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CALCULO DE FAJAS TRANSPORADORAS
USANDO LA METODOLOGIA DEL
CEMA 6TA EDICION
EXPOSITOR ING. EDGARDO MUANTE
1

CALCULO DE FAJAS TRANSPORADORAS USANDO LA
METODOLOGIA DEL CEMA 6TA EDICION
Introduccin
Evolucin del diseo CEMA
Otros mtodos
Fundamentos del Diseo del Equipo
Diseo orientado a las tensiones
2
Tipos de transportadores
Transportador Bsico
Transportador Standard
Transportador Universal

DEFINICION TIPOS DE FAJAS TRANSPORTADORAS
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PROPIEDAD TRANSPORTADOR BASICO
TRANSPORTADOR ESTANDAR
TRANSPORTADOR UNIVERSAL
Longitud Hasta 800 pies Hasta 3000 pies Cualquier longitud
Velocidad Mxima 500 ppm 1000 ppm 1500 ppm
Tensin Mxima 12000 Lbs 16000 lbs Segn resistencia de los materiales
Alimentacin Un solo punto Uno o varios puntos Uno o varios puntos
Disposicin Horizontal o inclinado Horizontal , inclinado o en declive
Horizontal , inclinado o en declive
Curvas Sin curvas Con curvas verticales Con curvas verticales y/o horizontales
Faja Tejido Tejido Tejido o cables de acero
Accionamiento Simple Simple o multiple Simple o multiple
Polines Planos o abarquillados de igual longitud
Planos o abarquillados de igual longitud
Planos o abarquillados de igual longitud

CALCULO DE TENSIONES
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Faja transportadora estndar (CEMA 5ta Edicion)
Kx (lbf / ft) = factor de resistencia del poln Ky = factor de resistencia de la faja (adimensional) Kt = factor de correccin de temperatura (adimensional) Tp (lbf) = tensin debido a la flexin de la faja alrededor de las poleas y la resistencia de la polea al rodamiento.
Tam (lbf) = tensin resultante de la fuerza para acelerar el material a medida que se alimenta sobre la correa
Tac (lbf) = Tensin de accesorios V (pies/min) = Velocidad de faja
Te = L*Kt (Kx+Ky*Wb+0.015Wb) + Wm (L*Ky+H) +Tp + Tam + Tac
Hp =Te * V / 33000
Faja transportadora bsica
Te = Wm * H + 0.04(2*Wb+Wm)*L
L (m) = Longitud Wm (lb/pie) = Peso del Material H (m) = Altura m Wb (lb/pie) = Peso de la faja Q (ton/hr) = Capacidad

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Metodo Universal CEMA 6ta Edicion
1 Masa y Energa Gravedad Aceleracin del material Inercia 2 Resistencias principales Friccin independiente de la carga Friccin en los Faldones Friccin en los sellos de los polines Friccin dependiente de la Carga Prdidas en los rodamientos de los polines Deformacin de la Faja Friccin por desalineamiento de los polines Cama de impacto Friccin en los faldones (debido a la carga) Friccin dependiente de la carga y la tensin. Resistencia del Material 3 Perdidas de tensin puntuales Poleas Limpiadores Desviadores de carga
Tn = TEnergia n + TRPrincipales n + TPuntuales n

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Mtodo Universal CEMA 6ta Edicin
Subindices de friccion:
b Perdidas relacionadas con la faja i Perdidas relacionadas con los polines m Perdidas relacionadas con el material
Tn = TEnergia n + TRPrincipales n + TPuntuales n TEnergia n = THn + Tamn
TRPrincipales n = Tssn + Tisn + TiWn + Tbin + Timn + Tsbn +Tsn + Tmzn
TPuntuales n = Tpxn + Tprn + Tbcn + Tdpn

OTROS METODOS
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Norma BS 5934:1980 / ISO 5048: 1979
FH = Resistencias Principales
FN = Resistencias Secundarias
FS1 = Resistencias Especiales Principales
FS2 = Resistencias Especiales Secundarias
FSt = Resistencia para elevar o bajar la carga
Norma DIN 22101
FW = FH + FN + FSt + FS
FU = FH + FN + FS1 + FS2 + FSt
FH = Resistencias Primarias Totales
FN = Resistencias Secundarias Totales
FSt = Resistencia para elevar o bajar la carga
FS = Resistencias Especiales Totales
FH = f L g [ mR +(mG + mL) cos]
FH = f L g [ qRO + qRU +(2qB + qG)cos]

