Diseño de Una Faja Transportadora
-
Upload
janesita-isa-flores-j -
Category
Documents
-
view
103 -
download
9
description
Transcript of Diseño de Una Faja Transportadora
-
UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI ING. MECANICA ELECTRICA
INGENIERIA MECANICA
ELECTRICA Maquinaria industrial DOCENTE: ING. COSI BLANCAS
2008
ALUMNO: Alberth Huaman Acero Moquegua - Peru
UNIVRSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
DISEO DE UNA FAJA TRANSPORTADORA
INDICE
INTRODUCCION
CAPITULO I : CONDICIONES INICIALES
CAPITULO II : CALCULO DE LA FAJA
CAPITULO III : CALCULO DE TRANSMSION
CAPITULO IV : CALCULO DEL EJE DE LA POLEA MOTRIZ
CAPITULO V : CALCULO DEL EJE DE LA POLEA DE COLA
CAPITULO VI : CALCULO DE RODAMIENTOS DE POLEA MOTRIZ
CAPITULO VII : CALCULO DE RONDAMIENTOS DE POLEA DE COLA
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
INTRODUCCION
Las rocas son materiales solidificados de la superficie terrestre, compuesto de uno o varios
minerales y tambin de sustancias amorfas no cristalinas, que forman masas de notables
dimensiones y geolgicamente independientes. Se clasifican en Magmticas, Metamrficas, y
Sedimentarias en funcin de su proceso de gnesis. Todas las rocas estn sometidas a un ciclo
petrogentico mas o menos completo.
Las rocas pueden ser utilizados en la construccin, como agregados, materiales ornamentales,
para acabados, etc.
ROCAS IGNEAS
Son rocas formadas por el enfriamiento y solidificacin de materia rocosa fundida, conocida
como magma.
Las rocas gneas, compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, suelen clasificarse
segn su contenido de slice. Las principales categoras son cidas o bsicas, siendo el granito y
la riolita ejemplos del primer grupo, y el gabro y el basalto del segundo. Por lo general, las rocas
gneas se componen de ortosa, plagioclasas, hornblenda, anfiboles, micas, etc.
SUS PRINCIPALES USOS EN INGENIERA CIVIL SON:
- Para construir muros de contencin.
- Como piedra chancada para los agregados.
- Para pisos ornamentales.
- Para construir diques o rompeolas.
- Como agregado grueso.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
PRINCIPALES ROCAS IGNEAS
Granito.
Es una roca gnea con formacin y textura cristalina visible. Es una piedra importante en la
construccin; las mejores clases son muy resistentes a la accin de los agentes atmosfricos.
Se usa este mineral principalmente para elaborar adoquines, que son piezas labradas de forma
prismtica y que sirven para empedrar superficies, consiguiendo suelos que sirven de firme para
una carretera, camino o espacio abierto de una ciudad (calle, plaza o parque). El tamao de un
adoqun en un modelo estndar se sita alrededor de 20 x 10 x 15 cm, siendo un slido
fcilmente manejable por un hombre con una mano.
Diorita: Las dioritas se utilizan como material de construccin, especialmente como agregados.
Riolita: Las riolitas generalmente los han usado como roca de enchapes y adoquinados, y en la
fabricacin de varios tipos de aislantes.
Granodiorita: Se usa como agregados para la construccin.
Sienita: Las sienitas se utilizan al igual que el granito especialmente como roca ornamental.
Gabros: Se usa como componente de la piedra chancada, y enrocados.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
ROCAS SEDIMENTARIAS
Son rocas compuestas por materiales transformados, formadas por la acumulacin y
consolidacin de materia mineral pulverizada, depositada por la accin del agua y, en menor
medida, del viento o del hielo glaciar.
Las rocas sedimentarias se clasifican segn su origen en mecnicas o qumicas.
Las rocas mecnicas, o fragmentarias, se componen de partculas minerales producidas por la
desintegracin mecnica de otras rocas y transportadas, sin deterioro qumico, gracias al agua.
