Ingeniería Mecánica – Máquinas de Elevación y Transporte
Capítulo 4.4
REDLERS
Transportador Redler Fuente: www.mecafa.com
Fig. 4.1-1 Pertenece Pertenece al grupo de los transportadores transportadores articulados, articulados, sin embargo el material material no es conducido por los órganos unidos al elemento de tracción , sino que se desliza en cajas de plancha . Para el efecto el órgano de tracción es equipado con un arrastrador . el órgano de tracción es una cadena infinita ( eventualmente dos cade cadenas nas)) condu conduci cido do por medi medio o de las las rued ruedas as estre estrellllas as de accio acciona nami mien ento to tensionales en cajas de plancha cerradas ( redlers)
Fig. 4.4- Es!uema de transportador Redlers Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
Transportador Redlers
IV -10
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#n estos transportado transportadores res se utiliza utiliza un dispositiv dispositivo o de transporte sostenido sostenido por una cadena, el el cual se desplaza desplaza a travs de un conducto conducto completamen completamente te encerrado encerrado en forma de t*nel prism+tico. #l ramal inferior de las cadenas se movilizan por el fondo del cajón, el ramal superior se desliza por rieles (generalmente angulares) soldadas a las paredes verticales de la caja.
4.4-1 DESCR"#C"$% DE S&S C'(#'%E%TES
$
!
"
#
1
%
Fig.4.4-) Partes de un transportador edlers Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
-. ueda estrella de accionamiento /. ueda estrella tensora &. $adena con el arrastrador '. $aja cerrada edlers 0. $onductor ( iel ) del ramal regresivo de la cadena 1. $argador 2. 3escargador
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#l nivel del material de altura h - ( altura del arrastrador ) es arrastrado directamente por la cadena con el arrastrador, la capa superior del material de altura h/ es arrastrado por la capa inferior, o sea en movimiento con velocidad constante de la capa del material de altura total h 4 h - 5 h/ (ver figura '.'/) 6os redlers se utilizan frecuentemente para el transporte
horizontal de los
materiales granulados no mu abrasivos ni mu pegajosos , por ejemplo el carbón hasta una dimensión de 0 mm, bau7ita, fosfatos, cenizas, etc. "ateriales no convenientes el carbón coque por piezas, grava, arena, etc. #ntre las ventajas de los redlers est+n su poca dimensión transversal (ancho), poco consumo de energ8a funcionamiento sin producir polvo. 9asta un ancho ; 0 mm como regla se utiliza una sola articulación de arrastre, para anchos maores a 0 mm se usa dos cadenas .
Fig. 4.4-4 $adena edler Fuente: <<<.mecafa.com
Transportador Redlers
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6as cadenas articuladas de arrastre para los redlers vienen normalizadas, sus dimensiones de paso son: -, -/0, -1, / hasta /0 mm
Fig.4.4-* - vista de planta de los arrastradores, / 3etalle interior al transportador edler Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
#n las articulaciones sencillas com*nmente se utilizan las primeras ' dimensiones, en las pares solamente los dos maores, las cadenas de las tres dimensiones menores son forjadas en acero , cementadas templadas. 6as articulaciones con paso de / a /0 son fundidas.
Fig.4.4-+ $adena con !letas Fuente: Stro,e de "ng. Rudolf Do/0 a ole0ti
Transportador Redlers
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4.4- CL2S"F"C2C"$% =e clasifican en: •
edlers horizontales
•
edlers >erticales
4.4-) C2LC&L' 3 D"(E%S"'%2("E%T' a Datos de c/lculo $apacidad .......................................... ?@ AnBhC 6ongitud de transporte ......................... 6 @ mC 3ensidad del material transportado...... D @ AnBm&C Engulo granulomtrico .......................