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1 MASA Y ENERGA Gravedad
Aceleracin del material
Cema 6ta Edicion
THn = Hn x (Wb + Wm)

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2 RESISTENCIAS PRINCIPALES Friccin independiente de la carga Friccin en los Faldones
Tssn = Css x Ln Css = 2 x ss x Fss Tssn (lbf) = Cambio de tensin debido a la friccin entre la faja y el faldn en el tramo n
Css (lbf / ft) = Resistencia por friccin al movimiento de la faja.
ss = Coeficiente de friccin entre la faja y el faldn. Fss (lbf) = Fuerza normal efectiva entre la faja y el faldn.
Cema 6ta Edicion

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2 RESISTENCIAS PRINCIPALES
Friccin independiente de la carga
Friccin en los sellos de los polines
Tisn (lbf) = Cambio de la tensin en el tramo 'n' por friccin en sello de polines.
Kiv (pulg x lbf/rpm)= Efecto de la velocidad torsional.
Kis (pulg x lbf) = Resistencia torsional del sello por rodillo a 500 rpm.
KiT = Factor de correccin por temperatura.
nr = Nmero de rodillos por conjunto de polines
Dr (pulg) = Dimetro del rodillo
Cema 6ta Edicion
Kx = 0.00068(Wb+Wm)+Ai/Si (CEMA 5ta)

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2 RESISTENCIAS PRINCIPALES Friccin independiente de la carga Friccin en los sellos de los polines (Continuacion)
Cema 6ta Edicion
KiT = Factor de correccin por temperatura.
Arriba, Kt = KiT
CEMA 5ta y 6ta
Izquierda
Correccin de KiT
CEMA 2011-2012

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Cema 6ta Edicion
2 RESISTENCIAS PRINCIPALES Friccin dependiente de la carga Perdidas en los rodamientos de los Polines
TiWn (lbf) = Cambio de la tensin en el tramo 'n por friccin en los polines.
Ciw (pulg x lbf/lbf) = efecto de carga de torsin.
Dr (pulg) = dimetro del rodillo tensor.
Tabla Valores de Ciw
Serie Rodillos cnicos Rgidos de bolas
B 0.00155 0.00125
C 0.0017 0.00145
D 0.0017 0.00185
E 0.0029 0.00255

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Cema 6ta Edicin
2 RESISTENCIAS PRINCIPALES Friccin dependiente de la carga Perdidas por Deformacin de la faja
Tbin (lbf) = Aumento de la Tensin por deformacin viscoelstica de la cubierta de la faja TF ( F) = Temperatura ambiente de funcionamiento
Kbir = Caracterstica Viscoelstica de la cubierta de goma de la correa.
Pjn = Parmetro de identacion de la cubierta (adimensional)
E0 (psi) = Rigidez del caucho.
Dr (Pulg) = dimetro del rodillo
hb (Pulg) = Espesor de la correa cubierta
wi = Factor de distribucin de carga.
Tbin = Kbir x Pjn x (Wb + Wm) x wi x Ln

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Cema 6ta Edicion
Friccin dependiente de la carga
Perdidas por Desalineamiento de los polines

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Cema 6ta Edicion
2 RESISTENCIAS PRINCIPALES Friccin dependiente de la carga Perdidas por Desalineamiento de los polines
Tmn (lbf) = Perdida de Tensin en tramo "n" por desalineamiento de los polines Cim = Factor de diseo por resistencia a la friccin debido al desalineamiento de los polines Cbi = Factor de friccin por deslizamiento entre la cubierta de la faja y el material de los polines eim (Pulg/pulg) = Desalineacin promedio entre el eje del polin y el de la faja Ae (pulg) = Desviacin total perpendicular a la faja Aei (pulg) = Desviacin promedio longitudinal esperada (proceso de instalacion) Aem (Pulg) = Desalineamiento efectivo debido a la variacines de fabricacin Aet (Pulg) = Desalineamiento efectiva debido a la inclinacin intencional del soporte del polin it it (in / in) = Inclinacin intencional del soporte del polin exterior para ayudar en la alineacin de la faja As (pulg) = Distancia entre los puntos de apoyo de los polines en la direccin del ancho de la faja
Kx = 0.00068(Wb+Wm)+Ai/Si CEMA 5ta
Timn = Cim x Ln x (Wb + Wm) Cim = Cbi x eim
Ae = Aei + Aem + Aet
eim = Ae / As