Los materiales que forman rocas sedimentarias pueden ser restos de organismos marinos
microscpicos precipitados, sobre el suelo del ocano, como es el caso de la caliza.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
CAOLINES.
Proviene del chino kaoln, es un tipo de arcilla pura, blanda y blanca con plasticidad variable
pero generalmente baja, que retiene su color blanco durante la coccin.
CALCITA
Es un mineral compuesto principalmente por carbonato de calcio (CaCO3). Despus del cuarzo,
es el mineral ms abundante de todos los minerales de la tierra. Es un elemento importante en la
fabricacin del cemento.
BRECHAS
Es una roca de grano grueso formada a partir de fragmentos mayores de 2 mm insertados en una
malla de un material ms fino. Por lo general no es recomendable para hacer muros de
contencin, pero s para acabados y revestimientos de edificios.
TRAVERTINO
Se utiliza como roca ornamental, para la obtencin del CaO, etc.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
ARENISCA
Las areniscas especialmente las de granos finos y cuando las areniscas tienen como cementante
el perxido de fierro, la roca es casi indestructible, desde que esta sustancia no cambia por el
agua atmosfrica, de aqu el valor de la arenisca como material de construccin se utiliza en
adoquinado de casas y como piedra de afilar, etc. La arenisca de cuarzo mas o menos puro se
emplea como materia prima para el vidrio.
LUTITA
Se utiliza como materia prima para la fabricacin de ladrillos, cermica, etc.
CALIZA
Las calizas tienen diversas aplicaciones. Se utiliza en la fabricacin del cemento, en la
fabricacin del CaO, en la siderrgica como fndente, como material de construccin en
camino, etc.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina9
ROCAS METAMRFICAS.
Son aquellas cuya composicin y textura originales han sido alteradas por el calor y la presin
existentes en las profundidades de la corteza terrestre. El metamorfismo que se produce como
resultado tanto de la presin como de la temperatura recibe el nombre de dinamotrmico o
regional; el metamorfismo producido por el calor o la intrusin de rocas gneas recibe el nombre
de trmico o de contacto.
MRMOL
Es una variedad cristalina y compacta de caliza metamrfica, que puede pulirse hasta obtener un
gran brillo y se emplea sobre todo en la construccin y como material escultrico.
Comercialmente, el trmino se ampla para incluir cualquier roca compuesta de carbonato de
calcio que pueda pulirse, e incluye algunas calizas comunes; tambin incluyen, en trminos
genricos, piedras como el alabastro, la serpentina y en ocasiones, el granito.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina1
0
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina1
1
AGREGADOS
Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos
consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaos de partcula que pueden llegar
hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partculas se retienen en la malla No. 16
y pueden variar hasta 152 mm. El tamao mximo de agregado que se emplea comnmente es
el de 19 mm o el de 25 mm.
AGREGADOS GRUESOS
Caractersticas y usos de las gravas. Los agregados gruesos o gravas, consisten de materiales
extrados de rocas de cantera, triturados o procesados, piedra bola o canto rodado, cuyas
partculas comprenden tamaos desde 4.75 mm hasta 6 pulgadas, para los fragmentos ms
grandes.
AGREGADOS FINOS
Los agregados finos o arenas consisten en arena natural extrada de los ros, los lagos, depsitos
volcnicos o arenas artificiales, esto es, que han sido trituradas. Estos agregados abarcan
normalmente partculas entre 4.75 y 0.075 mm.
Arena natural 0-3 (De 0 a 3 milmetros de tamao mximo). Se pueden encontrar en el tipo de
rocas andestico. Se utiliza en la elaboracin de: Concreto, tubos, bloques, morteros y
aplanados.. Arena natural 0-5 (De 0 a 5 milmetros de tamao mximo). Se pueden encontrar
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina1
2
en el tipo de rocas andestico. Se utiliza en la elaboracin de: Concreto, tubos, bloques y
elementos prefabricados.. Arena triturada 0-5 (De 0 a 5 milmetros de tamao mximo). Se
pueden encontrar en el tipo de rocas andestico y basalto andestico. Se utiliza en la elaboracin
de: Concreto, tubos, bloques y mezclas asflticas.
