UNIVERSIDAD TECNICA DE MANABI FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA TESIS DE GRADO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO MECANICO TEMA: IMPLEMENTACION IMPLEMENTACION DE UN SOFTWARE Y EQUIPOS PARA SU OPERATIVIDAD OPERATIVIDAD PARA EL CALCULO Y DISEÑO DE TRANSPORTADORES TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFIN SINFIN Y CANGILONES CANGILONES PARA EL LABORATORIO DE DIBUJO MECANICO ASISTIDO POR COMPUTADOR DE LA CARRERA DE INGENIERIA MECANICA DE LA UTM .
AUTORES: DAVILA INTRIAGO ALEX XAVIER VELASQUEZ ALVAREZ ROSENDO RAFAEL ZAMBRANO AYON KELVIN ANTONIO DIRECTOR: ING. FRANCIS FRANCIS B. GOROZABEL M. SC. PORTOVIEJO – MANABÍ MANABÍ – ECUADOR ECUADOR 2011
TEMA
IMPLEMENTACION DE UN SOFTWARE Y EQUIPOS PARA SU OPERATIVIDAD PARA EL
CALCULO Y DISEÑO DE
TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFIN Y CANGILONES PARA EL LABORATORIO DE DISEÑO MECANICO ASISTIDO POR COMPUTADOR DE LA CARRERA DE INGENIERIA MECANICA DE LA UTM.
I
TEMA
IMPLEMENTACION DE UN SOFTWARE Y EQUIPOS PARA SU OPERATIVIDAD PARA EL
CALCULO Y DISEÑO DE
TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFIN Y CANGILONES PARA EL LABORATORIO DE DISEÑO MECANICO ASISTIDO POR COMPUTADOR DE LA CARRERA DE INGENIERIA MECANICA DE LA UTM.
I
DEDICATORIA
Alcanzar las metas y culminar con éxito los proyectos proyectos planteados en en la vida es el éxito primordial más satisfactorio satisfactorio del ser humano alcanzar estas estas metas con el apoyo incondicional de los los seres queridos por este este motivo dedico este proyecto proyecto y el título a obtener en la profesión profesión anhelada por mí a las personas que que me dieron la vida mis padres, Freddy Ramón Velásquez Palma y Exita María Álvarez Laz por su apoyo, amor, confianza, dedicación en cada una de las etapas de me educación hasta lograr este éxito. A la persona que con con su cariño y amor ha sido un pilar fundamental fundamental en el desarrollo de este proyecto proyecto a mi novia Jessica Magali Magali Viri Orellana te dedico este éxito en mi vida Nunca me dejaron solo siempre conste y estuvieron presente en los momentos felices y difíciles de mi carrera por lo que mi tesis es su orgullo. A mis hermanas que con sus palabras de apoyo me dieron fuerzas para llegar a la cima de mi carrera.
Rosendo Rafael Velásquez Álvarez II
DEDICATORIA
Quiero dedicar este nuevo logro en mi vida a nuestro ser supremo a ti mi DIOS gracias por escuchar mis oraciones a mis ángeles Kelvin Antonio y Kelvin Vicente mis hermanos que desde el cielo velan por nuestra familia a ti madre del cielo Narcisa de Jesús Martillo que eres y serás siempre una guía en mi camino a ustedes Pedro y Jenny mis padres por su insuperable apoyo mil gracias, porque creyeron en mí y porque me sacaron adelante, dándome ejemplos dignos de superación y entrega, porque en gran parte gracias a ustedes, hoy puedo ver alcanzada mi meta, ya que siempre estuvieron impulsándome en los momentos más difíciles de mi carrera a mis hermanos Pedro y Armando que se han sacrificada tanto como mis padres para darme lo mejor y María José mi sobrina que aunque la distancia nos separe tus palabras de aliento siempre estuvieron presentes. Y a las dos mujeres que adoro con mi vida mi esposa Verónica, le dedico este logro Por su paciencia, por su comprensión, por su empeño, por su fuerza, por su amor, por ser tal y como es. Siendo mí apoyo en todo momento depositando su entera confianza en cada reto que se me presentaba. Y mi hija, Kiarita Ahinoa .Ella es lo mejor que me ha pasado mi mayor felicidad mis ganas de vivir mi regalito de Dios Es sin duda mi referencia para el presente y para el futuro.
Kelvin Antonio Zambrano Ayón III
DEDICATORIA
Dedico mi trabajo primeramente: A Dios creador de todas las cosas, el que me ha dado fortaleza para continuar cuando he estado a punto de caer; por ello, con toda la humildad que de mi corazón Gracias. A mis Padres Galo y Ritha, a quien les debo toda mi vida, les agradezco el cariño y su comprensión, a ustedes quienes han sabido formarme con buenos sentimientos, hábitos y valores, lo cual me ha ayudado a salir adelante buscando siempre el mejor camino. Mi triunfo es el de ustedes ¡Los Amo! A mis hermanas Ritha, Susana y Cristina, por su inmenso cariño, muestras de afecto y por darme ánimos para alcanzar esta meta tan importante en mi carrera profesional. A mi preciosa sobrina Ritha María, por llenarme de felicidad con su llegada. A mi novia Silvia Ilarene, por ser alguien muy especial en mi vida y por demostrarme que en cada momento cuento con ella…TE AMO.!!!
Alex Xavier Dávila Intriago IV
AGRADECIMIENTO
Nuestra tesis demando de un gran esfuerzo dedicación y fortaleza por lo que el principal agradecimiento es para. El Ing. Hernán Nieto castro que en su calidad de máxima autoridad nos brindó su apoyo en nuestro periodo estudiantil y nos supo guiar por el mejor camino. El Ing. Antonio Sánchez Puya que es su calidad de director de tesis y como amigo dedico su tiempo y esfuerzo para guiarnos en la realización de nuestra tesis. A nuestro nuevo director de tesis el Ing. Francis Gorozabel Chata por guiarnos en la culminación de nuestro proyecto El Ing. Lenin Pita Cantos que como director de carrera y docente nos preparó de la manera más apropiada para afrontar nuestra vida profesional. A nuestros amigos y familia que siempre nos brindaron su apoyo incondicional para conseguir este logro. A María Ch. Amiga muy especial y pilar fundamental en mis años de estudios gracias por tu apoyo. A nuestra alma mater la Universidad Técnica de Manabí que nos acogió en sus instalaciones y nos permitió adquirir conocimientos científicos además de valores éticos y morales.
Rosendo Rafael Velásquez Álvarez V
AGRADECIMIENTO A Dios por llevarme a su lado a lo largo de esta vida llenándome de alegría y gozo. Este proyecto es el resultado del esfuerzo conjunto de todos los que formamos este grupo de trabajo. Por esto agradezco a nuestro director de tesis, Ing. Francis Gorozabel profesor a lo largo de nuestra nuestra carrera y hoy quien nos encamina encamina hasta la cúspide de la meta por alcanzar. Aquella persona que nos dio impulso y sin esperar nada a cambio cambio compartió pláticas pláticas y conocimientos conocimientos con nosotros Ing. Lenin Lenin Pita Director de carrera. A quien con su esfuerzo y responsabilidad a logrado mejorar y mantener la excelencia excelencia académica de nuestra escuela escuela Ing. Hernán Hernán Nieto decano decano de la facultad de ciencias Matemáticas Físicas y Químicas. A mis compañeros Rafael Velásquez, Alex Dávila y mi persona, quienes a lo largo de este tiempo hemos puesto a prueba nuestras capacidades y conocimientos conocimie ntos en el desarrollo de este proyecto de tesis el cual ha finalizado llenando todas nuestras expectativas. A mis hermanos, tíos, primos, abuelos y amigos. Gracias por haber fomentado en mí el
deseo
de
superación
y
el
anhelo
de
triunfo
en
la
vida.
Mil palabras no bastarían para agradecerles su apoyo, su comprensión y sus consejos en los momentos difíciles. Finalmente un eterno agradecimiento a esta prestigiosa universidad la cual abre sus puertas a jóvenes como nosotros, preparándonos preparándonos para un futuro competitivo y formándonos como personas de bien A todos, espero no defraudarlos y contar siempre con su valioso apoyo, sincero e incondicional. Kelvin Antonio Zambrano Ayón VI
AGRADECIMIENTO Agradezco de manera muy especial al Ing. Francis Gorozabel, director de nuestra tesis, que gracias a su tiempo ti empo y dedicación pudimos culminar nuestro trabajo. A mi tía Susana por por su gran apoyo apoyo incondicional. Al Ing. Lenin Pita, por sus sabios sabios consejos y conocimientos conocimientos impartidos hacia mí, mil Gracias. Al Ing. Pablo Linzan, por enseñarme el verdadero significado de la lealtad. Gracias! Al Ing. Ángel Arteaga, quien siempre nos aconsejó que la honestidad es y será el valor más grande en el ser humano. Gracias. A mis compañeros de tesis y amigos Kelvin y Rafael, muchas gracias por su ayuda en la realización de esta tesis que no es solo un logro sino nuestro sueño. A mi primo y hermano Mikael, por su apoyo incondicional y amistad infinita, muchas Gracias. A mi cuñado José Luis, por su apoyo incondicional en todo momento. A mi amigo Oswaldo, por estar conmigo en las buenas y en las malas. A mis Suegros Don Robert y Sra. Silvia, por sus sabios consejos y gran apoyo brindado. A mis tías Patricia Miranda y Marita Moreira, por su apoyo apoyo incondicional en toda toda mi carrera.
Alex Xavier Dávila Intriago VII
CERTIFICACIÓN DEL DIRECTOR DE TESIS
Ing. Francis Gorozabel catedrático de la Facultad Facultad de Ciencias Matemáticas Físicas y Químicas Químicas Escuela de Ingeniería Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica de de Manabí Manabí en calidad de director de tesis tesis del trabajo de investigación investigación sobre el tema periodo periodo 2011 -2012
CERTIFICA Que el presente trabajo es producto de la investigación, investigación, dedicación, dedicación, perseverancia perseverancia y originalidad de los autores señores: Velásquez Álvarez Rosendo Rafael, Dávila Intriago Alex Xavier, Zambrano Z ambrano Ayón Kelvin Antonio, habiendo dado cumplimiento con todas las disposiciones reglamentarias establecidas para el efecto y para constancia del mismo firmo el documento
_____________________ ________________________ ___ Ing. Francis B. Gorozabel M. Sc. Tutor del proyecto de tesis
VIII
CERTIFICACIÓN DEL TRIBUNAL DE REVISIÓN DE TESIS
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABI FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS CARRERA DE INGENIERÍA MECANICA TEMA:
IMPLEMENTACION DE UN SOFTWARE Y EQUIPOS PARA SU
“
OPERATIVIDAD
PARA
EL
CALCULO
Y
DISEÑO
DE
TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFIN Y CANGILONES PARA EL LABORATORIO DE DIBUJO MECANICO ASISTIDO POR COMPUTADOR DE LA CARRERA DE INGENIERIA MECANICA DE LA UTM ”
TESIS DE GRADO Sometida a consideración del Tribunal de Revisión y Sustentación y legalizada por el Honorable Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, como requisito previo a la obtención del título de.
“INGENIERO MECANICO”
APROBADO
Ing. Francis B. Gorozabel M. Sc
Ing. Winter Delgado Gonzembach.
DIRECTOR DE TESIS
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
Ing. Jacob Mendoza C. MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Ing. Manuel Córdova MIEMBRO DEL TRIBUNAL IX
DECLARACIÓN SOBRE LOS DERECHOS DEL AUTOR
La responsabilidad de las ideas investigaciones resultados y recomendaciones del presente proyecto de tesis es el resultado de la dedicación, responsabilidad, esfuerzo, anhelo y amor a la carrera es de exclusiva responsabilidad de los autores.
Velásquez Álvarez Rosendo Rafael
Zambrano Ayón Kelvin Antonio
Autor
Autor
Dávila Intriago Alex Xavier Autor
X
ÍNDICE CONTENIDO
PAG
Página de título o portada
Tema
Página de dedicatoria
II
Agradecimiento
V
Página de aprobación por el director de tesis
Página de aprobación del tribunal de grado
IX
Página de autoría de tesis
X
Índice general de contenidos
XI
Resumen ejecutivo
XVI
Sumary
XVII
A.
PRINCIPAL
CONTENIDO
I
VIII
PAG
1.
Localización del proyecto
1
2.
Fundamentación
1
2.1
Diagnóstico de la comunidad
2
2.2
Identificación del problema
5
2.2.1 Fortalezas
5
2.2.2 Debilidades
6
2.2.3 Amenazas
6
2.2.4 Oportunidades
7
2.3
7
Priorización del problema
XI
2.3.1 Problema
8
3.
Justificación
9
3.1
Justificación tecnológica
9
3.2
Justificación social
10
3.3
Justificación económica
10
4.
Objetivos
11
4.1
Objetivo general
11
4.2
Objetivos específicos
11
5.
Marco referencial
12
5.1
Generalidades
12
5.1.1
Materiales que transporta
13
5.1.2 Transportador de tornillo sinfín
16
5.1.2.3
17
Materiales de construcción de los tornillos sinfín
transportadores y sus características 5.2 Principio de funcionamiento
19
5.2.1 Características de los materiales
19
5.2.2 Selección del transportador tamaño y velocidad
20
5.2.3 Limitaciones del tamaño de las partículas
21
5.3 Transportadores helicoidales inclinados y verticales
22
5.3.1 Alimentadores helicoidales
23
5.3.2 Sentido de los transportadores
24
5.3.3 Rotación de un transportador helicoidal
25
5.4 ventajas y desventajas del transportador tornillo sin fin
26
5.4.1 Clasificación
27 XII
5.4.2 Tipos de tornillos sinfín del transportador
28
5.4.3 Helicoides básicos de transportadores y tipos de pasos
29
5.5 Casquillos para los transportadores
33
5.5.1 Cubiertas
35
5.5.2 Artesas
39
5.5.3 Descargas
45
5.6 Entradas
48
5.6.1 Recomendaciones para operación y mantenimiento de los transportadores helicoidales
52
5.6.2 Mantenimiento
53
5.6.3 Operaciones peligrosas
54
5.7 Seguridad
54
5.7.1 Tipos de configuración para transportadores de tornillo
55
Sinfín 5.7.2 Transportador de cangilones
59
5.7.3 Generalidades
59
5.8 Principio de funcionamiento
60
5.8.1 Ventajas y desventajas del trasportador de cangilones
61
5.8.2 Usos
62
5.8.3 Clasificación
62
5.9 Según el tipo de carga
62
5.9.1 Según el tipo de descarga
63
5.9.2 Partes componentes
64
5.9.3 Especificaciones técnicas del elevador de cangilones
68 XIII
5.10
Tipos de elevadores de cangilones
69
6.
Beneficiario
72
6.1
Beneficiarios directos
72
6.2
Beneficiarios indirectos
72
7.
Metodología
75
7.1 Actividades desarrolladas
75
8.
Recursos
76
8.1 Recursos humanos
76
8.2 Recursos materiales
77
8.3 Recursos económicos
77
9.
89
Ejecución del proyecto
9.1 Implementación de los computadores
80
9.2 Modelos matemáticos para el cálculo de los Transportadores de tornillo sinfín y cangilones
83
9.3 Modelo matemático para el cálculo del software Del transportador de tornillo sinfín
83
9. 2 Algoritmo para el cálculo del transportador sinfín
83
9.2.1 Software para el cálculo y diseño de transportadores helicoidales
85
9.2.2 Manual del usuario del software de transportador de tornillo helicoidal
86
9.2.3 Instalación del software a los computadores
108
9.3. Prueba del software y los equipos
109
9.3.1 Ejercicio de prueba para el cálculo y diseño de transportadores Helicoidales
109
9.3.2 Modelo matemático para el desarrollo del XIV
Transportador de cangilones
126
9.3.3 Algoritmo para el cálculo de transportador De cangilones
126
9.4 Software para el cálculo del transportador de cangilones
130
9.4.1 Manual del usuario del software de transportador de cangilones
131
9.4.2 Instalación del software a los computadores
145
9.4.3 Prueba del software y los equipos
146
9.5
Ejercicio de prueba para el calculo y diseño de transportadores de Cangilones
10.
Resultados obtenidos
147 159
10.1 Resultados para la facultad
159
10.2 Conclusiones y recomendaciones
160
10.2.1 Conclusiones
160
10.2.2 Recomendaciones
161
11.
162
Sustentabilidad y Sostenibilidad
11.1 Sustentabilidad
162
11.2 Sostenibilidad
163
12. Presupuesto
164
13. Cronograma valorado
165
14. Bibliografía
166
Anexos
167
XV
RESUMEN
El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un software interactivo en Visual Basic para el cálculo y diseño de transportadores de tornillo sinfín y de cangilones es la selección de los diferentes componentes de un transportador de Tornillo Sinfín y de cangilones. Se definirán parámetros iníciales tales como: tipo de material a transportar, capacidad que se requiere transportar, distancia a transportar, paso del Sinfín, acciones adicionales del transportador, temperatura del material y tiempo de operación. Una vez ingresados todos estos datos el programa efectuará los algoritmos necesarios y emitirá como resultado toda la información competente al diseño en cuestión, tales como dimensiones, figuras, tablas. Con estos resultados, el ingeniero podrá planear la construcción e instalación del transportador requerido.
