UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN FACULTAD DE INGENIERIA Escuela Académica Profesional de Ingeniería Mecánica “DISEÑO DE UNA BANDA TRANSPORTADORA DE 350 TPH
PARA CARBON DE 5 PULG. DE DIAMETRO APROXIMADAMENTE”
TRABAJO INFORME PRESENTADA POR: Richard Isaac Quenaya Maquera
10-34769
Richard Raul Maquera Maquera
09-33388
Cristhian Calderon Rodriguez
08-31739
TACNA - PERU 2014
DE UNA BANDA TRANSPORTADORA DE 350 TPH PARA CARBON DE 5 PULG. DE DIAMETRO
“DISEÑO
APROXIMADAMENTE”
INDICE
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................ ................................................................................ 1 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA ............................................................. ................................................................................... ...................... 2 HIPÓTESIS ..................................................................... ............................................................................................................................ ....................................................... 2 CAPITULO I .................................................................... ........................................................................................................................... ....................................................... 3 1.1.
Introducción ............................................................................................................ ............................................................................................................ 3
1.2.
Objetivo general ..................................................................................................... .................................................................................................... 4
1.3.
Objetivos específicos ............................................................................................ ............................................................................................ 4
CAPITULO II ................................................................... .......................................................................................................................... ....................................................... 5 2.1. Antecedentes ............................................................ ......................................................................................................... ............................................. 5 2.2.
Extracción del material ......................................................................................... 6
2.3.
Preparación del carbón .................................................................. ........................................................................................ ...................... 6
2.4.
Transporte del Carbón .......................................................................................... ......................................................................................... 7
2.5.
Seguridad en las explotaciones del carbón
2.6.
Consideraciones del diseño ................................................................................. ................................................................................ 8
2.7.
Funciones de la faja transportadora ................................................................... 9
2.8.
La Banda..................................................................... ............................................................................................................... .......................................... 10
2.8.1. 2.9.
...................................................... 8
Tipos principales de bandas ...................................................................... 10
Rodillos y soporte ................................................................................................ ................................................................................................ 13
2.10.
Tensión en la faja, Potencia e sistemas de transmisión ........................... 16
2.11.
Polea y ejes ...................................................................................................... ...................................................................................................... 16
2.12.
Angulo de sobrecarga sobrecarga del material ............................................................... 16
CAPITLO III .......................................................................................................................... 17 3.1.
Características del Transportador Transportador ........................................................... .................................................................... ......... 17
3.2.
La localización del transportador ...................................................................... ...................................................................... 17
3.3. Especificaciones o datos básicos para el diseño de la banda Transportadora ...................................................................... ................................................................................................................ .......................................... 17 3.5.
Selección de los Rodillos ............................................................... ................................................................................... .................... 22
3.5.1.
La distancia de transmicion recomendada
3.5.2.
Tipos de Servicio ......................................................................................... 26
............................................. 25
3.6.
Calculo de la tensión efectiva, potencia y sistema de transmisión ............. 29
3.6.1.
Calculo de la potencia de la maquina ...................................................... 36
3.6.2.
Factor de arrollamiento arrollamiento ............................................................................... .............................................................................. 37
3.7.
Calculo para un transportador t ransportador dual .................................................................. 39
3.8.
Caculos de frenos ............................................................... ............................................................................................... ................................ 42
CONCLUSIONES ................................................................................................................ ............................................................................................................... 44
PLANTEAMIENTO PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En la ciudad de Tacna, tenemos la empresa minera Toquepala, donde hacen la explotación de minerales, tales como: Oro, Cobre, plata, Carbón. En los últimos meses la explotación del carbón ha incrementado, lo cual no se cuenta con equipos de traslado, se hace la necesidad de una banda transportadora para poder trasladar dicho material, lo cual se hace el estudio necesario para el diseño de una faja transportadora, con los alumnos de la universidad “Jorge Basadre Grohmann” de la escuela de Ingeniería Mecánica.
En este caso buscaremos una solución para facilitar el traslado del mineral de carbón. Así con esta máquina nos ahorramos energía y contribuimos en disminuir el medio ambiente, mejorar la producción y productividad de la minera.
