banda transportadora

INFORME BANDA TRANSPORTADORA “DIBUJO DE MAQUINAS”

Universidad distrital francisco José de caldas Bogotá DC 02 de febrero de 2012

DIBUJO DE MAQUINAS

BANDA TRANSPORTADORA

RESUMEN En el siguiente trabajo se muestra el diseño y dibujo de una banda transportadora a partir de las especificaciones dadas en clase, para ello se utilizaron los conocimientos adquiridos durante la clase, tanto de software CAD como de análisis y cálculos de maquinas y mecanismos. INTRODUCCIÓN El dibujo es un factor esencial para la ingeniería mecánica ya que con el podemos plasmar las ideas que tengamos en mente, siendo este una de las herramientas más importantes cuando a diseñar nos referimos, y basados en los métodos analíticos de diseño podemos producir no solo elementos de alta resistencia sino además bastante productivos.

unas secciones llamadas cintas transportadoras elevadoras. Existe una amplia variedad de cintas transportadoras, que difieren en su modo de funcionamiento, medio y dirección de transporte, incluyendo transportadores de tornillo, los sistemas de suelo móvil, que usan planchas oscilantes para mover la carga, y transportadores de rodillos, que usan una serie de rodillos móviles para transportar cajas o palés.

FUNDAMENTO TEORICO BANDA TRANSPORTADORA Una cinta transportadora o banda transportadora es un aparato para el transporte de objetos formado por dos poleas que mueven una cinta transportadora continua. Las poleas son movidas por motores, haciendo girar la cinta transportadora y así lograr transportar el material depositado en la misma. Las cintas o bandas transportadoras se usan extensivamente para transportar materiales agrícolas e industriales, tales como grano, carbón, menas, etcétera, a menudo para cargar o descargar buques cargueros o camiones. Para transportar material por terreno inclinado se usan DIBUJO DE MAQUINAS

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Las cintas o bandas transportadoras se usan como componentes en la distribución y almacenaje automatizados. Combinados con equipos informatizados de manejo de palés, permiten una distribución minorista, mayorista y manufacturera más eficiente, permitiendo ahorrar mano de obra y transportar rápidamente grandes volúmenes en los procesos, lo que ahorra costes a las

empresas que envía o reciben grandes cantidades, reduciendo además el espacio de almacenaje necesario todo esto gracias a las bandas transportadoras. Esta misma tecnología de bandas transportadoras se usa en dispositivos de transporte de personas tales como cintas transportadoras y en muchas cadenas de montaje industriales. Las tiendas suelen contar con cintas transportadoras en las cajas para desplazar los artículos

únicos materiales utilizados en esos tiempos para su fabricación. Although out moded by today's standards, los sistemas de manejo de estos materiales son seleccionados de preferencia para trabajo pesado, lo cual permite realizar una mejor elección.

HISTORIA El transporte de material mediante cintas transportadoras, data de aproximadamente el año 1795. La mayoría de estas tempranas instalaciones se realizaban sobre terrenos relativamente plano, así como en cortas distancias. El primer sistema de cinta transportadora era muy primitivo y consistía en leather, canvas, Este tipo de sistema no fue calificado como exitoso, pero provoco incentivar a los ingenieros para considerar los transportadores como un rápido, económico y seguro método para mover grandes volúmenes de material de una locación a otra. Durante los años20, la instalación de la compañía H. C. Frick, demuestra que los transportadores de cinta pueden trabajar sin ningún problema en largas distancias. Lainstalación se realizo bajo tierra, desde una mina recorriendo casi 8 kilómetros. La cinta transportadora consistía de múltiples pliegues de algodón de pato con cubierta de goma natural, que eran los DIBUJO DE MAQUINAS

http://descom.jmc.utfsm.cl/sgeywitz/PROCESOS/CINTAS.htm

Durante la Segunda Guerra Mundial, los componentes naturales de los transportadores se volvieron muy escasos, permitiendo que la industria de goma se volcara a crear materiales sintéticos que reemplazaran a los naturales. La ventaja básica de los transportadores de cinta sobre otros tipos de transporte (como lo son camiones, trenes, transporte aéreo, etc.) es su variada aplicabilidad a los diferentes requerimientos de la industria. Diferentes estudios indican que hoy, los transportadores de cinta se han convertido en el primer método utilizado para el transporte de material. Las cintas transportadoras no tienen competencia en cuanto a capacidad de transporte. A una velocidad de 5 m/s, y un ancho de cinta de 1600mm, esta

puede descargar más de 100 toneladas métricas por minuto de material, esto quiere decir 1000Kg/m3 de material.

los diferentes tramos del transportador, y que además pueden ser controlados desde estaciones permanentes de control

USOS

PARTES DE UNA BANDA

Los transportadores pueden seguir la naturaleza ordinaria del terreno, debido a la habilidad que poseen para atravesar pasos relativamente inclinados (pendientes y gradientes, de hasta 18%, dependiendo del material transportado). Con el desarrollo de tensiones elevadas, materiales sintéticos y/o miembros reforzados de acero, un tramo del transportador puede extenderse por millas de terreno con curvas horizontales y verticales sin ningún problema.

