia

a1 eje superior del elevador por medio

de una cadena y dos catalinas.

La velocidad angular de salida del motor

reductor es:

130

Donde

: velocidad angular del motor-

reduc tor

Ufil : velocidad angular del motor

rR: raz6n de reducci6n del reductor

Entonces:

La velocidad a la que debe girar el eje

La raz6n de reducci6n de la transmisidn es:

La potencia de disefio es:

DHP= HP x SF

Donde:

DHP: potencia de diseao (HP)

HP : potencia total (HP)

SF : factor de servicio

131

r

El factor de servicio se lo obtiene de

la Tabla XII.

De acuerdo a la Tabla XI1 la carga es de

Clase B con un factor de servicio 1 . 3

Entonces:

D H P = 3.9 HPJC

D H P = 2.91 Kwatts

Con D H P y Urn se obtiene: (Ref. 7).

- -ro de la cadena. 80 (paso I pig) (O.M5m)

- Minim &ro de dientes de la catalina canductma

18

- M5xh diktro del agujero para el eje 2

3/4 p l g (0.07Ckn)

- Lubricaci6n tip A. Marrual.

Se escoge una catalina conductora de 26

. dientes, entonces la catalina conducida es:

26 x 1.35 = 35 dientes

La distancia entre centros es de:

C = 0.636 m

La longitud aproximada de la cadena estd

dada por (Ref. 11). ~~~

* Se usan valores en Hp porque as{ lo requieren las Tablas del CatBlogo de ‘Pmr Transmission and Conveying Components” Ref.7

132

TABLA X I 1

C L A S I F I C A C I O N DE LAS CARGAS Y FACTORES DE S E R V I C I O

Clase A Clase B Clase C

Carga est5tica Carga intermitente Carga pesada con choque

SF - 1.3 SF - 1.7 SF - 1.0

Ejemplos tipicos son: Ejgnplos tipicos son: . Ejemplos tfpicos san:

Agitadores - Equido Maquimria de arcilla Transpor tadores

reciprocantes y

agitadores .

Transportadores

unifonwmnte cargados

y alimentados

Vent iladores

Generadores el&tricos

Ejes de servicio -._ -. liviano

Maquinas de todo tipo

con carga unifom no

reversible

Transport adores Griias y Hmtacargas

elevadores de banda y

tornillos

Dragadoras

Lavadoras

Elevadores de

cangilones

Rect i f icadores

Dragadoras

rnlinos de mxal

- Badxis de dragado

%lines de martillo

W a s centr€fugas Ejes de servicio Mlinos de rcdillos

rotatorias de p h n pesado

k a n d a s rotatorias %quinas de todo tipo Squinas de todo tip

u n i f o m t e con derados golpes con impactos severos y

alimntadas de carga no revers ibles

reversible

FUENIE: P w r TransrrJssion arrd Conveying Gn-ipenents. Rexnord.

133

Donde:

L2: Longitud de la cadena

P 1 : P a s o de la cadena

C : Distancia entre centros

N4: Ndmero de dientes de l a

catalina mayor

N5: Ndmero de dientes de la catalina

mayor

Entonces:

L2= 2.036 m

C Q l c u l o del Qngulo @

CONDUCTORA CONDUC IDA

FIGURA 37. REPRESENIACION .DE- LA TRANSMISION

134

Datos:

d = 0.146 m

d2= 0.283 m

c = 0.636 m

1

Donde:

dl: di5metro primitivo de la

catalina conductora

d2: di5metro primitivo de la

catalina conducida

d i- d 2 .- 1 -1 -___--- f3 = S e n 2c

$ = 1 9 . 7 "

2.4.11 CALCULO Y SELECCION DE L A BANDA DE LOS / --_____ CANGILONES -__--__--_

El torque m5ximo en la polea superior del

sistema de elevaci6n es:

p T T = -- w

T = 403.97 N-m

Las fuerzas que actuan en la polea superior

son:

( F 1 - F 2 ) = 1 8 7 8 . 7 4 N (2-18)

135

Valor de F1

F1 f8 - e --_ F2

Donde :

F1; fuerza mdxima que transmite

la banda

F2: fuerza de lado flojo de la banda

f : coeficiente de friccidn ( 0 . 5 0 )

8 : Angulo de contact0 (180")

Reemplazando en (2-18):

F1= 2378.15 N

F2= 494.42 N

Se selecciona una banda de lona con un

esfuerzo m6ximo de tensidn experimental de:

U = 40 MPa b

Es decir, que una seccidn transversal de

1 mm2 resiste 40 N.

Entonces la seccidn transversal de la banda

136

sera:

2 A b = 5 9 . 4 5 mm

A b = 5.94 x 10 m - 5

Como:

b A = a x e b b

Donde:

ab: ancho de la banda

eb: espesor de la banda

Escogiendo:

eb= 0.006 m

Tenemos:

ab= 0.010 m

Debido a que 10s cangilones que van unidos

a la banda tienen un ancho de 0.127 m,

se escoge el ancho de la banda igual a1

ancho de 10s cangilones.

a = 0 . 1 2 7 m b

137

El dismetro de las poleas fue establecido

en la secci6n 2.4.4

D 1 = 0.358 m

Las poleas son planas y debe tener un ancho

mayor a1 de la banda.

Ancho de la polea = 0.152 m

El material de las poleas es fundici6n

gris y tienen un peso de 240.54 N cada

una.

CQlculo de fuerzas

En la figura 3 9 tenemos:

T 1 : fuerza que transmite la cadena

T 2 : fuerza del lado flojo de la

cadena.

La fuerza del lado flojo de la cadena es

tan pequefio que puede depreciarse.

T 2 = 0

En la figura 40 tenemos:

--

I

I I a 3 8 -

-1

FlGCRA38.POLEA D E LOS SISTEMAS D E R E C O L E C C I O N Y E L E V A C l O N

141

R1 = 2896.63 N Y

FIGURA41.DIAGRAMA DE FUERZAS EN EL PLAN0 XZ

De la figura 41:

R1 - R2 - T 1 = 0 Z Z Z

R1 - R2 = 2687.78 N Z Z

0.076T1 - 0.294R2 -= 0 Z Z

R2 = 694.80 N Z

Reemplazando (2-22) en (2-21)

R1 = 3382.58 N Z

(2-21)

(2-22)

El momento flector msximo s e presenta en

1

1 -

"L M

26 - 6 2 ~ - m

- A

51 --D

Id

\

0

I B 1

Y Ri

147 I 147 - I

1831.8lN

9 3N-m

- +x

Y R2

4 x -

FI-42. DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENT0 FLECTOR EN EL PLAN0 XY.

M

4 67 - 19N-m

lz

1 47

B

1'47

FICXRA43.DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE Y MOMENT0 FLECTOR

EN E L P L A N 0 X Z .

144

el punto B. I

(188.35)2 + (lO2.14l2

= 214.26 N- m M*

El momento torsor en el eje es:

T = 403.97 N- m

El cdlculo del didmetro del eje para cargas

estdticas se lo realiza aplicando la teoria

del esfuerzo cortante mdximo ( R e f . 1 1 )

que estd en funci6n de la resistencia a

la fluencia, el momento torsor y el momento

flector.

Donde :

D2: didmetro del eje

n : factor de seguridad = 1.5

S : 2.20 x 10 Pa, para un acero 8 Y

UNSGl 01 80

Entonces:

D2= 0.032 m

El c4lculo del didmetro del eje para cargas

dindmicas se lo realiza aplicando el criterio

145

de Sines en el que el diAmetro es funci6n del

momento flector y de la resistencia a la

fatiga.

Donde:

: limite de resistencia a la 'e

Donde:

QIBLIC)-PE- S': limite de resistencia a la e

fatiga de la viga rotatoria

Ka: factor de superficie

Kb: factor de tamafio

Kc: factor de confiabilidad

Kd: factor de temperatura

Ke: factor de modificaci6n Por

concentraci6n de esfuerzos.

Kf: factor de efectos diversos

En la Tabla XI11 se dan 1 0 s valores de

1 0 s factores K.

El lcmite de resistencia a la fatiga de

una viga rotatoria es:

146

s;= 0 . 5 su t

8 s;= 0 . 5 x 4 . 0 0 x 10

S ' = 2 . 0 0 x l o 8 Pa e

TABLA XI11

FACTORES K

( R e f . 11)

Fac tores bndici6n Valor ~~~ ~~~

Maquinado 0.88 Ka

5 J Kc

Kd

Ke

Kf

7.6<d< 50 mn 0.85

Gmfiabilidad 0.50 1

Temp. 160°F 1

Chavetero r = 0.25 0.53

1.88 Kf = 1 + q (Kt - 1)

E n t o n c e s :

S e = 7928800 P a

D 2 = 0 . 0 3 5 m

Con e l d i z m e t r o e n c o n t r a d o s e d e t e r m i n a

e l f a c t o r d e s e g u r i d a d p a r a e v i t a r f a l l a s

p o r f l u e n c i ' a .

n = 2 . 0 2

147

Con e l factor d e seguridad encontrado se

determina el didmetro para evitar fallas

por fatiga.

D2= 0.038 m

En e l punto E el m o m e n t o flector es:

M = 72.27 N-m E

P a r a carga estdtica

D2= 0 . 0 3 4 m

P o r cargas din5micas

TABLA XIV

FACTORES K

(Ref. 11)

Factor bndici6n Valor

MaqUiMdO 0.88 Ka

5-l Kc

7.6<d< 50 0.85

miabilidad 0.50 1

Kd

Ke -

Kf

Temp. 160" F R. .5 - 1

0.608

1.64

. S'= 2.00 x lo8 Pa e

Entonces:

1 4 8

Se= 9 0 9 5 6 8 0 0 P a

D 2 = 0 . 0 2 5 m

Chaveta p chavetero de l a catalina

Se u s a u n a chaveta p r i s m d t i c a

FIGURA45. CHAVETA DE LA CATALTNA

De la figura 4 5 :

: ancho de la c h a v e t a 2 .

hl: altura de l a c h a v e t a

t2: altura del c h a v e t e r o d e l eje

t3: altura del c h a v e t e r o d e la

cat alina

r I 8 1 B L I OT E m

L-4

4 .. W

d 0 H d W PI 3 m

W r, w

150

D2: didmetro d e l eje

De Ref. ~ 10, las m e d i d a s del c h a v e t e r o y

chavetas son:

h l : 0.008 m

b2: 0.010 m

t2: 0.0045 m

t3: 0.0037 m

Se u s a u n acero U N S G 1 0 4 5 0

s = 3.23 x lo8 P a Y

Con relaci6n a la figura 46, la fuerza

F 3 e n la superficie d e l e j e es:

Fj= 23084 N

I F3

FIWRA46.FUERZAS EN LA CHAVETA

151

P o r cortante:

Por la teoria de energia y distorsi6n la

resistencia a1 cortante e s :

s = 0.577s S Y Y

- . La falls por corte originh unliSPuerzo:

Donde :

11: longitud de la chavetero

n : factor de seguridad = 3

Entonces:

11= 0.037 m

Por aplastamiento :

La resistencia a1 aplastamiento se determina

con un Brea igual a la mitad de la cara

de la cufia.