XVI
SUMMARY
The objective of this project is the development of interactive software in Visual Basic for calculation and design of screw conveyors and bucket is the selection of the different components of a conveyor screw auger and bucket. Initial parameters will be defined such as: type of material to be transported, transport capacity required,
distance to
transport, over Auger,
additional
shares of
the
conveyor, material temperature and operating time. Once you have entered all this data the program fee and issue the necessary algorithms as a result all the information
relevant
to
the
design in question, such as dimensions,
figures, tables. With these results, the engineer can plan the construction and installation of conveyor required.
XVII
1.
LOCALIZACIÓN FÍSICA
La Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas de la Universidad Técnica de Manabí es la localidad donde se va a desarrollar este proyecto, específicamente en el Laboratorio de dibujo mecánico asistido por computadora de la Carrera de Ingeniería Mecánica. La dirección (ubicación) de este centro de educación superior es: Avenida Urbina o Avenida Universitaria
2.
FUNDAMENTACIÓN.
La Universidad Técnica de Manabí propone para sus estudiantes egresados y en el curso del último semestre de sus respectivas carreras seis tipos de modalidades de graduación que son: Investigación científica, desarrollo comunitario, pasantía, proyectos productivos, experiencia profesional y docencia, cada una con igual importancia estos sistemas de graduación tienen sus esquemas metodológicos guiado a desarrollar de manera dinámica y eficiente del proyecto de tesis .el desarrollo de tesis en su modalidad de desarrollo comunitario tiene como objetivo guiar al estudiante egresado a resolver problemas de su comunidad ejecutando conocimientos científicos y experiencias adquiridos durante sus años de estudio en el alma mater con la participación de la comunidad beneficiada La Facultad de Ciencias Matemáticas Físicas Y Químicas se verá beneficiada con cualquiera de estas modalidades de graduación que se elijan por este motivo el siguiente proyecto de tesis se va a plantear en la modalidad de desarrollo comunitario 1
consientes del valioso aporte que se está brindando a la comunidad universitaria específicamente en el espacio académico que constituye a la carrera de ingeniería mecánica con este proyecto se impulsara a la cerrera de ingeniería mecánica a la vanguardia con los avances tecnológicos de la informática
2.1. DIAGNOSTICO DE LA COMUNIDAD
Un diagnostico involucra la descripción radiográfica de la comunidad por esto se considera primordial un enfoque breve y puntual del centro de estudios superior Universidad Técnica de Manabí El 25 de junio del 2011 la Universidad Técnica de Manabí celebró 57 años de fundación, en el transcurso de este periodo se han llevado a cabo grandes desarrollos y acontecimientos en el ámbito institucional y científico. En los inicios la Universidad Técnica de Manabí realizo sus funciones como centro de estudios superiores con las Facultades de Ingeniería Agrícola e Ingeniería Agronómica y Medicina Veterinaria. Poco tiempo después específicamente, el 13 de octubre de 1958, se fundó nuestra Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas; iniciando sus actividades en 1959 con las carreras de Ingeniería Eléctrica y Mecánica. En 1970 se crean las carreras de Ingeniería Civil e Industrial y desde el 2004 aporta a la colectividad con la carrera de Ingeniería Química. La Facultad de Ciencias Matemáticas Físicas y Químicas fue la primera en disponer de un edificio funcional, además se encuentra equipada con talleres y laboratorios entre los cuales se pueden nombrar a los laboratorios de: Ensayos no Destructivos, 2
Suelos y rocas, Controles Automáticos, Hidráulica, Diseño Mecánico, Química, Física, Informática, Laboratorio de Inyección Electrónica, Electrónica, Máquinas Eléctricas, Maquinas Térmicas, Laboratorio de Centrales Térmicas y Refrigeración. Entre los talleres están el de Máquinas Herramientas, Soldaduras, Máquinas Eléctricas, entre otros. Últimamente se han incorporado una planta industrial piloto y el laboratorio de Operaciones Unitarias. A pesar de que la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas es una de las Facultades más antiguas de la Universidad, en la actualidad cuentan con un déficit en infraestructura física y de laboratorios y talleres que estén de acorde con los adelantos tecnológicos que requiere la época actual para las actividades académicas. Un claro
ejemplo, es el
edificio que data del año 1974 y sus
instalaciones ya no brindan las condiciones requeridas para las labores académicas, teniendo en cuenta que fueron diseñadas para una época en que la tecnología educativa no exigía adelantos tecnológicos y herramientas como ahora se exige . Existen aulas tan grandes, apropiadas para los años 70 y 80 pero que en la actualidad son mal administradas Las carreras que dispone nuestra Facultad técnicas y en consecuencia la educación es fundamentalmente científico – técnico, con un desarrollo significativo de la investigación que facilite el aspecto intelectual y profesional en el estudiante. Esto implica el uso apropiado de equipos y herramientas como computador, proyector, laboratorios, entre otros, de igual manera el confort del local y la efectividad con que se manejen estas herramientas hará posible un cambio efectivo que aún no se ve desde la perspectiva externa, el ambiente en el aula y la fortaleza de las instancias
3
académicas son factores que influyen en el rendimiento institucional, en esa medida hay que disponer de los equipos apropiados para este fin. La situación financiera de la Facultad es crítica, sabemos que este problema siempre ha sido así, lo que no debe ser un limitante para el estudiante pues, el reto de cambio no es aplazable ni tampoco transferible, hay que enfrentarlo y para ello se debe recurrir a todas las fortalezas con que se cuenta, una de ellas somos los estudiantes, el sistema de graduación vigente. La Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, una de las primeras en el orden académico, evidenciando un marcado incremento en el número de estudiantes y profesores, lo que nos obliga a ser más eficientes y efectivos en todos los órdenes, de allí que el trabajo estaría focalizado en lo académico, docente, administrativo y fundamentalmente la actitud de los estudiantes, que nos permita trascender en algo que en la actualidad no tiene el espacio que requiere La Facultad cuenta con un edificio funcional de tres plantas, con un paraninfo funcional y amplios pasillos que llevan a cerca de 40 espaciosas aulas; en la planta baja funciona, desde su inauguración, la biblioteca de la Universidad, además de la administración. Se complementa su infraestructura con varios talleres y laboratorios diseminados por sitios adyacentes. La estructura académico - administrativa de la Facultad está expresada en el estatuto y sus reglamentos, la misma que se manifiesta de siguiente forma: Junta de Facultad. H. Consejo Directivo. Decano. Subdecano. Juntas de Carreras. Comisiones permanentes y temporales y coordinadores de paralelos. Cada una de estas instancias tiene un papel relevante en el logro de los objetivos institucionales. La Junta de Docentes es la máxima autoridad de la Facultad, está integrada por todos 4
los docentes principales, el 30% de representantes estudiantiles y el 10% de representantes de empleados. La preside el Decano de la Facultad.
2.2. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA.
Vamos a valernos de las técnicas de la matriz FODA para analizar la situación y problemática de nuestra facultad inclinando nuestro agudo sentido a la Carrera de Ingeniería Mecánica, por obvias razones. Esta matriz es consecuencia de la percepción directa de la realidad, lluvia de ideas, análisis de la realidad con estudiantes, docentes y autoridades
2.2.1. FORTALEZAS
Reforma Académica en marcha en todas las Carreras, implementa el estudio por créditos y planificación por competencias. Estructura Institucional con trayectoria de 51 años de antigüedad. Oferta de cinco carreras de Ingeniería y programas tecnológicos potencialmente disponibles. Talleres y laboratorios en constante actualización y renovación. Aulas en proceso de implementación y tecnificación con ayudas didácticas y logística electrónica. Sesenta por ciento de la plana docente con titulo de cuarto nivel, maestrías y diplomados. Proceso de graduación dinámico y multivariado en el tercer nivel. 5
Extensión a la comunidad, efectiva y constante.
2.2.2. DEBILIDADES
Déficit en aulas que limita el ingreso de los aspirantes. Autogestión reducida, literalmente, a cero. Muchas aulas aún no están acondicionadas a las técnicas pedagógicas y didácticas de actualidad. Un buen número de docentes que trabajan en la modalidad de contratos. Talleres y laboratorios con déficit de equipos y los que están disponibles son tecnológicamente desactualizados. Poco uso del recurso de la Informática en las aplicaciones docentes por falta de la logística apropiada. Falta de acceso a Internet dirigido a docentes y estudiantes. Falta de implementación en el laboratorio de dibujo asistido por computador
2.2.3. AMENAZAS.
Abrupto aumento estudiantil acelerada en los últimos años. Un nivel académico regular o bajo en los aspirantes a ingresar en la Facultad. Saturación de profesionales en el medio, en algunas de las carreras
6
2.2.4 OPORTUNIDADES.
Potenciación de nuevos recursos materiales y tecnológicos. Potencial construcción del complejo petroquímico en Manabí. Industria relacionada con los productos agrícolas y marítimos.
2.3. PRIORIZACION DE PROBLEMAS
La matriz de debilidades o problemas nos permite hacer análisis de la situación de la Facultad y por ende de la Carrera de Ingeniería Mecánica, en este sentido, este análisis nos pone ante un problema muy general, cual es la implementación de un laboratorio de dibujo mecánico asistido por computador y aplicaciones informáticas, el mismo que, por su amplitud y diversidad, se lo tiene que derivar en varios otros sub proyectos, capaz de poder consolidar un valioso soporte académico en la Carrera de Mecánica. Con aplicación de este proyecto proponemos implementar un software para calcular y diseñar transportadores de tornillo sinfín y cangilones con cinco computadores para el Laboratorio de dibujo mecánico asistido por computador de la Carrera de Ingeniería Mecánica
7
2.3.1. PROBLEMA
¿Con la implementación conjunta de Software para transportadores de sinfín y cangilones y equipos para su operatividad (computadores) se consolidara el laboratorio de dibujo mecánico asistido por computadora de la Carrera de Ingeniería Mecánica?
8
3.
JUSTIFICACION
La Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, al igual que otras unidades académicas tiene severas limitaciones económicas que no le permiten invertir en los esquemas de apoyo didáctico a los docentes y más aún implementar equipos con tecnologías de punta que están en plena aplicación en otros centros de estudio; este recurso es muy valioso en las actividades cotidianas del docente y estudiantes, no sólo porque es novedoso sino que permite una transmisión del conocimiento con calidad y agilidad. El enfoque que se le dará a este proyecto es el que sustenta la modalidad de graduación de Trabajo Comunitario, la estrategia, a más de implementar este importante recurso didáctico, es incorporar nuevas tecnologías en el ambiente académico de la Carrera de Ingeniería Mecánica y aquellas que hacen uso de la computación.
3.1. JUSTIFICACIÓN TECNOLÓGICA.
El aspecto tecnológico y de generación de nuevos conocimiento de este proyecto es de suma importancia, a través de él se pondrán en práctica varios de los conocimientos teóricos que tienen relación con los elementos de máquinas o diseño de máquinas, que engloba una amplia gama de fuentes de trabajo, no sólo en lo interno de nuestra Facultad.
9
3.2. JUSTIFICACIÓN SOCIAL.
Con la elaboración e implementación de este proyecto se lograran muchos beneficios identificados con la Carrera de Ingeniería Mecánica, tanto los alumnos como los docentes de esta carrera tendrán la oportunidad de capacitarse óptimamente
3.3. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA.
El financiamiento del proyecto se conseguirá mediante la autogestión y el aporte individual por pare de cada uno de los estudiantes, de esta manera se justifica y asegura la factibilidad del mismo, todo lo cual lo contempla el reglamento
10
4.
OBJETIVOS
Para la realización del presente proyecto de desarrollo comunitario, hemos planteado los siguientes objetivos:
4.1. OBJETIVO GENERAL
Implementación de un software y equipos para su operatividad para calculo diseño y selección de materiales de un transportador de tornillo sinfín y cangilones para el laboratorio de dibujo mecánico asistido por computador de la carrera de Ingeniería Mecánica.
4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Determinar la influencia de los transportadores sinfín y cangilones en la industria y sus aplicaciones
Definir el modelo matemático para calcular el transportador de tornillo sinfín y cangilones
Elaboración del software
Prueba de funcionamiento del software e instalación
Implementar los equipos necesarios para la operatividad del software
11
5.
MARCO REFERENCIAL.
5.1. GENERALIDADES.
El Tornillo Sinfín es uno de los aparatos más antiguos para transportar materiales que conoce la humanidad, el diseño original data de hace más de 2000 años desde que el transportador de Tornillo Sinfín apareció su uso se enfocó en instalaciones para regadío, transporte de granos, polvos finos y otros materiales al granel Hoy en día, la tecnología moderna ha hecho del transportador de Tornillo Sinfín uno de los métodos más eficaces y baratos para el movimiento continuo de materiales al granel a cortas distancias. Los transportadores de Tornillo Sinfín pueden operar sobre un plano horizontal e incluso inclinado, con múltiples entrada y salida. Con ellos se moviliza una amplia gama de materiales que tienen tendencia a fluir tales como granos, polvos, pellets e incluso algunos líquidos . El transporte continuo de materiales al granel a cortas distancias y dentro de instalaciones industriales, se lleva de un proceso a otro el material; para lo cual una de las soluciones ingenieriles es el empleo de transportadores de tornillo sinfín y cangilones. El presente tema de tesis tiene por objetivo proporcionar al ingeniero mecánico una herramienta confiable del diseño de transportadores de tornillo sinfín y cangilón considerando todos los aspectos técnicos involucrados en el movimiento de cualquier clase de material granular esta herramienta será un software interactivo desarrollado en visual Basic para el diseño y selección de los diferentes componentes de un 12
transportador de tornillo sinfín y de cangilones en el software se reunirán todos los conocimientos que hayan sido publicados En el programa de diseño de transportadores de tornillo sinfín y cangilón se definirán parámetros iníciales tales como: tipo de material a transportar, capacidad que se requiere transportar, distancia a transportar, paso del sinfin,
acciones
adicionales del transportador, temperatura del material y tiempo de operación material de elaboración del tornillo. Una vez ingresados todos estos datos el programa efectuara los cálculos necesarios y emitirá como resultado toda la información competente al diseño en cuestión tales como dimensiones , tales como dimensiones, figuras, tablas y planos de las diferentes partes constitutivas del equipo. Con estos resultados, el ingeniero podrá planear la construcción e instalación del transportador requerido.
5.1.1. MATERIALES QUE TRANSPORTA
En la actualidad existe una gran variedad de materiales que se transportan con transportadores de tornillo Sinfín y de cangilones en las industrias, la CEMA (Conveyor Equipment Manufacturing Association) publica anualmente una tabla actualizada de estos materiales manejables con transportadores de Tornillo Sinfín. Dicha tabla detalla información sobre las características de materiales, para los cuales se han construido satisfactoriamente transportadores.
13
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE TRANSPORTADOR HELICOIDAL
PASO 1
Establezca factores conocidos
PASO 2
Clasificación del material
PASO 3
Determine capacidad el diseño
PASO 4
Determine el diámetro y velocidad
PASO 5
Revise el diámetro mínimo de helicoidal para limitaciones de tamaño de trozo
PASO 6
Determine el tipo de bujes
PASO 7
Determine el hp
PASO 8
Revise rangos de torsión o de hp con componentes de transportadores
PASO 9
Selecciones los componentes
PASO 10
Planeación de transportadores
1.Tipo de material a transportar 2. Máximo tamaño de partículas duras 3. Porcentaje de partículas duras por volumen 4. Capacidad requerida en pies cúbicos/h 5. Capacidad requerida en lb/h 6. Distancia del material a transportar 7. Cualquier factor adicional que pueda afectar el transportador o las operaciones Clasifique el material de acuerdo al sistema mostrado en la tabla 1-1. si el material está incluido en la tabla 1-2 , utilice la clasificación que se muestra en la tabla 1-2 del catalogo de Martin Determiné la capacidad del diseño como se describe en las páginas h-15 h-17del catalogo de Martín Utilizando la capacidad requerida conocida en pies cúbicos/h , la clasificación de material y él % de la carga de artesa tabla 1-2 , determine el diámetro y la velocidad de la tabla 6 Utilizando el diámetro conocido del helicoidal y el porcentaje de partículas duras, revise el diámetro mínimo del helicoidal tabla 7 del catalogo de Martin De la tabla 1-2, determine el grupo de buje para colgante para el material a transportar. localice este grupo tabla 111 para el tipo de buje recomendado del catalogo de Martin De la tabla 1-2 determine el factor hp “Fm” para el material a transportar
consulte pág. h-22 y calcule el hp por el medio del método de la formula Utilizando el hp requerido del paso 7 , consulte la pago h-25 h-26 para revisar las capacidades del tubo del transportador ,de los ejes y de los tornillos de ensamblaje Seleccione los componentes básicos de las tablas 8 ,9 y 10 de acuerdo con el grupo de componentes enlistado en la tabla 1-2 para el material a transportar. Seleccione el balance de los componentes del catalogo Consulte página h-38 del catalogo de Martín para detalles típicos de planeación
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CODIGO PARA CLASIFICACION DE MATERIAL TABLA 1-1 CLASE MAYOR
CARACTERISTICAS DE MATERIAL INCLUIDAS
DESIGNACION DE CODIGO
DENSIDAD
DENSIDAD DE VOLUMEN , SUELTO
Actual Lb/Pc
MUY FINO
A200
Malla no.200(.0029”)y por
debajo A100
Malla no.100(.0059”)y por debajo Malla no.40(.016”)y por debajo
A40 FINO
malla no. 6(.132”) y por debajo
B6 GRANULAR ½” y por debajo (malla 6 a ½” 3” y por debajo ( ½ a 3”) 7” y por debajo (3”a 7”)
C½
TAMAÑO TROZOS 16” y por debajo (0” a 16”) arriba de 16” a ser especificado X=Tamaño
D3 D7 D16
máximo IRREGULAR Fibroso, cilíndrico, etc.
