Definiciones:Se llaman así a los aparatos que efectúan el desplazamiento del material por un canalón, canaleta o artesa, mediante un tornillo sin fin transportador giratorio. Las hélices o espiras se fabrican de planchas de acero de 4 a 8 mm de espesor, y luego se sueldan al árbol hueco (tubo sch. 40 ó 60); la descarga puede realizarse en cualquier punto a través de los agujeros descargadores de fondo.

Fig. Nº 2.1. Transportador de tornillo sin fin

Estos transportadores se emplean para transportar materiales calientes y polvorientos que emanan vapores nocivos, y en general para transportar materiales polvorientos, es fácil hermetizar la canaleta del transportador. No es adecuado para transportar materiales en pedazos muy grandes, abrasivos y pegajosos.La canaleta o artesa se puede fabricar de planchas de acero de 2 a 8 mm. de espesor. La relación entre el paso del gusano y su diámetro se puede tomar:

Fig. Nº 2.2. Transportador de tornillo sin fin

2.1) (ecuación D1.0) a 5.0( t

pulg) (mm, fin sintornillo del DiámetroD

pulg) mm, ( fin sintornillo del Pasot

Donde

:

Cuando más ligero sea el material a transportar, tanto mayor será el paso. La velocidad de rotación del tornillo depende de la naturaleza de la carga y del diámetro del tornillo, y se toma tanto mayor cuanto menor es el peso a granel, la abrasividad y el diámetro del tornillo.Para materiales pesados, la velocidad de rotación será de 50 RPM aprox. y para materiales ligeros la velocidad de rotación será alrededor de 150 RPM a 200 RPM.El diámetro del tornillo (D), depende del tamaño de las partículas a transportar, este diámetro debe ser como mínimo 12 veces mayor que el tamaño de las partículas a transportar del material homogéneo por su grosor y 4 veces mayor que el grosor máximo de los trozos.

)m / kg ( material del específico Peso

)(mador transportelpor

ado transportmaterial del al transverssecciónla deÁrea

:Donde

3

2

A

La capacidad de un transportador depende de la carga generada por el material transportado por unidad de longitud del elemento transportador y de la velocidad (V); y es independiente de la longitud del transportador

1.1) (ecuación (Ton/h) VqVq

C

6.31000

3600

:continuo flujo en sueltogranel a material un Para

(kg/m) dortransporta el en lineal Carga q

:Donde

1.2) (ecuación(kg/m) Aq

La capacidad del transportador en volumen será:

1.3) (ecuación /h)(m VqC 3 6.3'

Para transportadores de tornillo sin fin, el área de la sección transversal del flujo de material será:

1.8) (ecuaciónmD

A

)(

42

2

1.9) (ecuaciónmkgD

q

)/(

4

2

0.45) ; 0.30 ; 0.15 ( canleta la de llenado de eCoeficient

:

Donde

El material es transportado por la canaleta a una velocidad lineal de:

1.10) (ecuaciónsmS

V

)/(60

dortransporta gusano del RPM

(m) tornillo del pasoS

Donde

:

La capacidad del tornillo transportador se puede calcular así:

1.11) (ecuaciónhTonCSDC )/(015.0 12

canaleta) la de ninclinació de ángulo el do aumenta va que medida a decayendo

va dortransporta del capacidad (La canleta la de ninclinació de eCoeficientC

Donde

1 :

º

1C

0º 10º 20º

1.0 0.8 0.65

Tabla Nº 6. Coeficiente de inclinación

Fig. Nº2. Gusano transportador

Para evitar el amontonamiento del material en las chumaceras de los soportes coleantes, la sección transversal de la canaleta nunca se llena al 100%, sino en un porcentaje menor, que depende de las características físico-químicas del producto a transportar.