11= 0.053 m

152

Chaveta y chavetero de la polea

De Ref. 10 para D2= 0.040 mi

b2= 0.012 m

h l = 0.008 m

t 2 = 0.0045 m

t 3 = 0.0037 m

Usando el mismo acero U N S G10450

F3= 20197 N

Para cortante:

F3- s s y

"7- --- n

1 = 0.027 m 1

Para aplastamiento:

11= 0.050 m

La longitud minima de la chaveta es de

0.050 m

La mayor fuerza de reaccidn estd e n e l

153

punto 0.

R1= J R 1 2 + R1 2

Y z

R1= 4453 .35 N

La carga radial equivalente es:

F = e F = r 1 . 5 R1

Donde:

Fe: carga radial equivalente

Fr: carga radial aplicada

Entonces:

: 6 6 8 0 . 0 2 N Fe

La capacidad bdsica de carga que soporta

el rodamiento es: I

Donde:

Cb: capacidad bdsica de carga

dindmica

L l b h : duraci6n nominal en horas de

servicio

W : revoluci6n por minuto

se obtiene de la tabla 9-5 1 Oh El valor de L

154

( R e C . 11) para miquina de servicio de 8

hcrns que no se usan permamentemente.

= 20000 horas LIOh

Cb= 26495.53

CAlculo para el otro rodamiento

R2= 1457.56

Fe= 2186.34

Cb= 8671.87

Se escogen rodamientos que soporten la

carga mayor.

Las chumaceras o soportes de rodamientos

son de fundici6n gris y tienen guias para

deslizarse en el tensor de la banda de

10s cangilones. Los soportes llevan

retenedores de polvo.

2.4.16 DISERO Y CALCULO DEL TENSOR DE LA BANDA _______________________________I_______

El tensor de la banda tiene la funci6n

de subir o bajar el eje superior del sistema

de elevaci6n para permitir una tensi6n

adecuada de la banda de cangilones.

Las fuerzas que realizan este trabajo estan

localizadas en 10s rodamientos y son iguales

FI-47. CHUMACERA D E E J E S U P E R I O R D E L S I S T E M A D E

E L E V A C I O N .

156

a las fuerzas de reacci6n en esos puntos.

El tensor est6 conformado por dos estructuras

con guias en las cuales, se deslizan las

cajas de rodamientos. Este deslizamiento

es provocado por un tornillo regulador

de fuerza.

Disefio d e l tornillo

Suponiendo que las cargas se distribuyen

uniformemente a lo largo de la tuerca y

usando un acero UNS G10100, se determina

el didmetro del tornillo.

Por cortante:

El esfuerzo cortante medio en la rosca

del tornillo es:

Donde:


R T : carga que debe levantar el

tornillo

d : didmetro menor de la tuerca

h2: altura de la tuerca

r

-1 "I

-I----- I

I

i

i gi N

!

I I

RGLR'- ' 8 . E S T R U C T U R A D E L TENSOR

1 5 8

FIGT 1 . :TAGRAMAS DE F U E R Z A S APLICADAS EN L A CAJA DE

RODAMIENTOS

L a fuerza total que l e v a n t a e l t o r n i l l o es:

r

Donde:

: c o e f i c i e n t e d e f r i c c i 6 n entre

s u p e r f i c i e s d e f u n d i c i 6 n gris =

1.10 Ref. 6.

z YS

f3: factor q u e a b s o r v e posibles

desalineamientos. q u e aument aria

la c a r g a d e l t o r n i l l o = 1.5

Entonces:

R = 9926.20 N T

De 1

El

1 5 9

esfuerzo cortante medio obtenemos:

d = 0 . 0 0 9 m r

esfuerzo cortante medio en la rosca

de la tuerca es:

Donde:

dt: dismetro mayor del tornillo

S : resistencia a la fluencia de Y1

la fundici6n gris ASTM N o

20 = 1.38 x lo8 Pa.

Entonces:

d = 0 .017 m t

Por pandeo:

El tornillo de fuerza regulador actua como

una columna, cuya mayor longitud desde

la base de la estructura del tensor hasta

la caja de rodamiento es de 0.132 m. Tiene

rotaci6n 1i.bre sin traslaci6n en el extremo

superior y empotramiento en el extremo

inferior.

160

FXWRA 50. TORNILLO SOMETIDO A COMPRESION

E l t o r n i l l o no f a l l a r s por pandeo.

D e m o s t r a c i 6 n

0-

P a r a un t o r n i l l o d e d i s m e t r o d e 0.020 m

Datos:

r = 0.005m ( r a d i o d e c u r v a t u r a

d e l c i r c u l o )

= 0.0003 m 2 (grea)

E .= 2.0 x Pa ( m b d u l o d e

elasticidad

161

Como r

Cc= 148.51

L K l2 e- ___ r r --

L 0 . 8 0 x 0.132 -52 __________-_- r 0.005

L -2 21.12 r

se utiliza

parab6lica de pandeo:

la f 6 rmu 1 a

El valor de la carga critica es:

'cr= 'wAc

'cr = 30911.74 N

Como se observa la carga critica en un

tornillo de 20 mm de di5metro es superior

por lo que el tornillo a1 valor de R T '

no fallarg por pandeo.

162

Por aplastamiento

Tomando un tornillo M20 x 2.5. se calcula

el esfuerzo de aplastamiento en la rosca

(Ref. 11).

Donde :

p : paso del tornillo 0.0025 m

dt: dizmetro mayor del tornillo

0.0200 m

d : didmetro menor de la tuerca r

0,0168 m (Ref. 10)

Entonces:

4 x 0.0025 x 9926.20

RX 0.015 (0.O2OO2 - 0.0168

8 1.38 x 10 >

2.51 lo7 >1.79 lo7

2 5.5

CBlculo del momento de torsi6n requerido

para vencer el rozamiento en la rosca y

levantar la carga.

De la Ref. 11:

Donde :

163

T 3 : momento de torsi6n requerido

d : dizmetro medio del tornillo

d = 0.0184 m R e f . 1 0

m

m

13: avance del tornillo

13= P

1.1 : coeficiente de friccidn dinQmico

entre acero dulce y fundicidn

gris.

1.1 = 0.23 Ref. 6

Entonces:

T = 25.20 N-m 3

La plancha recolectora debe tener el mismo

ancho y largo que la estructura que rodea

a 10s cangilones.

Debe tener un Qngulo de salida que permita

el llenado de todo el volumen iitil del

cangildn que pasa sobre ella recogiendo

las granallas.

Espesor de la plancha re c o lec t ora

Se realizan las mismas consideraciones

que en la secci6n 2.4.7.

CURVATURA b' = 0 . 8 57

FIGURA51. MEDIDAS DE LA PLANCHA RECOLECTORA

FIGURA 52. DIAGRAMA DE FUERZAS DE LA PLANCHA RECOLECTORA

1 6 5

Jje la figura 52:

Wa: carga mBxima en la plancha

recolectora

W a = 587 N

L': Longitud de la plancha

recolectora

L ' = 0.227 m

Entonces:

'a R1 = 2 2 = --

R1 = R2= 292.5 N

- - M1 - M 2 - Mm

Por el m6todo de Brea del diagrama de

momento flexionante para vigas estgticamente

indeterminadas se tiene:

2 - -w' ( L ' ) M1 - --------- 1 2

585 x 0.227 M =- _-__-______ .1 1 2

M1= -132.80 N-m

Los diagramas de fuerza cortante y momento

flector se exponen en la figura 54.

166

M

0

MI

FIGURA53. DIAGRAMA DE MOMENT0 COMBINADO

Diseilo por cortante

Donde:

A = 0.857 e

Entonces:

- 511.96 e

- _____- T max

Esfuerzo cortante m5ximo permisible

1 3 2 , 8 0 c N-m

M '

1 1 1 1 1 1 292, SN

0,1135 t

A

0 , 1 1 3 5 *

1 6 6.4 ON-m

1 6 8

max F v = 0 . 4 0 Sy 1. T

U s a n d o u n a p l a n c h a d e a c e r o e s t r u c t u r a

A 3 6

Fv= 9 . 9 2 x l o 7 P a

R e e m p l a z a n d o :

- 6 e = 5 . 1 6 x 1 0 m

Diseflo por f l e x i 6 n

9 2 9 . 7 6 CT = _____- ( e l

2 max

E s f u e r z o m5ximo d e d e f l e x i 6 n p e r m i s i b l e

> a F = 0 . 6 0 F - m a x

Fb= 1 . 4 9 x l o 8 Pa

b Y

Reemp1azand .o :

- Diseiio p o r Zdesgaste - - . I-

169

Donde :

Pf= 3 s

p f = 7.44 x lo8 Pa

Y

La longitud de desgaste de la plancha

recolectora es igual a b'

V = 0.857 x 0.227 x ed

Vd= 0.194 ed

d

F = W = 587 N Ei, - !LCA a

Se considera que cada pase de un cangil6n

es un ciclo.

El tiempo entre el paso de un cangil6n

y otro es:

- 1.15 s _______________ - ------ 2.85 cangilones 2.85

- 0.404 s ______________- - 2.85 cangilones

- 6.73 x min 1. ___-_-______--- - 2,85 cangilones

Entonces:

___--- ciclOs = 148.59 ciclos/min min

170

------ ciclOs - - .8915.30 ciclos. /h hora

Para una vida iitil de servicios de 5 0 0

horas, la distancia de desplazamiento del

punto de desgaste es:

x = ----- cic10 x vida iitil de servicio d h

Xd= 8 9 1 5 . 3 0 x 0 . 8 5 7 x 5 0 0

Xd= 3 8 2 0 2 0 6 . 1 m

Para una superficie limpia

-3 k = 2 . 6 x 1 0 d

Reemplazando tenemos:

2.6 x x 58 x 3820206.1 8 0 . 194ed=

3 x 7.44 x 10

ed= 0.0135 m

Espesor de la plancha recolectora

+ ed e = e P

e = 0 . 0 1 6 0 m P

Se escoge un espesor de 3 / 4 pulg.

CQlculo de la soldadura

El cdlculo es similar a el de la secci6n

2 . 4 . 7 , usando soldadura E6011

1 7 1

Por cortante:

Por flexi6n:

1 5 4 . 9 5 . 9 2 f = ___-__-_- e t b

Como :

Entonces:

2 1 5 4 9 5 . 9 2 (---"--) 3 4 1 3 1 + (--------) - 2

- F v t e t C r

1 5 4 9 9 . 6 8 8 f = -------- = 1 0 3 x 1 0 t e r

Donde:

t = 1 . 5 0 x 1 0 - 4 q e

Como :

t = 0 . 7 0 7 a e

Entonces:

172

- 4 a F 2.12 x 10 ,

El m a n u a l de la A I S C r e c o m i e n d a u n t a m a a o

d e soldadura 114" para espesores 3 1 4 "

. . 2 . 4 . 1 8 D I S E B O Y CALCULO DEL SIN FIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

C A l c u l o de fuerzas

RODAM

FIGURA55. E J E S I N FIN

De la figura 55:

F 4 : fuerza axial que la g r a n a l l a

ejerce s o b r e e l sin fin

1 7 3

F5: fuerza radial que la g r a n a l l a

ejerce s o b r e el sin f i n

El momento torsor e n el eje es:

T = P I x r S m3 z

T = 111.06 N-m m 3

CAlculo d e 1 0 s valores F i y F;

Pot.