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JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA El Diseño de la banda transportadora de carbón ayudara a los obreros y a la empresa a ahorrar costos, aplicando los sistemas integrados de gestión mejorando la calidad de la producción. El desarrollo de este proyecto permitirá movilizar el material explotado que es el carbón, para una mejor extracción se necesitara el diseño de una banda transportadora netamente para el traslado del carbón .
HIPÓTESIS Diseñar y poner en operatividad la banda transportadora, permitiendo el avance de la explotación del carbón.
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1. CAPITULO I ESPECIFICACIONES GENERALES
1.1. Introducción En la explotación de una mina a tajo, se realiza el planeamiento referente al minado de las reservas económicas mediante el sistema (volquetes tren). Pero el número de equipos necesarios por año es entonces calculado como producto de la simulación. Realmente, muchas características del diseño del plan de minado se ven afectados si el número de equipos es insuficiente. En este caso se debe tratar el diseño de botaderos cortos, cambiar el plan de minado en zonas altas o diseñar rampas que permitan el acceso de trenes a zonas de volquetes, etc. Las soluciones son paliativos a la falta de volquetes, en caso de que esta deficiencia se repita en toda la vida de la mina debe pensarse en inversión. El análisis económico debe intervenir para decidir si se compran volquetes adicionales, trenes o se introducen nuevas alternativas de transporte como las fajas transportadoras. En la actualidad existen estas máquinas y se usan bastante para el área de producción de material de construcción, son eficientes y de real demanda, sin embargo estas son muy costosas y se requiere de un personal especializado para su instalación. Existen muchos tipos de transportadores de carga siendo uno de los más usados el transportador de banda, dicho tipo de transportador existe en diferentes tamaños desde los que transportan minerales que pueden tener hasta 1,000 pies de longitud hasta las pequeñas bandas de 10 pulgadas que forman parte de sistemas automáticos de movimientos secuenciales. 3
1.2. Objetivo general Diseñar una faja transportadora para la Minera Toquepala, siendo de gran necesidad, para satisfacer sus necesidades.
1.3. Objetivos específicos
Realizar el diseño de la faja transportadora.
Realizar el montaje de la faja transportadora.
Instalar y colocar en marcha.
Realizar las pruebas necesarias para el buen funcionamiento.
Realizar una instrucción a los operarios para un buen funcionamiento.
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2. CAPITULO II MARCO TEORICO
2.1. Antecedentes Las bandas transportadoras han tenido un uso intensivo en la industria desde hace más de 200 años, dichas bandas se basan en la transportación continua y en la facilidad para la selección y el empaque del producto de forma que en la actualidad, toda una industria se dedica a fabricar partes por separado de dichos transportadores, tenemos por un lado, los fabricantes de bandas y por el otro lado se fabrican sprockets, columnas, estructuras, cadenas, congilones, etc., todo por separado, de forma que el diseñador moderno solo tiene que armar los componentes, sin embargo, esto no nos exenta del trabajo del diseño, ya que para saber la capacidad y el tamaño de cada componente correspondiente a cada necesidad y circunstancia se requiere de un análisis completo en la aplicación de la teoría del diseño mecánico. En la actualidad existen bandas automatizadas, es decir, que al llegar un paquete a un puesto de trabajo, la banda se detiene automáticamente obedeciendo a la señal de un sensor (óptico, inductivo, capacitivo, etc.) formando parte de una secuencia automática de movimientos. Las primeras cintas transportadoras que se conocieron fueron empleadas para el transporte de carbón y materiales de industria minera. El transporte de material mediante cintas transportadoras data de aproximadamente el año 1785. La mayoría de estas instaladas en terrenos planos, así como en cortas distancias.
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El primer sistema de cinta transportadora era muy primitivo y consistía en una cinta de cuero lona o cinta de goma que se deslizaba por una tabla de madera plana y cóncava. Este tipo de sistema no fue calificado como exitoso pero proporciono un incentivo a los ingenieros a considerar los transportadores como un rápido, económico y seguro método de mover grandes volúmenes de material de un lugar a otro.