NOTA: Como los agregados constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen total del
concreto, su seleccin es importante. Los agregados deben consistir en partculas con resistencia
adecuada as como resistencias a condiciones de exposicin a la intemperie y no deben contener
materiales que pudieran causar deterioro del concreto. Para tener un uso eficiente de la pasta de
cemento y agua, es deseable contar con una granulometra continua de tamaos de partculas.
La funcin de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rgido y estable lo que se
logra unindolos con cemento y agua .
La funcin de la pasta cuando el concreto esta fresco es la de lubricar a las partculas de
agregado otorgndole cohesin y trabajabilidad a la mezcla.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina1
3
AGREGADOS PARA EL CONCRETO
El concreto es bsicamente una mezcla de dos componentes:
Agregado y pasta. La pasta, compuesta de Cemento Prtland y agua, une a los
agregados: arena y grava o piedra triturada, para formar una masa semejante a una roca
pues la pasta endurece debido a la reaccin qumica entre el Cemento y el agua.
Como los agregados constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen total del
concreto, su seleccin es importante. Los agregados deben consistir en partculas con
resistencia adecuada as como resistencias a condiciones de exposicin a la intemperie y
no deben contener materiales que pudieran causar deterioro del concreto. Para tener un
uso eficiente de la pasta de cemento y agua, es deseable contar con una granulometra
continua de tamaos de partculas.
La funcin de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rgido y estable
lo que se logra unindolos con cemento y agua .
La funcin de la pasta cuando el concreto esta fresco es la de lubricar a las partculas de
agregado otorgndole cohesin y trabajabilidad a la mezcla.
Si se fractura una piedra se reducir su tamao y aparecer nuevas superficies, ya que la
pasta debe cubrir totalmente las superficies de los agregados, en los agregados de menor
tamao se tendr que proporcionar una mayor cantidad de pasta, para que el concreto
sea trabajable.
En estas condiciones se hacen los clculos de dosificacin para elaborar concreto.
Sin embargo en los acopios puede tener cualquier contenido de humedad.
Si la humedad es inferior a la absorcin se deber agregar ms agua al concreto, para
compensar lo que absorbern los agregados.
Por el contrario, si la humedad supera la absorcin, habr que quitar agua al hormign
ya que los agregados estarn aportando agua.
La verificacin permanente de la calidad de los agregados contribuye a mantener
controlada la demanda de agua y la homogeneidad de las mezclas, favoreciendo
inmediatamente a la uniformidad del proceso de produccin y a propiedades de inters
del hormign como:
La estabilidad dimensional.
La resistencia mecnica.
La durabilidad.
En resumen, mejorar el beneficio tcnico y econmico derivado de la utilizacin del
hormign.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina1
4
I. CONDICIONES INICIALES
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina1
5
1. CARACTERISTICAS DEL MATERIAL
1.1 TIPO DE MATERIAL
Roca chancada D26 (ver anexo 1, tabla 3.3 pg. 50 CEMA)
1.2 TAMAO DEL MATERIAL
Menor o igual a (ver anexo 2, tablas 3.2 pg. 34 CEMA)
1.3 PESO ESPECIFICO
Entre 125 y 145 3lb
pie (ver anexo 1, tabla 3.3 pg. 50 CEMA)
1.4 ANGULO DE REPOSO
Entre 20 y 29 (ver anexo 2, tablas 3.2 pg. 34 CEMA)
1.5 ANGULO DE SOBRECARGA
De 10 (ver anexo 3, tablas 3.1 pg. 32 CEMA)
1.6 ABRASIVIDAD
Material abrasivo (ver anexo 2, tablas 3.2 pg. 34 CEMA)
1.7 PENDIENTE MAXIMA
De 18
-
UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI ING. MECANICA ELECTRICA
2. CROQUIS
17'+N'
250'+3N'
5'-3N''
N=1
-
UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI ING. MECANICA ELECTRICA
3. CAPACIDAD A TRANSPORTAR
Segn las condiciones de diseo de nuestra faja transportadora, debe estar diseada para
transportar 150 Tn/h adems se va a operar por ms de 16 horas diarias a una temperatura
ambiente de 20 C.