FLUIDEZ
ABRASIVIDAD
PROPIEDADES MISCELANEAS O PELIGROS
Fluido muy libre Fluido libre Fluido promedio Fluido lento Abrasividad media Abrasividad moderada Abrasividad extrema Acumulación y endurecimiento Genera estática eléctrica Descomposición – se deteriora en almacenamiento Flamabilidad Se vuelve plástico o tiende a suavizarse Muy polvoso Se orea y se convierte en fluido Explosividad Pegajoso-Adhesión Contaminable- Afecta uso Degradable-Afecta uso Expide humo o gases tóxicos peligrosos Altamente corrosivo Medianamente corrosivo Higroscópico Se entrelaza, enreda o aglomera Presencia de aceites Se comprime bajo presión Muy ligero – puede ser levantado por el viento Temperatura elevada
Dx E 1 2 3 4 5 6 7 F G H J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
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COMO LEER EL CODIGO DEL MATERIAL DE LA TABLA 1-2 MATERIAL :GRANOS DE CERVEZA MOJADO C1/2 4 5 T Tamaño Fluidez Abrasividad Otras Características La tabla 1-2 muestra los materiales requeridos con mayor frecuencia en nuestro medio la tabla será detallada más adelante en la ejecución del proyecto ya que son de vital importancia para el cálculo y desarrollo del transportador de tornillo sinfín.
5.1.2. TRANSPORTADOR DE TORNILLO SINFIN
Los transportadores de tornillo sinfín son un sistema capaz de mover materiales al granel prácticamente en cualquier dirección proporcionando variedad de opciones para el manejo de manera eficaz y confiable gracias a su optimo diseño las chutas para su carga y descarga controlada los transportadores de tornillo sinfín resuelven sus necesidades de transporte de manera eficaz en un mínimo de espacio El tornillo sinfín es el encargado de transportar materias solidas que son depositadas en la criba, este tornillo puede adoptar diferentes formas dependiendo de una serie de factores, teniendo en cuenta una serie de variantes como son el diámetro, pasó, material, diámetro variable tipo de tracción etc. El sinfín está definido en función de las características de trabajo como puede ser el caudal, cantidad de solido a transportar, velocidad de transporte, inclinación del equipo, agresividad del material a transportar, dimensiones del canal. Estos equipos va equipados con un sistema de limpieza el cual es un cepillo helicoidal que va solidario al sinfín en la zona de tamizado realizando la función de 16
barrido y de limpieza de la malla al mismo tiempo que gira el sinfin para transportar los sólidos. Este equipo está diseñado para transportar el material mediante una espiral basado en el principio de Arquímedes, tienen la posibilidad de trabajar en diferentes ángulos siempre y cuando este diseñado para el fin tienen infinidad de confinaciones con lo que la capacidad de adaptarse a cualquier tipo de proceso pudiendo combinar la posición, de la tolva de carga boca de salida y grupo de accionamiento además de tener en cuenta la posición de trabajo. Los transportadores sinfines están Diseñados para transportar cualquier tipo de material bien residuos orgánicos en el tratamiento de aguas, transporte de sólidos en infinidad de industrias y aplicaciones de toda índole, son equipos los cuales se diseñan según necesidades: tipo material a transportar, inclinación, caudal a transportar, velocidad de translación de los materiales, etc.
5.1.2.3. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN DE LOS TORNILLOS SINFÍN TRANSPORTADORES Y SUS CARACTERÍSTICAS
Primero. El sinfín del transportador es una espiral sin eje, construido en acero inoxidable calidad aisi 304 o 316 Segundo. La concepción en espiral sin eje central permite al sinfín tener mayor capacidad de carga de transporte.
Tercero . El comportamiento con materias fibrosas que tiendan a aglomerarse y el transportar productos de granulometría muy variable, es muy favorable debido a que
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ningún elemento frena el avance de los productos y se pueden llenar sin peligro de bloqueos
Cuarto. Los sinfines transportadores, pueden trabajar “empujando o tirando” Quinto. Las instalaciones con sinfines transportadores son muy compactas y ocupan espacio muy reducido.
Sexto. Suplementando la espiral permite aumentar la inclinación de trabajo así como aumentar la rigidez del sinfín transportador en grandes longitudes
Canal. De diseño especial construcción en completo acero inoxidable calidad aisi 304 o 316, lleva incorporados unos pliegues en la parte superior de la misma con la finalidad de dar ubicación a las tapas protectoras rodeando a la misma se introducen unos refuerzos en forma de u para garantizar el correcto funcionamiento de dicho equipo.
Boca de carga . Diseño y dimensiones acorde con necesidades construcción en acero inoxidable calidad aisi 304 o 316
Tapas protectoras. Ubicación en la parte superior de la canal de transporte sección longitudinal estas llevan incorporas unas manetas para la extracción de las mismas construcción en acero inoxidable calidad aisi 304 o 316
Cama transporte . Polietileno anti desgaste hd_1000 de sección curva. Patas soporte equipo . Soldadas directamente a la canal de transporte tanto la distribución cantidad y posición de montaje estar acorde con la implantación construcción en acero inoxidable calidad aisi 304 o 316.
Rosca helicoidal . Construcción en acero inoxidable calidad aisi 304 o 316 esta tiene correctamente acoplados unos cepillos soldados directamente a la misma los cuales
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tendrán el diámetro preciso para efectuar la limpieza de la zona de escurrido ubicada en la canal de transporte.
Equipo motriz. Compuesto por un grupo moto reductor que mediante una transmisión directa acciona el eje principal en el cual se halla sujeta la rosca helicoidal, construida en perfiles laminados de acero inoxidables calidad aisi 304 o 316
5.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El transportador se pone funcionamiento a través del sistema motor que consta de un reductor y le suministra el movimiento al tronillo sinfin de alas helicoidales el cual va montado en cojinetes y chumaceras, en dependencia de la longitud del mismo hasta 50 m máxima tendrá cojinetes intermedios que funcionaran como puntos a apoyo para evitar flexiones o la distorsión de la espiral. La carga se realizara por un extremo en la parte superior y la descarga se realizara por la parte inferior del otro extremo
5.2.1. CARACTESRISTICAS DE LOS MATERIALES
La tabla de características de los materiales que se especifica más adelante enlista la siguiente información para diseño
El dato de peso por pie cubico puede ser usado para calcular la capacidad requerida del transportador ya sea en pies cúbicos por hora o en libras por horas
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El código del material para cada material es tal como se describe en la tabla 1-1 del catalogo de Martín que se hace referencia más adelante
El código de selección de buje intermedio se utiliza para seleccionar adecuadamente el colgante de la tabla 1-11 del catalogo de Martín
El código de series de componentes se utiliza para determinar los componentes adecuados a usar como muestra en la tabla
El factor de material fm se utiliza para determinar los HP
La columna de carga de artesa indica el porcentaje adecuado al corte transversal de carga a utilizar para determinar el diámetro y la velocidad del transportador La tabla 1-2 del catalogo de Martín es especificada más adelante enlista varios materiales que pueden ser transportados efectivamente por un transportador helicoidal, si un material no se encuentra enlistado en la tabla 1-2 debe ser clasificado de acuerdo con la tabla 1- 1 o bien remitiéndose a un material enlistado similar en peso, tamaño de partículas y otras características
5.2.2. SELECCIÓN DEL TRANSPORTADOR TAMAÑO Y VELOCIDAD
Para determinar la velocidad y tamaño de un transportador helicoidal es necesario en primer lugar establecer el número de código del material se verá a continuación que este número de código controla la carga a corte transversal que debe ser utilizada las diversas cargas al corte transversal mostradas en la tabla de capacidades 1-6 del catalogo de Martín son para usarse con los componentes estándar de transportadores helicoidales 20
La tabla de capacidades las capacidades en pies cúbicos por hora a una revolución por minuto para varios tamaños de transportadores helicoidales y para 4 al corte transversal, también se muestran capacidades en pies cúbicos por horas a las máximas revoluciones por minutos recomendadas. Los valores de capacidades dados en la tabla serán encontrados satisfactoriamente por casi todas las aplicaciones cuando la capacidad del transportador sea muy crítica especialmente cuando se maneje un material que no se encuentre enlistado en la tabla 1-2 es mejor consultar con el fabricante. La máxima capacidad de cualquier tamaño de transportador helicoidal (sinfín) para un amplio rango de materiales y varias condiciones de carga pueden ser obtenidos en la tabla 1-6 anotando los valores de pies cúbicos por hora a una velocidad máxima recomendada.
5.2.3. LIMITACIONES EN EL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS
El tamaño de un transportador helicoidal (sinfín) de solo depende de la capacidad requerida sino también en el tamaño y proporción de las partículas en el material a manejar el tamaño de una partícula es la máxima dimensión que se tiene. Si una partícula tiene una dimensión mucho mayor que su corte transversal, la dimensión mayor o lo largo determinara el tamaño de la partícula. Las características de las partículas también se encuentran involucradas, algunos materiales tienen partículas duras que no pueden romperse en el transito del transportador. En ese caso deben tomarse medidas para manejar dichas partículas 21
otros materiales pueden tener partículas relativamente duras pero degradables en el tránsito a través del transportador helicoidal (sinfín) reduciendo por lo tanto el tamaño de la partícula a manejar. Otros materiales tienen partículas que se rompen fácilmente en un transportador helicoidal (sinfín) y las partículas de estos materiales no imponen limitaciones. Se muestran tres clases de tamaño de partículas en la tabla 1-7 del catalogo de Martín Clase 1. Una mezcla de partículas y finos donde no más del 10% son partículas que van del tamaño máximo a un medio del máximo y el 90% son partículas menores a un medio del tamaño máximo. Clase 2. Una mezcla de partículas y finos donde no más del 25% son partículas que van del tamaño máximo a un medio del máximo y el 75% son partículas menores a un medio del tamaño máximo Clase 3. Una mezcla de partículas y finos donde solo el 95% o más son partículas que van del tamaño máximo a un medio del máximo y el 5% son partículas menores a una décima del tamaño máximo.
5.3. TRANSPORTADORES HELICOIDALES INCLINADOS Y VERTICALES
Los transportadores helicoidales inclinados tienen un requisito de HP más grande y un rango de capacidad menor que los transportadores verticales el incremento en la capacidad del HP y la pérdida de HP dependen del ángulo de inclinación y las características del material a transportar.
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Los transportadores inclinados operan más eficazmente cuando su diseño de cubierta es tubular o con casquillo, y cuenten con un número mínimo de colgantes intermedios donde es posible, deben operar las velocidades relativamente altas para ayudar a prevenir la caída de regreso del material a transportar Los transportadores helicoidales verticales proporcionan un método eficiente para elevar la mayoría de los materiales que pueden ser transportados por el transportador debido a que los transportadores verticales deben estar uniformemente cargados para prevenir un ahogo están diseñados generalmente con alimentadores integrados Como los transportadores horizontales los transportadores verticales están disponibles con muchos aditamentos y accesorios especiales incluyendo componentes de acero inoxidable y otras aleaciones .
5.3.1. ALIMENTADORES HELICOIDALES
Los alimentadores helicoidales están diseñados para regular la proporción del flujo de material de una tolva o un deposito la entrada esta generalmente saturada de material carga 95% uno o más helicoidales de paso variable o cónico transportan el material al rango requerido, los alimentadores helicoidales están regularmente provistos de cubiertas de placa con casquillo o curvas para una distancia corta posterior al extremo de la abertura de la entrada para obtener una regulación en la alimentación. Al haber incremento en el paso o en el diámetro más allá del casquillo el nivel del material en el transportador disminuye a niveles de cargas normales en ocasiones se requiere de casquillos más largos de helicoidales de paso extra cortos y otras 23
modificaciones para reducir el flujo del material de fluido libre atreves del alimentador del helicoidal. Los alimentadores están fabricados en dos tipos generales: Tipo 1 con helicoide de paso regular. Tipo 2 con helicoide de paso corto. Ambos tipos también se encuentran disponibles con helicoidal de diámetro uniforme y diámetro cónico. Los alimentadores helicoidales con extensión de transportadores helicoidales son necesario cuando se requiere de colgantes intermedios o bien cuando es necesario transportar el material a una distancia considerable. Los alimentadores helicoidales múltiples se encuentran generalmente en depósitos de fondo plano para descargar material que tiene la tendencia de agruparse o amontonarse bajo presión frecuentemente se provee a todo el fondo del depósito con estos alimentadores que transportan el material a transportadores de recolección.
5.3.2. SENTIDO DE LOS TRANSPORTADORES
Helicoidales de mano derecha y mano izquierda Un transportador helicoidal (sinfín) es a mano derecha o izquierda dependiendo de la forma de la hélice el sentido del helicoidal se determina fácilmente mirando el extremo del helicoide. La figura del helicoidal mostrado a la derecha tiene una hélice enrollada en el tubo en una dirección opuesta a la manecilla del reloj, o a su izquierda igual que como la
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cuerdas izquierdas en un perno eso se denomina arbitrariamente como helicoidal mano izquierda . La figura del helicoidal mostrado a la derecha tiene una hélice enrollada en el tubo en una dirección igual a las de las manecillas del reloj o a su derecha igual que como las cuerdas derechas de un tornillo esto se denomina como helicoidal mano derecha. Un transportador visto desde cualquier extremo mostrara la misma configuración si el extremo del transportador helicoidal no se encuentra fácilmente visible solo imagínese que la espiral ha sido cortada, con el extremo cortado expuesto a usted y podrá determinar el lado del helicoidal fácilmente
5.3.3. ROTACIÓN DE UN TRANSPORTADOR HELICOIDAL
Fig. a Los diagramas de la fig. a muestran un simple método para determinar la rotación del helicoidal cuando el flujo del material se encuentre en dirección opuesta al extremo visible, un helicoidal mano derecha se moverá en rotación contraria al reloj y un helicoidal mano izquierda se moverá igual que el reloj tal y como lo muestran las flechas de la figura 25
5.4.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TRANSPORTADOR TORNILLO SINFÍN
Ventajas
Son compactos
Diseño modular fácil instalación
Soportes y apoyos similares
Soportan altas temperaturas
Fácil hermeticidad
Extremadamente versátiles
Varias zonas de carga y descarga
Desventajas
No grandes tamaños ( hasta 50 m)
No pueden transportar materiales frágiles delicados o abrasivos
Mayores requerimientos de potencia
Al quedar resto de materiales transportados con anterioridad existen riesgos
de contaminación
Volumen de material bajo
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5.4.1. CLASIFICACIÓN
Los transportadores de tornillo sinfín se pueden clasificar atendiendo a distintos aspectos, a continuación veremos algunos de ellos:
Transportador de tornillo sinfín tubular Aptos para la extracción, la dosificación y el transporte de hormigón, barro, materiales inertes de varios tipos, tanto en posición horizontal como inclinada hasta llegar al transporte vertical (elevadores), utilizando varias prolongaciones ensambladas con sólidas bridas.
Características técnicas
Longitud puede ser cualquier a solicitud del cliente
Lubricación se realiza por expresos puntos de engrases, ha pedido se puede
realizar un sistema de engrase a control remoto
El sinfín consta de un moto reductor directo con un árbol, ensamblado con
bridas, con posibilidad de montaje en zona de carga como en zona de descarga
Potencias de motores desde 1.1 hasta 15 Kw que pueden adoptar distintas
relaciones de reducción 1:5, 1:7. 1:10, 1:15, 1:20 dependiendo de las exigencias del cliente.
Transportador de tornillo sinfín de canal Pueden ser utilizados como alternativas de la serie tubular para la extracción, dosificación y el transporte de cemento, cal, hormigón, barro y materiales semejantes. 27
Características técnicas
Longitud puede ser cualquiera a solicitud del cliente
El sinfín consta de un moto reductor directo con árbol, ensamblado con bridas
con posibilidades de montaje tanto en zona de carga como en zona de descarga Potencias de motores desde 1.1 hasta 15 Kw que pueden adoptar distintas
relaciones de reducción 1:5, 1:20 Dependiendo de las exigencias del cliente
5.4.2. TIPOS DE TORNILLOS SINFIN DEL TRANSPORTADOR
El tornillo sinfín es el elemento principal de los transportadores de tornillo sinfín, son los encargados de la transportación de la carga y se pueden construir de distintas formas en dependencia del material a transportar, del ángulo de inclinación, de las condiciones de trabajo o las capacidades para las cuales se requieran a continuación mencionamos algunos tipos:
Tornillo sinfín de hélice helicoidal
Tornillo sinfín de hélice seccional
Tornillo sinfín de paletas cortadas
Tornillo sinfín de paletas tipo cintas
Tornillo sinfín con palas
Tornillo sinfín de paletas plegadas y cortadas
Tornillo sinfín de paso corto de paletas cortadas con palas
Tornillo sinfín de paletas con palas 28
Tornillo sinfín de paletas distribuidas formando un cono
Tornillo sinfín de diámetro escalonado
Tornillo sinfín de paso escalonado
Tornillo sinfín de paso largo
Tornillo sinfín de doble paleta
5.4.3. HELICOIDES BÁSICOS DE TRANSPORTADORES Y TIPOS DE PASO
Paso estándar, helicoide sencillo . Los transportadores helicoidales con paso
igual al diámetro del helicoide son considerados estándar son apropiados para una gran variedad de materiales en la mayoría de las aplicaciones convencionales
Paso corto, helicoide sencillo . El paso del helicoide es reducido a 2/3 del
diámetro se recomienda para aplicaciones inclinadas o verticales utilizados en material en alimentadores de tornillo el paso corto retarda el flujo de los materiales que se fluidifican
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Paso medio, helicoide sencillo . Similar al paso corto excepto que este paso
es reducido a ½ del paso estándar útil para aplicaciones inclinadas o verticales para alimentadores de tornillo y para manejar materiales extremadamente líquidos
Paso alargado, helicoide sencillo . El paso es igual a 11/2 veces el diámetro
útil para agitación de materiales con alta fluidez o para movimiento rápido de materiales que fluyan rápido
Paso variable, helicoide sencillo . Los helicoides tienen un paso que
incrementa y se utilizan en alimentadores de tornillos para proporcionar una 30
extracción uniforme de materiales finos y de flujo libre a través de la longitud total de la entrada de la abertura
Helicoide doble, paso estándar. El helicoide doble con tornillos de paso
estándar proporciona un flujo de material suave y regular y un movimiento uniforme de cierto tipos de materiales
Ahusado, paso estándar, paso sencillo . Los helicoide de tornillo
incrementan de 2/3 a diámetro total se usan en alimentadores de tornillo para proporcionar una extracción uniforme de materiales con protuberancia generalmente equivalentes y más económicos que el paso variable.