2.2. Extracción del material El carbón se extrae mediante dos métodos: en super ficie o “a cielo abierto” y mediante extracción subterránea o “de profundidad”. La selección del
método de extracción viene determinada por la geología del depósito carbonífero. La extracción subterránea supone actualmente el 60% de la producción mundial de carbón, aunque en algunos países productores la extracción de superficie es más común. La extracción de superficie representa el 80% de la producción en Australia, mientras que en EEUU se utiliza par a obtener el 67% de su producción.
2.3. Preparación Preparación del carbón El carbón directamente extraído del suelo, conocido como mineral bruto (ROM), a menudo contiene impurezas no deseadas, como rocas y suciedad, y llega en una mezcla de fragmentos de diferentes tamaños. Sin embargo, los usuarios de carbón necesitan un carbón con una calidad consistente. La preparación del carbón, también conocida lavado del carbón, se refiere al tratamiento del mineral bruto para asegurar una calidad consistente y la mejora de su idoneidad para usos finales concretos.
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Para eliminar las impurezas, el mineral bruto se tritura y se separa en fracciones de diferentes tamaños. El material más grande se suele tratar utilizando un método de separación de densidad media. Durante este proceso, el carbón se separa del resto de impurezas haciéndolo flotar en un depósito que contenga un líquido de una gravedad específica, normalmente una suspensión de magnetita na. Puesto que el carbón es más ligero, flota y puede separarse del resto, mientras que las rocas y el resto de impurezas más pesadas caen al fondo y se retiran como material residual. Las fracciones más pequeñas se tratan de diferentes modos, normalmente basándose en las diferencias de masa, como en máquinas de centrifugado. Una máquina de centrifugado es una máquina que hace girar un contenedor a gran velocidad, haciendo que los sólidos y los líquidos de su interior se separen. Algunos métodos alternativos utilizan las diferentes propiedades de superficie del carbón y de los residuos. En la “flotación por espuma”, las partículas de carbón se eliminan con una
espuma producida al insuflar aire en un baño de agua que contiene ciertas reas gentes químicas. Las burbujas atraen el carbón, pero no los residuos, que se eliminan para recuperar las partículas de carbón. Los recientes desarrollos tecnológicos han permitido aumentar la recuperación de material carbonífero ultra fino.
2.4. Transporte Transporte del Carbón El método de transporte de carbón depende de la distancia que se va a recorrer. El carbón se suele transportar en cintas transportadoras o en camiones para distancias cortas. Se utilizan trenes y barcazas para recorrer distancias más largas dentro de los merca dos locales, y también se puede mezclar el carbón con agua para formar un fango de carbón y transportarlo a través de un conducto.
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2.5. Seguridad en las explotaciones del carbón El sector del carbón se toma el asunto de la seguridad de forma muy seria. La extracción subterránea de carbón implica un riesgo de seguridad mayor que la extracción de carbón a cielo abierto. No obstante, en las explotaciones modernas de carbón existen procedimientos de seguridad rigurosos, normas de higiene y seguridad y educación y formación del personal, que han supuesto una mejor a significativa en los niveles de seguridad tanto en la extracción subterránea como en la de a cielo abierto Aún existen existen problemas problemas dentro del sector. sector. La mayoría mayoría de accidentes accidentes y muertes en explotaciones de carbón se producen en China. La mayoría de los accidentes se producen en pequeñas explotaciones, a menudo ilegales, en las que las técnicas de extracción se basan en la mano de obra y utilizan un equipamiento muy básico. El gobierno chino está tomando medidas para mejorar los niveles de seguridad, incluyendo el cierre forzoso de estas pequeñas explotaciones y todas aquellas que no cumplan las normas de seguridad estándar.
2.6. Consideraciones Consideraciones del diseño Los Transportadores de faja pueden montarse de tal modo que sigan un número infinito de recorridos o caminos de viaje. Entre éstos, están los horizontales, inclinados con pendiente positiva, o negativa, o, incluso con curvas cóncavas y convexas, o cualquier combinación de éstas. También existen numerosas posibilidades para la carga y descarga del transportador. Prácticamente se pueden diseñar transportadores de la faja para cualquier recorrido deseado, limitados solamente por el esfuerzo de la faja, el ángulo de inclinación, o el espacio disponible. Algunos de los perfiles mostrados abajo, son más recomendables que otros.