4. CONSIDERACIONES PRELIMINARES DE DISEO
4.1. Debido a la alimentacin y tamao del material
La faja transportadora ser alimentada desde una tolva situada a 57 con respecto al
suelo, se considerara que el tamao del material estar por debajo de .
4.2. Ancho de la faja
Segn el tipo de material que tenemos asumimos un ancho de faja adecuado que
permita soportar nuestra carga y cargas excesivas que podra tenerse en la tolva de
alimentacin, entonces podemos decir que existe una relacin entre el ancho de la faja
y el flujo del material.
4.3. Velocidad de la faja
La velocidad de la faja va directamente relacionada con la caracterstica del material,
la capacidad requerida y la tensin que puede soportar la faja. Para materiales, se
necesita velocidades moderadas ya que nuestro material no posee aristas agudas y esto
har que no haya un desgaste en la cubierta. Ya que en nuestro caso no vamos a tener
que la velocidad de nuestro material sea igual o cercana a la velocidad lineal de la faja.
Esta velocidad tambin incluir en nuestra descarga ya que de acuerdo a nuestra
velocidad considerada vamos a tener para nuestro caso una mayor o menor longitud de
faja y el ngulo de inclinacin de esta.
5. CONSIDERACIONES DE DISEO
Tabla N 1 consideraciones de diseo
CONDICION SIMBOLO VALOR
Tamao de material - Menor a Peso especifico 125
Angulo de reposo 29 Angulo de sobrecarga 10
Abrasividad - Abrasivo
Temperatura ambiente - 20
Horas de servicio - 16
Capacidad a transportar Q 150 Tn/h
Pendiente mxima 18
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina1
8
II. CALCULOS
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina1
9
1. SELEECCION DE LA VELOCIDAD DE LA FAJA
Para tener una velocidad moderada para el diseo de nuestra faja transportadora recurrimos
al manual de CEMA (pg. 46, tabla N 4-1, anexo 4)
Teniendo estos rangos de velocidades se selecciona una velocidad tentativa de acuerdo al
material a transportar.
350V ppm
2. CALCULO PARA LA CAPACIDAD REQUERIDA ( 'Q )
2.1. Capacidad requerida en toneladas cortas ( 1Q )
Considerando que nuestra capacidad es de 150 Tn/h, que esta dada en toneladas
mtricas y como para nuestros clculos estamos usando el manual CEMA necesitamos
trabajar con toneladas cortas lo cual tenemos la siguiente frmula:
1
2200*
2000Q Q
Donde:
1Q : Capacidad requerida en toneladas cortas [Tn/h]
Q : Capacidad a transportar (ver tabla N 1) [Tn/h]
Sus valores respectivamente son:
Q : 150 Tn/h
Reemplazando en la formula se tiene:
1
2200150*
2000Q
1 165 /Q Tn h (en toneladas cortas)
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
0
2.2. Capacidad requerida en 3pie h ( 'Q )
Convirtiendo a 3pie h con la siguiente frmula:
1
2000' *Q Q
Donde:
'Q : Capacidad requerida [3pie h ]
1Q : Capacidad requera en toneladas cortas (ver II-2.1) [Tn/h]
: Peso especifico del material (ver tabla N 1) [3/lb pie ]
Reemplazando los valores respectivos se tiene:
1Q : 165 Tn/h
: 1253/lb pie
Reemplazando en la formula se tiene:
2000' 165*
125Q
3' 2640Q pie h
2.3. Capacidad requerida en 3 minpie ( ''Q )
La capacidad requerida expresada en 3pie h tambin la podemos expresar en
3 minpie
3'' 44 minQ pie
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
1
3. CALCULO DE LA CAPACIDAD EQUIVALENTE ( eqQ )
Se convertir la capacidad deseada en 3pie h a la capacidad equivalente a una velocidad
de faja de 100ppm. Se utilizara la siguiente frmula (ver CEMA pg. 50):
3 100'( )*eqppm
Q Q pie hV
Donde:
eqQ : es la capacidad equivalente a la base de 100ppm [3pie h ]
'Q : Capacidad requerida [3pie h ] (ver II-2.2)
V : Velocidad de la faja [ppm] (ver II-1)
Reemplazando los valores respectivos:
'Q : 2640 3pie h
V : 350 ppm Reemplazando en la formula se tiene:
1002640*
350eqQ
3754.29eqQ pie h
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
2
4. SELECCIN DEL ANCHO DE LA FAJA Y ANGULO DE ABARQUILLAMIENTO
Para seleccionar el ngulo de abarquillamiento se tomaran tentativas hasta que se cumplan
las condiciones deseadas.