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Helicoide sencillo de cintas . Excelente para transportar materiales pegajosos
el espacio abierto entre el helicoide y el tubo elimina la recolección y el amontonamiento de material
Paso estándar con paletas . Palas ajustables posicionadas entre los espirales
de los helicoidales opuestos al flujo para proporcionar una acción de mezcla suave pero a fondo
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5.5. CASQUILLO PARA LOS TRANSPORTADORES
La cubiertas de casquillos para transportadores se usan para formar una sección transversal tubular dentro de la artesa del transportador este arreglo proporciona los rasgos de una artesa tubular permitiendo la disposición del casquillo para un fácil acceso y limpieza las cubiertas planas o con ceja pueden usarse sobre la cubierta del casquillo cuando es inconveniente que el hueco en el casquillo sea expuesto a polvo o al medio ambiente se abastecen diferentes tipos de casquillos para ajustarse a las diversas aplicaciones estos tipos se describen a continuación
Tipo1. La cubierta del casquillo tiene lados con cejas en la parte superior del
riel y extremos con cejas se usa cuando el casquillo es del largo total de la artesa o se usa entre los colgantes
Tipo 2. La cubierta de casquillo tiene lados con cejas en la parte superior de
los rieles y ceja en un extremo sobre el extremo de la artesa el otro extremo es sencillo este tipo de casquillo se usa en una abertura de entrada o junto al colgante en el extremo plano.
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Tipo 3. La cubierta del casquillo tiene lado con cejas en la parte superior del
riel y ambos extremos cerrados y no tiene cejas sobre los extremos este tipo de casquillo se usa entre o colgantes.
Tipo 4. La cubierta de casquillo no tiene cejas en los lados ni en los extremos
se proporcionan perforaciones para tornillos a lo largo del casquillo para atornillar el lado de la artesa esto permite un montaje nivelado con la parte superior de la artesa y puede usarse una cubierta sobre el casquillo este casquillo se usa generalmente para longitudes cortas cuando es instalado delante de una abertura de entrada.
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5.5.1. CUBIERTAS
Tenemos varios tipos de cubiertas a continuación varios ejemplos:
Cubierta de desborde . De desborde se usan como un medio de seguridad para manejar el desborde de la descarga en casos donde la descarga pueda atorarse es una sección corta de una cubierta rebordeada o plana abisagrada a lo largo hasta la cubierta adyacente la cubierta no está fijada a la artesa para que pueda ser levantada por presión de dentro de la artesa.
Las cubiertas de casquillos . Están diseñadas para embonar dentro de una artesa estándar de transporte de un alimentador helicoidal o de un transportador inclinado o para crear un efecto tubular de artesa. Está cubierta tiene una ventana sobre la artesa tubular ya que se combina la facilidad de acceso con la conveniencia de usar colgantes y accesorios estándar puede requerirse una cubierta plana adicional sobre el casquillo para prevenir la acumulación de agua o polvo en la porción de receso de la cubierta de casquillo .
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Las cubiertas de rejillas . Pueden ser abastecidas donde se requiera una cubierta para seguridad y una de inspección visual constante. Las cubiertas estándar. De cualquier diseño pueden ser abastecidas en calibres más gruesos cuándo necesite soportar peso.
Las cubiertas de domo . Son domo de medio circulo enrollados al mismo diámetro interior que la parte inferior de la artesa y tienen cejas para atornillarse a los rieles superiores de la artesa se utilizan cuando se requiere una ventilación de gases o calor del material transportado las secciones de extremo tienen una palanca de extremo soldada y las juntas intermedias están conectadas tubos de ventilación o líneas de succión pueden ser fijadas a la cubierta . 36
Las cubiertas selladas resistentes al polvo . Tienen cejas en sus cuatro lados para igualar las secciones del canal fabricadas a los lados en los extremos y canales transversales de la artesa especial sellada y resistente al polvo la longitud de la cubierta no debe exceder la longitud de la sección de la artesa.
Las cubiertas con bisagras . Pueden ser fabricadas a partir de cubiertas planas convencionales o de la mayoría de las cubiertas especiales están equipadas con una bisagra de uno de sus lados para fijarse a la artesa y están atornilladas o aprensadas a la artesa en el otro de sus lados las cubiertas con bisagras se usan en aplicaciones donde no es deseable tener una cubierta floja como en casos de áreas de mucha altura sobre andaderas donde la cubierta pueda caerse. 37
Las cubiertas a dos aguas. Son similares a las cubiertas con cejas convencionales excepto que están un tanto anguladas para formar un borde a través del centro de la cubierta una placa de extremo soldada cierra la sección angulada en cada extremo de la artesa mientras que las juntas intermedias se conectan generalmente por medio de soleras a tope las cubiertas a dos aguas se recomiendan normalmente para instalaciones exteriores para prevenir la acumulación de humedad.
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5.5.2. ARTESAS
Tenemos varios tipos de artesa a continuación especificaremos varios tipos:
La artesa de espacio libre ancho . Es de construcción convencional excepto que tiene un espacio libre más ancho entre el exterior del transportador helicoidal y el interior de la artesa este tipo de artesa se utiliza cuando se desea formar una capa de material transportado en la artesa al utilizar una artesa de espacio libre o de mayor tamaño puede obtenerse una mayor capacidad usando un transportador helicoidal estándar cuando se requiera de una artesa de espacio libre es más económico utilizar un transportador helicoidal estándar y una artesa estándar.
La compuerta. Es una placa o división moldeada del interior de la artesa y esta normalmente soldada o atornillada de seis o doce pulgadas del extremo de la artesa la compuerta protege la chumacera en tapa y la unidad de transmisión de calor al 39
manejar materiales calientes la compuerta puede ser utilizada de la misma manera para prevenir daños a los sellos y
rodamientos al manejar materiales
extremadamente abrasivos.
La junta de expansión. Es una conexión dentro de la longitud de la artesa para permitir la expansión causada por materiales calientes transportados.
La artesa con fondo perforado. Está equipada con un fondo perforado y se utiliza como una operación de cribado o sección de colado cuando existen líquidos en el material transportado.
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La artesa rectangular . Está hecha con un fondo plano y puede ser formada a partir de una sola lámina o de lados y fondo de piezas separadas este tipo de artesa se usa frecuentemente al manejar materiales abrasivos capaces de formar una capa de material en el fondo de la artesa el material por lo tanto se mueve sobre si mismo protegiendo la artesa del desgaste.
La artesa de fondo cónico . Se usa para prevenir un espacio muerto en la artesa en el extremo pequeño de un transportador helicoidal cónico con algunos materiales la artesa cónica es necesaria para prevenir el acumulamiento en la artesa o la contaminación del materia.
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La artesa tubular . Esta abastecida en construcción de tubo solido o bipartido con cejas para atornillar o prensar las dos mitades esta artesa es una armazón tubular completa y se utiliza para aplicaciones que deban ser resistentes al medio ambiente para la carga a secciones transversales y para aplicaciones inclinadas o verticales donde la caída obliga a la artesa a operar una carga total.
La artesa con canal lateral . Está hecha con fondos de artesas desmontables separados, atornillados o prensados a canales de acero de rodillo o formados estos canales pueden ser de cualquier longitud razonable para abarcar soportes ampliamente espaciados este tipo de artesa se usa ocasionalmente para el fácil remplazo de fondos de artesa y para facilitar las reparaciones cuando el transportador helicoidal o los colgantes no son accesibles desde la parte superior.
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La artesa con parte lateral alta . Es de construcción convencional excepto que los lados de la artesa se extienden más arriba de lo estándar de la línea del centro a la parte superior de la artesa este tipo de artesa se usa frecuentemente para transportar materiales que se juntan y viajan en masa en la parte superior, la artesa con parte lateral alta mantendrá este tipo de material dentro de la artesa dando así mismo el suficiente espacio para expansión.
La artesa enchaquetada . Consiste en una chaqueta formada continuamente soldada a la artesa este tipo de artesa se usa para el calentamiento secado o enfriamiento de materiales las conexiones de tubo se proporcionan para el abastecimiento o descarga
43
del medio de enfriamiento o calentamiento una construcción especial debe ser abastecida para presiones más altas. Los ángulos de sostenimiento. Se usan para sostener el transportador helicoidal en la artesa cuando el transportador es operado sin colgantes intermedios o cuando pedazos de material tienden a moverse bajo el transportador helicoidal y empujarlo hacia arriba el ángulo está construido de hierro de ángulo regular o formado y esta sujeto a uno de los lados de la longitud total de la artesa lo suficientemente arriba del transportador para permitir aproximadamente un espacio libre de media pulgada entre el ángulo inferior y el transportador helicoidal.
La artesa de transportador aislado . Se usa al manejar materiales caliente o fríos existen muchos tipos de materiales de aislación y arreglos que pueden ser utilizados. Las barra de manejo. Son barras planas de una media pulgada de ancho montadas en la longitud parcial o total de la artesa se usan normalmente dos o cuatro barras y se colocan a una separación igual entre ellas a través del fondo curveado de la artesa las barras se usan para soportar el transportador helicoidal para prevenir el desgaste de la
44
artesa cuando no se utilizan colgantes internos las barras de manejo de denominan en ocasiones barras de rayado. Las placas de uso de tipo silla. Son placas curveadas al contorno del interior de la artesa y de un grosor un tanto menor que el espacio libre entre el transportador helicoidal y la artesa estas placas están hechas de longitudes de aproximadamente 1 y ½ veces el paso del transportador helicoidal y normalmente se separan en intervalos iguales a la distancia entre los colgantes.
5.5.3. DESCARGAS
Se conocen varias configuraciones del tipo de descarga tomaremos en cuenta las siguientes:
Las descargas angulares . Pueden ser adquiridas cuando sea necesario para ciertas aplicaciones este tipo de descarga se utiliza normalmente en transportadores
45
inclinados cuando es necesario que la descarga sea paralela al nivel del suelo o bien cuando el material deba ser descargado a uno de los lados.
Las boquillas de descarga más largas que a lo estándar . Son aproximadamente de una a media veces la longitud de las boquillas de descarga estándar esta descarga se utiliza con materiales difíciles de descargar debido al intento del material de moverse más allá de la abertura de descarga
esta descarga se utiliza también al operar
transportadores de alta velocidad.
Las boquillas de descarga circular . Se adquieren cuando se requieren fijar uniones tubulares o cuando un transportador se descarga a otro transportador en un ángulo 46
que no sea recto al utilizar una descarga circular y una entrada circular la conexión se realiza fácilmente.
Las boquillas de descarga por flujo . Se adquieren con una placa en la tapa de la artesa especial construida en el lado extremo de la artesa con boquilla este tipo de boquilla ofrece una descarga completa sin un borde en la placa de tapa para la aglomeración de material se usa principalmente para manejar productos alimenticios donde puede ocurrir una infestación.
Las compuertas de operación por aire . Son similares en acción y propósito a las compuertas de cremallera y piñón el movimiento de la compuerta se obtiene a partir de un cilindro de aire estas compuertas se usan normalmente cuando se desea una operación automática o de control remoto.
Las compuertas de operación con palanca . Son una modificación de descarga estándar de placa con una palanca añadida para abrir y cerras las compuertas esta unión proporciona un acoplamiento para facilitar la operación y un medio conveniente para abrir y cerrar rápidamente las compuertas.
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Las boquillas de descarga de cremallera y piñón resistentes al polvo y al medio ambiente. Pueden ser adquiridas en placa plana o curva similares en construcción a las compuertas de cremallera y piñón excepto que la placa la cremallera y el piñón están completamente encerrados en una cobertura.
Las compuertas de operación por aire. Son similares a las compuertas estándar de cremallera y piñón excepto que se operan con un cilindro de aire la compuerta de operación con aire se utiliza para operaciones automáticas o de control remoto estas compuertas también pueden ser adquiridas en construcción a prueba de polvo.
5.6. ENTRADAS
A continuación detallaremos varios tipos:
Las entradas con cámara acojinada (entradas de cámara muerta). Sirven para el mismo propósito que el de las entradas de placa o deflexión pero están construidas con un borde que forma un cojan para los materiales alimentados al transportador .
48
Las entradas laterales . Están equipadas con una compuerta para adquirir un medio de regulación de paro de flujo e la entrada para aligerar el transportador helicoidal de presiones excesivas de material cuando utilice la entrada lateral la rotación del helicoidal debe ser hacia la abertura de entrada para asegurar una porción constante de flujo.
Las entradas con jaladera deslizante . Se utilizan normalmente cuando se requieren de múltiples entradas estas entradas deben ser ajustadas o cerradas manualmente para asegurar la adecuada alimentación del transportador.
49
Las boquillas circulares de entrada . Se utilizan para uniones tubulares o cuando se conecta a la descarga de un transportador a la entrada de otro en un ángulo que no sea recto este tipo de conexión se realiza fácilmente con descargas y entradas circulares.
Las entradas de placa de deflexión . Se usa cuando los materiales caen verticalmente en la entrada creando la posibilidad de un daño por impacto o por abrasividad al transportador helicoidal la entrada regularmente viene equipada con placas de deflexión o con bafles que reducen el impacto del material para alimentar más suavemente el transportador.
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Las bolsas para colgantes . Se utilizan con una artesa tubular montadas en la parte superior de la artesa tubular en puntos donde existen los bujes para colgantes la bolsa del colgante forma una sección de figura U para una longitud
corta
permitiendo el uso de colgantes estándar de transportador y proporcionando un fácil acceso a estos. La placa de contacto (bafle de casquillo). Es una placa sencilla atornillada verticalmente a la porción superior de la artesa y está cortada al contorno del helicoidal esta placa se usa para regular el flujo del material de una entrada evitando el desbordamiento a lo largo de la parte superior del transportador helicoidal.
51
5.6.1. RECOMENDACIONES PARA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LOS TRANSPORTADORES HELICOIDALES (SINFÍN)
OPERACIÓN
Lubrique todos los rodamientos y transmisiones por instrucciones de servicio generalmente se abastecen sin lubricantes los reductores de engranes. En el arranque del transportador opérelo vacío durante varias horas revise si hay un incremento en la temperatura en bujes ruidos inusuales o desalineación en la transmisión si ocurre cualquiera de estos revíselos y tome los pasos correctivos necesarios (los bujes colgantes no lubricados pueden causar algún ruido.)
Cuando use bujes anti-fricción revise la adecuada lubricación la lubricación
insuficiente o excesiva causara altas temperaturas de operación
La desalineación de extremos de artesa de helicoidales y de colgantes pueden
ocasionar un mantenimiento excesivo y una vida de operación muy corta.
Revise el armado y montaje de los tornillos apriételos de ser necesario, no
sobrecargue el transportador, no exceda la velocidad del transportador, la capacidad, la densidad el material ni la proporción de flujo para el cual fue diseñado el transportador y la transmisión, si el transportador no va a ser operado por un periodo de tiempo largo opere el transportador hasta liberarlo de todo el material esto es particularmente importante cando el material transportado tiende a endurecerse o convertirse viscoso o pegajoso si se le deja sin movimiento durante un largo tiempo,
52
puede ser necesario el recentar los bujes de colgante después de manejar materiales en el transportador .
5.6.2. MANTENIMEINTO
Practique un buen mantenimiento mantenga limpia y libre de obstáculo el aérea alrededor del transportador y de la transmisión para proporcionar un fácil acceso y para evitar interferencias con la función del transportador y de la transmisión establezca inspecciones periódicas de rutina de todo el transportador para asegurar una actuación máxima y continua de operación para remplazar la sección del transportador helicoidal proceda de la siguiente manera.
El desmontaje de una o más secciones generalmente debe proceder del extremo opuesto a la transmisión asegúrese de que la transmisión y la corriente estén desconectadas antes de comenzar el desmontaje.
Remueva el extremo de la artesa la secciones de tornillos los ejes de acople y colgantes hasta que las secciones hayan sido removidas o hasta que la sección dañada sea alcanzada y removida.