( F i - F;) = 610.49 N

Como :

Reemplazando da:

F i = 7 7 0 . 7 2 N

F;= 160.23 N

De la figura 56:

W : peso de la polea

Rl: reacci6n

R2: reacci6n

P

1 7 4

I 177 1 I

FlGuRA56. DIAGRAMA DE FUERZAS EN EL PLAN0 XY

Datos:

W = 2 4 0 . 5 4 N

Fi= 7 7 0 . 7 2 N P

F = P = lJ W = 1 0 0 5 . 4 4 N S

X 4 1

F4= R + R 2 1 X X

C o m o :

R1 = R 2 X X

F = P X

4 1

1 7 5

Entonces:

F 4 R1 = . -- 2 . .

x

R1 = 5 0 2 . 7 2 N = R2 X X

C F = 0 (++I Y

= 6 9 0 . 4 1 N Y

R1 + R 2 Y

( 2 - 2 3 )

C M = 0 &+ 0

0 . 1 5 3 ( F i + F; - W ) - 1 . 6 9 3 R 2 = O Y P

R 2 = 6 2 . 3 9 N ( 2 - 2 4 ) Y

R e e m p l a z a n d o ( 2 - 2 4 ) e n ( 2 - 2 3 )

R1 = 6 2 8 . 0 2 N Y

f 5L= F5

177 1

FIGURA57. DIAGRAMA DE FUERZAS EN EL PLAN0 XZ

176

De la figura 57:

f = 1211.76 N/m 5

R 1 + R2 = F5 Z Z

= 1657.69 Z

R 1 + R2 Z

1.693 R2 - 0.965 F5 = 0 Z

R2 = 943.76 N Z

(2-25)

(2-26)

Reemplazando (2-26) en (2-25)

R1 = 713.93 N Z

L o s diagramas de fuerzas cortantes y m o m e n t o

flector se dibujan a continuaci6n.

El momento flector mgximo se presenta e n

el punto U.

Mm= 414.13 N-m

F

0

[ v1 M

R1 X

RIZ

1 5 4 ,

7 13

1

1

3

1 2 7

3 N

111. U I

I 1 3 6 8

R2X

k’ICXTRA58.DIAGRAMAS DE F U E R Z A C O R T A N T E Y MOMENT0 F L E C T O R

EN E L P L A N 0 X Z

? I

2

1

1 2 7 ___, 5 9 0 8

6 2 - 3 9

J

7 8 0 ,

51.35

8 6 - 1 6

FIGURA59.DIAGRAMAS DE F U E R Z A CORTANTE Y MOMENT0 F L E C T O R

E N E L P L A N 0 XY

179

Cglculo del diiimetro d e l eje para cargas

estiticas:

Donde:

n = 1.2

S = 8.04 x 10 Pa, para m acero UNSG10240 (Ref.14) 8 Y

Entonces:

D3= 0.019 m

Ciilculo del diiimetro d e l eje para cargas

dingmicas

Donde:

Se= K a K b K c K d K e S l

E l lfmite d e . r e s i s t e n c i a a la f a t i g a de

u n a viga rotatoria es:

s;= 0.5 su t

8 S l = 0.5 x 843 x 10

S;= 4.22 x lo8 P a

Entonces tenemos:

Se= 170466000 Pa

180

TABLA XV

FACTORES K

(Ref. 11)

Factores Condici6n V m

Ka

'6

Kd

Ke

Kf

Maquinado 0.71

7.5< d <50 mn 0.85

Confiabilidad 0.90 0.897

Temperatura 160'F 1

- 1

1 -

D3= 0 . 0 2 8 m

Con el digmetro encontrado se determina

el factor . d e .seguridad para evitar fallas

por fluencia.

n = 4

Con el factor de seguridad encontrado se

determina el dizrnetro para evitar fallas

por fatiga.

D 3 = 0 . 0 4 2 m

Para evitar problemas de flexidn del eje

se utiliza un eje hueco de secci6n igual

a un eje macizo.

1 8 1

S e u s a u n e j e d e :

D i d m e t r o e x t e r i o r = 0 . 0 5 0 m

D i d m e t r o i n t e r i o r = 0 . 0 2 5 m

2 2 D 3 5 (Di&tro exterior) - ( D i k t r o interior)

0 . 0 4 2 5 0 . 0 4 3

En e l p u n t o G e l momento f l e c t o r e s :

M = 218 .48 N- m G

P a r a c a r g a s e s t s t i c a s u s a n d o u n m a t e r i a l

UNSG43370 t e n e m o s :

D 3 = 0 . 0 2 4 m

P a r a c a r g a s d i n d m i c a s :

TABLA XVI

FACTOR K

( R e f . 1 1 )

Factor andici6n V A u x i

Ka Mapinado 0.68

Kb Kc

7 . 6 ~ d 6 0 m 0.85

Confiabilidad 0.90 0.897

. Temperatura 160" F 1 Kd

0.61

Kf Kf= 1 + q (Kt - 1) 1.63

Ke

182

S L = 5.39 x lo8 Pa

Se= 170466000 Pa

D 3 = 0.037 m /

Para D3= 0.037 se utiliza un eje macizo

de 0.040 m de digmetro. Este eje va

montado con un ajuste de precisi6n a1 e j e

hueco y soldado con soldadura de filete

alrededor del mismo.

FIGURA60. MONTAJE DEL EJE MACIZO F31 LYL’ 31-g-

CQlculo de la soldadura

El filete va a estar sometido a la torsihn,

usando E6011 tenemos:

T x D3/2 m 3 f = ________-___ < F

J - V v

Donde:

f V : esfuerzo de torsi6n aplicado

FV: esfuerzo de torsi6n permisible

183

J : momento polar de inercia

F = v 0.3 X S Y

Entonces:

te= 4 . 2 9

t = 0 . 7 0 7 a e

Entonces:

- 4 a = 6 . 0 7 x 10 m

El manual de la AISC recomienda:

Cdlculo de la helice del sin fin

Se calcula considerando que la helice es

una viga corta en voladizo proyectada desde

el eje del sin fin. La carga se toma

paralela a1 eje concentrado en el radio

medio de la helice, el ancho de la viga

es igual a la longitud de la helice medida

en el radio medio.

De la figura 6 2 :

ndmero de vueltas de la helice =9 n l :

N

0 1 0 0 X

Y)

1 5 6 Y)

f X I

I

3 1 0 1 3 7 0 9 1

1 7 7 1-

FIGURA 61. E J E DEL S I N F I N E 1 : 2 PENETRACION DEL E J E MAcIzo 1 2 0 mm

185

I h W

FIGURA62. REPRESENTACION DE LA HELICE DEL SIN FIN.

e * e s p e s o r d e l a h t 5 l i c e h '

L 3 : a n c h o d e l a h t 5 l i c e

L3= 0.078m

L 4 : d i s t a n c i a a 1 r a d i o m e d i o

L 3 L 4 :

L 4 : 0.039 m

W h : c a r g a miixima q u e e m p u j a l a

h t 5 l i c e

W = V x w

W h = 1 0 0 5 . 4 4 N

h s

186

r = 0 . 0 6 4 m m

I W h

FIU63.DIAGRAMA DE FUERZAS DE LA H E L I C E

D e l a f i g u r a 6 3 :

C F = 0 ( + + I Y

R 1 = W h

R 1 = 1 0 0 5 . 4 4 N

M 1 = 0 . 0 3 9 W h

M 1 = 3 9 . 2 1 N-m

Dise f io por cortante

Usando un a c e r o e s t r u c t u r a l A - 3 6

- -- 3 v < F - Tmax 2 A - v

3 x 1005.44 = 0.40 x 2.48 x 10 a 2 x 2~ x 9 x 0 .064 x e

-6 e = 4 .20 x 10 m

39-21 N-m c}- 1005,44 N

I

v

M

1 0 0 5 - 4 4 N

*GuRA64. DIAGRAMAS DE FUERZA- CORTANTE Y MOMENT0 FLECTOR

188

Di.sefio p o r f l e x i 6 n :

8 - 1 . 4 9 x 1 0 m 3M ______________--------

2 ~ T X 9 x 0 . 0 6 4 x ( e l

- 4 e = 6.60 x 1 0 m

Disefio por d e s g a s t e :

kd 'd %= ------- 3pf

Donde:

p f = 7 . 4 4 x l o 8 P a

k d = 2 . 6 x 1 0

F = 1 0 0 5 . 4 4 N

-3

Longitud por desgaste:

2 n n r = 3 . 6 1 9 m m

V o l u m e n d e desgaste

V d = 3 . 6 1 9 x 0 . 0 7 8 x ed

V d = 0 . 2 8 2 e d

C a d a 9 vueltas del s i n f i n e s un ciclo.

El tiempo que se demora e n dar 9 v u e l t a s es:

189

9 t l = 10.35 seg.

Entonces:

___--_ c i c l O - 347.83 cicloslh hora

Para una vida iitil de servicio de 1000

horas tenemos:

Xd= 347.83 x 3.619 x 1000

Xd= 1258796.8 m

Reemplazando tenemos:

ed= 0.005 m

Espesor de la helice

d e = e + e

eh= 0.006 m

h

Se escoge un espesor de 114 pulg.

Desarrollo de la helice

La helice del sin fin se construye por

pasos. Para hacer el desarrollo de la

helice se dibuja primero el alzado de un

paso del sin fin, (figura 65) para esto,

es necesario, dividir la semicircunferencia

de la vista en planta de la helice en cierto

niimero de partes iguales, para luego

190

levantar perpendiculares a1 alzado. A

continuaci6n se divide el medio paso del

alzado con el mismo niirnero de partes iguales

y por 10s puntos de divisidn se dibujan

perpendiculares a1 eje que a1 cortar a

las rectas verticales nos dan 10s puntos

de la helice..

Para encontar las longitudes desarrolladas

de la helice se dibujan triEingulos

rectdngulos cuyo cateto comunes es el paso

P y 10s otros catetos son respectivos

desarrollos de las circunferencias de base.

Las hipotenusas son las longitudes

desarrolladas de la h6lice. .

Para el desarrollo de la h6lice se tonia

el radio R del alzado y se dibuja una

circunferencia que serd el eje de la hBlice

A ambos lados se lleva la distancia del

38.75 mm encontrada en el alzado y se trazan

en circunferencias interior y exterior.

Estas circunferencias deben tener las

longitudes desarrolladas de la hBlice

1 3 - 1 3 y 14 - 14.

CAlculo de la soldadura

La h6lice va soldada a1 eje por un solo lado.

2

E i : 4

DIBUJO DEL ALZADO D E UN PAS0 DEL SIN F I N

E i : 4

DESARROLLO DE LA HELICE

1 3 1 4

1 3

nx2 0 5

LONGITUD DESARROLLADA DE LA H E L I C E D E L S I N F I N E 1 : s

FIGuRA65. DESARROLLO DE LA HELICE DEL SIN FIN.