BANDA

El sistema de transportadores de cintas opera en su propia cama de rodillos, los cuales requieren un mínimo de atención. Su reparación o reemplazo, es simple y fácil, y el costo de su mantención rutinaria es mínimo. El bajo peso de carga y de la estructura del transportador por metro lineal se consigue con un diseño estructural simple que permita atravesar terrenos escabrosos o pendientes muy pronunciadas. La estructura del transportador requiere una pequeñaexcavación, permitiendo el afianzamiento a tierra de esta, de la forma que se estime como la ms conveniente. Debido a que la estructura es compacta, requiere un mínimo de protección. El diseño propio de los sistemas de transportadores, ha requerido reducir el control a botones de accionamiento en DIBUJO DE MAQUINAS

Es el elemento esencial, el que transmite el movimiento alproducto. Normalmente están hechas con un tejido base depoliéster/nylon (EP), nylon (NN), algodón, pvc o acero, cubierto congoma sintética. Tejido y cubiertas deben escogerse en base a laresistencia a la tracción, a los cortes, a los aceites y al fuego. EP 200 significa tensión de trabajo de 200 N/mm/capa para unabanda de poliéster y nylon. EP 200 de 5 capas tiene unaresistencia total de 1000 N/mm de ancho.EP 1000/3 significa que es una banda de poliéster y nylon de 3capas, con una resistencia total de 1000 N/mm.

RODILLOS Consisten en cilindros de metal que giran sobrerodamientos anti-fricción. Existen dos clases de rodillos en unacinta

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De trabajo: Son los rectos en el tramo superior y los que estánen el retorno. Soportan carga. De dirección: En las cintas cóncavas mantienen los bordes levantados. En las cintas planas mantienen la banda centrada.

Las dimensiones de los rodillos están estandarizadas por CEMA y porISO.

http://www.fing.edu.uy/iimpi/academica/grado/transind/teorico/ Clase4-Cintas.pdf

POLEAS: Cada cinta transportadora necesita almenos dos poleas. Habitualmente una esmotriz y la otra es de tensión. En muchoscasos pueden requerirse más poleas, paracambiar la dirección o para transmitir máspotencia. Se presentan dos diseños habituales. Lapolea engomada brinda mayor tracción y seusa como motriz. La polea jaula de ardilla es auto limpiante y se usa como guiada.


ESTRUCTURA Normalmente se usauna estructura encelosía, aunquetambién puede ser encajones igual que lostransportadores dearrastre, cuando la cintaes cerrada. Otra opciónes con vigas a lo largoque sostengan los soportes de los rodillos.

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DISPOSITIVOS DE TENSIÓN: Con el uso la bandase estira, lo que podría llevar a mal contactocon poleas y rodillos, mayor fricción ydesgaste. Para evitarlo se usan dispositivosque mantienen la tensión o permiten ajustarla.Suelen ser de gravedad o de tornillo.


DISPOSITIVOS DE ALIMENTACIÓN: Para unbuen trabajo de la cinta es necesario queel producto no caiga fuera de la bandadurante la carga. Para eso se disponeuna tolva con faldones de goma.

dirección de avance. Los rodillos están contenidos en un armazón fijo que eleva la cintadel suelo desde varios decímetros a algo más de un metro. Los palletsplanos o bandejas portando la carga unitaria son desplazados a medida quegiran los rodillos. Las cintas con rodillos pueden ser impulsadasmecánicamente o gravitatorias. Los sistemas de tipo gravitatorio sedisponen de tal modo que el camino desciende una pendiente suficientepara superar la fricción de los rodillos.

http://www.elprado.co.cr/images/fig14bb.gif

http://www.citalsa.com/files/products/big/molino-torrey-m22r1.jpg

Diseños más sofisticados pueden regularla velocidad de alimentación desde unatolva mediante un efecto vibratorio omediante un tornillo transportador. TIPOS DE BANDAS BANDAS CON RODILLOS Es una forma muy común de cinta. El camino consiste en una serie de tubos(rodillos) perpendiculares a la DIBUJO DE MAQUINAS

Las cintas con rodillos pueden serusadas para el reparto de cargas durante las operaciones de procesado, elreparto hacia y desde el lugar de almacenamiento y aplicaciones dedistribución. Los sistemas de cintas automatizados son también útiles paraoperaciones de clasificación y combinado. BANDAS CON RUEDAS Operativamente son similares a los rodillos. Sin embargo en lugar derodillos, pequeñas ruedas como las de los “patines” montadas sobre ejesrotatorios conectados al armazón se emplean para desplazar el pallet,bandeja, u otro Aplicaciones de estetipo de cintas son similares a las de los rodillos, excepto

que las cargasdeben ser en general más ligeras al estar los contactos entre carga y cintamucho más concentrados.