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2.7. Funciones de la faja transportadora Las cintas transportadoras son elementos auxiliares de las instalaciones, cuya misión es transportar, elevar o distribuir materiales hacia otro punto. Son aparatos que funcionan solos, intercalados en las líneas de proceso y que no requieren generalmente de ningún operario que las manipule directamente de forma continuada.
Gran velocidad.
Grandes distancias.
Su función más importante, a nivel de transporte, es hacerlo de forma continua, tanto de materiales homogéneos como mezclados, a distancias que pueden oscilar entre algunos metros y decenas de kilómetros. Uno de los componentes principales de los transportadores es la banda de goma, que ejerce una doble función:
Contener el material transportado.
Trasmitir la fuerza necesaria para transportar la carga.
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Lo ramales, superior y de retorno de la banda, descansan sobre una serie de rodillos soportados por estructuras metálicas. En los dos extremos del transportador, la banda se enrolla en tambores, uno de los cuales, acoplado a un órgano motor, transmite el movimiento.
2.8. La Banda La banda es uno de los elementos más importantes de toda la instalación y se le puede considerar como el elemento principal, pues tiene que ser capaz de cumplir las siguientes funciones:
Absorber las tensiones desarrolladas en el arranque.
Transportar la carga.
Absorber la energía de impacto en el punto punto de carga.
Resistir a los los efectos efectos de de temperatura temperatura y agentes químicos (calor, aceite aceite y la grasa que contiene los materiales, acidez, etc.).
Cumplir con con los requisitos requisitos de seguridad seguridad como la resistente al fuego.
2.8.1. Tipos principales de bandas Las bandas se pueden clasificar atendiendo a diferentes aspectos:
Según el tipo de tejido:
De algodón.
De tejidos sintéticos (Figura 3.2).
De cables de acero (Figura 3.2).
Según la disposición del tejido:
De varias telas o capas (Figura 3.2).
De tejido sólido (Figura 3.4).
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Según el aspecto de la superficie portante de la carga:
Lisas (Figura 3.2).
Rugosas (Figura 3.5).
Con nervios, tacos o bordes laterales vulcanizados (Figura 3.6).
Las bandas lisas son para instalaciones horizontales y con un pequeño ángulo de inclinación. Las calidades de sus recubrimientos y su carcasa exterior, pueden combinarse adecuadamente según las exigencias de funcionamiento. La fabricación estándar abarca anchos desde 400 a 1600 mm.Para utilizaciones específicas se pueden fabricar hasta un ancho de 2200 mm con bandas reforzadas (Figura 3.3). Las bandas rugosas sirven para incrementar el coeficiente de adherencia de los materiales transportados, pudiendo funcionar tanto en plano horizontal como inclinado. Este tipo de superficie se suele utilizar en el transporte típico de aeropuertos, sacos de correo, fardos, etc. (Figura 3.5). Su recubrimiento puede realizarse, según las necesidades, con cualquiera de las calidades descritas en la Figura 3.6, confeccionándose con 1200 mm de ancho máximo. Existen multitud de tipos de grabados de rugosidad. Las bandas nervadas son usadas para instalaciones con elevado ángulo de inclinación, las cuales evitan el retroceso o caída del producto transportado, incrementándose la capacidad de carga de la banda. En función de las características del material transportado y el ángulo de inclinación del transportador, se determina el tipo y altura del perfil más adecuado, consiguiéndose perfiles de hasta 70º de inclinación. Se fabrican en anchos de 400, 500, 600, 650, 800, 1000 y 1200 mm. (Ésta última se puede fabricar con los nervios a 1000 o 1200 mm).
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2.9. Rodillos y soporte Los rodillos son uno de los componentes principales de una cinta transportadora, y de su calidad depende en gran medida el buen funcionamiento de la misma. Si el giro de los mismos no es bueno, además de aumentar la fricción y por tanto el consumo de energía, también se producen desgastes de recubrimientos de la banda, con la consiguiente reducción de la vida de la misma. Si los rodillos se inmovilizan, al rozar la banda contra ellos se produce planos en la superficie cilíndrica que con el tiempo puede producir la rotura de los mismos.