Para rearmar siga los pasos anteriores en orden reversible.
Los transportadores helicoidales de desmontaje rápido pueden ser removidos en locaciones intermedias sin primero remover las secciones adyacentes, Las piezas de remplazo pueden ser identificadas a partir de una copia de la lista original de empaque o de la factura los tornillos de ensamblaje contienen una tuerca de seguridad que puede ser dañada al removerse se recomienda su
53
remplazo en vez de utilizarlas nuevamente al cambial las secciones del transportador helicoidal .
5.6.3. OPERACIONES PELIGROSAS
Los transportadores helicoidales no se fabrican o diseñan normalmente para manejar materiales peligrosos o bajo condiciones peligrosas los materiales peligrosos pueden ser aquellos que sean explosivos, flaméales, tóxicos o que resulten peligrosos para el personal si no se encuentran completamente sellados en la cobertura del transportador en ocasiones puede usarse una construcción especial de cobertura del transportador o de helicoidal con juntas y cubiertas especiales atornilladas para manejar este tipo de material los transportadores especiales no se fabrican o se diseñan para cumplir con los códigos locales estatales o federales para equipos que se aplique cualquier clase de presión.
5.7. SEGURIDAD
Debe considerarse en todo momento la seguridad como un factor básico de operación de maquinaria la mayoría de los accidentes son el resultado de descuidos o negligencia la mayor fuente de estas normas de seguridad es LA SOCIEDAD AMERICANA DE INGENIEROS MECÁNICOS en donde encontraremos normas como:
Estándar ANSI B20.1
Estándar ANSI B15.1 54
Estándar ANSI A12.1
Estándar ANSI B20-1ª1990
5.7.1. TIPOS DE CONFIGURACIONES PARA TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFÍN (a) Horizontal, con 1 entrada y 3 salidas (b) Horizontal, con 3 entradas y 1 salida (c) Horizontal, con 1 entrada y 1 salida (d) Inclinado, con 1 entrada y 1 salida
CONFIGURACIONES DE LAS ENTRADAS Y DESCARGA DE LOS TRANSPORTADORES HELICOIDALES
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TRANSPORTADOR HELICOIDAL DE ARTESA TUBULAR
56
TRANSPORTADOR HELICOIDAL INCLINADO
57
TRANSPORTADOR HELICOIDAL ESTÁNDAR ESTÁNDAR DE UNA ENTRADA Y UNA DESCARGA
58
5.7.2. TRANSPORTADOR DE CANGILONES
Son utilizados en la industria para el transporte de materiales de la más variada clase, ya sea a granel, secos, húmedos e inclusive líquidos. Constan de una cinta ó cadena motora accionada por una polea de diseño especial (tipo tambor) que la soporta e impulsa, sobre la cual van fijados un determinado número de cangilones. El cangilón es un balde que puede tener distintas formas y dimensiones, construido en chapa de acero o aluminio y modernamente en materiales plásticos, de acuerdo al material a transportar. Van unidos a la cinta o cadena por la parte posterior, mediante remaches o tornillos, en forma rígida o mediante un eje basculante superior cuando trabajan montados sobre cadenas para transporte horizontal. Los transportadores o elevadores de cangilones: Son máquinas de transporte continuo que se emplean para la manipulación de materiales a granel como talcos granulados y en pedazos pequeños por una traza vertical o inclinada (más de 60 grados sobre la horizontal, sin que se produzcan paradas entre la carga y descarga del material transportado
5.7.3. GENERALIDADES
Los transportadores o elevadores de cangilones están compuestos por un órgano de tracción que puede ser de banda o cadenas, en el cual se fijan los cangilones. Todo el conjunto se moverá alrededor de la tambora motriz y de atezado, colocado en el 59
extremo superior e inferior respectivamente, en el caso de emplearse cadenas como lo órgano de tracción, el lugar de tamboras se emplearán catalinas. Todo lo anterior va encerrado una armadura metálica compuesto de tres partes: superior, intermedia e inferior. En la parte superior se coloca el sistema propulsor compuesto por reductor, el freno y el motor eléctrico; en la parte inferior se sitúa el sistema de atezado. Estos se construyen estacionarios e inmóviles. En ocasiones además de elevar la carga, garantizan un determinado proceso tecnológico, por ejemplo la extracción del material sumergido en el fluido separando de él. Solamente pueden transportar la carga desde un punto inferior hasta el final del elevador sin entradas o salida de este entre puntos intermedios
5.8. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El Transportador de cangilones se ponen funcionamiento a través del sistema propulsor el cual por mediación de la tambora motriz o catalina, en dependencias del órgano de tracción que se utilice proporciona movimiento al mismo, en el que van a ir acoplado los cangilones que son los encargados de recoger la carga de la parte inferior y elevar la hasta el punto de descarga, el material se introduce al elevador por un conducto que se encuentra en la parte inferior y se descarga por la parte superior.
60
5.8.1. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TRANSPORTADOR DE CANGILONES
Ventajas
Variedad de manipulación de materiales.
Amplio rango de capacidades.
Amplio rango de longitudes de transportación.
Gran facilidad para la carga y descarga del material.
Estructura liviana.
Trazas horizontales y verticales.
Desgate mínimo y fácil mantenimiento.
Bajo consumo de energía.
Posibilidad de transportación por el ramal superior e inferior y si fuera necesario por ambos a la vez.
Bajos niveles de ruido. Construcción y montaje simple comparado con otros transportadores .
Desventajas
Son muy sensibles a las sobrecargas.
61
5.8.2. USOS El trabajo con estas máquinas es ampliamente difundido ya que su utilización es cotidiana prácticamente en toda industria para manejo de materiales a granel como talcos granulados y en pedazos pequeños por una traza vertical o inclinada (más de 60 grados sobre la horizontal). Se utilizan en la industria química, metalúrgica, alimenticia, de construcción de maquinarias, de materiales de construcción y otras.
5.8.3. CLASIFICACIÓN Los transportadores o elevadores de cangilones se pueden clasificar atendiendo a distintos aspectos, a continuación veremos algunos de ellos:
5.9. SEGÚN EL TIPO DE CARGA
Directamente desde tolva : se emplean para el transporte de materiales de pedazos grandes y abrasivos. La velocidad desplazamiento del órgano de tracción es bajo.
Por degradado : se emplean para el transporte de materiales que no ofrecen resistencia a la extracción, pulvurulentos y de granulación fina
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5.9.1. SEGÚN EL TIPO DE DESCARGA
Centrifuga:
a) Es el tipo más utilizado. b) Grandes velocidades de desplazamiento (1. 2 y 1. 4 m/s). c) La carga se efectúa generalmente por dragado del material depositado en la parte inferior del transportado. d) La distancia de separación entre cangilones es de dos a tres veces la altura del cangilón.
Gravedad o continúa :
a) Baja velocidades de desplazamiento (0. 5 y 1.0 m/s). b) Se aprovecha al propio peso del material para la descarga del mismo. Clasificación: Por gravedad libre: Es necesario desviar el ramal libre del elevador mediante estrangulamiento o inclinar el propio elevador. Por gravedad dirigida: Los cangilones se sitúa de forma continua sin separación entre ellos. La descarga del material se efectúa por el efecto de la gravedad utilizando la
63
parte inferior del cangilón precedente como tolva de descarga. La carga se realiza directamente desde la tolva de alimentación. Positiva: El elevador es parecido al de tipo centrifuga salvo que los cangilones están montados los extremos por dos cordones o torones de cadenas. La velocidad de los cangilones es lenta y apropiada para materiales livianos, aireados y pegajosos.
5.9.2. PARTES COMPONENTES Los transportadores o elevadores de Cangilones constan de diferentes partes componentes que permiten el funcionamiento de los mismos, a continuación relacionamos las principales
Estructura Es la encargada de encerrar y sostener todo conjunto. Generalmente está hecha de planchas de acero de 2 a 4 mm terminando su borde en angulares para poder unir sus diferentes partes entre sí. Las sesiones se hacen de 2 a 2. 5 m. El mencionado de las diferentes partes del armazón estén función del ancho y largo dará sesión transversal y depende del tipo de descarga y de cangilón para lo cual se va diseñar.
64
Tamboras y catalinas Son las encargadas de sostener el órgano de tracción y trasmitir movimiento al mismo. El diámetro de la tambora motriz ésta función del número de capas y generalmente en un rango de 400 a 150 mm. El diámetro de la tambora de atezado es del diámetro de la tambora motriz y suelen construirse de tablillas transversales con el objetivo evitar que material se deposite en la banda y la tambora particularmente si el mismo está húmedo. El diámetro dará Catalina ésta función del paso de la cadena seleccionada y el número de dientes, que generalmente es de 6 a 20 para los rangos de velocidades angulares de 4. 75 a 75. 5 r/min. Análogamente el diámetro dará catalina motriz es igual al dará catalina de atezado.
Órgano de tracción El órgano de tracción puede ser banda o cadena en dependencias de la capacidad, altura del elevador y naturaleza del material transportado. Una banda sostienen los cangilones o menor rigidez y soporta por lo tanto menos esfuerzos que las cadenas.
65
Sin embargo la banda se comporta muy bien para altas velocidades y se desgasta menor que las cadenas cuando se manipula materiales abrasivos. Las bandas utilizan para elevadores de alta velocidad y de baja y media capacidad (hasta 80 metros cúbicos/h) elevaciones medias (hasta 30 metros cúbicos/h) en lo que se manipula materiales pulverizados y de trozos pequeños con bajo y medio pesos a granel. En los mismos el material puede ser depositado en el fondo donde es paleado y elevado por los cangilones. Las velocidades de la banda están en un rango de 0.8 a 2. 5 m/s. Las cadenas emplean preferentemente en elevadores de alta capacidad (hasta 160 metros cúbicos/h), donde se manipulan materiales muy pesados y que se elevan a gran altura. También suelen emplearse para manipular materiales muy calientes u otros materiales que afecten la banda al entrar en contacto con ella. Las velocidades de las cadenas oscilan entre 0. 4 y 1. 25 m/s
Cangilones Esto son los encargados de transportar material, pueden construirse estampados o soldados, de hierro fundido o maleable. Suelen tener en su borde delantero un refuerzo metálico para proteger los del rápido desgaste. Existen cuatro tipos los cuales son:
Redondeado profundo : tiene un frente a 65º y poseen gran volumen. Se emplean para manipular materiales a granel, fluidos y secos.
Redondeado llano : tiene un ángulo frontal del 45 º que los hacen poco profundos; se emplean para la transportación de materiales a granel, húmedos, en 66
forma de casos bajos y pocos fluidos. El borde bajo permite la salida fácil de este tipo de material.
Ángulo en forma de V: se emplean solamente cuando la descarga es gravitacional, principalmente en el acarreo de materiales a granel pesados en trozos medianos y grandes y que sean abrasivos.
Redondeado con rebordes : se emplean solamente cuando la descarga es gravitacional, de materiales a granel pesados, en trozos medianos y grandes y que sean abrasivos.
Sistema propulsor Es encargado de dar movimiento a la tambora o catalina motriz en dependencias del sistema de transmisión que se utilice. Suele ocupar muy poco espacio se sitúa la parte superior del equipo. Para prevenir accidentes siempre se coloca un freno que evita la reversión del movimiento de las partes móviles y la caída de la carga nuevamente en el fondo del equipo. Cuando el freno es de trinquete se coloca en el eje de la tambora o catalina y cuando este tipo centrifugó se sitúa entre el motor y el reductor.
Sistema de atezado El sistema de atezado que se utiliza los elevadores de cangilones es de tornillo o muelle. El sistema se sitúa sobre las chumaceras de la tambora o catalina y fijo a las paredes laterales de la sesión inferior del armazón metálica. La regulación del atezado se halla en un rango de 200 a 500 mm
67
Los elementos que complementan el elevador son:
Bandejas de carga y descarga del material
Plataforma de mantenimiento del cabezal
Riendas tensoras con muertos de anclaje
Distribuidor con comando a nivel de piso
Compuertas laterales para mantenimiento de la banda, limpieza y remplazo de
cangilones
5.9.3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL ELEVADOR DE CANGILONES
Elevadores de cangilones Centrífugos con Banda o Cadena
Los elevadores de cangilones de cadena centrífugos tienen un rendimiento menor en
/hrs del 20% del valor indicado
Capacidades basadas en un cangilón lleno entre 75 y 90%
Los elevadores pueden ser construidos en acero al carbón con recubrimiento epóxido – acero, inoxidable y acero galvanizado .
La altura se fabrica según la necesidad del cliente.
Los elevadores son de descarga centrifuga.
Las poleas de los extremos pueden ser tipo jaula de ardilla plana o vulcanizada para elevadores de banda o de correa.
Polea dentada tipo engrane para elevadores de cadena.
68
10. TIPOS DE ELEVADORES DE CANGILONES
5.
Tenemos los siguientes tipos de elevadores:
Descarga centrifuga . Los elevadores de tipo de descarga centrifuga se
ofrecen como serie 100( tensor en bota) y series 200 (tensor en cabeza) ambas series se encuentran disponibles con cangilones montados en cadena o banda y manejan materiales de flujo libre con protuberancias pequeñas o medianas el conducto estándar de la entrada y la placa estándar de fondo curvo dirigen el material a los cangilones y reducen la acción de “ excavación”
la velocidad del elevador
es
suficiente para descargar el material mediante fuerza centrífuga.
Alta velocidad centrifuga para granos . Los elevadores cangilones de
descarga centrifuga de alta velocidad serie 500 (doble pierna) y serie 400 (pierna sencilla) están diseñados especialmente para manejar económicamente granos y otros materiales de flujo libre estos elevadores no son auto soportables por lo tanto otros deben proporcionar un soporte inmediato.
Descarga continua . Los elevadores de descarga continua se ofrecen como
serie 700 ( tensor en bota) y serie 800 (tensor en cabeza) ambas series se encuentran disponibles con cangilones montados en cadena o banda y pueden manejar material de flujo libre material pesado, o materiales que son abrasivos los cangilones fabricados con espacios cerrados y con partes laterales extendidas forman un conducto para dirigir el material al cangilón en la descarga la configuración del 69
cangilón permite al material descargarse mediante gravedad sobre la parte posterior del cangilón siguiente.
Alta capacidad . Los elevadores serie 1000 (de alta capacidad) son un tipo de
descarga continua con cangilones montados entre dos cadenas este tipo d elevador se usa donde se requieren de mayores capacidades de un servicio severo o de mayores centros de ejes los elevadores tipo gran capacidad no se encuentran enlistados en catálogos ya que se diseñan bajo pedido para cada aplicación.
PARTES DE UN ELEVADOR DE CANGILONES
Tambor de accionamiento
Tolva de descarga
Caja o envoltura
Órgano tractor
Tambor tensor
Bota
Cabeza
Motor
Cangilón tolva de descarga
70
71
72
6.
BENEFICIARIOS
Como se dijo antes, este proyecto en la modalidad de trabajo comunitario es un instrumento mediante el cual los proponentes se graduarán como Ingenieros Mecánicos, una vez que el mismo se haya ejecutado siguiendo los lineamientos expuestos y cumpliendo con las exigencias del mismo reglamento. A partir de este evento los beneficiarios serán en su orden
6.1. BENEFICIARIOS DIRECTOS
Estudiantes de la Carrera de Ingeniería Mecánica.
Docentes de la Carrera de Ingeniería Mecánica y afines al
Software.
La Carrera de Mecánica y la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y
Químicas que experimentará un mejoramiento en todos los niveles de su accionar.
6.2. BENEFICIARIOS INDIRECTOS
Universidad Técnica de Manabí.
El conglomerado de Ingenieros mecánicos otros profesionales a fines al
diseño de elementos de máquinas.
73
La misma comunidad manabita y nacional se beneficia al mejorar la calidad
de enseñanza, factor que sin duda alguna permitirá obtener profesionales de calidad.
74
7.
METODOLÓGIA
Para dar respuesta al objetivo general como al tema planteado se ha tomado la decisión de adquirir un proceso de investigación que brinde todas las respuestas requeridas para la comprobación o no para ello se investigara en el campo de la materia
7.1. ACTIVIDADES DESARROLLADAS
Investigación participativa.
Investigación bibliográfica
Escogitamiento y prueba del modelo matemático para calcular el transportador de tronillo sinfín y cangilones
Estudio de las condiciones o capacidad del recurso a implementar, es decir, lo que tiene que ver con la capacidad, resolución de problemas
Creación del Software y sus aplicaciones en el laboratorio de dibujo asistido por computador de la carrera de mecánica.
Selección e instalación de la 5 computadoras
Instalación y prueba de software
Entrega de equipos
75
8.
RECURSOS
El desarrollo de este proyecto contará con los siguientes recursos
8.1. RECURSOS HUMANOS
tres estudiantes del décimo semestre de la Carrera de Ingeniería Mecánica
Un Director de Tesis, docente de la carrera elegido por el H. Consejo
Directivo, es responsable de la calidad del trabajo de tesis y el cumplimiento del cronograma de ejecución del proyecto, su accionar lo lleva a aclaraciones o respaldo de las actuaciones de los estudiantes ejecutores y defensores del trabajo de tesis.
Tres docentes de la Facultad que integran el Tribunal de Revisión y
Evaluación de la tesis. sus funciones son el control y seguimiento del proyecto mediante el cronograma denunciado y aprobado por estudiantes y director, además, es el nexo entre los ejecutores de la tesis y autoridades de la Facultad. también pueden resolver cambios en el cronograma, sin afectar el fondo de la propuesta.