Fig. Nº 2.3. Sección transversal de la canaleta

El área de relleno de la sección transversal de la canaleta viene dado por:

2.2) (ecuaciónD

S2

4

s.intermedio cojinetes los en material del entoamontonami el evitar para

1, que menor toma secanaleta, la de ltransversa secciónla de relleno de eCoeficient

tornillo del DiámetroD

canaleta la de relleno de ÁreaS

:Donde

Tipo de carga λ

Pesadas y abrasivas 0.125

Pesadas poco abrasivas 0.25

Ligeras poco abrasivas 0.32

Ligeras no abrasivas 0.40

Tabla Nº 2.1. Valores de λ según el tipo de carga

Depende del paso del tornillo y de los RPM algunos tornillos transportadores se pueden utilizar también como “Secadores Indirectos”, adicionándoles una chaqueta externa de vapor, en estos tornillos es muy importante la velocidad de desplazamiento lineal del material a fin de determinar el “tiempo de Residencia” del producto en el secador – transportador.

2.3) (ecuaciónnt

V

60

tornillo del RPMn

tornillo del Pasot

lineal entodesplazami de VelocidadV

Donde

:

Fig. Nº 2.4. Velocidad lineal del material

La capacidad de transporte de un transportador de tornillo sin fin depende de la sección de relleno, el peso específico del material, la velocidad del transportador y del coeficiente de disminución de la productividad, y viene dada por las siguientes fórmulas.

2.4) (ecuaciónkVSQ 3600

2.5) (ecuaciónkntD

Q

6043600

2

2.6) (ecuación(Ton/h) kDtQ 247

Constantes 47 60, 3600,canaleta la de ninclinació de ángulo el

según dadproductivila de ndisminució de eCoeficientk

FinSin tornillodelRPM n

FinSin tornillodel Pasot

tara transpor material del específico Peso

FinSin tornillodel DiámetroD

canaletala de sección de relleno de

:

eCoeficient

Donde

Ángulo de inclinaciónde la canaleta (º)

k

0 1

5 0.9

10 0.8

15 0.7

20 0.6

Tabla Nº 2.2. Valores del Coeficiente de disminución de productividad

Fig. Nº 2.5. Ángulo de Inclinación de la Canaleta

Para un transportador de tornillo Sin Fin horizontal viene dado por la siguiente fórmula:

2.7) (ecuación(kW) LQC

N

367

0

Para un transportador de tornillo Sin Fin inclinado, con desplazamiento del material ascendente, la potencia en el eje del tornillo Sin Fin se puede calcular así:

2.8) (ecuación(kW) 367367 0

LQ

CHQ

N

(m) dortransporta del descarga la de AlturaH

aresistenci de eCoeficientC

dor(m)transporta del LongitudL

(Ton/h) dortrnasporta del CapacidadQ

Donde

0

:

Tipo de carga Co

Harina, aserrín, productos granulados

1.2

Turba, sosa, carbón en polvo,greda en polvo

1.6

Antracita, carbón lignitoso secado al aire,Briquetas de carbón, sal de roca.

2.5

Yeso, arcilla seca en pedazos, tierra defundición, cemento, cenizas, cal, arena

4.0

Tabla Nº 2.3. Valores del Coeficiente de Resistencia según el tipo de carga

Chute de carga, se fabrican de planchas laminadas y soldadas, es un ducto de sección cuadrada o rectangular por donde ingresa el material al tornillo.Canaleta, se fabrican de planchas laminadas, roladas y soldadas; usualmente se fabrican en módulos de 3 metros de longitud cada uno con la finalidad de ser ensambladas con otras secciones de canaleta mediante bridas empernadas.Hélice del tornillo, se construyen mediante planchas delgadas cortadas y soldadas al eje del tornillo. El paso de la hélice normalmente se toma igual al diámetro del tornillo.La hélice puede ser derecha o izquierda, en algunos casos se pueden colocar cintas metálicas o paletas e vez de hélice, para transportar productos pegajosos, o cuando se quiera secar y mezclar además de transportar, este último caso en los secadores indirectos utilizando chaquetas de vapor.