@ C
$ondiciones de trabajo mu pró7imos al funcionamiento
5 #rocedimiento del c/lculo 51.- Elecci6n de la elocidad de transporte se realiza del grupo de valores nominales seg*n la tabla siguiente
Ta5la 4.4-1 elocidad de la cadena de arrastre > @mBsC ,1&
,G
,-
,-/0
,-1
,/
,/0
,&-0
,'
Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
6as velocidades .1& hasta .-/0 @ m BsC se utiliza solamente en casos especiales ( por ejemplo en los materiales abrasivos). >elocidades maores se utiliza para materiales con bastante humedad
Transportador Redlers
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5.- Determinaci6n de la secci6n de tra5a,o S >er (Fig.'.'& ) 6a sección ( superficie ) de trabajo se calcula de la ecuación para la cantidad de transporte por hora ? 4 &1 = D > ϕ S =
Q !$00& ρ &V &ϕ
............ @ m /C
4.4-1
3onde: ϕ 4
$oeficiente relacionado a la disminución de la superficie de trabajo = por el órgano de arrastre
ϕ
4 .H I .H0
6a superficie de trabajo esta dado tambin por la relación =4h
4.4-
3onde: 4 !ncho del cajón @mC h 4 !ltura total de la cantidad de material transportado @mC h 4 h- 5 h/ h- 4 !ltura del arrastrador @ m C h/ 4 !ltura de la capa del material por encima del arrastrador @mC Para establecer las dimensiones , h es necesario elegir la cadena en forma preliminar esto es cadena de arrastre sencilla o doble. #n dependencia a la clase de articulación a la sección de trabajo = se determinan las secciones nominales
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h de la tabla '.'/ ( para cadena sencilla ) o de la tabla '.'& ( para cadena doble)
Ta5la 4.4- -1
78mm9
-/0 ,/ -1 ,/0 / /0 &/ ' 0
Dimensiones principales del ca,6n para cadena de arrastre sencilla 2nc7o del ca,6n :8mm9 / /0 &/ ' 0 10 G S ;;< Secci6n de tra5a,o 8 m=9 ,/0 ,&/ ,' ,' ,0 ,1& ,1& ,G ,- ,-/0 ,- ,-/0 ,-1 ,/ ,/0 ,-1 ,/ ,/0 ,&-0 ,/0 ,&-0 ,'
Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
Ta5la 4.4-)
Dimensiones principales del ca,6n para cadena de arrastre do5le 2nc7o del ca,6n :8mm9
78mm9
&/
'
0
10
G
-
S ;;< Secci6n de tra5a,o 8 m=9 &/ ,- '
,-/0 ,-1
,-1 ,/ ,/0
,/ ,/0 ,&/0
,/0 ,&-0 ,'
,&-0 ,'
Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
5).- Control de la relaci6n
h B
Transportador Redlers
IV -10'
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! fin de que no haa rotura de la capa superior del material de altura h - ( ver Fig.'.'%/ ) , la fricción interna entre las part8culas en el plano de contacto entre ambas capas debe ser maor que la fricción entre la capa superior del material las paredes de la caja, #ntonces debe cumplir la siguiente desigualdad / F9 f J h / ta D g tg donde: F9 4 fuerza presional horizontal f 4 $oeficiente friccional tangencial entre las part8culas del material la pared de la caja, para diferentes materiales juntamente con la densidad el +ngulo granulomtrico se puede obtener de la tabla '.'' ta 4 Paso del arrastrador 4 Engulo granulomtrico D 4 densidad
F9 4
1
h ρ & g &tg
h & ρ & g &t a & f &tg
π − α .h/ ta "
π − α < B&h t & ρ & g &tg α a "
4.4-4
4.4-*
3e donde: Transportador Redlers
IV -10(
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h
tg α
≤
B
π
f &tg *
"
−
α
4.4-+
)
6as fuerzas internas deben ser maores que las fuerzas de interacción o friccionales del material con las paredes para evitar la estanqueidad del material.