192

I B I iaL ! 0-r ECA

FIGURA66. SOLDADURA DE LA HELICE

El cdlculo e s s i m i l a r a e l d e la s e c c i 6 n

2.4.7. usando s o l d a d u r a E6011.

Por cortante:

El valor d e b l se o b t i e n e d e la figura

65. que estd d a d o por la longitud d e la

hipotenusa 1 4 - 14.

193

b l = 0.219 m

Entonces:

Por flexibn:

Esfuerzo resultante

< 0.3 s L L

Y f r = i f s 4- f b -

= 0.707 a t e

-4 a = 7.71 x 10 m

El manual de la AISC recomienda

a = 1/8 pulg.

2.4.19 CALCULO Y S E L E C C I O N D E L A CHAVETA Y _____________________---_---_----_---_---

CHAVETERO D E L E J E D E L S I N F I N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Usando la m i s m a nomenclatura de la seccidn

194

2.4.14 las medidas d e la chaveta y chavetero

son:

b2= 0.012 m

h l = 0.008m

t 2 = 0.0045 m

t 3 = 0.OD37mi

Se u s a acero UNSG10450.

Fuerza en la superficie

F3= 5553 N

Resistencia a 1 cortante

= 0.577 s

= 1.86 x lo8 P a

Y Y s s

s s Y

1 = _____ = -- n

b 2 l1

l 1 = 0.008 m

Resistencia a 1 aplastamiento

l1 = 0.013 m

195

La longitud minima d e la chaveta es de

0.013 m.

La mayor fuerza de reacci6n estd en el

punto B.

R2= 945.82 N

Usando 10s factores de seguridad para

efectos dindmicos de mecanismos accionados,

10s valores de las cargas radial y axial

son: ( R e f . 11).

F = 1.5 R2

F = 1418.73N

r

r

F = 1.5 R2 ax X

= 754.08 N Fax

La carga equivalente es:

F = XVF + YFax e r

Donde :

Fe: carga radial equivalente

196

F : carga radial aplicada

Fa: carga axial aplicada

X : factor radial

v : factor de rotaci6n

Y : factor de empuje

r

De Ref. 1 1 se obtiene

X = 0.56

Y = 1 . 4

v = l

Entonces:

F = 1850.20 N e

La capacidad bdsica de carga que soporta

el rodamiento es:

El valor LIOh se obtiene de la tabla 9-5

(Ref. 1 1 ) para m5quinas de servicio de

8 horas que no se usan permanentemente.

LlOh= 2000 h

C b = 7338.60 N

CBlculo para el otro rodamiento

R1 = 950.84 N

197

% = 502.72 N

F = 1426.26 N

Fa= 754.08 N

X = 0.56

X

r

v = l

Y = 1.4

Fe= 1854.42 N

C b = 7355.34 N

Se escogen rodamientos que soporten la

mayor carga.

Las chumaceras son de fundici6n gris y

llevan retenedores de polvo.

2.4.21 CALCULO DE LA POTENCIA INERCIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Aplicando el principio de D' Alember que

expresa que las fuerzas externas que actuan

sobre el sistema son equivalentes a las

fuerzas que actuan en el.

C F s = M at

C M = I a S

Donde:

I F : sumatoria de fuerzas inerciales S

del sistema

M : masa total

- ,

8 c

P

N 00 0

FIQJR.467. CHUMACERAS DEL SIN F I N

199

a - aceleraci6n tangencial t -

EMs: sumatoria de momentos

inerciales del sistema

I : inercia total

a : aceleracibn angular

Para el sistema de recolecci6n y elevaci6n

queda:

Mt= 01 (I + 21 + 1- + Iei + 9%) + lma at r, C P

Donde :

Mt : momento inercial total

Ic : momento de inercia de la catalina

I : momento de inercia de una polea

: momento de inercia del eje superior Ies

: momento de inercia del eje inferior Iei

Ih : momento de inercia de un paso de

h6lice aproximado a un disco hueco

P

Mca: masa de un cangilbn

rl : radio de curvatura del cangildn

Las masas de cada elemento se tabulan

a continuacibn:

3 Peso especifico delacero= 7.85 x lo3 Kg/m

3 3 Peso especifico de la fcmdici6n gris= 7.13dO Kg/m

200

TABLA XVII

MASAS DE LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN LOS SISTEMAS DE

RECOLECCION Y ELEVACION

M c1

M Catalina

C,

0.76

0.33

Polea M P

2.50

0.05

0.36

Meil 0.64

1.76 2

ei3

Eje inferior

M 0.13

sl ice 0.15

0.09

CQlculo de 10s momentos de inercia

2 0 .76 x (0.28312 + 0.33 x ( 0 . 1 2 1 )

8 8 I = C

2 Ic= 8.21 x Kg-m

2 . 2.50 x (0.358) 8 I =

P 2 I = 0.04005 Kg-m

P n n

. 0.05 x (0.035)' + 0.36 x (0.040)' 1 4 es 8 8

201

2 = 8 x Kg-m Ies

0 . 6 4 x (0.04012 1.76 (o.0502+ o,0252) + - 8 I .= el

+ - (0.0502 + 0.0402> 8

2 I .= 8.8 x Kg-m el

I = - 0.15 (0.2052 + 0.050 2 )

Ih= 8.3 x 10 -4 Kg-m 2

h 8

C5lculo de la aceleracidn angular

Ecuaci6n de movimiento angular

w = w + a t a 0

Donde:

w : velocidad angular de r4gimen

: velocidad angular inicial w O

ta: tiempo que se tarda el motor

en llegar a la velocidad de

rggimen.

Entonces:

Datos:

w = o 0

2 0 2

u = 5 . 4 4 6 rad/s

ta= 0 . 5 s

Entonces:

2 a = 10.89 rad/s

C6lculo de la aceleraci6n tangencial

r l a = c 1 t

t 2 a = 2 . 3 4 m/s

El momento inercial total queda:

M = 0.191 Kgf.m t

Mt= 1.868 N-m

Potencia inercial

= Mt x w x n 'inercia

Donde:


'inercia

'inercia : 2 0 . 3 5 Watts.

: 1.868 x 5 . 4 4 6 x 2

Con lo que se verifica el valor de la

potencia inercial usado en la secci6n 2 . 4 . 9 .

203

L a estructura e s t 5 compuesta biisicamente

d e cuatro partes (Plano 7 . 0 . 1 ) .

Tapa superior

Estructura superior z

Estructura intermedia ~

Estructura inferior 1 1 i &ca

Toda la carga e s soportada por la estructura ,

inferior. Esta c a r g a se puede repartir

uniformemente y la estructura s e considera

continua.

FIGuRA68. CARGAS APLICADAS EN LA ESTRUCTURA INFERIOR

DEL SISTEMA DE ELEVACION.

Donde :

204

W e : c a r g a t o t a l q u e s o p o r t a l a

e s t r u c t u r a i n f e r i o r

e : e s p e s o r d e l a e s t r u c t u r a e

E l v a l o r d e W e s e d a en la t a b l a XVIII.

TABLA XVIII

VALORES DE CARGA QUE SOPORTA LA ESTRUCTURA

Elemento Peso (N)

&to reductor

Polea

18 Cangilones

Catalina conducida

Catalina conductora

2 Tensor

E j e superior

Tapa superior (aproximado)

Gtructura superior (aproxkdo)

Estructura interrredia (aproximado)

Carga total

Gmra separadora de polvos (aproximado)

Tolva de coleccib (aproxiTlado3

k t o s (aproximado)

550.00

240.54

155.58

104.68

66.82

410.00

39.38

297.94

434.58

&1.99

1289.03

562.51

63.20

644.09

T O T A L 5500.33 N

W e = 5 5 0 0 . 3 3 n

Donde :

205

n : factor de correcci6n de carga

n : 3

Entonces:

: 1 6 0 0 0 . 9 9 N 'e

Analisis para evitar pandeo:

Se asume que la estructura estd simplemente

apoyada en la parte inferior y libre en

el extremo superior.

Se asume un espesor de 0 . 0 0 1 6 m ( 1 / 1 6 pulg).

Cdlculo del Brea transversal

AeS= a e x hc - (ae- 2e,) (he - 2ee)

2 AeS= 0.003 m

CBlculo del momento de inercia mlnimo

' T

0

0 4

FI-69. SECCION DE LA ESTRUCTURA

2 0 6

I = y2dA X

P a r a e s t e c a s o :

CZi lcu lo d e l r a d i o d e g i r o m i n i m 0

r = 0 . 1 0 1 m X

D a t o s :

E = 2 . 0 x P a

S = 2 . 4 8 x l o 8 P a

K = 2

( A - 3 6 ) Y

C c = 1 2 6 . 1 7

r r X X

L

r --_ e - 2 7 . 1 3 X

e Como -- < c c s e u t i l i z a l a f 6 r m u l a pa rab6 l i ca

d e p a n d e o

r X

207

2

Carga critica

= O A w es - W e

1.39 x lo8 x 0.003 2 16000.19

417000 2 16000.99

Esto asegura que la estructura no fallard.

En condiciones normales de trabajo el sin

fin recoge:

Granallas:

Q = 17.97 N / s g

y arena de moldeo:

= 0.30 N/s q P

Entonces el flujo total que entra a1 sin

fin es de:

208

Q = Q , + q p

Q = 18.27 N / s

El valor de q se obtiene de la siguiente

manera: P

Datos:

Dihtros de la msa rotatoria % = 1.600m Peso especifico de la arena Y = 22072.5 N/m 3

a

Se supone una capa de 2 milimetros sobre

la mesa que fluye a1 sin fin en un tiempo

de 5 min.

Volumen de la arena:

- 3 3 V = 4 . 0 2 x 10 m a

Entonces:

Y a x 'a P = ---t----

q = 0.30 N / s P

Si el flujo de granalla y arena se reparte

uniformemente en el sin fin, la carga de

cada paso serP:

q =-- Q x N o Paso x t l 9

2 0 9

Donde:

tl: es el tiempo que se demora

el sin fin en transportar

la carga una distancia igual

a u n p a s o (1 revoluci6n).

Entonces:

q = 2.03 x N' Pasos

Carga por pasos

q l = 2.03 x 1 = 2.03 N

q2= 2.03 X 2 = 4.06 N

q3= 2.03 x 3 = 6.09 N

q4= 2.03 x 4 = 8.12 N

q5= 2.03 x 5 = 10.15 N

q6= 2.03 x 6 = 12.18 N

q7= 2.03 x 7 = 14.21 N

q8= 2.03 x 8 = 16.24 N

= 2.03 x 9 = 18.27 N 99 -_--____

Total 91.35 N

En e l elevador, cada cangil6n s e carga

con:

qc= 6.09 N c

2 1 0

Como el sistema estA formado por 18

cangilones; 9 de ellos siempre tendrdn

carga.

Carga totak de 10s cangilones = 6.09x9=54.81N

ESTRUCTURA

La estructura del sistema estd formada

bdsicamente de cuatro partes que van una

por encima de la otra. La fabricacidn

se hizo a base de planos.