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Cema 6ta Edicion
2 RESISTENCIAS PRINCIPALES Friccin dependiente de la carga Perdidas por Desalineamiento de los polines (Cont.)
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
CEMA 5ta CEMA 6ta - Excelente
CEMA 6ta - Bueno
CEMA 6ta - Regular
CEMA 6ta - Malo
Resis
ten
cia
(L
bs/p
ie)
Desalineamiento CEMA Aei
Comparacion Desalineamiento de Polines a 2200 T/H

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Cema 6ta Edicion
Friccin dependiente de la carga Perdidas en cama de impacto
Tsbn (lbf) = Perdida de tensin en la cama de impacto en Tramo n.
Csb = Factor de friccin.
Tsbn = Csb x (Wb + Wm) x Ln
Friccin en el faldn con la carga
Tsn = Cs x dms
2 x Ln
Tsn (lbf) = cambio de tensin debido al deslizamiento del material sobre el faldn en tramo n
Cs (lbf/ft/in2) = Factor de friccin entre el faldn y el material.
dms (in) = Altura de contacto del material sobre sobre el
faldn.

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Cema 6ta Edicion
2 RESISTENCIAS PRINCIPALES Friccin dependiente de la carga y la tensin.
Cambio de tensin debido al movimiento del material entre los polines

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Cema 6ta Edicion
2 RESISTENCIAS PRINCIPALES Friccin dependiente de la carga y la tensin.
Tmzn (lbf) = Perdida de Tensin en el Tramo n debido a los movimientos internos en el material.
Wmzn (pie-lbf) = Trabajo requerido para provocar el movimiento del material de
un poln al siguiente.
dm (pulg) = Profundidad mxima del material en el centro de la faja.
Tn (lbf) = tensin de la faja en el tramo n
m (lbf/pie) = densidad del material Cmz friccin = Factor de prdida neta de material.
Rmz = Correccin entre la deflexin real y la deflexin de la catenaria
Cambio de tensin debido al movimiento del material entre los polines

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Cema 6ta Edicion
2 RESISTENCIAS PUNTUALES
Poleas
Tpn (lbf) = tensin adicional por la polea n Tpxn (lbf) = tensin adicional al flexionarse la faja sobre la polea n x = Subndice en Tpxn.;
'f' para faja de tejido
s' para faja de cables de acero Tprn (lbf) = Resistencia de los rodamientos, lubricante, y los sellos en la polea n. tb (pulg) = espesor de la faja transportadora
Dpn (pulg) = Dimetro de Polea 'n'
dsn (pulg) = Dimetro del eje de la Polea n
Rpn (lbf) = carga radial resultante (suma vectorial de tensiones de la faja y peso de la polea) en la polea 'n'
Tn (lbf) = tensin de la faja en la polea 'n'
Tpn = Tpxn + Tprn

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Cema 6ta Edicion
2 RESISTENCIAS PUNTUALES Limpiadores de faja
Tbcn (lbf) = Cambio de tensin debido al deslizamiento de los limpiadores de faja 'm' en el tramo n m = nmero de limpiadores de faja en el tramo n
Cbcm (lbf/pulg)= resistencia por friccin al movimiento de la banda bajo presin del limpiador
bcm = factor de friccin entre la faja y el limpiador = 1,0 por defecto Fbcm (lbf/pulg)= Fuerza efectiva normal entre la faja y limpiador
Desviadores de carga
Tbcn (lbf) = Cambio de tension por desviador de carga
BW (pulg) = Ancho de faja
Tbcn = BW x Cbcm Cbcm = bcm x Fbcm
Tdpn = 8.0 x BW

Ejemplo de calculo Caso 3 Cema 6ta edicin
22

Ejemplo de calculo Caso 3 CEMA 6ta Edicin Ingreso de datos
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Tramo n Descripcion Longitud del tramo (pies)
Longitud Acumulada
(pies)
Elevacion (pies)
Angulo (grados)
Espaciamiento Polines
Porcentaje de Carga
Accesorios Carga a
Acelerar
1 Alimentacion 15 15 0 0 2 100 1500 tph
2 Carga 500 515 0 0 5 100
3 Carga 500 1015 0 0 5 100
4 Carga 500 1515 0 0 5 100
5 Carga 500 2015 88.2 10 5 100
6 Carga 500 2515 88.2 10 5 100
7 Carga 500 3015 -88.2 -10 5 100
8 Carga 500 3515 -88.2 -10 5 100
9 Polea de
Cabeza Activa 2 Limpiadores
10 Retorno -500 4015 88.2 10 10
11 Retorno -500 4515 88.2 10 10
12 Retorno -500 5015 -88.2 -10 10
13 Retorno -500 5515 -88.2 -10 10
14 Retorno -500 6015 0 0 10
15 Retorno -500 6515 0 0 10
16 Retorno -500 7015 0 0 10
17 Retorno -15 7030 0 0 10 1 Vplow
18 Polea
dobladora
19 Polea del
Tensor
20 Polea
dobladora
21 Polea de Cola