Ta5la 4.4-4
#ropiedades de algunos materiales a transportar
(aterial transportado
3ensidad D@AnB mKC
$oeficiente friccional Engulo con las paredes o el Lranulomtrico fondo de la caja @ M C f
$arbón
,2/I,H1
//I'
,&I,20
Fosfato
,GI-,0
&I'0
,'0I,H
smola
,'
&'
,1
=oda seca
-,/G
/H
,'0
=al seca
-,/
/0I&0
,2I,H
,2I,G
/I&0
,/2
-,-/
/1
,1I,
Lranos ( menos avana) au7ita triturada Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
54.- Elecci6n de la cadena > control del paso ? ta@ de la cadena arrastradora 6a dimensión del paso t a debe estar en relación con la altura del material h/ , la relación entre ellos se deduce de las relaciones de fuerza en el plano !%! de la figura '.'2 Transportador Redlers
IV -110
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Fig.4.4-A Fuerzas que act*an en el redler Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
6a presión vertical tiene en cada lugar del plano ! ! la dimensión P 4 D g h / (ver la función de la presión del plano vertical del material granulado Fig '.'2 ) el cual superpone la tensión fle7ional de las fuerzas de fricción F 9 f las cuales infieren al plano !! un momento de fle7ión
"fl 4 / .F9 .f .
1 !
h/
4.4-A
3onde la fuerza de presión 9orizontal en la pared de superficie h / ta
F9 4
1
h & ρ & g &tg *
π
"
− α )&t a .............. @ N C
Transportador Redlers
4.4-B
IV -111
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#l módulo de sección del material, si se considera como un cuerpo el+stico de las dimensiones h/ O O t a , va tener el valor 1
fl 4
$
ta/
4.4-
Q la tensión fle7ional ser+ : 1
R fl 4
M fl W fl
=
!
!
&h & ρ & g & f &tg 1 $
& B&t a
!
Rfl 4
π − α "
&h ρ & g & f &tg
π − α "
4.4-1
B&t a
6a tensión m8nima sucede en las puntas - ( debe ser siempre positivo) R - 4 P R fl
4.4-11
Por efecto de la fricción interna entre las part8culas del material , puede en estas puntas originar una fuerza / .F 9. f como una fuerza deslizante , o sea S- T Sp donde Sp 4
& F H & f
4.4-1
B&t a
#n el caso de: S - 4 Sp
luego de reemplazar
Transportador Redlers
IV -11
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h ρ & g &h −
!
& ρ & g &t a &tg
π −α h " &tg α =
B&t a
π −α "
& ρ & g & f &tg
B
4.4-1)
3e donde:
π − α + tg (α ) " ta 4 π α B&tg α − h f &tg − " &h & f &tg
4.4-14
tteorico U telegido V telegido W /I & veces el t teorico
6a ecuación '.'-' representa la condición m8nima de la dimensión del paso de la cadena de arrastre necesaria para alcanzar la altura del material h /, la dimensión real se elige, sin embargo, mucho mas grande. 6as articulaciones de arrastre est+n normalizados .3e las normas se elige la clase de articulación . 6a misma se elige en dependencia al ancho del cajón dimensión de la articulación del paso Xt aY , el esfuerzo admisible Fad @ N C la masa por metro lineal de la cadena con el arrastrador q / @ ZgBmC 6a fuerza admisible se compara con la m+7ima fuerza traccional de la cadena , la cual preliminarmente se calcula seg*n los siguientes pasos
c #otencia en la rueda estrella de accionamiento c1.- sin gu8as ( carriles) en el ramal superior
P4
Q& g &l
µ
!$00
+1 .....................
@ Z C
Transportador Redlers
4.4-1+
IV -11!