Uno de los componentes más importante de los rodillos y que más influye son los rodamientos. En Europa, los más empleados son los rodamientos de bolas, de una hilera, mientras que en U.S.A. se emplean los rodamientos cónicos.
El otro componente que en orden de importancia influye en la vida del rodillos, es el sistema de juntas de estanqueidad, pues de la eficacia de esta depende la mayor o menor contaminación de la grasa lubricante. En cuanto a los tipos de rodillos, se puede decir que hay tres tipos fundamentales:
Rodillos cilíndricos con la superficie superficie exterior lisa, lisa, tal como la la obtenida mediante el empleo de tubos de acero.
Rodillos cilíndricos recubiertos de goma, adecuados para soportar impactos pequeños.
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Rodillos cilíndricos cilíndricos de aros de goma, si se montan en los rodillos portantes pueden soportar grandes impactos, usados en la zona de carga. Si se montan en la zona de retorno, deben ser adecuados para facilitar la limpieza de la banda.
Es importante seleccionar el mejor diseño de rodillo para una condición específica, partiendo de que los rodillos influyen grandemente las tensiones de la faja, los requisitos de potencia, la vida útil de la faja, la capacidad, y el éxito funcional del transportador. El uso del correcto rodillo de transporte y el espaciamiento apropiado puede minimizar la resistencia a la fricción. Algunos rodillos llevan cargas de sección transversal mayores con respecto a otros, para determinados materiales. Otros son necesarios para propósitos tales como guiar la faja, amortiguar la faja contra la caída de trozos pesados, y el manejo de materiales sumamente abrasivos o pegajosos. Aun teniendo en cuenta su simplicidad, las formas constructivas de los rodillos son muy variadas en los que se refiere a los sistemas de estanqueidad que se han ideado para impedir la penetración de la suciedad en los rodamientos. Su evolución ha sido continua desde el primer diseño de los mismos en el siglo XIX hasta ahora. Sus componentes principales se detallan a continuación (ver Figura 3.9): a) Rodamientos: Como ya se ha señalado señalado en el párrafo anterior, anterior, en Europa se emplean los rodamientos de bolas y en U.S.A. los rodamientos cónicos. Se sabe que los rodamientos de bolas tiene una capacidad de carga, tomando como base el diámetro interior, lo suficiente para soportar cargas, velocidades y tiempos de duración exigidos por los usuarios de los rodillos, siendo además poco sensibles a la falta de alineación entre los mismos. Su coeficiente de fricción es reducido. Por el contrario, los de 14
rodamientos cónicos tienen una capacidad de carga muy amplia, pero tienen el inconveniente de ser más sensibles a la falta de alineamiento. b) El sistema de estanqueidad: estanqueidad: Está constituido por el conjunto de juntas, ya sean laberíntica o de fricción. De su eficacia depende la vida de los rodamientos, y por tanto, del rodillo. Existen multitud de dispositivos constructivos siendo difícil evaluar la eficacia relativa de los mismos. c) El Eje: Es un componente sencillo, siendo la precisión y coaxialidad de las zonas de asiento de los rodamientos, las dos condiciones exigidas al mismo. Suelen fabricarse de aceros finos al carbono. d) El cuerpo del rodillo: Está formado por el tubo cilíndrico y por los extremos o cubos del mismo. Hasta no hace mucho tiempo se construían de una sola pieza en fundición gris. Se empleaban en minería subterránea y eran muy pesados. Posteriormente, se fabricaron de acero y los cubos de fundición gris. Hoy en día, se fabrican más ligeros siendo la parte cilíndrica también de tubo de acero, pero los cubos son de acero suave embutido, soldados al tubo.
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2.10.