Las dos tapas superiores fueron fabricadas

a patir de planchas, las mismas que fueron

cortadas, dobladas y soldadas.

La estructura superior a1 igual que las

tapas, se doblaron y soldaron. Luego se

prepararon las planchas que iban a formar

la bandeja recolectora y el marco de soporte

del separador de polvos que tambi6n fueron

soldados.

La estructura intermedia fue doblada y

soldada, previamente se realizd la abertura

en la parte posterior que comunica con

el sistema de extracci6n de polvos.

2- . . I -

-- . , .

. .a:- . .

FIGURA 70. TAPA DERECHA SUPERIOR. SISTEMA DE ELEVACION

212

La estructura inferior se dobl6 y sold6.

En la parte posterior se realiz6 la abertura

para el montaje de la puerta de 10s

cangilones y otra para el ingreso de la

granalla de alimentacihn. En la parte

anterior se realizaron las dos aberturas

para extracci6n de polvos.

Tanto las tapas como las diferentes partes

que conforman la estructura del sistema

llevan en sus extremos dngulos de acoples

soldados.

La base del motor se fabric6 en partes

separadas. El tornillo regulador fue

fabricado en el torno, a1 igual que el eje

de la base y el regulador de la base.

La plancha base, el acople de base y el

acople regulador fueron cortados a partir

de planchas de espesores dados y en base

de plantillas. Una vez fabricadas las

partes, fueron soldadas.

TEMPLADOR, CHUMACERAS, POLEAS

Estos elementos fueron fabricados de

fndicihn gris, 10s mismos que despugs de

haber sido desmoldados fueron maquinados

ddndoles el acabado final.

213

- c ,~

I I

FIGURA 71. TAPA IZQUIERDA SUPERIOR. SISTEMA DE ELEVACION

EJE DEL SIN FIN

Se cort6 el eje hueco a la medida requerida

Se torneo internamente el eje hueco para

permitir el montaje de 10s ejes macizos.

Se cortaron y se tornearon 10s dos ejes

macizos. Finalmente se montaron y se

soldaron 10s dos ejes macizos en el eje

hueco.

FIGURA 72. ESTRUCTURA INTERMEDIA. SISTEMA DE ELEVACION

FIGURA 73. ESTRUCTURA SUPERIOR. SISTEMA DE ELEVACION

..

FIGURA74. BASE DEL MOTOR. SISTEMAS DE RECOLECCION Y

ELEVACION.

216

ARTESA Y PLANCHA RECOLECTORA

Se fabricaron a partir de espesores

calculados. La curvatura de estas planchas

se la realiz6 por rolado verificzndola con

plantilla. Finalmente fueron soldadas a

la estructura.

E J E SUPERIOR

Se fabricaran a partir de un eje die dismetro

un poco mayor a1 requerido. Fue torneado

y luego rectificado en las partes que lo

requerian. Luego se realizaron dos

chaveteros.

CANGILONES

Se fabricaron en base a plantillas, que

permitieron cortar las planchas a la medida

requerida, para posteriormente soldarlas

de acuerdo a las indicaciones del plano.

Luego se perforaron 10s agujeros para colocar

10s remaches.

H E L I C E DEL S I N F I N

Se fabric6 por paso en base a una planti.lla,

para luego montarla en el eje y soldarla

a1 mismo tiempo a este y a la siguiente

FIGLJRA 75. ARTESA. SISTEMA DE RECOLECCION

218

36 ! i c e .

'COLVA DE RECOLECCION Y TOLVA DE ALIMENTACION

Se cortaron sus partes en base a plantillas.

Luego se soldaron de acuerdo a 10s planos

de construcci6n y finalmente se sujetaron

con pernos a la cdmara separadora de polvos

y a la estructura inferior respectivamente.

- - - _ _ _ _ _ - -~ ___ _._ -

FIGURA 76. CANGILONES REMACHADOS A LA BANDA

2 . 4 . 2 5 MONTAJE DE ACUERDO AL DISENO -_______-_________-_--------

Una vez fabricados todos 1 0 s elementos del

sistema, se procede a1 montaje de las

diferentes partes de la estructura. Previo

a esto se fabrican 10s empaques, que van

2 1 9

en las uniones. Las partes de la estructura

van empernadas.

F I m 7 7 . FABRICACION DE LOS EMPAQUES

Se presenta tanto la artesa como la plancha

recolectora, para luego ser soldadas.

La artesa tambien va soldada a la estructura

de la mdquina en sus tres lados libres.

En el eje del sin fin se montan la polea

y 10s rodamientos, para luego alinearlos

con respecto a la artesa y ajustar 10s

rodamientos en sus cajas.

2 2 0

I

FIGURA 78. MONTAJE DE L A E S T R U C T U R A

Se procede a1 montaje del eje superior.

En este eje se coloca la otra polea y 1 0 s

rodamientos. Simultzneamente s e emperna

la estruct.ura del templador d e la banda

a la estructura superior d e l sistema.

Finalmente se monta el eje e n e l templador

ajustando sus rodamientos.

FIGURA79. MONTAJE DEL SIN FIN. SISTEMA DE RECOLECCION

I i i i !

!

i !

i

i

FIGuRA80. MONTAJE DEL EJE SUPERIOR. SISTEMA DE ELEVACION

FIGURA 81. ESTRUCTURA SUPERIOR. SISTEMA DE ELEVACION

1 r

FIGuRA82. MONTAJE DE LA ESTRUCTURA CON EL EJE. SISTEMA

DE ELEVACION.

2 2 4

BIBLI OIEC.4

FIGURA83. REMACHADO DE LOS CANGILONES EN LA BANDA

Una vez remachados 10s cangilones en la

banda, se realiza e l montaje de esta e n

el sistema. La banda se une por medio

de pinzas "dientes de lagarto" y se tensa

2 2 5

ajustando el tornillo regulador del

tensor. En este momento se alinea la

'banda y se ajustan las poleas.

Se monta el motor y las dos catalinas.

Posteriormente se coloca la cadena y se

regula su tensidn por medio del tornillo

regulador de la base.

Finalmente se monta la tolva de

alimentacidn, la puerta de 10s cangilones

y se coloca las tapas superiores de la

estructura.

El sistema estd montado de tal manera

que facilita el mantenimiento y desmontaje.

Para engrasar 10s rodamientos solo es

necesario sacar las tapas de las cajas.

Para sacar la banda, se deben separar

las pinzas. Para desmontar el eje

superior, se 'tiene que sacar la tapa del

templador y para desmontar el eje del

sin fin, se tiene que sacar el soporte

de la caja de rodamiento trasero.

Las partes principales de'l-:Sistema de:. extracci6n

de polvos.se enumeranzen la figura 84.

FICURA 84. SISTEMA DE EXTRACCION DE POLVOS. 1. C&ma separadma

de polvos. 2. Tam del s h t e m de elevaci6n y de la &a de linpieza

3. k to s 4. %tar. 5. Vepltilador extractor. 6. T r q de polvos.

2 2 7

Las funciones principales del separador

de polvos son:

1. Remover la arena principalmente

2 . Controlar el tamafio de las granallas

Una vez que las granallas y sus contaminantes

dejan 10s cangilones, caen en la bandeja

recolectora que estd unida a1 separador

de polvos.

El separador estd formado bssicamente por

dos planchas inclinadas a 5 2 . 5 " que guian

las granallas hasta la tolva de colecci6n.

Las granallas se hacencaer desde la iiltima

plancha en forma de cortina mediante una

tercera plancha pivoteada en forma de

compuerta que ordena el flujo.

A travCs del flujo de granallas se hace

pasar un flujo de aire separando de esta

manera las partes contaminantes de las

granallas, llev5ndolas hasta 10s ductos

de extraci6n.

Antes del ingreso de las granallas a la

tolva de colecci6n s e coloca una malla que

impide el ingreso de particulas de mayor

GRANALLAS TOLVA DE MATERIAL DESVIADAS COLECCION GRANDE

FI-85. ESQUEMA DEL SEPARADOB DE POLVOS

2 2 9

tamafio a la tolva. Dichas partfculas

resvalan hacia una tolva ubicada junto a

la de colecci6n.

Algunas granallas son desviadas de su ruta

por el flujo de aire, las mismas que se

recogen en otra tolva que tambien estd junto

a la de recolecci6n.

La estructura del separador se detalla en

el plano 7.10.10

CQlculo del espesor de las planchas

inclinadas por desgaste.

\ ( 3 ) \

FI(xIRA86. PLANCHAS SOMETIDAS A DESGASTE

El cdlculo se lo realiza incluyendo la

longitud del desgaste de la bandeja

2 3 0

recolectora.

Longitud del desgaste de la bandeja

recolectora = 0.290 m.

Longitud de la plancha ( 2 ) = 0 . 3 2 4 m.

Longitud del desgaste de la plancha

( 2 ) = 0 . 2 9 4 m.

Longitud de la plancha ( 3 ) = 0 . 3 2 4 m.

Longitud de desgaste de la plancha

( 3 ) = 0 . 0 9 0 m.

Longitud del desgaste total = 0.670 m.

0.180 m. - Ancho de las planchas -

Entonces:

Vd= 0.670 x 0.180 x ed

Vd= 0.121 ed

Y

Donde

Pf= 3 s Y

Usando A - 3 6

3 P f = 7 . 4 4 x lo8 Pa

47.74

2 9 . 0 6

.J?ICXRA87. CALCULO DEL VALOR DE F. SISTEMA DE EXTRACCION

232

F = carga mixima de un cangildn

x Cos 5 2 . 5 "

F = 29.06 N

-3 Kd= 2.6 x 10

Se considera que cada descarga de un

cangil6n es un ciclo. De la secci6n

2.4.17:

= 8915.30 ciclos/h

Con una vida iitil de 1000 horas, la

distancia de desplazamiento del punto

de desgaste es:

Xd= 8915.30 x 0.670 x 1000

Xd= 5973251 m

Entonces:

ed= 0.0017

Se escoge un espesor de 3 / 3 2 pulg.

Las velocidades de succi6n y -de disefio

estdn dadas en las Tablas 4-1 y 4-2 (Ref. 16). .

233

v = 2.54 m/s

VD = 17.78 m/s

su

Capacidad de transportes de arena. Secci6n

2.4.23

q = 0.30 N/s P

Caudal de arena transportado:

- 1 . -

-5 3 - .-,?-ECA Q = 1 . 3 6 x 10 m / s P

Caudal de aire transportado:

Tomando para el ramal ac (figura 88)

didmetro de:

Dac= 0.254 m

Para el ramal bc un diimetro de:

Dbc= 0.178 m

Y para el ducto principal cd:

Dcd= 0.254 m

Tenemos :

3 = 0.90 m / s Qac

2 34

Entonces:

Qcd= Qac + Qbc

Q c d z 1-.34 m / s 3

V c d = 26.44 m/s

Capacidad d e transporte d e aire:

Donde :

3 YA: peso especffico d e l a i r e =12.64N/m

qa= 1.34 x 12.64

= 16.94 N/s ‘a

Caudal total transportado

Qt= Q, + Qcd

Q t = O f l o + 1.34

Q t = 1.34 m / s 3

Capacidad total d e transporte

235

= (0.30 + 16.93) 1.3

= 17.23 N / s

qt

qt

Peso especifico de la mezcla

qt

Qt y = --

Cdlculo de las presiones de trabajo

La energia que necesita suministrar

el ventilador para que el sistema funcione,

es la utilizada para vencer las diversas

resistencias que se oponen a1 flujo de la

mezcla a travds de la tuberia de transporte.