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c.- con gu8as ( carriles) en el ramal superior Q& g &* L +1&L1 )
P 4 µ
!$00
+1 .............. @ Z C
4.4-1A
3onde: [ 4 $oeficiente de resistencia, su dimensión se determina de la tabla ''0 en dependencia al ancho del cangilón el coeficiente de fricción tangencial entre las part8culas del material la caja f 6- 4 6ongitud de las guias ( carriles) 6a fuerza circunferencial de accionamiento ser+ :
F$ 4
1000& P
v
4.4-1B
...................... @ N C
Preliminarmente se va a suponer, que la tracción m+7ima es igual a la fuerza circunferencial , o sea Am+7 W Fc
Ta5la 44 * coeficiente friccional entre la pared > el material ?f@ > coeficiente de resistencia ? @
f
-1
/
/0
2nc7o del ca,6n :8mm9 &/ ' 0
10
G
-
,2 ,G0 -,
,10 ,G ,H0
,10 ,G ,H0
Coeficiente G ,& ,' ,0
-,1 -,G /,'
-,& -,0 -,2
-,- -,& -,0
,H -,- -,&
,G ,H0 -,-
,20 ,H -,0
Transportador Redlers
IV -11"
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,1 ,2 ,G
/,/ /,' /,1
-,H /,- /,&
-,2 -,H /,-
-,0 -,2 -,H
-,& -,0 -,2
-,/ -,' -,1
-,-0 -,& -,'0
-,- -,/0 -,'
-,- -,/0 -,'
Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
6os valores indicados del coeficiente [ valen para longitudes de redler 6 J ' @mCV para 6 U ' @mC es necesario aumentar en 0 \ por cada - @mC de aumento en longitud .
d C/lculo de las resistencias indiiduales d1.- Resistencia por efecto de la fricci6n del material con el fondo del ca,6n F- 4 f q- g 6 ..................... @NC
4.4-1
3onde: f
4 coeficiente friccional entre la pared el material
q- 4 masa del material referido a un metro de longitud del transportador @ ZgBmC
q- 4
Q !&$ + v
.......................@ ZgBm C
d.- Resistencia por efecto de la fricci6n del material con la pared del ca,6n
π α F/ 4 - D g f h / 6 tg/ − ......... @ N C "
4.4-
d).- Resistencia por efecto de la fricci6n del arrastrador con el fondo del ca,6n
Transportador Redlers
IV -11#
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F& 4 f - q/ g 6 .................... @ N C
4.4-1
f - 4 coeficiente de fricción tangencial entre la articulación el fondo del cajón q/ 4 masa por metro lineal de la cadena arrastradora @ Zg B m C
d4.- Resistencia por efecto de la fricci6n de la cadena arrastradora con las guias Hcarriles F' 4 f - q/ g 6- .................... @ N C
4.4-
d*.- Resistencia en la rueda estrella tensora
F0 4 ] f
d D1
+ f g
................... @ N C D1 d 1
4.4-)
3onde: d- 4 di+metro del gorrón del eje de la rueda dentada d 4 3i+metro del gorrón en la articulación del arrastrador 3- 4 3i+metro primitivo de la rueda tensora f / 4 $oeficiente de fricción en la articulación del arrastrador f / 4 .' I 0 f g 4 $oeficiente friccional en el gorrón de los rodamientos de la rueda estrella V se elige.