Tensión en la faja, Potencia e sistemas de transmisión
Las tensiones en la faja no sólo determinan el esfuerzo requerido en la faja, sino que también influyen en el diseño de muchas otras partes mecánicas. Además, la potencia necesaria para el accionamiento del transportador se calculada a partir de las tensiones de faja. Los factores que contribuyen a las tensiones en la faja y su relación con los requerimientos de potencia, junto con las fórmulas y tablas apropiadas. Entre los factores principales discutidos están, la potencia requerida para superar la carga, la fuerza de fricción, la aceleración y desaceleración, y los arreglos de la Transmisión. Un buen diseño puede asegurar tensiones de la faja menores mediante el acomodo apropiado de poleas de transmisión, su revestimiento, y el ángulo de arrollamiento de la faja. Las Tensiones resultantes de la aceleración pueden ser limitadas por los mandos eléctricos apropiados.
2.11.
Polea y ejes
Debido a que las poleas y loa ejes del transportador una estructura compuesta en el funcionamiento, se acepta en la práctica de ingeniería considerar su diseño en conjunto.
2.12.
Angulo de sobrecarga del material
Proporcionar un estudio comprensivo de las exitosas ventajas actuales en el manejo de los materiales a granel tanto en tramos de pendiente positiva como negativa. Esta capacidad, combinada con la adaptabilidad del recorrido de los sistemas de transportadores a granel, brinda un alto grado de versatilidad en el movimiento de los transportadores de faja de materiales a granel entre los puntos de carga y descarga.
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3. CAPITLO III CALCULOS 3.1. Características del Transportador Transportador Las características del transportador, son en base a la capacidad manejada, que es de 350 toneladas por hora, que que en este caso caso es de carbón de 5 pulgadas de diámetro (0.127 mts) o sea de 55 lb/pie3 y las condiciones de operación son: 16 horas de funcionamiento diaria y con una temperatura mínima del medio ambiente, en raras ocasiones de (14ºF) -10 C.
3.2. La localización del transportador Se localiza en una región de explotación del mineral a 500 metros sobre el nivel del mar (1640 pies snm); el material es cargado al transportador por medio de una tolva especialmente diseñada para esa función o por medio de un sistema de bandas de transferencia. La descarga del material, se hace por medio de un tigger o disparador, colocado en el exterior de la mina y en la sección horizontal de la parte superior del transportador
3.3. Especificaciones o datos básicos para el diseño de la banda Transportadora Para hacer el diseño de nuestro transportador de banda, nos basamos en el siguiente tipo de material manejado:
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Material manejado:
Carbón extraído de mina
Código:
D35T
Capacidad:
350 Toneladas/hora
Peso del Material:
55 lb/pie3
Tamaño:
En trozos hasta 5”
Turno:
2 Turnos (16 horas diarias)
Temperatura mínima del lugar
14ºF
Angulo de reposo:
35º-39º
Característica:
Medio Corrosivo
Angulo de sobrecarga:
25º
Fluidez:
Promedio
Inclinación max. Rec. :
16º
Asumido:
8º
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El código D35T, mostrado en la tabla superior es de acuerdo al material, en este caso Carbón de piedra, bituminoso, extraído de mina y clasificado. En la tabla 3.2. Se muestra la descripción de este código; el cual da las características del material
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3.4. Capacidades, Anchos y Velocidades de la faja
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Velocidad Asumida :
500 ppm
Ancho de la faja :
24”
Capacidad Gravimétrica:
350 TON/hora
Convertir la Capacidad a pies cúbicos por hora.
⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄ ⁄
Capacidad equivalente :
Con el valor hallado de la capacidad equivalente y el angulo de sobrecarga seleccionamos el ancho de la faja para un angulo de abarquillamiento de 25º.
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El ancho de la faja y el ángulo de sobrecarga seleccionado de la tabla 4.3 dan un valor superior al hallado en la capacidad equivalente, indica que si cumple. De la tabla obtenemos los siguientes datos:
Faja Transportadora Capacidad Velocidad 500 ppm rea 0.44 0.44 pie pie Ancho de la 24 pulgadas faja
Nueva Capacidad Equivalente:
Ceq= 2640
Comprobación del porcentaje de llenado de la faja.