Esta energia puede ser expresada en funcidn

de la diferencia de presidn y de la velocidad

de la mezcla en el interior de la tuberia.

La diferencia de presidn total es la suma

de las caidas de presidn a lo largo de todo

el equipo y son las siguientes:

1. Aceleraci6n de la arena desde el estado

de reposo.

La arena entra en la tuberia a una velocidad

muy lenta y es acelerado hasta la velocidad

de disefio, absorviendo energia en el proceso.

236

Dicha energfa esti expresada por:

Donde:

(P, - P2l1: diferencia de presi6n

debido a la aceleraci6n

: constante para considerar F 6

las perdidas en la

zona de aceleraci6n

debido a la turbulencia,

reaceleraci6n de la

arena en colisi6n con

la pared, etc.

: aceleraci6n de la

gravedad.

El valor de F 6 (Ref. 4 ) se lo determina

experimentalmente

F6= 2

Entonces:

2 (PI - P2I1= 414.84 N/m

Como en el sistema existen dos entradas:

2 2 (P, - P ) = 829.68 N/m 2 1

237

2. Rozamiento de tuberfa

Una vez que la arena ha sido acelerada es

transportada a lo largo de la tuberia, la

cual produce un rozamiento con las paredes

internas de 10s diferentes dispositivos

que constituyen el sistema. generando una

caida de presi6n que se expresa como sigue:

Donde:

(P, - P2I2: diferencia de presi6n

debido a1 rozamiento

en las paredes.

F7 : coeficiente de fricci6n

para tubos rectos.

D : didmetro de la tuberia.

L : longitud de la tuberia.

El valor de F2 se lo obtiene de la figura

3 . 3 0 (Ref. 4).

F7= 0.015

De acuerdo a la figura 88 las longitudes

son:

Para Dad= 0.254

238

.

FIQJRA88. MEDIDAS DE LOS DUCTOS

P a r a Dac= 0.178 m

Lbc= 1.088 m

Entonces: 2 2

F 7 xVD 't tat, - + F7 'cd xyt (-4 +

2 g Dad 2g Daa (P1-P2 1 2=

F xVD 7 +

239

(P1 - P212= 85.48 N/m 2

3 . Cambios d e d i r e c c i b n

Los codos producen resitencia a1 flujo

y las perdidas se expresan como sigue:

En el sistema existen:

3 codos a 90"

1 cod0 a 135"

1 unidn a 45"

El valor de F3 se toma de la Tabla 4 de la R e f . 4.

Para un cod0 de 9O0,Rc/Dc= 1.16; F8= 1.5

2 (P1 - P2)3= 311.13 N/m

Para un cod0 a 90" con V = 26.44 ad

(P1 - P2I3= 688.02N/m 2

Para un cod0 a 135" ; F8= 1.0

2 (P, - P213= 207.42 N/m

Para una unidn a 45" ; F8= 0.56

(P1 - P213= 116.16 N/m 2

Perdidas totales p o r cambio de direccidn:

240

2 (P1 - P2l3= 2010.75 N/m

4. Fuerzas gravitacionales

Como la arena es elevada un tramo de

0.720 m, se debe considerar su caida de

presi6n.

Donde:

H : es la altura a ser elevada , L C A

Fg: factor correctivo Por

resvalamiento 1.5

2 (P, - P 1 = 8.18 N/m 2 4

5. La caida de presidn que provoca el

filtro que se encuentra en la trampa de 2

polvos e s aproximadamente de 100 N/m

(0.4 pulg H20) (Ref. 18).

(p, - P ) = 100 N/m 2 2 5

CBlculo de la caida de presidn total

(P1yP2)t= 829.68 + 85.48 + 2010.75 + 8.18 + ux)

L (P1-P2)t= 3034. 09 N/m

(P1-P2)t= 3096.60 Kg/m 2

241

Balance d e l sistema en e l punto C

3500- 2 R;anal ac VPa= fm) = 0.76 pulg 30 = 189.18 N/m

(P1-P2)ac -414.84 + 14.89 + 311.13 + 8.18

2 (P1-P2)= = 749.04 N/m

s Pac= -VPa - (P1- P2Iac

'ac = -938.22 N/m 2

Ramal bc

2 V Pb= 189.18 N/m

(' 1-'2 bc

('1-'2 'bc

= 414.84+19.02+116.16+207.42

= 757.44 N/m 2

S Pbc= -189.18 - 757.44

= -946.62 N/m 2 'bc

Como :

s Pac= 0.99 s Pbc

Entonces se considera que el sistema estd

balanceado.

P6rdida estd.tica corregida en el punto d

Donde:

242

(P1-P2)cd=51.57+2~688.02+100

(P1-P2)cd=1527.61 N/m 2

Entonces:

S P d = - 946.62 - 1527.61 2 S P d = -2474.23 N/m

Pdrdida eststica total

s P t = s P d + s Pbc S P t = 2474.23 - 946.62

S P t = 3420.85 N/m

S P t = 349.06 m m H 2 0

S P t = 13.74 pulg. H 2 0

2

La potencia requerida por el sistema es:

Donde:

Pv: potencia del ventilador

SPt: p6rdida estltica total

Qti caudal total

0 : eficiencia del ventilador

(0.5 a 0.9)

Entonces:

243

3 0.44 m / s 1 7 . 7 8 m/s 0 , 1 7 8 m

FIGURA89. CALCULO DE LOS DUCTOS DEL SISTEMA

3420.85 x 1.34 = _________-_--- lo3 0.9 p V

Pv= 5.09 Kw

2.5.4 ____L________________--_----- DISEWO DE LA TRAMPA DE POLVOS

L a trampa d e polvos v a colocada antes

del ventilador.

2 .5 .5

Tiene la funcibn de retener'qa arena y

permitir el paso del aire, para evitar

que la mezcla provoque un deterioro

excesivo del ventilador.

Estd formado por una caja de seccibn mayor

que la del ducto principal, dentro de

la cual se coloca una malla que (::det-i&ne

el paso de la arena.

Esta malla es de fPcil remocidn con el

propdsito de limpiarla cada vez que se

use el sistema.

SELECCIOB DEL EXTRACTOR ___________---____---

El ventilador se selecciona de acuerdo

a 1 0 s resultados obtenidos en el cPlculo

de las perdidas de presidn estlticas y

del caudal necesario para lograr la

separaci6n y el transporte de la arena.

De acuerdo a lo dicho, el ventilador se

selecciona con 10s siguientes datos:

S Pt= 349.06 mm H20

Qt = 1.34 m / s 3

. . .

TAPA

CA JA

FIQJRA90.TRAMPA DE POLVOS. SISTEMA DE EXTRACCION.

DUCTOS

L o s diferentes ductos se fabricaron en

base a las medidas que se calcularon.

Las planchas cortadas a la medida, se

rolaron longitudinalmente, se fabricaron

las bridas con 10s respectivos agujeros

a partir de plantillas y s e soldaron 10s

a 10s ductos.

CODOS

Los codos se construyeron realizando el

desarrollo de 10s mismos en cartulina,

luego se soldaron las bridas.

ENTRADA DE POLVOS

Fue construida en base a plantillas de

cartulina y soldada a1 ducto de absorsi6n.

Una vez fabricado 10s ductos, se unen

mediante soldadura 10s ramales de absorsi6n

TRAMPA DE POLVOS

La trampa de polvos s e la construye en

base a plantillas. S e cortan las partes,

se realizan 1 0 s agujeros y se las une

QU 91. FABRICACION DE DUCTOS. SISTEMA DE EXTRACCION

1 j

I 1

i I j

i

1

i

i ! !

. F'ICXTRA 92. FABRICACION DE DUCTOS. - SISTEMA DE EXTRACCION

248

con soldadura. Los filtros intercambiables

de malla, se fabrican con la misma medida

de la secci6n de la trampa. La tapa de

la trampa de polvos se construye por planos

a partir de plancha de acero.

SEPARADOR DE POLVOS

La fabricaci6n del separador de polvos

se la realiza por separado.

El cuerpo del separador que se hace en

base a plantillas cortando las planchas

y realizando perforaciones, para luego

soldarlas.

Las dos tolvas pequefias que recogen las

granallas desviadas tambien son elaboradas

en base a plantillas.

Los marcos son soldados y perforados con

la ayuda de plantillas, a1 igual que la

tapa del'cuerpo del separador.

La bisagra de la tapa es torneada y soldada

en base a planos de construcci6n.

Finalmente todas las partes del separador

de polvos son unidas con soldadura.

Las planchas inclinadas se cortan a la

FIGURA 95. F A B R I C A C I O N DE L A TRAMPA DE P O L V O S .

i

!

FICXRA%.FABRICACION DEL SEPARADOB DE POLVOS. .

2 5 1

medida determinada y se unen a1 cuerpo

del separador sold3ndolas, dPndoles la

inclinacidn correcta.

La compuerta que va en el interior del

separador se la fabrica en base a planos

de construccidn.

La malla que va por arriba de la tolva

de coleccidn se la puede fabricar en el

taller o adquirir prefabricada.

Una vez fabricado todos 10s elementos

del sistema, se procede a1 montaje de

las partes. Previo a esto s e fabrican

10s empaques de las uniones empernadas.

--_I

F ' I ~ 9 7 . F A B R I C A C I O N DE EMPAQUES

.FIm 98. MONTAJE DEL SEPARADOR DE POLVOS. SISTEMA DE

EXTRACCION.

FICXJRA 99. MONTAJE DE LOS DUCTOS. SISTEMA DE EXTRACCION

UCXTRA 100. MONTAJE DE LOS DUCTOS. SISTEMA DE EXTRACCION

Se realiza primero el monta-htdel separador

de polvos con sus partes constitutivas,

comprobando que la uni6n con la estructura

del sistema de elevaci6n quede correcta

para que no se produzcan fugas de arena

con granallas.

Posteriormente se montan 10s ductos y

codos con sus respectivos empaques y

finalmente la trampa de polvos y el

ventilador.

Las partes principales del sistema dosificador

se muestran en la figura 1 0 1 .

El flujo de granallas que debe dejar pasar

el ducto es de:

Q = 17.97 N/s g

Este flujo es el que necesita la turbina

para trabajar en condiciones normales.

El cdlculo del ducto de paso se lo hace

experimentalmente, s imu 1 and o las

condiciones de trabajo. De esta manera

se selecciona un ducto de 0 . 1 1 8 m de largo

FIGJRA101. SISTEMA DOSIFICADOR. 1. Duct0 de pas0 de granallas

2. chpuerta 3. t-kcanisrrp accionadar.