Eje hueco, se utilizan tubos (sch. 40 ó sch. 60) como eje de los tornillos, sobre estos ejes se sueldan las hélices. Cada tramo de eje es de 3 metros, que se unen con el siguiente tramo mediante los soportes colgantes.Tapa de la canaleta, cierran la parte superior de la canaleta y se construyen de chapa, cada tramo con su respectiva asa, a fin de facilitar su fácil montaje.Soporte colgante, es un dispositivo que se coloca cada 3 metros de eje, y consta de una chumacera partida de bronce o madera (Guayacán) con su respectivo soporte y un tubito con su respectiva grasera a fin de lubricar manualmente las chumaceras.Chute de descarga, se fabrican de planchas laminadas y soldadas, es un ducto de sección cuadrada o rectangular por donde se descarga el material transportado.Soportes de pie, sirven de soporte al transportador, se fabrican de chapas soldadas y reforzadas con nervaduras.

Chumaceras del eje, pueden ser chumaceras de rodamiento de pie o de pared, y se instalan al inicio y al final del tornillo, se montan sobre las placas terminales.Bridas de la canaleta, se utilizan para unir cada tramo de la canaleta, y se fabrican de platinas soldadas a la canaleta éstas bridas se unen mediante pernos, si es necesario también se puede colocar una empaquetadura de jebe.Motorreductor, generalmente se utiliza un motorreductor trifásico, montado en la zona de descarga del transportador de tornillo sin fin.Transmisión por cadenas de rodillos, es el tipo de transmisión generalmente usado para mover el eje del transportador; en el eje del motorreductor se monta un piñón (sprocket) para cadena, y en el eje del gusano se instala una catalina, con la finalidad de garantizar una relación de transmisión constante.

Placas terminales, se fabrican de planchas delgadas y se instalan al inicio y al fina l de la canaleta, con la finalidad de cerrar axialmente la canaleta, tienen un agujero en la parte central con la finalidad de permitir el pase del eje del tornillo Sin Fin.Ángulos de soporte de la canaleta, se colocan a ambos lados de la parte superior externa de la canaleta, con la finalidad de dar rigidez al cuerpo del transportador; en algunos casos estos perfiles estructurales pueden llevar agujeros para empernar la tapa superior.

El transportador de tornillo Sin Fin puede ser de tornillo de rosca derecha (dextrógira); o de rosca izquierda (levógira) A veces, una parte o sección es dextrógira y la otra parte es levógira. Se construyen desde 4 pulgadas (10 cm) de diámetro, hasta 24 pulgadas ( 61 cm) de diámetro de la hélice.Si el material a transportar es activamente abrasivo o corrosivo, como por ejemplo las cenizas húmedas; la hélice y la canaleta se pueden fabricar por fundición.Comúnmente, el transportador de tornillo Sin Fin es horizontal, pero puede ser ligeramente inclinado. El diámetro de la hélice determina el tamaño de las partículas que el transportador puede manipular sin peligro de estropearse o atorarse. La siguiente tabla puede servir de orientación sobre el tamaño de las partículas que el gusano puede transportar en función al diámetro del tornillo Sin Fin.

Diámetro de la HéliceD(pulg) (cm)

Co

4” Ø (10 cm Ø) 6

6” Ø (15 cm Ø) 13

10” Ø (25.5 cm Ø) 19

14” Ø (35.5 cm Ø) 32

18” Ø (45.7 cm Ø) 5

24” Ø (61 cm Ø) 63

Tabla Nº 2.4. Tamaño de las partículas en función al diámetro del tornillo Sin Fin

Si las partículas forman solamente el 25% del total, entonces puede doblarse el tamaño de los mismos, es decir un transportador de 14”Ø podría manipular materiales que contengan partículas de hasta 63 mm. Si el material es pegajoso, por ejemplo alquitrán o asfalto caliente, podría utilizarse una hélice tipo cinta.