En forma puntual podrán participar técnicos de otras carreras como apoyo y
complemento a las acciones no especializadas.
76
8.2. RECURSOS MATERIALES
Cinco computadores y sus periféricos básicos
Mueble soporte
CPU
Monitor
Teclado
Dos parlantes
mouse
Regulador de voltaje
Software para calcular transportadores de tornillo sinfín y cangilones
Programa de AUTOCAD
Software regulares en la plataforma de Windows
8.3. RECURSOS ECONOMICOS
La financiación del proyecto está garantizada por los estudiantes mediante autogestión y aportes personales equitativos, monto que debe cubrir el costo del proyecto que asciende a la cantidad de $, (4600/100 dólares americano), aproximadamente. Dicho costo se justificara en la adquisición de los siguientes equipos, materiales y demás recursos para la realización de este proyecto:
77
DESCRIPCIÓN
COSTO USD $
1 software para transportador de tornillo sinfín y uno para
800,00
cangilones de cangilón
5 kit de muebles para las computadoras
500,00
5 computadores
3000,00
Recursos materiales elaboración del proyecto
300,00
TOTAL
4600
78
9.
EJECUCION DEL PROYECTO
Para la ejecución de este proyecto se tomaron en cuanta los siguientes aspectos El proyecto inicio a partir de la fecha en que el H consejo directivo aprobó el proyecto. Consecutivamente se designó al director de tesis con lo cual se procedió a tener la primera reunión entre los ejecutores del proyecto y el guía del mismo para empezar a determinar las variables del proyecto y elaboración del cronograma de trabajo el tiempo de ejecución de nuestro proyecto de tesis fue de seis meses como lo dicta el reglamento. Los estudiantes egresados realizamos nuestro trabajo en la ciudad de Portoviejo en el laboratorio de dibujo mecánico asistido por computadora de la cerrera de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica De Manabí. La siguiente actividad realizada fue la revisión del marco teórico de acuerdo a lo programado en el cronograma seguido de las investigaciones participativas e investigativas del nuestro modelo matemático a utilizar. En conjunto acuerdo con nuestro director de tesis se determinó elaborar los modelos matemáticos utilizando varias opciones entre las cuales figuran modelos matemáticos del catálogo de Martin. En la cual también se delimita la capacidad modelo ya que para la elaboración de un transportador helicoidal
y de cangilones existen varias maneras de modelos
matemáticos y procedimos a diseñar nuestro propio modelo matemático usando varias fórmulas de referencia de catálogo de Martin
79
La ejecución de este proyecto es muy valioso para el pensum de estudio de la carrera de ingeniería mecánica ya que en la actualidad no se imparte el conocimiento de elaboración de transportadores ya sea sinfín o de cangilones teniendo en cuenta que en nuestro medio existen muchos productos que demandan ser transportados por este tipo de transportadores.
9.1. IMPLEMENTACION DE COMPUTADORES
Sin ser expertos en esta rama, la globalización del conocimiento de computador y su aprovechamiento en las actividades de la Ingeniería Mecánica, nos permiten, con un poco de asesoramiento, acceder a las características técnicas de sus componentes con el fin utilitario de aprovechar sus bondades en una de las tantas aplicaciones de la mecánica. Partimos de una necesidad, cual es el manejo de información y muchos software que demandan un computador con amplia capacidad, además su funcionalidad y calidad son importantes en la tarea de seleccionar un excelente equipo . El computador seleccionado tiene las siguientes características técnicas que satisfacen las necesidades exigidas, no sólo en lo referido al software sino, también en lo concerniente a los componentes que constituyen el hardware
80
Computador de escritorio
Fig. M. Partes del Computador
Características del PC Computador PENTIUM DUAL- CORE 3.0 GHZ en color negro y rojo CASE / TECLADO / MOUSE/PARLANTES.PROCESADOR DUAL - CORE 3.0 GHz. MOTHERBOARD BIOSTAR MEMORIA RAM DE 4 GB. DISCO DURO DE 500 GB. DVD WRITER LECTOR DE MEMORIAS MONITOR LG DE 19”
REGULADOR DE VOLTAJE 1200 VA
81
El software o sistema operativo con el que va a funcionar el computador es Windows. El hardware Es un término genérico para todos los componentes físicos de la computadora. Fig.M. Toda la información es procesada electrónicamente por hardware Componentes electrónicos son los responsables de su correcto funcionamiento Unidad central de procesos (CPU): es el cerebro del PC. Procesa las instrucciones y los datos con los que trabaja la computadora. El procesador es el dispositivo más importante y el que más influye en la velocidad al analizar información Memoria RAM o memoria principal: es la memoria de acceso aleatorio, en la que se guardan instrucciones y datos de los programas para que la CPU pueda acceder a ellos directamente a través del bus de datos externo de alta velocidad. Memoria ROM: es la memoria solo para lectura. Es la parte del almacenamiento principal de la computadora que no pierde su contenido cuando se interrumpe la energía. Contiene programas esenciales del sistema que ni la computadora ni el usuario pueden borrar, como los que le permiten iniciar el funcionamiento cada vez que se enciende la computadora.
Disco duro: es el dispositivo de almacenamiento secundario. Usa varios discos rígidos cubiertos de un material magnéticamente sensible. Está alojado, junto con las cabezas de lectura, sellado en forma hermética, en él se guardan los programas y todos los archivos creados por el usuario. A mayor capacidad del disco duro, más información y programas podrán almacenar en el PC. La capacidad se mide en gigabytes (GB). Un GB equivale a 1.024 megabytes (MB) aproximada mente. 82
El computador viene con un mueble soporte funcional y con espacios apropiados a cada uno de los llamados periféricos del equipo.
9.2. MODELOS MATEMATICOS PARA EL CÁLCULO Y DIDEÑO DE LOS TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFÍN Y CANGILONES
9.3. MODELO MATEMÁTICO PARA DESARROLLO DEL SOFTWARE DE TRANSPORTADOR DE TORNILLO SINFÍN
9.2. ALGORITMO PARA EL CÁLCULO DEL TRANSPORTADOR SINFÍN
CAPACIDADES DEL TRANSPORTADOR SINFÍN
Capacidad requerida en metros cúbicos por hora
[⁄]
Capacidad requerida en pie cúbicos por hora
⁄
Capacidad Real:
83
Velocidad del transportador.
[rpm]
Deflexión del transportador D (pulg)
Expansión térmica del transportador
(Pulg)
Potencia para operar en vacío o sin carga.
[]
Potencia para transportar la carga
[]
Potencia requerida para el transporte horizontal del material
Potencia corregida para transportar el material en forma horizontal
Potencia para elevar el material HP
[] Potencia total de un transportador inclinado
( ) Torque crítico transportador horizontal
84
Torque crítico de un transportador inclinado
9.2.1. SOFTWARE PARA EL CALCULO Y DISEÑO DE TRANSPORTADORES HELICOIDALES (TORNILLO SINFÍN)
Este proyecto se a elaborado en una aplicación de java usando framework swing como marco de trabajo el objetivo principal de la aplicación es disminuir el tiempo en el procedimiento manual para calcular y diseñar los transportadores de tornillo sinfín La aplicación no permitirá determinar cada uno de los parámetros en el calculo de los transportadores sinfín al final se genera un reporte con los parámetros del calculo Este proyecto fue desarrollado con el IDE 6.5.1 que es un entorno integrado de desarrollo compatible con: Windows Mac Linux Solaris El proyecto NecBeans consiste en
de código abierto y una plataforma de
aplicaciones que permiten a los desarrolladores crear rápidamente aplicaciones de escritorio utilizando la plataforma java así como. Java FX JavaScrip 85
Ruby
9.2.2. MANUAL DEL USUARIO DEL SOFTWARE DEL TRANSPORTADOR DE TORNILLO HELICOIDAL (SINFÍN) 1.
Abrimos la carpeta Sinfín Final; dando doble clic sobre la misma.
Doble clic a la carpeta
2. Damos doble clic en la aplicación Tornillo Sinfín (Executable Jar File) para ejecutar el sistema.
86
3.
Nos encontramos con la ventana de inicio de nuestro sistema.
4.
A continuación tenemos la pantalla donde se ingresará la información general
del proyecto. 87
Una vez ingresado todos los campos se activará y se deberá dar clic en el botón siguiente.
Clic en Siguiente
88
5.
Procedemos a ingresar los datos iniciales del ejercicio propuesto. Se deberán
ingresar los siguientes datos: Capacidad Requerida, Longitud de Transportación, Tipo de carga, Trabajo y Tiempo de Operación.
Luego de ello se deberá escoger de la tabla el material deseado; automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto. Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente.
89
Clic en Siguiente
6.
En la pantalla 3 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el factor CF1 a
trabajar en el ejercicio.
90
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente. 7.
En la pantalla 4 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el factor CF2 a
trabajar en el ejercicio.
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente. 8.
En la pantalla 5 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el factor CF3 a
trabajar en el ejercicio.
Adicionalmente en esta pantalla se podrá observar el resultado del cálculo para los valores de: 91
Capacidad Requerida
Capacidad Real
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente. 9.
En la pantalla 6 del sistema se deberá seleccionar de la tabla la capacidad
requerida por el transportador; automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto.
92
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente. 10.
En la pantalla 7 del sistema se deberá escoger el grupo de componente y
seleccionar de la tabla respectiva los otros elementos del transportador.
93
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto. Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente.
94
11.
En la pantalla 8 del sistema se deberá escoger los datos relacionados a la
deflexión del transportador.
Se deberá escoger los datos relacionados al peso del helicoide.
95
Se deberá escoger los datos relacionados al módulo de elasticidad.
Y finalmente se deberá escoger los datos relacionados al momento de inercia del tubo.
96
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá calculado el valor de D (deflexión del transportador). Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente. 12.
En la pantalla 9 del sistema se deberá completar los datos relacionados a la
Expansión Térmica del Transportador. Para ello deberá realizar las siguientes acciones:
Ingresar los valores de: límite inferior de temperatura y límite superior de
temperatura.
Seleccionar de la tabla el material y la expansión lineal respectiva.
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá calculado el valor del Incremento en el cambio de longitud. Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente. 97
13.
En la pantalla 10 del sistema se deberá completar los datos relacionados a las
Potencias del Transportador. Para ello deberá realizar las siguientes acciones:
Potencia para operar en vacío o sin carga: Se debe escoger el Factor por Tipo
de Transmisión Fb y el Factor por Tipo de Transmisión Fd tal como lo muestran las figuras. Selección del Factor por Tipo de Transmisión Fb
Selección del Factor por Tipo de Transmisión Fb
98
99
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá calculado el valor de HPf (Potencia para operar en vacío o sin carga).
Potencia para transportar la carga: Se debe escoger el Factor de Potencia por
el Tipo de Helicoide Ff y el Factor de Potencia por Paletas Fp tal como lo muestran las figuras.
Selección del Factor de Potencia por el Tipo de Helicoide
100
Selección del Factor de Potencia por Paletas
101
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá calculado el valor de HPm (Potencia para transportar la carga) y HPh (Potencia requerida para el transporte horizontal del material).
Si HPh es menor a 5 se deberá corregir esta potencia para prevenir sobrecargas; para ello se activarán las siguientes cajas de texto donde se deberá ingresar el factor de sobrecarga Fo y seleccionar de la tabla el factor por el tipo de transmisión.
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá calculado el valor de HPch (Potencia corregida) y HPte (Motor Elegido).
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente. 102
14.
En la pantalla 11 del sistema se deberá completar los datos relacionados a la
Potencia para elevar el Material y el Torque Crítico requerido para dicha elevación.
Potencia para elevar el material: Se deberá ingresar H (altura de
transportación) y la potencia extra para compensar la eficiencia del transporte debido a la agitación y vibración del material en tránsito (HPext).
Automáticamente el sistema hará los cálculos y aparecerán los valores calculados de: HPem (Potencia para elevar el material), HPti (Potencia total de un transportador inclinado), Torque Crítico para el Transportador Horizontal y Torque Crítico para el Transportador Inclinado. 103
15.
Procedemos a dar clic en el botón imprimir reporte para de esta manera
generar el mismo.
Clic en Imprimir Reporte
104
16. Observamos nuestro reporte listo para poder trabajar con él.
105
Dando clic en el ícono del disquete ubicado en la parte superior izquierda del reporte se lo podrá guardar en cualquier lugar de nuestro computador y en el formato que deseamos, siendo los más comunes PDF y Word.
Y si queremos imprimir nuestro reporte de forma directa, damos clic en el ícono de la impresora ubicado al lado del disquete, procedemos a elegir la impresora instalada en el computador y damos aceptar.
106
17.
Finalmente si deseamos salir de la aplicación, nos dirigimos a la pestaña de
Salir en el sistema y escogemos la opción Salir o si prefiere simplemente se podrá dar clic en el botón Finalizar o Cancelar.
107
NOTAS: 1.
En cualquier momento se podrá dar clic en el botón Atrás para navegar entre
las pantallas del sistema. 2.
En la pestaña Ayuda del sistema se muestra información general del proyecto.
9.2.3. INSTALACION DEL SOFTWARE A LOS COMPUTADORES La instalación del software a las computadoras se realizo bajo las condiciones acordadas y con la presencia de un técnico La instalación del software no es más que la transferencia de datos por lo cual se transmiten los nuevos programas al computador y seguidamente configurados para poder ser usados en el fin para cual fueron desarrollados estos software El programa estuvo sometido a las distintas fases de instalación cumpliendo en cada una de ellas con su objetivo. 108
Desarrollo : cada programa instalado necesita de las herramientas para su
correcto funcionamiento estas herramientas son los códigos las fuentes y banco de datos para poder modificar el programa
Prueba : antes de concluir con la entrega del software a los usuarios fue
sometido a distintas evaluaciones dando como resultado el optimo funcionamiento
Producción : utilización por el consumidor final estudiantes de la carrera de
ingeniería mecánica de la facultad de ciencias matemáticas físicas y químicas
9.3. PRUEBA DEL SOFTWARE Y LOS EQUIPOS
La prueba de los equipos y del software se realizo según lo establecido de la manera más correcta y el resultado fue que ni los equipos de operatividad del software y el software presentaron inconvenientes La prueba se realizo utilizando como materia a transportar el cacao en pepas dando como resultado las diferentes variables en del diseño del transportador helicoidal y la exactitud del software se la comprobó con un ejercicio manual dando como resultado el optimo funcionamiento del software
9.3.1.
EJERCICO DE PRUEBA PARA EL CÁLCULO Y
DISEÑO DE TRANSPORTADORES HELICIODALES Simbología L = Longitud de transportación
Peso especifico 109
Factor de matrial Porcentaje de carga Capacidad Capacidad real = Factor d capacidad p = Paso
Revoluciones máximas permitidas d = Diámetro del sinfín
Velocidad del transportador Deflexion del transportador tr ansportador DATOS DE ENTRADA
1.
Material a transportar:
2.
Capacidad requerida:
3.
[⁄] En libras por hora: [⁄] Longitud de transportación En toneladas por hora :
CALCULOS La siguiente tabla nos ayuda a entender la codificación en la tabla de las características de los materiales
110
COMO LEER EL CODIGO DEL MATERIAL DE LA TABLA 1-2 MATERIAL :GRANOS DE CERVEZA MOJADO C1/2 4 5 T Tamaño Fluidez Abrasividad Otras Características Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 5
1.
CAPACIDAD REAL.
Con el dato del material “Cacao en pepas ” entramos a la TABLA 1
TABLA 1 determina los siguientes parámetros: Material Almendras Asfalto ½ Corteza de madera Cebada molida Cebada entera Habichuela Habichuela mojada Cemento portland Cacao en pepas Cacao en escamas Cacao en polvo Café en grano Café molido Café tostado Café en polvo Maíz en semilla Maíz en mazorca Maíz en harina Maíz en semilla Algodón en semilla Harina de pescado Pescado desperdicio Trigo harina Hielo triturado Hielo en cubitos Arroz entero Arroz molido Arroz en cascara Sal gruesa Sal pulverizada
Peso
Código mate.