0 c c

c

I

FIG-% 102. DUCT0 DE PASO DE G R X N A L L A S

2 5 8

y de 9 . 0 8 x l o m 4 de Brea. Este ducto

con un Area permite un flujo igual a

- 4 2 efectiva de 7 . 0 7 x 10 m . Q,

Ademds la parte exterior del ducto debe

estar provista de apoyos que sirven como

centro de rotacidn de la compuerta.

La compuerta estA formada por una plancha

curva que es accionada con el mecanismo

de cuatro barras y rota alrededor de 10s

apoyos del ducto de paso de granallas.

Esta compuerta obstruye el paso de

granallas en condicidn normal y a1 rotar

45" permite el paso de granallas en

condici6n normal abierta.

CQlculo por desgaste

FIW 103. PLANCHA CURVADA DE LA COMPUERTA

2 5 9

Donde: "...,.

z 1 .J L ! {->-I L c q

Pf= 7.44 x lo8 Pa (A-36)

- 3-. 3 V d = 4.61 x 10 ;e rn d

k d = 2.6 x loJ

F = 1289.03 N

Xd= 18144 m (Vida iitil 80 h).

Entonces:

e = 0.006 m d

Se escoge un espesor de 114 pulg.

Calculo del momento torsor requerido por

la compuerta para dejar la posici6n normal

cerrada.

FICXlRA 1%. DIAGRAMA DE FUERZAS DE LA CONPUERTA

260

De la figura 104

M = f X O E D c

Donde:

MD: torque necesario para mover

la compuerta

f : x wo C

-- OD: distancia entre el punto de

apoyo a1 punto de acci6n

de la carga W

Wo: carga equivalente a1 volumen

de un cilindro de diAmetro

igual a1 del ducto de paso

y altura a la del ducto mds

la altura de la tolva de

colecci6n.

Wo= 27.83 N

Entonces:

MD= 1.78 N-m

El mecanismo accionador estd formado por

un sistema articulado de cuatro barras

y tiene la funci6n de abrir y cerrar la

compuerta del sistema.

MS

--TI--

A-

m

-1- ------I 8 1

Fl(:.X? 105- C O M P U E R T A . SISTENA DE E X T R A C C l O N

120°

I

A - A

FIGtR4 106 . COMPU.ERTA. S I S T E M A DE E X T R A C C I O N

263

El sistema de cuatro barras estd formado

por 2 balancines, 1 acoplador y 1 lfnea

de centros fijos. Las longitudes de estos

eslabones se han tornado de tal manera

que :

- Permite la rotaci6n de la compuerta.

- El mecanismo sea autoasegurante en la

posici6n abierto.

- La ventaja mecdnica tienda a infinito.

- Ocupe poco espacio

- Tenga fdcil operaci6n

Cdlculo de fuerzas y momentos

En la posici6n normal cerrada tenemos:

figura 107.

Datos:

--- 0 2 A = 0.104 m

-- AB = 1.080 m

17 .

FIGURA107. SISTEMA ARTICULADO DE 4 BARRAS EN POSICION NORMAL CERRADA.

B

\%- -

FICxlRA108. SISTEMA ARTICULADO DE 4 BARRAS EN POSICION NORMAL ABIERTA.

265

A

FICXlRAl09.DIAGRAMA DE FUERZAS E: 5 m/m

--- B O - = 0 . 1 5 0 m 4

MD = 1 . 7 8 N-m

Cdlculo grdfico:

Escala del dibujo, 5 m / m . E s t o significa

que 1 m del d i b u j o r e p r e s e n t a 5 m d e

eslabonamiento.

Escala de las fuerzas, 2 5 0 N / m . E s t o

significa que 1 m d e l d i b u j o representa

una fuerza de 2 5 0 N.

2 6 6

Partiendo del eslab6n 4 , se calcula la

midiendo la d i s tanc ia fuerza F34

perpendicular hasta . e l punto O4 . La

direcci6n de F34 es paralela a1 eje del

eslab6n 3.

M4 F34= 0,140

F 3 4 = 12.71 N

BIB!-!' ; ECA

La reacci6n F14 tiene la misma direcci6n

y sentido contrario que F34.

El eslabdn 3 estd sometido solo a

compresi6n. Las fuerzas tienen direcci6n

a1 eje y el mismo valor que F 34 *

F43= -F34

El eslab6n 2 tiene una fuerza F32 de igual

direcci6n y sentido contrario a F23

una reacci6n Midiendo la - - -F 32. 12

hasta O2 distancia perpendicular a F32

y multiplici5ndola por F3* obtenemos el

momento M2,.

M2= F x 0.093 32

M2= 1 . 1 8 N-m

El momento requerido para mover el

FIGURA110. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE DEL ESLABON 4.

FICXlRA111. DIAGRAMA DE CUEBPO LIBRE DEL ESLABON 2.

FIc;uRA112. DIAGRAMA DE CUERPO L I B R E DEL ESLABON 3.

269

mecanismo es:

Mt2 > . M2 x f6

Donde :

f6: factor que considera el

momento inercial del mecanismo

y las fricciones en 10s

pasadores.

f6= 2

Mt2> 2.36 N- m

A cont inuac i6n s e pre s e a g , ~ i : ~ i 4 ; ~ ~ ~ i s t ema

dosificador con sus dimensiones reales

a escala. Figuras 113 y 114.

Comprobaci6n de pandeo del eslabdn 3.

Datos:

S = 1.79 x 10' Pa (UNS G10100)

-4 2 A = 3.14 x 10 m

r = 0.005 m

E = 2.0 x lo1' Pa

C = 148.51

Y

C

L -5 216 r

Como Le > cC usa la f6rmula d e Euler: -_ r

/ r / r I /*, .', , /,/ ,,,/,

17.5O

RGURA 113. STSTEHA DOSIFICADOR E 1 : 6

FIcxrRA 114. SISTEMA DOSIFICADOR E 1 : 6

272

- 7 ' = 2.21 x 10 Pa W

Valor de carga crftica:

= 6939.4 N 'cr

La carga crftica es mucho mayor a la fuerza

de compresi6n a la que esti sometido el

eslabdn 3 .

El mecanismo de 4 barras es accionado

por una palanca accionadora que estd a

una distancia de 0.158 m del centro fijo

02. La fuerza necesaria para mover el

mecanismo es:.

14.94 N

Esta fuerza es perpendicular a la distancia

desde 02.

DUCT0 DE PAS0 DE GRANALLAS

El ducto he paso de granallas es fabricado

de fundici6n gris, el mismo que despues

de colado y solidificado, es torneado

en su diimetro interior y en 10s dos apoyos

273

de la compuerta. Finalmente se practican

10s agujeros en la superior y 10s

agujeros en 10s apoy

COMPUERTA

t31 B L1 OT ECA La compuerta se construye en base a 10s

las planos de construcci6n, cor t ando

planchas a las medidas y curvando la

plancha de desgaste, para luego soldarlas.

Finalmente se fabrican 10s bocines en

el torno y se soldan a las planchas

laterales.

MECAWISMO ACCIONADOR

El eslab6n 2 s e fabrica por partes. Se

tornea el bocin que va en el punto fijo

Se fabrica el cuerpo del eslab6n

y se tornea el soporte del resorte que

O 2 -

asegura el mecanismo en una posici6n dada.

Una vez construfda las partes se unen

con soldadura de acuerdo a 10s planos

de construcci6n.

El eslab6n-3 tambien se fabrica por partes:

se corta la barra a la medida deseada.

Se doblan 10s acoples y se perforan 10s

agujeros, para finalmente soldarlos con

274

la barra.

Para fabricar el eslab6n 4 se corta la

barra a la medida dada, se construye el

cuerpo del eslab6n con sus respectivos

agujeros y luego se unen soldAndolos.

Los pasadores de 10s puntos B y A se

construyen en el torno a partir de una

barra circular y luego se perforan para

permitir el alojamiento de 10s seguros.

En el punto fijo O2 se localiza la palanca

axionadora que se fabrica de acuerdo a

10s planos de construcci6n.

Una vez fabricado todos 10s elementos

del sistema se procede a1 montaje de las

siguientes partes.

Previo a1 montaje se define el plano de

acci6n del mecanismo accionador, lo que

permite montar las partes que constituyen

el punto fijo 02.

Posteriormente se emperna el ducto de

paso de granalla y se rnonta la compuerta

fijada a1 eslab6n 4. Finalmente se

2 7 5

completa el mecanismo accionador montando

el eslabdn 3 y asegurdndolo con 10s

pasadores en 10s puntos B y A.

FIW 115. MONTAJE DE LA PALANCA ACCIONADORA

. - 1

I

FIWRA116. MONTAJE DEL DUCT0 DE P A S 0 Y DE LA COMPUERTA 4

. FICZTRA 117. MECANISMO ACCIONADOR NORMAL CERRADO.

'figura 118. ME CAN I SMO ACCIONADOR NORMAL ABIERTO.

Una vez terminado el disefio y la construcci6n del

sistema de recirculaci6n de granallas, las observaciones

de eficiencia son obtenidas por expermientaciones

realizadas en el sistema. Estas experiencias

proporcionan 10s medios suficientes y necesarios para

establecer un criterio del disefio realizado, asi mismo,

nos dan la pauta que nos permitird tomar medidas

correctivas para mejorar su funcionamiento.

Para realizar las pruebas del sistema de recirculacidn,

este se lo dividi6 en tres partes, tal como se describe

a continuaci6n:

Antes de realizar las pruebas, se debe tener en

cuenta 10s factores y pardmetros que intervienen

en el proceso. Es necesario poner a punto el

sistema. Se debe conocer el tipo de granallas

280

a ser transportada, la forma y 10s contaminantes

que 6sta contiene, el tamafio de las particulas,

el flujo de granallas, el peso especifico, etc.

Para poner en funcionamiento el sistema el

procedimiento que se sigui6 fue:

1 . Comprobaci6n del flujo de granallas.

2. Verificaci6n del montaje del sistema (alineacibn

del sin fin, alineaci6n de la banda de

cangilones, sentido de rotaci6n de 10s sistemas,

etc. 1.

3 . Accionamiento del motor de 10s sistemas.

4 . Accionamiento del motor de la turbina.

5 . Apertura de la compuerta del sistema dosificador

6 . Realizaci6n de pruebas.

Las pruebas a realizarae son las siguientes:

1 . Caudal de granallas.

2 . Velocidad angular del sistema de recolecci6n

3 . Velocidad lineal del sistema de elevaci6n.

4 . Eficiencia de recolecci6n de 10s cangilones.

5 . Eficiencia de vaciado de 10s cangilones.

Pruebas

Para determinar el caudal transportado se recogid

un volumen de granallas en un tiempo establecido

bajo condiciones -normales de trabajo, dando como

2 8 1

resultado un caudal de 2 . 6 x m3/s.

La velocidad angular del sistema de recoleccidn

fue medida en condiciones normaies de trabajo,

deterrninAdd6se su valor de 5 . 4 5 radls.

La velocidad lineal de 10s cangilones del sistema

de elevaci6n en condiciones normales es de 1.17 m/s

La eficiencia de recolecci6n estd entre el 83

y 99%, considerando que la cantidad de granalla

que recoge un cangil6n varia entre 41 y 49 N ,

compardndola con la cantidad determinada

tedricamente en el diseiio.