3.5. Selección de los Rodillos
Donde
Wb = Peso de la banda (lb/pie)
Wm = Peso del material (lb/pie)
Si = Espaciamiento del rodillo (lbs)
K1 = Factor de ajuste por tamaño de trozo (Ver tabla 5-4)
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K2 = Factor de medio ambiente y de mantenimiento (Ver tabla 5-5)
K3 = Factor de servicio (Ver tabla 5-6)
K4 = Factor de correción de la velocidad de la faja (Ver tabla 5 -7)
IML = Fuerza debido a la desviación por la altura del rodillo
Wb= 4.5 lb/pie
(Peso de la faja)
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b = 24”
Densidad = 50 lb/pie 3 aprox. Con estos datos, obtenemos de la tabla 5-2 el Si (espaciamiento recomendado)
El espaciamiento entre rodillos será de 4.5 pies (S i) y en los de retorno sera de 10 pies.La selección de rodillos se determina por tres condiciones importantes, el tipo de servicio, las características del material a transportar y la velocidad de faja. La faja transportadora deberá superar ciertas condiciones en su operación, esto incluye las horas de funcionamiento por día, la espectativa de vida útil global del sistema transportador y en el ambiente en el que los rodillos operan.
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Reemplazando:
Para ubicación del ultimo rodilloadyacente a la polea de cabeza , los bordes de la faja se estiran y sufren una tension adicional, si el esfuerzo del borde de la faja excede el limite elastico , el borde de la faja se estirara permanetemente y causara dificultades en su alineamiento .Por otro lado si los rodillos abarquillados se colocan muy lejos de la polea de cabeza , es probable el derrame de la carga.
3.5.1. La distancia de transmicion recomendada recomendada
25
3.5.2. Tipos de Servicio Diversos factores necesarios para calcular la carga ajustada (AL) K1= Factor de ajuste por tamaño de trozo
K2 = Factor de ambiente y de mantenimiento
K3 = Factor de Servicio
1.0
1.1
1.1
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K4 = Factor de corrección de la faja 0.95
Como resultado obtenemos los siguientes factores:
Remplazando los valores para calcular el AL:
Comparando la carga Real (IL) , con la carga ajustada (AL) :
< 27
Puesto que la carga ajustada (AL) es mayor que la carga real (IL), podemos decir que si cumple, por lo tanto usaremos la carga ajustada por ser mayor valor.
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Selección de Rodillos CEMA B5 - 35º Servicio Liviano con una carga de 410 lb con un peso de 24.2 lb.
3.6. Calculo de la tensión efectiva, potencia y sistema si stema de transmisión Para hallar el cálculo de la tensión se debe evaluar de forma individual las fuerzas que actúan sobre la faja transportadora y que contribuyeran a la tensión requerida para el accionamiento de la misma.
( ) ( ) KT = Factor de correccion de la Temperatura ambiental 1.10
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KX= Factor del Rodillo
Wb = 4.5 lb/pie
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Los valos de A i tabulados arriba son valores promedios e incluyen la resistencia de fricción a la rotación tanto para los rodillos de transporte como los de retorno. Los rodillos de retorno se basan en el tipo de rodillo simple. Si el arreglo doble de rodillo en “V” de retorno se usa, aumenta Ai
en un 5%.En el caso de transportadoes largos o con muy alta velocidad (encima de 1000 ppm) consulte a la compañía CEMA para un A i mas específico.
Reemplazando
Ky= Factor para calcular la fuerza en la faja y la carga de friccion sobre los rodillos L=400 pies Pendiente = 12%
Si = 4.5
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Por lo tanto el factor corregido será:
0.03 Reemplazando los datos obtenidos
( ) ( ) 32
Tp= Es la tensión resultante que representa la resistencia a la flexión de la correa al pasar por cada uno de las poleas. Depende del número de poleas y los datos representados en la siguiente tabla.
Tam= Es la fuerza necesaria para acelerar el material continuamente en la dirección de la correa.