Rodamiento. Intermedio
Serie de componente
29 45 15 31 42 48 60 94 40 35 32 29 25 25 19 45 14 36 45 43 38 43 37 40 34 20 44 47 85 75
C1/2 35Q C1/2-45 E-45TVY B6-35 B6-25N C1/2-15 C1/2-25 A100-26M C1/2-25 Q C1/2-25 A100-45XY C1/2-25PQ A40-35P C1/2-25PQ A40-35PUY B6-25P E-35 B6-35P C1/2-25PQ C1/2-45HW C1/2-45HP D7-45H A40-45PL D3-35Q D3-35Q B6-35NY B6-35Q C1/2-25P B6-36TU B6-36TU
H H H L-S-B L-S-B L-S-B L-S-B H L-S H S L-S L-1 S S L-S-B L-S L-S L-S-B L-S L-S-B L-S-B S L-S S L-S-B L-S L-S-B H H
2 2 3 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 3 3
⁄
Factor mater. 0.9 2.0 2.0 0.4 0.5 0.5 0.8 1.4 0.5 0.5 0.9 0.5 0.6 0.4 0.4 0.7 0.5 0.4 1.0 1.0 1.5 0.6 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 2.1 1.7
Carga % 30A 30A 30A 30A 45 45 45 30B 45 45
30A 45 30A
45 45 45
30A 30A 45
30A 30A 30A 30A 30A 30A 30A 30A 45 30B 30B
111
Referencia catálogo de Martín, Martín, sección H es una tabla miscelánea ya que de la real se se escojio los materiales que más se encuentran en nuestro medio las tabla se encuentran desde las pág. 6-14
Deben aparecer los siguientes parámetros:
⁄
Peso especifico
Código material:
Rodamiento intermedio:
L – S S
Serie componente:
1
Factor del material:
Porcentaje de carga:
Capacidad requerida en metros cúbicos por hora
C1/2 – 25Q 25Q
[⁄]
Capacidad requerida en pie cúbicos por hora
⁄
Capacidad Real:
TABLA 3 Factor de Capacidad debido al paso Paso Estándar Corto Medio Largo
Descripción
Factor 1.00 1.50 2.00 0.67
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 16
112
En la TABLA 3 Elige el paso:
Paso estándar
(considerar las otras opciones)
Debe aparecer:
TABLA 4 Factor de Capacidad por el tipo de helicoide
Carga del transportador 15% 30% 45% 1.95 1.57 1.43 3.75 2.54 1.04 1.37 1.62 1.00 1.00 1.00
Tipo de Helicoide Helicoide con corte Helicoide con corte y doblez Helicoide de cinta Otro helicoide no indicado
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 16
En la TABLA 4 Elige el tipo de helicoide:
Helicoide estándar
Con el porcentaje de carga 45%
Se determina:
TABLA 5 Factor de Capacidad por número de paletas
Paletas por paso
Paletas estándar de paso invertido a 45°
0
1
2
3
4
1.00
1.08
1.16
1.24
1.32
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 16
En la TABLA 5 Elige el número de paletas:
Número de paletas Se escoge
0
⁄ 113
2. DIÁMETRO DEL TRANSPORTADOR TABLA 7 Capacidades de Transportadores de Tornillo Sinfín carga en la artesa
15 %
30%A
30% B
45%
Diámetro del sinfín en pulgadas 4 6 9 10 12 14 16 18 20 24 4 6 9 10 12 14 16 18 20 24 4 6 9 10 12 14 16 18 20 24 4 6 9 10 12 14 16 18 20 24
Capacidad en pie3/h (paso Máximo rpm estándar) recomendadas A 1 rpm A Max. rpm 0.21 15 72 0.75 45 70 2.72 150 75 3.80 210 55 6.40 325 50 10.40 520 50 15.60 700 45 22.50 1010 45 31.20 1250 40 54.60 2180 40 0.41 53 130 1.49 180 120 5.47 545 100 7.57 720 95 12.90 1160 90 20.80 1770 85 31.20 2500 80 45.00 3380 75 62.80 4370 70 109.00 7100 65 0.41 29 72 1.49 90 60 5.45 300 55 7.60 418 55 12.90 645 50 20.80 1040 50 31.20 1400 45 45.00 2025 45 62.80 2500 40 109.00 4360 40 0.62 114 184 2.23 368 165 8.20 1270 155 11.40 1710 150 19.40 2820 145 31.20 4370 140 46.70 6060 130 67.60 8120 120 93.70 10300 110 164.00 16400 100
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 17
114
Entra en LA TABLA 7 con el porcentaje de carga:
45%
Entra en la columna “ capacidad a máx. Rpm ”.
Con valor igual o superior a
⁄
Como respuesta debe aparecer
Capacidad a 1rpm ⁄⁄ Máxima revoluciones admitidas Diámetro del Sinfín
Otros elementos del transportador: Debe haber 3 alternativas (estas van vinculadas con la tabla 1 en la columna “serie de
componentes)
Componentes grupo 1
Componentes grupo 2
Componentes grupo 3
Componentes grupo 1 (nos lleva a LA TABLA 8) Componentes grupo 2 (nos lleva a LA TABLA 9) Componentes grupo 3 (nos lleva a LA TABLA 10)
115
TABLA 8 Componentes del Transportador para materiales del GRUPO 1 Ø Sinfín pulg
Ø Eje pulg
6 9 9 12 12 14 16 18 20 24 30
1.5 1.5 2 2 2.4375 2.4375 3 3 3 3.4375 3.4375
Código del Sinfín Volado Volado Helicoidal Seccional 6H304 6S307 9H306 9S307 9H404 9S407 12H408 12S409 12H508 12S509 14H508 14S509 16H610 16S612 18S612 20S612 24S712 30S712
Espesor Artesa
Cubierta
16 cal 14 cal 14 cal 12 cal 12 cal 12 cal 12 cal 10 cal 10 cal 10 cal 10 cal
16 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 20
TABLA 9 Componentes del Transportador para materiales del GRUPO 2
sinfín (pulg.) 6 9 9 12 12 12 14 14 16 18 20 24 30
eje (pulg.) 1.5 1.5 2 2 2.4375 3 2.4375 3 3 3 3 3.4375 3.4375
Código del Sinfín Volado Volado helicoidal seccional 6H308 6S309 9H312 9S309 9H412 9S409 12H412 12S412 12H512 12S512 12H612 12S612 14S512 14H614 14S612 16H614 16S616 18S616 20S616 24S716 30S716
Espesor (pulg.) Artesa
Cubierta
14 cal 10 cal 10cal 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875 0.1875
16 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal 14 cal
Referencia catálogo de Martín, Sección H. pág. 20
116
TABLA 10 Componentes del Transportador para materiales del GRUPO 3
sinfín
pulgadas 6 9 9 12 12 12 14 16 18 20 24 30
Código del Sinfín Volado Volado helicoidal seccional 6H312 6S312 9H312 9S312 9H414 9S416 12H412 12S412 12H512 12S512 12H614 12S616 14S624 16S624 18S624 20S624 24S724 30S724
eje
pulgadas 1.5 1.5 2 2 2.4375 3 3 3 3 3 3.4375 3.4375
Espesor Artesa Cubierta pulg 10cal 16cal 0.1875 14cal 0.1875 14cal 0.25 14cal 0.25 14cal 0.25 14cal 0.25 14cal 0.25 14cal 0.25 12cal 0.25 12cal 0.25 12cal 0.25 12cal
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 20
El cacao en pepas clasifica en la serie de componentes 1 (pasa a LA TABLA 8) Entra a LA TABLA 8con el diámetro del Sinfín de 6” De la tabla se obtiene
Diámetro del eje: 1.5pulg = 38.1 mm
Código del volado helicoidal: 6H304
Espesor de la artesa: 16 cal
Espesor de la cubierta:
3.
VELOCIDAD DEL TRANSPORTADOR.
16 cal
[rpm]
⁄ ⁄⁄ 117
4.
[]
[⁄] [] [] ó [⁄] []
W se toma de LA TABLA 11
TABLA 11 PESO DEL SINFÍN CONTINUO ESTANDAR Ø del Sinfín (pulg.)
Código
4 4 6 6 6 9 9 9 9 9 10 10 12 12 12 12 12 14 14 16 16 18
4H204 4H206 6H304 6H308 6H312 9H306 9H312 9H406 9H412 9H414 10H306 10H412 12H408 12H412 12H508 12H512 12H614 14H508 14H614 16H610 16H614 18H610
Ø exterior del tubo (pulg) 1.625 1.625 2.375 2.375 2.375 2.375 2.375 2.875 2.875 2.875 2.375 2.875 2.875 2.875 3.5 3.5 4 3.5 4 4 4.5 4
Espesor de la hélice (pulg.) 1/8 3/16 1/8 ¼ 3/8 3/16 3/8 3/16 3/8 7/16 3/16 3/8 ¼ 3/8 ¼ 3/8 7/16 ¼ 7/16 5/16 7/16 5/16
w
Peso del sinfín
⁄ 3 4 5 6 7 7 10 9 12 13 8 1 12 15 14 17 19 14 22 19 24 20
Referencia catálogo de Martín, sección H pág.
118
I se toma de LA TABLA 12 Tabla 12
Tamaño(pulg)
Tamaño(pulg)
MOMENTO DE INERCIA DE LOS TUBOS TUBO CEDULA 40 2 5/2 3 7/2 4 5 0.67 1.53 3.02 4.79 7.23 15.2 TUBO CEDULA 80 2 5/2 3 7/2 4 5 0.87 1.92 3.89 6.28 9.61 20.7
I 6 28.1
8 72.5
10 161
6 40.5
8 106
10 212
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 28
Tabla 13 MODULO DE ELASTICIDAD Material Módulo de elasticidad 2.90 Acero al carbono 2.98 Acero aleado 2.49 Acero fundición Aluminio 0.96
5.
⁄
[]
[] (Valor a ingresar) (Valor a ingresar) ó ⁄
119
TABLA 14
⁄
COEFICIENTE DE EXPANSION LINEAL Material Expansión lineal Acero al carbono 0.0000065 Acero inoxidable 0.0000099 Aluminio 0.0000128 .
6.
[]
Esta constituida por dos componentes: Potencia para operar en vacío o sin carga.
[] TABLA 15 (Tiene relación con LA TABLA 1, rodamiento intermedio) de acuerdo a eso se entra en la columna uno y se seleccionan los demás elementos FACTOR POR EL TIPO DE TRANSMISIÓN
Grupo de Buje B L S
H
Tipo de Buje
Acoplamiento
Rodamiento de bolas Bronce Bronce autolubricado Bronce grafito Nailon Teflón Melanina Hierro duro autolubricado Hierro duro
Estándar Estándar Estándar Estándar Estándar Estándar Estándar Endurecido Endurecido
Factor
1.0 1.7 2.0 3.4 4.4
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 22
120
TABLA 16 FACTOR POR EL TIPO DE TRANSMISIÓN
Diámetro del sinfín pulg 4 6 9 10 12 14 16 18 20 24 30
Factor 12 18 31 37 55 78 106 135 165 235 300
[]
Potencia para transportar la carga
TABLA 17 FACTOR DE POTENCIA POR EL TIPO DE HELICOIDE
Tipo de helicoide Helicoide estándar Helicoide con corte Helicoide con corte y doblez Helicoide de cinta
15% 1.00 1.10 NR 1.05
Carga del transportador 30% 45% 1.00 1.00 1.15 1.20 1.50 1.70 1.14 1.20
95% 1.00 1.30 1.20 -
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 23
NR = No Recomendado
121
TABLA 18 FACTOR DE POTENCIA POR PALETAS
Paletas estándar de paso invertidas a 45º Factor de paletas ( )
Paletas por paso 1 2 1.29 1.58
0 1.00
3 1.87
4 2.16
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 23
Potencia requerida para el transporte horizontal del material
Debe considerarse que: Si
es menor que 5
Entonces, ésta potencia se multiplica por un factor para prevenir sobrecargas, especialmente en motores pequeños. El factor de sobrecarga
(se obtiene de la Fig. 1)
Este valor se ingresa manualmente) Esto determina la:
122
Potencia corregida para transportar el material en forma horizontal, además, la potencia debe considerar un factor por el tipo de transmisión que se va a instalar (TABLA 17).
TABLA 19 FACTOR POR EL TIPO DE TRANSMISIÓN
Transmisión montada en eje con banda 0.88
Transmisión de banda en V a engranaje Motoreductor con helicoidal y acoplamiento acoplamiento 0.87 0.95
Motoreductor con transmisión de cadena 0.87
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 23
Se elige: Motoreductor con acoplamiento :
Se elige un motor de
123
7.
[] []
[]
A esta potencia debe adicionarse una potencia extra para compensar la eficiencia del transporte debido a la agitación y vibración del material en tránsito. El valor varía de acuerdo al material que se transporta y se asigna de acuerdo a la experiencia.
[]
Potencia total de un transportador inclinado es:
( ) () Se elige una potencia del motor:
124
8.
[ ]
Para el transportador horizontal:
Para el transportador inclinado:
125
9.3.2. MODELO MATEMÁTICO PARA EL DESARROLLO DEL TRANSPORTADOR DE CANGILONES
9.3.3. ALGORITMO PARA EL CÁLCULO DEL SOFTWARE DEL TRANSPORTADOR DE CANGILONES
CALCULO DEL ELEVADOR DE CANGILONES
DATOS DE ENTRADA.
Material a transportar: Maíz en grano
Peso específico del material:
Altura de elevación:
Sistema de descarga:
Cangilón:
Coeficiente de llenado:
Velocidad tangencial:
Transportador:
Centrifuga Tipo Profundo
Diseño de los cangilones
Ancho: Altura:
Profundidad:
Volumen:
Capacidad real del cangilón:
[]
[⁄] 126
Selección de la banda Se extrae de LA TABLA 2
Se selecciona una banda de 4 telas Se admite hasta 300 mm de ancho de la banda
Espesor de la banda:
Ancho de la banda:
[] []
Cálculo de las ruedas o tambores
Se parte del supuesto que los dos tambores o poleas, del pie y la cabeza del elevador son iguales en toda su estructura y formas. Con la ayuda de la tabla 3 se elige el diámetro del tambor, que se considera igual para pie y cabeza.
Diámetro del tambor:
Longitud del tambor:
Longitud de la banda
[]
127
Número de cangilones:
El paso de los cangilones se toma de acuerdo a la experiencia, material a transportar y condiciones de carga de los cangilones. Adoptamos: Peso del material en el ramal cargado:
Peso de los cangilones y de la banda
[]
Velocidad de rotación del tambor
Como se ha elegido una descarga centrifuga, el valor de la velocidad debe ser mayor que el calculado por la siguiente fórmula.
√
[]
Velocidad tangencial
[⁄]
128
Cálculo de la capacidad del elevador
[⁄] Potencia necesaria
[ ] [] Calculo de la estructura de los tambores Diámetro del eje:
Espesor del tambor:
Número de brazos:
Espesor del cubo:
Diámetro del cubo:
Longitud del cubo:
129
9.4. SOFTWARE PARA EL CÁLCULO DE EL TRANSPORTADOR DE CANGILONES Este proyecto se a elaborado en una aplicación de java usando framework swing como marco de trabajo el objetivo principal de la aplicación es disminuir el tiempo en el procedimiento manual para calcular y diseñar los transportadores de tornillo sinfín La aplicación no permitirá determinar cada uno de los parámetros en el calculo de los transportadores sinfín al final se genera un reporte con los parámetros del calculo Este proyecto fue desarrollado con el IDE 6.5.1 que es un entorno integrado de desarrollo compatible con: Windows Mac Linux Solaris El proyecto NecBeans consiste en
de código abierto y una plataforma de
aplicaciones que permiten a los desarrolladores crear rápidamente aplicaciones de escritorio utilizando la plataforma java así como. Java FX JavaScrip Ruby
130
9.4.1. MANUAL DEL USUARIO DEL SOTFWARE DEL TRANSPORTADOR DE CANGILONES 1. Abrimos la carpeta Elevador de Cangilones Final; dando doble clic sobre la misma.
Doble
2. Damos doble clic en la aplicación Elevador De Cangilones (Executable Jar File) para ejecutar el sistema.
131
3. Nos encontramos con la ventana de inicio de nuestro sistema.
4. A continuación tenemos la pantalla donde se ingresará la información general del proyecto. 132
Una vez ingresado todos los campos se activará y se deberá dar clic en el botón siguiente.
Clic en Siguiente
5. Procedemos a ingresar el dato inicial del ejercicio propuesto. Se deberá ingresar el siguiente dato: Altura de Elevación. 133
Luego de ello se deberá escoger de la tabla el peso del material a transportar; automáticamente los valores se copiaran en las siguientes cajas de texto: Material a Transportar, Peso Específico y Característica. Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente.
134
Clic en Siguiente
6. En la pantalla 3 del sistema se deberá seleccionar de la tabla la característica del Elevador de Cangilones guiándose por el material elegido en la pantalla anterior.
135
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente. 7. En la pantalla 4 del sistema se deberán ingresar los siguientes datos requeridos para el diseño del Cangilón: Altura, Ancho y Profundidad.
136
Adicionalmente en esta pantalla se podrá observar el resultado del cálculo para los valores de:
Volumen
Capacidad Real del Cangilón
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente.
8. En la pantalla 5 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el número de telas en función del material a trabajar en el ejercicio.
Adicionalmente en esta pantalla se podrá observar el resultado del cálculo para los valores de:
Espesor de la Banda
Ancho Real de la Banda
137
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente.
9. En la pantalla 6 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el diámetro del tambor en función del número de telas de la banda; automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto. Automáticamente el sistema calculará el resultado de la Longitud del Tambor y la Longitud de la Banda.
138
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente.
10.
En la pantalla 7 del sistema se deberá ingresar el paso de acuerdo a la
experiencia y escoger el espesor del acero con el que se trabajará.
139
Automáticamente se realizan los cálculos internos del sistema y se mostrarán los resultados para: Número de Cangilones, Peso del Material, P (re-calculado), Peso de Cangilones en el Ramal Cargado, Peso de Banda en el Ramal Cargado, Va, Pcb, Velocidad de Rotación del Tambor, Velocidad Tangencial y Capacidad del Elevador. Una vez completos todos los valores requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente.
11.
En la pantalla 8 del sistema se deberá ingresar el valor del Rendimiento del
Elevador que estará en un rango de (0.75 – 0.90).
140
Automáticamente se realizan los cálculos internos del sistema y se mostrarán los resultados para: Potencia Necesaria; y la Estructura de los Tambores que consta del diámetro del eje, espesor del tambor, número de brazos, espesor del cubo, diámetro del cubo y la longitud del cubo. Procedemos a dar clic en el botón imprimir reporte para de esta manera generar el mismo
Clic en Imprimir Reporte
141
12.