Para determinar el ngulo de sobrecarga se usara la tabla 3-1 del manual CEMA pg. 32
(anexo 5)
Donde:
= Angulo de abarquillamiento
= de 10, ngulo de de sobrecarga
c = 0.055*b+0.96 (distancia al extremo del material y al extremo de la faja) [pulg]
b = es el ancho de la faja [pulg]
bA = rea de sobrecarga del material [pie^3]
SA = rea de la base trapezoidal [pies^3]
t b SA A A
4.1. TENTATIVAS PARA SELECCIONAR EL ANCHO DE LA FAJA Y ANGULO
DE ABARQUILLAMIENTO DEL RODILLO
Para el clculo del ngulo de abarquillamiento y ancho de la faja transportadora
tomaremos tentativas buscando alguna que se asemeje a nuestra capacidad
equivalente, esto haciendo clculos para los diferentes ngulos de abarquillamiento de
los rodillos, como el ancho de la faja.
Con la capacidad equivalente encontrada (ver II-3) y haciendo referencia a la tabla 4-2
hasta la tabla 4-5 del manual CEMA (ver anexo 6), se encontrara un ancho de faja
apropiado para esta condicin.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
3
a) Primera tentativa
=10
=20
De la tabla 4-2 pg. 50 CEMA, se obtienen los siguientes datos
Tabla II-4.1.a
b tA tQ
18 0.128 769
OBS: Cumple por capacidad equivalente
b) Segunda tentativa
=10
=35
De la tabla 4-3 pg. 50 CEMA, se obtienen los siguientes datos
Tabla II-4.1.b
b tA tQ
18 0.177 1066
OBS: Cumple por capacidad equivalente
c) Segunda tentativa
=10
=45
Tabla II-4.1.c
b tA tQ
18 0.199 1198
OBS: Cumple por capacidad equivalente
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
4
4.2. CALCULO DE LAS VELOCIDADES, MINIMA Y DE OPRACION.
La velocidad asumida es de 350 ppm (ver II-1)
Para el clculo de estas velocidades se utilizara la siguiente frmula:
*eq
tentativa asumida
t
QV V
Q
Donde:
eqQ = es la capacidad equivalente (ver II-3) [pie^3/h]
tQ = es la capacidad equivalente que se obtienen de las tablas 4-2 al 4-3 anexo 6
[pie^3/h]
asumidaV = es la velocidad de la faja (ver II-1) [ppm]
Para el clculo de la velocidad mnima se utilizara la siguiente frmula:
min
''ima
t
QV
A
Donde:
''Q = es la capacidad requerida (ver II-2) [3 minpie ]
tA = es el rea del material [pie^2]
min imaV = velocidad mnima [ppm]
Calculo de la velocidad de operacin
min1.2*operacion imaV V
Donde:
operacionV =es la velocidad de operacin [ppm]
min imaV =es la velocidad mnima [ppm]
Este anlisis de velocidades se har a las tentativas tomadas:
a) Primera tentativa
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
5
754.29*350
769
343.30
tentativa
tentativa
V
V ppm
La velocidad mnima ser:
min
min
44
0.128
343.75
ima
ima
V
V ppm
La velocidad de operacin ser:
1.15*343.75
395.31
operacion
operacion
V
V ppm
b) Segunda tentativa
754.29*350
1066
247.65
tentativa
tentativa
V
V ppm
La velocidad mnima ser:
min
min
44
0.177
248.59
ima
ima
V
V ppm
La velocidad de operacin ser:
1.15*248.59
285.88
operacion
operacion
V
V ppm
c) Segunda tentativa
754.29*350
1198
220.37
tentativa
tentativa
V
V ppm
La velocidad mnima ser:
min
min
44
0.199
221.11
ima
ima
V
V ppm
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
6
La velocidad de operacin ser:
1.15*220.37
254.27
operacion
operacion
V
V ppm
4.3. EN CONCLUSION
De todos estos resultados se tomara la tentativa a) , ya que la velocidad de operacin
se aproxima a la velocidad de la faja.