La eficiencia de vaciado del sistema de elevacidn

es aproximadamente de un 982, es decir, las

granallas casi en su totalidad caen en la bandeja

recolectora.

Se observd que, a1 aumentar la velocidad lineal

de 10s cangilones, la eficiencia de vaciado

disminuye, ya que, si bien es cierto transporta

el mismo caudal, el vaciado de las granallas se

realizan en un porcentaje bastante inferior, debido

a que, la aceleraci6n centtffuga que adquieren

las granallas las obliga a adherirse a las

paredes del cangildn imposibilitSndolas a salir

del mismo. Esto ocurre cuando la velocidad lineal

2 8 2

FIGURA 119. PARTE SUPERIOR ABIERTA DEL SISTEMA DE ELEVACION PARA MOSTRAR EL CANGILON

es demasiado elevado. En el caso contrario, si

disminuye la velocidad lineal, las granallas no

se adhieren a las paredes del cangil6n, pero,

debido a que su velocidad es menor a la de 10s

cangilones, estas no logran salir y son arrastradas

por 10s mismos.

3.2. PRUEBAS DEL SISTEMA DE EXTRACCION ---_________-_______-------------

Antes de realizar las pruebas, se deben tener

en cuenta 10s factores y pardmetros que intervienen

120. TOMB GENERAL DE LA HAQUI'NA.

2 8 4

en el proceso. Se debe conocer la clase de mezcla

aire polvo que va a ser transportada.

Para poner en funcionamiento el sistema, el

procedimiento que se sigui6 fue:

1. Verificaci6n del montaje del sistema, es decir,

que las uniones de 10s ductos tengan

empaquetaduras, que 10s filtros usados sean

10s correctos, etc.

2 . Accionamiento del motor del sistema.

3 . Accionamiento del motor de 10s sistemas de

recolecci6n y elevaci6n.

4 . Accionamiento del motor de la turbina.

5. Apertura de la compuerta del sistema dosificador


Las pruebas a realizarse son las siguientes:

1 . Balance de presiones.

2 . Velocidad, caudal y presi6n del ventilador.

3 . Polvo recogido en la trampa de polvos.

4. Distribuci6n de las granallas a1 entrar a1

separador de polvos.

Para realizar estas pruebas es necesario que la

mdquina limpiadora de metales este realizando

el trabajo de limpieza.

Pruebas

2 8 5

Para comprobar el balance de presiones se midieron

las presiones eststicas en la uni6n de 10s dos

ramales de succi6n, obteniendo una relacidn mayor

a un 9 5 % .

Este resultado es aceptable y se considera que

el sistema estd balanceado.

En la toma de aire del ventilador se comprob6

la velocidad, caudal y presi6n que se requerfan

para el buen funcionamiento del s is t ema.

Obteniendo velocidades y presiones mayores a las

necesarias, por lo que fue indispensable colocar

una mariposa a la salida del ventilador para

regular estos pardmetros.

Despu6s de un ciclo de trabajo (5 min por cada

ciclo de trabajo) la cantidad de polvo recogido

(arena) es de 4.00 x 10 m que equivalen

aproximadamente a 0.30 N/s.

- 3 3

La eficiencia del sistema se disminuird si no

existiera el mantemiento adecuado, es decir, se

debe chequear que la mezcla no sea hiimeda, que

el filtro de la trampa de polvos no este muy

sucio, cambidndolo cada ciclo de trabajo, etc.

2 8 6

Para que exista una buena distribuci6n de granallas

a la entrada del separador, la presi6n que ejerce

la compuerta debe ser tal que ordene las granallas

en forma de flujo laminar contfnuo. Dicha presi6n

se controla por el contrapeso de la compuerta.

Si la presi6n sobre la compuerta es demasiado,

provoca una acumulaci6n de granallas antes de

abrirse, dejando luego salir las partfculas en

forma desordenada creando un flujo intermitente.

Igual caso sucede si la presi6n sobre la compuerta

es muy pequefia, abriendose cada vez que descarga

un cangil6n.

J +, * @ :. . . ._ . .

F'ICXRA121.PRUEBAS DEL VENTILADOR DEL SISTEMA DE EXTRACCION

FIW 122. M E D I C I O N D E POLVOS RECOGIDOS

F I Q J R A 1 2 3 . V E R I F I C A C I O N D E D I S T R I B U C I O N D E GRANALLAS,

288

Antes de realizar las pruebas del sistema se

efectu6 el siguiente procedimiento:

1. Verificaci6n del contenido de granallas en

la tolva de colecci6n.

2. Verificaci6n del montaje del sistema.

3 . Accionamiento de la palanca a la posici6n normal

abierta.


Las pruebas son las siguientes:

1. Flujo de granallas.

2. Funcionamiento del mecanismo.

Pruebas

A1 igual que la prueba de caudal de granallas

en 10s sistemas de recolecci6n y elevacidn, se

recogi6 un volumen de granallas en un tiempo

establecido bajo condiciones normales de trabajo,

este volumen fue pesado, lo que permiti6 obtener

un valor de flujo de 17.97 N/s. Esta prueba se

realiz6 antes de construir el ducto simulando

las condiciones de trabajo de donde se obtuvo

el valor del Brea de la secci6n transversal del

ducto.

289

El mecanismo accionador debe abrir y cerrar la

compuerta, permitiendo o restringiendo el paso

de granallas hacia la turbina. Esto depende de

la eficiencia en la regulaci6n de la compuerta-,

es decir, que cuando el mecanismo este en una

de sus posiciones extremas, la compuerta debe

estar totalmente abierta o totalmente cerrada.

El sistema en posicidn normal abierta tiene un

Sngulo de transmisidn menor a 45" lo que permite

auto asegurar a1 mecanismo accionador en esa

posici6n. Esto se comprob6 experimentalmente

haciendo trabajar la msquina limpiadora de metales

un ciclo completo controlando que el mecanismo

accionador permanezca en posicidn normal abierta

durante todo el ciclo.

C A P I T U L O I V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A N A L I S I S D E R E S U L T A D O S ________________________________________--_

Una vez realizadas las pruebas, se observa, que el

sistema funciona de acuerdo a 10s requerimientos

previstos.

El sistema de recolecci6n y elevaci6n transporta todo

el material que es descargado de la mesa rotatoria.

El diseiio de sus partes contempla una capacidad de

transporte mayor, esta potencia no utilizada, absorbe

las posibles sobrecargas del sistema. La velocidad

lineal que tiene la banda de 10s cangilones es la

dptima, como se comprob6 experimentalmente; variaciones

de esta velocidad, provocarfa una disminucidn de la

eficiencia del sistema.

La recolecci6n del sin fin seria m5s eficiente si

aumentamos el Qngulo de inclinaci6n de la artesa,

evitando que siempre. exista granallas residuales R O

transportadas. En la recolecci6n que realizan 10s

cangilones quedan granallas y arena residual a1 fonde

de la plancha recolectora, esto se puede minimizar,

reduciendo el claro entre la plancha y el cangil6n.

Considerando las dos alternativas anteriores, se puede

lograr que las granallas fluyan en forma mds continua

desde 10s cangilones hacia la bandeja recolectora,

evitando as€ la discontinuidad en el proceso.

Las pruebas del sistema de extraccidn satisfacen 10s

objetivos propuestos. El sistema separa el polvo de

las granallas y lo transporta por 10s ductos hasta

la trampa de polvos. En este punto el polvo es

desacelerado y es depositado en el fondo por efecto

de la gravedad. Este sistema trabaja bajo 10s

parsmetros de disefio y las pruebas demuestran un alto

grado de eficiencia, en el proceso de separaci6n de

polvos.

La comparaci6n de la cantidad de arena adherida en

las piezas a ser limpiadas y la cantidad de arena

recogida en el fondo de la trampa de polvos, nos indica

el rendimiento del sistema de extracci6n. A s € , la

relaci6n de estas dos cantidades nos da un valor medio

de 0.85, es decir, que el 85% de la arena se recoge

en la trampa de polvos y el porcentaje restante se

queda en las paredes de 10s ductos o escapan atravezando

la malla del filtro.

Las .pruebas realizadas a la entrada del separador de

polvos nos muestran la importancia que tienen las planchas

292

inclinadas y la plancha pivoteada que h a c e de compuerta,

ya que, gracias a la caida d e l f l u j o de granallas en

forma laminar, la separaciiin se r e a l i z a en mejor forma.

Las pruebas realizadas en e l sistema de dosificacidn,

ayudan a 1 diseRo del ducto de paso d e granallas y

muestran la eficiencia del mecanismo accionador.

El presente trabajo cumple con 10s objetivos propuestos,

la construcci6n del sistema de recirculacihn de

granallas e s una parte escencial para el funcionamiento

de la mdquina. En la realizaci6n de este trabajo

estamos seguros de haber hecho desarrollo y adaptaci6n

de tecnologia avanzada tanto en el Area de disefio como

en el Area de metaliirgia.

El diseRo del sistema fue comprobado en su totalidad,

sus elementos no fallaron en las pruebas a que fueron

sometidas. La selecci6n de materiales se la realiz6

en base a1 existente en el mercado nacional, las partes

de fundici6n gris fueron fabricadas en el taller de

fundici6n de la ESPOL y acabadas en el taller mecdnico

de dicha Instituci6n.

Las dimensiones y 10s valores preseleccionados se dieron

a partir de cdlculos, observaciones de otros diseiios,

manuales y experiencias preliminares. Algunos de estos

valores han sido obtenidos de catdlogos de fabricantes

y de experiencias publicadas.

2 9 4

‘El disefio del sistema de recirculaci6n de granallas

no es sofisticado, sin0 por lo contrario sencillo,

considerando que la limpieza centrlfuga constituye

un sistema moderno.

Se pueden establecer en el presente disefio las

siguientes ventajas:

Ventajas Tdcnicas

Recirculaci6n eficiente de las granallas, mejoras en

metodos de producci6n, eficiencia en el proceso de

separacidn de polvos, automatizaci6n de reciclaje.

Ventajas Econ6micas

Ahorro de energfa, bajo costo de mantenimiento, permite

la reutilizaci6n de las granallas, requiere de un solo

operario.

Ventajas Higidnicas

El operario dirige la miiquina desde el exterior, sin

el peligro a ser impactado por las granallas, no

contamina la sala de trabajo y el ruido tiene un nivel

bajo.

RECOMENDACIONES _______________

En base a las experiencias adquiridas durante el diseRo,

construcci6n y prueba del sistema se ponen a

2 9 5

consideracidn lo siguiente:

En cuanto a 1 manejo de la mdquina se recomienda:

Efectuar inspecciones periddicas principalmente de

las partes que estdn sometidas a desgaste.

Limpiar el filtro de la trampa de polvos despu6s de

cada ciclo de trabajo.

Y como recomendaciones para investigaciones en este

campo, quienes desean continuar realizando, se sugiere:

Realizar pruebas utilizando diferentes tipos de

granallas en el sistema.

Adaptar a1 sistema un colector de polvos que reemplace

a la trampa de polvos con lo cual se mejora el sistema

de extraccidn, disminuyendo la potencia requerida por

el ventilador.

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Tesis sobre cangilones.

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