Ejemplo de calculo Caso 3 CEMA 6ta Edicin - Resultados
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Tramo n Descripcion Longitud del tramo (pies)
Inicial dT (lbf) Tension Inicial
(lbf) dT Fial (Lbs)
Iteracion Inicial Tension
(Lbs)
Revision Correa 1200
PIW
Revision Deflexion
Correa1.5%
Revision Tmin Accionamient
o
1 Alimentacion 15 660 1061 653 1061 1075 6428 11882
2 Carga 500 9055 1721 4577 1714 1729 7064 12516
3 Carga 500 2456 10776 3231 6291 6398 10261 15195
4 Carga 500 2222 13232 2829 9522 9699 13102 17733
5 Carga 500 16371 15454 16610 12351 12591 15747 20173
6 Carga 500 15918 31825 16344 28961 29700 32779 37126
7 Carga 500 -12818 47743 -12259 45305 46452 49595 53912
8 Carga 500 -12713 34925 -12115 33046 33890 36992 41211
9 Polea de
Cabeza Activa 205 222212 -21724 20931 21384 24370 28609
10 Retorno -500 2933 22417 2698 -793 -994 4222 9538
11 Retorno -500 2444 25350 2219 1905 2177 7393 12709
12 Retorno -500 -1656 27794 -1878 4124 4867 10084 15400
13 Retorno -500 -1651 26138 -1878 2246 2573 7790 13105
14 Retorno -500 401 24487 170 368 279 5495 10811
15 Retorno -500 399 24888 170 538 477 5693 11009
16 Retorno -500 398 25287 171 708 675 5891 11207
17 Retorno -15 108 25685 101 879 873 6090 11405
18 Polea
dobladora 133 25793 20 980 975 6192 11507
19 Polea del
Tensor 20 1000 20 1000 1000 6250 11600
20 Polea
dobladora 41 1020 21 1020 1025 6309 11693
21 Polea de Cola 20 1041 20 1041 1050 6368 11787

25
Ingreso de datos APLICACIN EN SOFTWARE

26
Resultados Faja Vacia APLICACIN EN SOFTWARE

27
Resultados Faja Cargada APLICACIN EN SOFTWARE

28
Resultados Tramo horizontal e inclinado cargados APLICACIN EN SOFTWARE

29
Resultados Tramo en declive Cargado
APLICACIN EN SOFTWARE

30
Comparacin de 3 mtodos de calculo
Faja Transportadora L=685 m,H=124m, 7600 tph, 4.57 m/s Mineral de cobre
2559 2559 2559
320 448
242.1 6.4
62 52.4
14 74.5 116 149.9 101 171 170.7 171
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
CEMA 5ta 3242 kW
CEMA 6ta 3255 kW
DIN f = 0.020 3279 kW
Po
nte
nc
ia k
W
Mtodos de clculo
Perdidas mecanicas
Otros (poleas, accesorios, otros)
Alineamiento Polines
Friccion en los polines
Flexion de Faja y Material
Identacion
Factor f DIN
Identacion + Flexion de Faja y Material (Ky)
Elevacion del Material
CALCULOS COMPARATIVOS

Comparacin de 3 mtodos de calculo con mediciones de campo
Faja Transportadora L = 1300m, H=37m, 2200 tph, 3 m/s, mineral de hierro
Consumo real 476 kW
31
220.5 220.5 220.5
176.6
239.2
56.7
26.4
34.7
50.7
6.9
97.3
24 18.2 17.5
24.8 24.9 25.1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
CEMA 5ta 487.5 kW
CEMA 6ta 494.7 kW
DIN f = 0.022 502.3 kW
Po
nte
nc
ia k
W
Mtodos de clculo
Perdidas mecanicas
Otros (poleas, accesorios, otros)
Alineamiento Polines
Friccion en los polines
Flexion de Faja y Material
Identacion
Factor f DIN
Identacion + Flexion de Faja y...

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