Según grafico se obtiene un
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Tac = Es la tensión total de los accesorios de la correa
= Fuerza de friccion de los desviadores
= Tensión por rascadores o limpiadores = Tensión por fricción de los faldones Dónde:
= Longitud de los faldones de un faldón, pie. = Altura del material = Factor para los diferentes materiales
34
El ancho del faldón es: Altura mínima del faldón:
7.5” = 190.5 mm
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Finalmente reemplazando en Tac:
Después de obtener los valores reemplazamos en la fórmula de la tensión equivalente:
( ) ( ) 3.6.1. Calculo de la potencia de la maquina maquina
36
3.6.2. Factor de arrollamiento arrollamiento Reemplazando en la fórmula para la potencia de la maquina:
aceptable mínima para una flecha de 2% de la faja: la tensión aceptable Usando la fórmula para determinar la tensión de fricción en el tramo de retorno L=400
= 4.5 lb/pie Kt = 1.1
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Por consiguiente
Debido a que este valor es mayor que 777.5 lb , minimo para el accionamiento , usar para garantizar que no ocurran derramamientos.
y las tensiones del tensor.
Entonces calculamos el verdadero
La tensión del Tensor depende de la ubicación del tensor de gravedad. Si se localiza cerca del extremo de cabeza, la tensión de la faja es
menos el peso de casi 3 pies de faja (45lb) o 1000.52 lb -45 lb= 955.52 lb. Si se localiza cerca de la polea, la tensión del tensor será aproximadamente igual que
.
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3.7. Calculo para un transportador dual Longitud del Transportador Velocidad de la faja Tensión en las poleas motrices Potencia requerida en las poleas motrices Potencia Total del Motor Motor accionador primario Motor accionador secundario Peso de la faja Factor de Arrollamiento
400 pies 500 ppm 2591.67 lb 40 HP 50 HP 36 HP 14 HP 4.5 lb/pie 0.11 Arrollamiento 380º , Poleas recubiertas
Cálculo
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Cálculo
Cálculo de arrollamiento:
Usando la fórmula de un transportador simple, el accionamiento está en la cabeza del transportador –horizontal ascendente
Tensión de la faja mínima:
Entonces:
Por consiguiente, como el valor de baso en el es mayor que el valor de para prevenir el deslizamiento, usar Ahora calcular los valores corregidos de , ,
40
Tensor automático Tipo de Arrollamiento Polea Motriz Simple sin polea de renvío Simple con polea de reenvío Dual
Polea desnuda
Tensor manual
Polea recubierta
Polea desnuda
Polea recubierta
180°
0.84
0.50
1.2
0.8
200° 210° 220° 240° 380° 420°
0.72 0.66 0.62 0.54 0.23 0.18
0.42 0.38 0.35 0.30 0.11 0.08
1.0 1.0 0.9 0.8 0.5 -
0.7 0.7 0.6 0.6 0.3 -
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3.8. Caculos de frenos
Tiempo de recorrido por el transportador pie= la parada será 15 seg D=
El peso del material calculado
La cantidad de material que se puede descargar de forma segura a la unidad transportadora es conocida, el tiempo máximo de frenado del intervalo de desaceleración se puede determinar de la siguiente manera: Dónde:
El tiempo máximo de parada permisible
Con los datos hallamos la fuerza de frenado.
Dónde:
= Masa en movimiento equivalente, slug. = Aceleración de la gravedad, 32.2 V= Velocidad de la faja, ppm.
=Tiempo máximo de parada permisible, seg. =Tensión efectiva o de potencia de accionamiento, lb.
=Fuerza de frenado, lbs, en la línea de la faja. 42
Asumiendo
incluyendo perdidas es 40 lbs / pies
Si la fuerza total retardadora de 2591.69 lbs se aplica en el eje de accionamiento de cabeza. Te = 2591.67 x 10%= 259.167 lbs La fuerza absorbida por la fuerza retardadora r etardadora de los componentes.
4696.2346 - =2331.67
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CONCLUSIONES
Al inicio del proyecto, se estableció como objetivo principal la creación de del diseño y cálculo de una banda transportadora, Como objetivo se estableció su uso para satisfacer la necesidad de la minera, para la extracción del carbón
Se ha realizado un correcto estudio de la faja transportadora, usando los conocimientos necesarios para la creación de dicha necesidad.
Todos
los
cálculos,
bases
de
datos
consultadas, consultadas,
recomendaciones, sugerencias y demás información técnica presentada en este material, en su mayoría fueron extraídos del libro de MANUAL NORMA CEMA.
Llegamos a una una factibilidad óptima del del desarrollo de nuestra faja transportadora, lo cual será apta para el traslado del carbón.
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