Puede haber una o más cadenas operando en paralelo para formarla cinta.

BANDAS PLANAS Este tipo esta disponible en dos formatos comunes: cintas planas parapallets, piezas o incluso ciertos tipos de materiales en masa; y cintashuecas para materiales en masa. Los materiales se sitúan en la superficiede la cinta y viajan a lo largo del recorrido de la misma. http://www.bandasmetalicas.com/Images/Banda_web.jpg

Las cadenas viajan a lo largo de canales que proporcionan soportepara las secciones flexibles de la cadena. O bien las cadenas se desplazanpor el canal o usan rodillos para montarse al canal. Las cargasgeneralmente se montan sobre las cadenas. BANDAS CON LISTONES http://www.ddexter.com/images/FIG2.jpg

La cinta forma unlazo continuo de manera que una mitad de su longitud puede emplearsepara el reparto del material y la otra mitad para el retorno (generalmentevacío). La cinta se soporta con un armazón con rodillos u otros soportesespaciados entre sí varios decímetros. A cada extremo de la cinta están losrodillos motores (“poleas”) que impulsan la cinta. BANDASCON CADENAS Están formadas por lazos de cadena sin fin en una configuración arribaabajoalrededor de ruedas dentadas motorizadas, en los extremos delcamino.

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Este sistema emplea plataformas individuales, llamadas listones o tablillas,conectadas a una cadena continua en movimiento. Aunque el mecanismoimpulsor es la cadena, funciona en gran medida como una cinta plana. Lascargas se sitúan sobre la superficie plana de las tablillas y se desplazan conellas. Los caminos son generalmente en línea recta, pero al ser movidas porcadenas y la posibilidad de introducir curvas en el camino mediante ruedasdentadas, las cintas con listones pueden tener giros en su lazo continuo.

La Tensión en una correa es una fuerza actuando a lo largo de la cinta, tendiendo a alongarla. La tensión de la correa es medida en Newtons. Cuando una tensión es referida a una Únicasección de la cinta, es conocida como una tensión unitaria y es medida en Kilonewtons por metro (kN/m).

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DISEÑO DE BANDAS Muchos ingenieros y diferentes usuarios de los transportadores de cinta, están familiarizados con la teoría y los fundamentos de la transmisión por correa. Un análisis de los aspectos generales de los transportadores de cintas, permite determinar que la transmisión por correa provee de una base para el diseño de los transportadores de cintas y elevadores de cintas. En ambos transportadores la transmisión por correa, es transmitida por fricción entre la cinta y los tambores o poleas de accionamiento. Ciertamente otros elementos del diseño, que también colaboran con el sistema de transmisión, son determinantes tanto en la potencia de la transmisión como en la cantidad de material transportado. La similitud entre ambos casos permite analizar y discutir si los fundamentos del diseño de cintas están restringidos específicamente tanto a los transportadores como elevadores. DIBUJO DE MAQUINAS

Torque es el resultado de una fuerza que produce rotación alrededor de un eje. El torque es el producto de una fuerza (o tensión) y de la extensión del brazo que se está utilizando y es expresado en Newton por metro (N*m). Energía y trabajo están relacionados muy cercanamente debido a que ambos son expresados en la misma unidad. El trabajo es el producto de una fuerza y la distancia a recorrer. La energía es la capacidad de ejecutar un trabajo. Cada uno es expresado en Joule, en el que un Joule equivale a un Newton-metro. La energía de un cuerpo en movimiento es medida en Joule. La potencia es la relación entre la realización de un trabajo o transmisión de energía. La unidad mecánica de potencia es el watt, que es definido como un Newton-metro por segundo. La potencia empleada en un periodo de tiempo produce trabajo, permitiendo su medición en kilowatt-hora. CONSIDERACIONES DISEÑO

BASICAS

DE

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

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

Figura a) Cinta tiesa, trabajo inapropiado.