Observamos nuestro reporte listo para poder trabajar con él.
142
Dando clic en el ícono del disquete ubicado en la parte superior izquierda del reporte se lo podrá guardar en cualquier lugar de nuestro computador y en el formato que deseamos, siendo los más comunes PDF y Word.
Y si queremos imprimir nuestro reporte de forma directa, damos clic en el ícono de la impresora ubicado al lado del disquete, procedemos a elegir la impresora instalada en el computador y damos aceptar.
143
13.
Finalmente si deseamos salir de la aplicación, nos dirigimos a la pestaña de
Salir en el sistema y escogemos la opción Salir o si prefiere simplemente se podrá dar clic en el botón Finalizar o Cancelar.
Dar clic
144
NOTAS: 1. En cualquier momento se podrá dar clic en el botón Atrás para navegar entre las pantallas del sistema. 2. En la pestaña Información del sistema se muestra información general del proyecto.
9.4.2.
INSTALACION
DEL
SOFTWARE
A
LOS
COMPUTADORES
La instalación del software a las computadoras se realizo bajo las condiciones acordadas y con la presencia de un técnico
145
La instalación del software no es más que la transferencia de datos por lo cual se transmiten los nuevos programas al computador y seguidamente configurados para poder ser usados en el fin para cual fueron desarrollados estos software El programa estuvo sometido a las distintas fases de instalación cumpliendo en cada una de ellas con su objetivo.
Desarrollo : cada programa instalado necesita de las herramientas para su
correcto funcionamiento estas herramientas son los códigos las fuentes y banco de datos para poder modificar el programa
Prueba : antes de concluir con la entrega del software a los usuarios fue
sometido a distintas evaluaciones dando como resultado el optimo funcionamiento
Producción : utilización por el consumidor final estudiantes de la carrera de
ingeniería mecánica de la facultad de ciencias matemáticas físicas y químicas
9.4.3. PRUEBA DEL SOFTWARE Y LOS EQUIPOS
La prueba de los equipos y del software se realizo según lo establecido de la manera más correcta y el resultado fue que ni los equipos de operatividad del software y el software presentaron inconvenientes La prueba se realizo utilizando como materia a transportar maíz en grano dando como resultado las diferentes variables en del diseño del transportador de cangilones y la exactitud del software se la comprobó con un ejercicio manual dando como resultado el optimo funcionamiento del software
146
9.5.
EJERCICO DE PRUEBA PARA EL CÁLCULO Y DISEÑO DE TRANSPORTADORES HELICIODALES
Simbología
= peso especifico del material = altura de elevación = coeficiente de llenado v = velocidad tangencial
a Profundidad Volumen Capacidad real del cangilón Espesor de la banda Ancho de la banda D= Diámetro del tambor r = Radio del tambor
Longitud del tambor Longitud de la banda p = Paso
= Numero de cangilones = Peso del material en el ramal cargado = Peso de los cangilones y la banda = peso de los cangilones en el ramal cargado 147
Volumen del acero n = Velocidad del tambor
Capacidad del elevador = Potencia Coeficiente de rozamiento = Rendimiento del elevador Diámetro del eje Espesor del tambor
Numero de brazos = Espesor del cubo = Diámetro del cubo = Longitud del cubo = Altura de la chaveta = Espesor de la chaveta = Longitud de la chaveta 1.
DATOS DE ENTRADA.
Material a transportar: Maíz en grano
Peso específico del material:
Altura de elevación:
720
(dato se toma de la tabla 2)
148
TABLA 1 CARACTERISTICAS DE LOS ELEVADORES DE CANGILONES Producto a transportar Tipo de Elevador Cangilón Velocidad Material Características Descarga Tipo Llenado con Banda con Cadena Polvo , carbón Polvoriento Por gravedad P 0.85 0.6 – 0.8 Cemento ,yeso, Polvoriento Centrifuga P 0.75 1.25 – 1.8 fosfato ,fertilizante Granular con Cereales, Serrín , pequeños trozos arcilla seca en <60mm Centrifuga P 0.75 1.25 – 2 0.8 – 1 trozos , carbón medianamente abrasivos Granular con pequeños trozos Grava mineral Por gravedad V 0.80 0.8 – 1 0.8 – 1 <60mm muy abrasivos Granular con Arena, ceniza , pequeños trozos Centrifuga P 0.75 1.6 – 1.8 tierra, rocas <60mm muy abrasivos Tamaños medios >60mm Carbón Por gravedad V 0.70 0.6 – 0.8 medianamente abrasivos Tamaños medios >60mm Centrifuga P 0.60 1.25 – 1.4 medianamente abrasivos Tamaños medios Rocas trituradas , y grandes >60mm Por gravedad V 0.70 0.6 – 0.8 minerales muy abrasivos En trozos frágiles Coke Centrifuga V 0.70 0.6 – 0.8 y friables Tierra ,arena Polvorientos con húmeda, yeso Centrifuga A 0.60 1.25 – 1.8 1.25 – 1.6 granos húmedos polvoriento Productos Polvorientos con Por gravedad A 0.60 0.6 – 0.8 químicos granos húmedos
[⁄]
P= producto
V=tipo en V
Sistema de descarga:
Cangilón:
Coeficiente de llenado:
Velocidad tangencial:
Transportador:
A=abierto
Centrifuga Tipo Profundo
149
TABLA 2 PESO DE LOS MATERIALES A TRANSPORTAR Material Almendras Asfalto ½ Cabada molida Cebada entera Habichuela Habichuela mojada Cemento portland Cacao entero Cacao en escamas Café en grano Café molido Café tostado Café en polvo Maíz en grano Maíz en mazorca Maíz en harina Maíz en semilla Algodón en semilla Harina de pescado Pescado desperdicio Trigo harina Hielo triturado Hielo en cubitos Arroz entero Arroz molido Arroz en cascara Sal gruesa
2.
Peso kg/m3 464 720 496 673 769 961 1505 608 560 464 400 401 305 720 224 576 720 688 608 688 593 641 544 320 705 752 1361
DISEÑO DE LOS CANGILONES.
El diseño de los cangilones puede tomar algunas variantes. Primero, puede adoptarse la construcción de los cangilones con materiales que oferta el mercado local siguiendo un diseño especificado previamente.
150
Segundo, se puede recurrir a cangilones prefabricados normalizados que son proveídos por empresas especializadas, los materiales pueden ser acero o material sintético. En nuestra tesis escogemos cangilones a ser construidos con láminas de acero y las dimensiones se adoptan de acuerdo a las condiciones de los anchos de banda que se disponen en el mercado y necesidades de carga, es decir, la experiencia. Considerando que se puede aplicar una banda que tenga un ancho entre 200 y 300 mm (TABLA 2) se determinan las siguientes medidas para el cangilón
Ancho: Profundidad: [] Volumen : c = (180 200 150) mm Altura:
c = 5.4 lit
Capacidad real del cangilón:
[⁄]
151
3.
SELECCIÓN DE LA BANDA. Se extrae de LA TABLA 2
TABLA 2 NUMERO DE TELAS EN FUNCION DEL MATERIAL
Ancho de la banda [mm] Hasta 300 300-500 500-800 Mas 800 Espesor por tela [mm]
Material ligero como cereales 4 5 5 6
Materiales medios carbón 4-5 5-6 6 7 1.6
Materiales pesados mineral trozos 5 6 7 8
Se selecciona una banda de 4 telas Se admite hasta 300 mm de ancho de la banda
[]
Espesor de la banda:
Ancho de la banda:
4.
CÁLCULO DE LAS RUEDAS O TAMBORES.
[] 200 + 50) mm
Se parte del supuesto que los dos tambores o poleas, del pie y la cabeza del elevador son iguales en toda su estructura y formas. Con la ayuda de la tabla 3 se elige el diámetro del tambor, que se considera igual para pie y cabeza.
152
TABLA 3 Diámetro del Tambor en Función del Número de Telas de la Banda Diámetro mínimo del tambor Número telas Mm 4 500 5 600 6 750 7 900 8 1100
Diámetro del tambor:
r = 250 mm
1.1 (250)+0.05 (250) mm = 287.5 mm
Longitud del tambor:
5.
LONGITUD DE LA BANDA:
[] 2 (10+ 3.1416 0.25) m 21.1 m Asumimos un paso de:
153
6.
NÚMERO DE CANGILONES:
El paso de los cangilones se toma de acuerdo a la experiencia, material a transportar y condiciones de carga de los cangilones. Adoptamos:
Peso del material en el ramal cargado:
Peso de los cangilones y de la banda
cm) 154
[] 7.
VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL TAMBOR:
Como se ha elegido una descarga centrifuga, el valor de la velocidad debe ser mayor que el calculado por la siguiente fórmula.
√ [] √ rpm 8.
VELOCIDAD TANGENCIAL:
[⁄]
v = 1.75 m/seg
155
9.
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DEL ELEVADOR:
[⁄] 55.6 ⁄ Capacidad del cangilon [] Coeficiente de llenado del cangilon [⁄] [⁄] [] 10.
POTENCIA NECESARIA
[ ] [] ] [ [⁄] [] [⁄] [] 156
11.CALCULO DE LA ESTRUCTURA DE LOS TAMBORES
Diámetro del eje:
Espesor del tambor: Número de brazos:
Espesor del cubo:
Diámetro del cubo:
4.11 mm 157
Longitud del cubo:
375 mm
158
9 . RESULTADOS OBTENIDOS
Hay muchos acontecimientos importantes como resultado de este proyecto, que si los ubicamos como logros alcanzados, constituyen un éxito especialmente para la Carrera de Ingeniería mecánica, sólo el hecho de contar con un laboratorio de computación, que antes no lo tenía, es para sentirse seguro del trabajo fecundo de nuestro trabajo de tesis, entre los más relevantes en el orden material tenemos :
10.1. RESULTADOS PARA LA FACULTAD
1. Creación del laboratorio de computación para la carrera de ingeniería mecánica 2. Implementación de 5 computadores con sus respectivos periféricos y muebles de soporte 3. Un software para calcular transportadores de tornillo sinfín y de cangilones 4. Programa de AUTOCAD 2012 5. Plataforma Windows con sus utilitarios más comunes 6. Documentación de tesis
159
10.2 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
10.2.1 CONCLUSIONES
La modalidad de graduación de Desarrollo Comunitario es una vía para enlazar los conocimientos profesionales con los problemas de la comunidad y darles solución. La Carrera de Ingeniería Mecánica necesita implementar software en todas las problemáticas de su currículo, el camino recién se inicia. Es casi nulo el uso de computador en las tareas docentes, más aún lo es el empleo de software en la clase. El software implementado simplifica el tiempo de cálculo y análisis de alternativas, para diseñar y calcular transportadores de tornillo sinfín (helicoidales) y transportadores de cangilones En este trabajo se logró conocer los materiales y dimensiones para la elaboración de transportadores de tornillo sinfín y cangilones
160
10.2.2 RECOMENDACIONES
Que se mantenga el esquema del proceso de graduación actual en lo estructural. Mejorar en la regulación y control del desarrollo de la tesis, motivando una participación más activa de los docentes involucrados. Que todas las asignaturas y en cada una de las temáticas se generen software para analizar problemáticas de manera más eficiente, ante la exigencia de los conceptos tecnológicos actuales y el ritmo de la información. Que la acción académica del docente este direccionada al empleo del computador con ayuda y los sistemas informáticos actualizados. Mejorar el sistema eléctrico de conexión de la computadoras ya que el actual está en contra de las normas de seguridad se recomienda que por lo menos e dividan las alimentaciones de las 25 computadores en 3 líneas
161
11.
SUSTENTABILIDAD Y SOSTENIBILIDAD
11.1 SUSTENTABILIDAD
La implementación del software para cálculo y diseño de transportadores helicoidales (sinfín) y de cangilones es sustentable porque el esfuerzo y emprendimiento de este grupo de trabajo teniendo como resultado la concientización de la comunidad universitaria en adquirir conocimientos informáticos por nuestra iniciativa
El trabajo de software es sustentable ya que al momento de realizar cálculos manualmente existe riesgo de errores el software nos elimina al cien por ciento este margen de erros aparte de hacer los cálculos más óptimos y eficientes en menos tiempo en relación al tiempo r que nos llevaría diseñar un transportador de forma tradicional
El presente trabajo comunitario es sustentable porque permitió la aportación económica de los estudiantes egresados de la carrera de ingeniería mecánica para la adecuación pedagógica del laboratorio de diseño mecánico asistido por computador que consistió en la implementación de herramientas informáticas para dicho laboratorio
162
11.2 SOSTENIBILIDAD
El presente trabajo comunitario es sustentable debido a que la l a implementación de los software para el cálculo y diseño de transportadores de tornillo sinfin y de d e cangilones incentivará a superarse en el aspecto personal académico y profesional a los estudiantes de la carrera de ingeniería mecánica ya que al adquirir estos conocimientos lo pueden aplicar en su vida profesional como en su vida cotidiana.
El desarrollo de trabajo comunitario es sostenible porque conocidos los problemas y necesidae4s de la carrera de ingeniería mecánica los grupos de los egresados posteriores podrán podrán afianzar sus conocimientos relacionados relacionados con este tema.
Un aspecto importante de la sostenibilidad es que la adecuación del ambiente pedagógico pedagógico en la facultad de ciencias matemáticas físicas y químicas de la carrera de ingeniería mecánica se mejorara la optimización de la formación profesional de nuestros sucesores acreditándoles una enseñanza superior en todos los aspectos un excelente aprendizaje y exclusivo desenvolvimiento desenvolvimiento en lo práctico y en lo teórico. t eórico.
163
12. PRESUPUESTO El siguiente argumento nos ayudó a la realización de nuestro proyecto de tesis de una manera eficaz y controlada
Recursos Recursos humanos Egresado Director de tesis Miembro del tribunal Recursos materiales Resma de papel bond A4 Cuaderno de apuntes Marcadores Sobres manila Copias Especies valoradas Empastada de tesis CD”s
Carpetas Recursos tecnológicos t ecnológicos Computadoras Escritorios Software Sillas Otros Placa Movilización Refrigerios Total
Cantidad
Valor unitario Valor total
3 1 1
2 1 12 10
5,00 2,00 1,00 0,15
10,00 2,00 12,00 1,50
7 3 10 12
2 25 0.75 0.40
14,00 75,00 7,50 4,80
5 5 2 5
600,00 65 400,00 35,00
3000,00 325,00 800,00 175,00
1 5 2
45,00 2,00 50,00
45,00 10,00 100,00 4581.8
164
13. CRONOGRAMA VALORADO Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Recursos
Tiempo Actividades
1
Presentación del proyecto
x
Aprobación del proyecto
2
x
3
x
Actualización del proyecto
4 1 2 3 4 1 2
x
x
1 2 3 4 1 2 3 4 1
2 3 4 1 2 3 4 1
2 3 4
Humano
Material
Costo
Autores del proyecto
Computadora internet
25.00
Computadora , internet
30.00
Computadora , internet
35.00
Computadora, internet
50.00
Computadora , internet
800.00
Computadora , internet
3500.00
Computadora , internet
50.00
Computadora , internet
30.00
Autores y director del proyecto
Computadora , internet
130
autores
Computadora, proyector
50
1 2 3 4 1 2
H consejo directivo
x x
Revisión del marco teórico
3 4
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Definici Definici n del modelo matemático
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Elaboración del software Adquisición de los equipos
x
x
x
Prueba y socialización del software Instalación y prueba de los equipos Entrega del proyecto concluido y funcionando
x
x
x
Autores y director del proyecto Autores y director del proyecto Autores y director del proyecto Autores y director del proyecto Autores y director del proyecto Autores y director del proyecto Autores y director del proyecto
x
x x
x
sustentación
x
total
4700
165
14. BIBLIOGRAFÍA (1)
pino salazar, eduardo paúl
(2)
www.wikipedia .com
(3)
www.monografias.com
(4)
Manual de ingeniería mecánica de marks mc grawhill
(5)
Manual de ingeniería mecánica de MARTIN SPROCKET &GEAR
(6)
Oriol Guerra, José M. "http://www.ecured.cuMáquinas de transporte
continuo"http://www.ecured.cuTomo I, (Ciudad Habana): Editorial Pueblo y Educación, 1988.
14. BIBLIOGRAFÍA (1)
pino salazar, eduardo paúl
(2)
www.wikipedia .com
(3)
www.monografias.com
(4)
Manual de ingeniería mecánica de marks mc grawhill
(5)
Manual de ingeniería mecánica de MARTIN SPROCKET &GEAR
(6)
Oriol Guerra, José M. "http://www.ecured.cuMáquinas de transporte
continuo"http://www.ecured.cuTomo I, (Ciudad Habana): Editorial Pueblo y Educación, 1988. (7)
Transportadores de Cangilones’’ – Departamento de
Ingeniería Mecánica.
Madrid 2003.
(8)
Anyang Gemco Energy Machinery Co.,Ltd All rights reserved.
TEL: 0086 372 5080869 Fax:0086 372 5910386 machine.com
ISTRACCION
EN
LAS
EMAIL: info@biodiesel-
ACCIONES
EDUCATIVAS
E
INVESTIGACION
166
ANEXOS
167
INTALACION DE LOS EQUIPOS
168
169
170
171
172