Transportador Redlers
IV -11$
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f g 4 .0 para rozamiento rodante f g 4 ./
para rozamiento deslizante
] 4 Fuerza tensora @ N C
6a fuerza tensora se elige en un rango de - a & @ N C, esto con el objeto de evitar la fle7ión de la misma evitar que se salga de las gu8as o dientes de la rueda dentada
A/ 4
Z
−F' ....................... @ N C
4.4-4
d+.- Resistencia en la rueda estrella de accionamiento
F1 4 ( A- 5 A/ ) f
d D
+ f g
........... @ N C D d
4.4-*
donde A- 4 Fuerza traccional en el lado conductor de la rueda estrella de accionamiento @ N C A/ 4 Fuerza traccional en el lado conducido de la rueda estrella de accionamiento @ N C d/ 4 3i+metro del gorrón en el eje de la rueda estrella de accionamiento @ mm C 3/ 4 3i+metro primitivo de la rueda estrella de accionamiento @mmC
dA.- Determinaci6n de las fuerIas traccionales T1 > T en la cadena de arrastre > la fuerIa circunferencial F en la rueda estrella
de
accionamiento
Transportador Redlers
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Z
5 F- 5 F/ 5 F& 5 F0 ........... @ N C
4.4-+
F' .................................... @ N C
4.4-A
F 4 A- A/ 4 F- 5 F/ 5 F& 5 F' 5 F0 .......... @ N C
4.4-B
A- 4
A/ 4
Z
e determinaci6n de la potencia del electromotor
P4
( F + F $ )&v 1000 &η m
.................... @ Z C
4.4-
3onde:
^m 4 endimiento mec+nico de transmisión entre el motor la rueda estrella de accionamiento
f control de resistencia del 6rgano de tracci6n 6a cadena de arrastre se dimensiona a la m+7ima fuerza traccional A respectivamente se verifica, si la elección preliminar de la cadena fue correctamente realizada . _ sea debe cumplir la siguiente desigualdad:
Adn 5 A- ; Fad
4.4-) Transportador Redlers
IV -11'
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Ama7 4 A- 5 Adn ............ @ N C
4.4-)1
Adn 4 & m a ma7 ............. @ N C
4.4-)
m 4 6 ( q- 5 $ q/ ) ............ @ Zg C
4.4-))
ama7 4
V
R
0
sen
1'0 Z
......... @ mBs / C
4.4-)4
:2SES #2R2 EL C2LC&L' DE L'S REDLERS JERT"C2LES =i se usan los redlers para el transporte vertical, los arrastradores los curvados la fosa del redler, deben estar equipados con una parada intermedia, que separe los dos ramales de la cadena ver Fig. '.'G. 6a cadena debe pasar del ramal horizontal al ramal vertical a la inversa
Transportador Redlers
IV -11(
Ingeniería Mecánica – Máquinas de Elevación y Transporte
Fig.4.4-B #squema de un transportador redler horizontal % vertical Fuente: !puntes de clases
!ntes del ramal vertical ha una parte horizontal la cual desplaza el material al ramal vertical . $on el aglutinamiento del material se produce un aumento de las presiones en las superficies verticales con ellas se incrementan las fricciones tangenciales entre las part8culas del material las paredes, dificultando el movimiento continuo en sentido ascendente en toda la sección de la fosa 6a presión est+tica en los materiales granulados est+ representada por las relaciones de `anssen cua función en dependencia de la profundidad es e7ponencial. $on el movimiento ascendente las relaciones de fuerza cambian, lo que implica que el sentido de las fricciones tangenciales entre las part8culas del material las paredes de la caja cambian su dirección. $uando se transporta material granulado con auda del pistón las presiones relativas P
P7
r+pidamente aumentan seg*n las ecuaciones P 4 D g a ( e Ba % -) .............. @pascalC
4.4-)*
3onde: O 4
Per8metro de la sección transversal de la fosa @ m C
S f 4 Erea de la fosa @ m / C ρ=
3ensidad del material @ AnBm & C a- 4
S f f &O& K
...................... @ m C
Transportador Redlers
4.4-)+
IV -10
Ingeniería Mecánica – Máquinas de Elevación y Transporte
π α Z 4 tg/ − "
4.4-)A
P7 4 P .......................@pascalC