Figura b) Cinta flexible, trabajo apropiado. http://descom.jmc.utfsm.cl/sgeywitz/PROCESOS/CINTAS.htm http://descom.jmc.utfsm.cl/sgeywitz/PROCESOS/CINTAS.htm

Para efectuar el trabajo de mover material desde A hasta B, la correa requiere potencia que es proporcionada por un tambor motriz o una polea deconducción. El torque del motor transforma en fuerza tangencial, llamada también tensión efectiva, a la superficie de la polea de conducción. Este es el o tensión requerida por la correa para mover el material de A a B, y es la suma de lo siguiente: 

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La tensión debe vencer la fricción de la correa y de los componentes en contacto con ella. La tensión debe vencer la fricción de la carga, y La tensión debe aumentar o disminuir debido a los cambios de elevación.

FLEXIBILIDAD. Para una banda transportadora vacía, esta debe hacer suficiente contacto con el centro de los rollos de los polines o no funcionaria correctamente. DIBUJO DE MAQUINAS

En la figura a, la correa es demasiado tiesa para hacer contacto con el centro de los rollos y, por esto, se aumentan las posibilidades de causar daño considerable a los bordes de la cinta. En la figura b, el contacto es suficiente como para guiar la cinta a lo largo de los polines. Cuando el diseño de la cinta indica restricciones de carga, estos deben ser respetados y chequeados, mediante sistemas que eviten la sobrecarga, como lo será una carcasa protectora. Para cada material a transportar, existen valores referenciales establecidos de carga, así como métodos para el cálculo de estos. FORMULAS   

Diámetro de los tambores de la cinta, D = 125.z (mm) Donde z = Número de telas de la banda transportadora (Tabla N° 2) Carga de material por metro de cinta transportadora, q max = F. d / 10 (kg/m)

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Donde F = Sección de carga de la cinta (cm2), (Tabla N° 3) d = Peso específico del material (t/m3) Capacidad horaria máxima de la cinta transportadora, Q max = Qt / h (t/h) Velocidad de la banda, v = Q max / (0,36.F.d) (m/s) Potencia de accionamiento de la cinta transportadora horizontal (según normas DIN): Na = (C . f . L /270) . (3,6 . q cr . v + Q) + Ns (HP) Donde: C = Coeficiente de resistencia a la flexión (Tabla N° 4) f = coeficiente de rozamiento de los rodillos L = Largo de la cinta q cr = Peso por metro de la banda mas peso de los rodillos (Tabla N° 5) v = Velocidad de la banda (m/s) Q = Capacidad horaria de la cinta transportadora, para el cálculo Q = Q max (t/h) Ns= Potencia suplementaria Potencia para guiado de la cinta transportadora, Ng = 0,01. L (HP) Potencia total consumida por la cinta, N = Na + Ng (HP) Potencia del motor de la cinta, Nm = N . 100 / η Donde η = Rendimiento del motor

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TABLAS

CONCLUSIONES El dibujo de maquinas es una herramienta muy útil para plasmar las ideas en cuanto a diseñar nos referimos. Cualquier variable en el diseño de un elemento o maquina es de sumo cuidado ya que si no está incluido en los cálculos, podemos tener serios problemas de funcionamiento. A la hora de diseñar cualquier dispositivo debemos hacerlo basados en que este ha de cubrir alguna necesidad ya que bajo estos factores es que podemos cumplir con los requerimientos exigidos. Con respecto al avance tecnológico actual es bastante importante realizar consultas, alrededor de lo que vamos a diseñar, revisando que se ha hecho al respecto, mirando las fortalezas y debilidades que pueda tener el proyecto: Un diseño debe ser tan simple como sea posible, pero sin perder las exigencias propuestas En la industria actual es de gran utilidad hacer uso de herramientas de CAD para la solución de problemas ya que con estas uno expresa sus ideas hacia el mundo técnico. Existen algunos diseños realmente complejos ara ser explicados solamente con la palabras es por eso que en muchos de los casos en cuanto a temas de ingeniería nos referimos, debemos hacer uso de muestras facultades como dibujantes para dar a conocer lo que estamos pensando.

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Finalmente como ingenieros mecánicos debemos estar a la vanguardia de la tecnología, ya que esta nos puede dejar atrás si no nos actualizamos día a día, haciendo uso de las herramientas existentes para dibujar, diseñar, fabricar, complementar todo tipo se dispositivos y/o sistemas a los que nos enfrentemos en nuestra vida laboral. BIBLIOGRAFIA http://www.comercioindustrial.net/product os.php?id=btrans&mt=bandas http://www.esi2.us.es/~fabio/cintas.pdf http://www.ie.ncsu.edu/kay/mhetax/Trans Eq/Conv/ http://www.fing.edu.uy/iimpi/academica/gr ado/transind/teorico/Clase4-Cintas.pdf http://descom.jmc.utfsm.cl/sgeywitz/PRO CESOS/CINTAS.htm

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