Una importante empresa norteamericana, Link Belt, tiene un interesante método para diseñar transportadores de tornillo Sin Fin, y consiste en asignar a cada clase de material un determinado “Factor de material (F)”; de la siguiente manera:Materiales de clase “a”: Materiales no abrasivos, finos y ligeros y que corren libremente y que tienen un peso específico entre 480 kg/m3 y 64 kg/m3, tienen un factor de material (F=0.4) Aplicables a materiales como: cebada, carbón pulverizado, harina de maíz, harina de borujo de algodón, semillas de lino, harina de trigo, cal pulverizada, malta, arroz, trigo.Materiales de clase “b”: Materiales no abrasivos, de densidad media, granulares o en pequeños terrones mezclados con finos y de 800 kg/m3 de peso específico; factor de material (F=0.6) Aplicable a materiales tales como: alumbre fino, habas de soya, carbón de hulla (finos y menudos); granos de cacao, granos de café, maíz desgranado, sémola de maíz, gelatina granular, laminillas de grafito, cal hidratada.

Materiales de clase “c”: Materiales no abrasivos o semiabrasivos, granulares o en pequeños terrones mezclados con finos y de 640 kg/m3 a 1200 kg/m3 de peso específico. Factor de material (F=1.0) Aplicable a materiales como: alumbre en terrones, bórax, carbón vegetal, carbón de hulla clasificado, carbón de lignito, cacao, corcho molido, cenizas volantes limpias, cal sin desmenuzar, leche en polvo, pulpa de papel, sal gruesa o fina, lodo de desagües, jabón pulverizado, carbonato sódico anhidro, almidón, azúcar refinada.Materiales de clase “d”: Materiales semiabrasivos o abrasivos, finos, granulares o en pequeños terrones mezclados con finos y de 800 kg/m3 a 1 600 kg/m3 de peso específico. Los factores de materiales son variables tal como se indica.

Materiales Factor (F) Materiales Factor (F)

Bauxita 1.8 Harina de huesos 1.8

Negro de humo 1.6 Cemento 1.0

Greda 1.4 Arcilla 2.0

Espatofluror 2.0 Yeso triturado 1.6

Óxidos de plomo 1.0 Cal de guijarros 1.3

Caliza en polvo 1.6 Fosfato de ácido de calcio con 7% de húmedo

1.4

Arena seca 2.0 Esquisto triturado 1.8

Pizarra triturada 1.6 Azúcar en bruto 1.8

Azufre 1.6 Óxido de zinc 1.6

Tabla Nº 2.5. Factores de Materiales de clase “d”

Materiales de clase “e”: Materiales abrasivos, en terrones o filamentosos, que no deben ponerse en contacto con los cojnetes. En este caso puede que otros tipos de transportadores sean los más adecuados. Los factores de material son variables tal como se indica:

Materiales Factor (F)

Cenizas 4.0

Cuarzo pulverizado 2.0

Arena Silícea 2.0

Tabla Nº 2.6. Factores de Materiales de clase “e”

Potencia en el eje del tornillo Sin FinLa potencia en el eje del tornillo Sin Fin se puede calcular por la siguiente fórmula:

2.9) (ecuaciónFWLC

CV

4500

material de FactorF

) m

kg( dortransporta materialo del específico PesoW

(m) Fin Sintornillo del LongitudL

m( dortransporta del CapacidadC

:Donde

3

3

)min

Si la longitud del transportador excediese los 30 metros (100 pies); debe añadirse del 10% al 15% al resultado anterior.

Potencia del motorreductor de accionamiento

Si la potencia en el eje del tornillo Sin Fin sale menos que 2 CV para calcular la potencia del motorreductor, multiplicar el resultado anterior por 2.Si la potencia en el eje del tornillo Sin Fin sale menor que 4 CV para calcular la potencia del motorreductor se debe multiplicar el resultado anterior por 1.5Si el transportador de tornillo Sin Fin se carga por gravedad desde un silo o una tolva, debe agregarse de ½ CV a 1 CV al resultado anterior.

El transportador de tornillo Sin Fin, es la máquina más sencilla y menos costosa para manejar materiales granulados o pulverizados que corran fácilmente por un cauce horizontal o ligeramente inclinado.

Puede competir fácilmente con los más pequeños transportadores de paletas. No constituye una alternativa para los transportadores de paletas de servicio pesado a los de banda de gran capacidad.