4.4-)B
#l aumento brusco de las presiones relativas admite el transporte de capas de pequea altura en los redlers verticales, cua cadena esta equipada con arrastradores, las relaciones de fuerza son diferentes , la presión relativa P7 en la pared (ver Fig. '.'G), de la cual resulta la fricción tangencial, va aumentar e7ponencialmente sólo con la altura , igual al paso del arrastrador . relacionado a la altura total de la fosa , as8 aumenta la presión relativa hasta un limite cua función va ser deducida m+s adelante. #l transporte total de altura 9 ser+ dividida por los arrastradores en n sectores , cua altura es igual al paso t del arrastrador ( cadena) . con ello la columna de material granulado en la fosa del redler est+ dividido en n capas 6a resistencia por efecto de la presión entre las part8culas del material transportado las paredes va tener en la capa superior el valor siguiente t a
A- 4
∫ O& f & Px&dy
4.4-)
0
3onde: O 4
f
Per8metro de la sección transversal de la fosa @ m C
4 $oeficiente de fricción tangencial entre las part8culas del material las paredes de la fosa
d 4 !ltura elemental de la capa del material 6uego de reemplazar la presión relativa P7 se obtiene
Transportador Redlers
IV -11
Ingeniería Mecánica – Máquinas de Elevación y Transporte t a
A- 4 ρ & g &S f ∫ (e y , a −1)&dy = ρ & g &S f [a(et 1
a
, a1
−1) − t a ] ....... @ N C
0
4.4-4 ! la resistencia A - se superpone el peso de la capa superior del material L-4D.g.S f .ta , tal que la resistencia total que debe vencer la cadena en la capa del sector superior , va tener la dimensión F- 4 A- 5 L- 4 D g S f a- ( e
t a
, a 1
% -) ............... @ N C
4.4-41
Parte de esta fuerza que se simboliza F -, se transmite por el arrastrador a la cadena, la otra parte F- se transmite por la sección = ( >er Fig. '.'H ) a la capa inferior del material
Fig. 4.4- $orte transversal de un redler vertical Fuente: !puntes de clases ("#$ % &')
=uponiendo que la relación: F - F 1
= S -- = λ ;S f
4.4-4
donde: S” Erea de la fosa ( S f ) menos Erea del arrastrador $ontra el movimiento de la segunda capa del material, act*a por una parte la resistencia por efecto de la fricción en las paredes el propio peso de la capa del material D.g.= f .a-( e t
a
,a
-) , por una parte la transmisión de la presión de la primera
capa F --= λ &F Aal que la presión total en el plano del arrastrador de la segunda 1
1
capa de arriba va ser. Transportador Redlers
IV -1
Ingeniería Mecánica – Máquinas de Elevación y Transporte
F/ 4 D g = f a- ( e
t a
, a 1
% - ) ( - 5 ) ............. @ N C
4.4-4)
Parte de esta Fuerza ejercida por el peso del material que es de dimensión F /, se transmite a la capa siguiente, tal que con el plano desplazado en un paso en dirección descendente, act*a la presión total F& 4 D g = f a- ( e
t a
% - ) ( - 5 ) % ........... @ N C
4.4-44
% - ) ( - 5 5 / ) ..............@ N C
4.4-4*
% - ) 5 D g =f a- ( e
, a 1
F& 4 D g = f a- ( e
t a
, a 1
t a
, a 1
!n+logamente en n planos de arriba va ser Fn 4 D g = f a- ( e
t a
, a 1
% - ) ( - 5 5 / 5 & 5 ........5 n- ).............@ N C
Fn 4 D g = f a- ( e
t a
, a 1
% - )
1 − λ
n
1 − λ
..........................@ N C
4.4-4+
4.4-4A
6a función de la presión por el peso del material granulado es gradual en cada plano
del
arrastrador,
la
presión
disminue
nuevamente
aumenta
e7ponencialmente en el plano siguiente. cuando n tiende a infinito se obtiene el valor de F n
Fn 4 D g = f a-
e t a , a1
− 1 ..................... @ N C
1 − λ
4.4-4A
=i esta fuerza se supone como promedio de una capa del material de altura t a , la resistencia (fuerza) total ser+: ρ & g &S f &a1 & H &(e t
a
Ft 4 n.Fn 4
t &(1 − λ )
, a1
−1)
.............. @ N C 4.4-4B
Transportador Redlers
IV -1!