Donde la velocidad de operacin es de 395.31ppm aproximadamente 400 ppm
400operacionV ppm
4.4. RESUMIENDO TENEMOS
Tabla II-4.4
CARACTERSTICA SMBOLO VALOR REFERENCIA
Velocidad de operacin operacionV 400ppm Ver II-4.3
Ancho de la faja b 18 Ver Tabla II-4.1.a
Angulo de abarquillamiento 20 Ver Tabla II-4.1.a Angulo de sobrecarga 10 Tabla N I-1
rea transversal del material a transportar tA 0.128 2pie Ver Tabla II-4.1.a
Capacidad requerida ''Q 344 minpie Ver II-2.3
Capacidad equivalente eqQ 3754.29 pie h Ver II-3
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
7
5. SELECCIN DEL TIPO DE FAJA Y NUMERO DE PLIEGUES
5.1. NUMERO DE PLIEGUES Y TIPO DE FAJA
Del manual BF GOODRICH de acuerdo al ancho de faja de 18 y con un ngulo de
abarquillamiento de 20, seleccionamos una faja PCB 50 de 5 pliegues.
El espesor de la faja ser de (ver pg. 48 BF GOODRICH, anexo 7):
'
fe = 0.255pulg
Faja PCB (polyester/cotton blend) llevan refuerzos combinados de polyester y algodn
en ambas caras, poseen buena resistencia al impacto y flexibilidad transversal al
acanalado.
Faja PNC (polyester Nycorn) tienes refuerzos combinados de pliegues con cordones de
polyester tejido con nylon poseen excelente resistencia al impacto, flexibilidad
transversal para un buen acanalamiento, provisto de cuerdas para proteger la carcasa
del acido y resistente a la humedad no es afectado por el moho.
5.2. TIPO DE CUBIERTA DE LA FAJA
De libro CEMA de la tabla 7-13 y 7-14 pg. 194 (anexo 8), recomienda espesores
mnimos, la tabla 7-13 recomienda espesores mnimos para la cubierta superior, y la
tabla 7-14 recomienda espesores mnimos para la cubierta inferior.
De acuerdo a nuestro material asumimos:
1
2
3/16"
1/16"
e
e
Donde 1e es el espesor mnimo para la cubierta superior y 2e es el espesor mnimo para
la cubierta inferior. (Anexo 8)
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
8
5.3. PESO DE LA FAJA SELECCIONADA
Para el clculo del peso aproximado de la faja se utilizar la siguiente formula
1 2 3*( )bW b K K K
Donde:
1K =factor de peso de la cubierta superior (ver BF GOODRICH pg. 47)
2K = factor de peso de la cubierta inferior (ver BF GOODRICH pg. 47)
3K =factor de peso de la carcasa /ver BF GOODRICH pg. 47 tabla 27)
b= es el ancho de la faja Tabla II-4.4 [pulg]
De las respectivas tablas (anexo 9) ya especificadas se sacan los factores, estos son:
1K =0.051
2K = 0.034
3K =0.122
b= 18 pulg
Reemplazando en la formula:
18*(0.051 0.034 0.122)
3.726
b
b
W
lbWpie
6. DIAMETRO DE POLEAS
Segn B.F GOODRICH con respecto al dimetro de las poleas est relacionado con el
nmero de pliegues que usa la faja PCB 50 con 5 pliegues de la tabla 34 pg. 52 (ver anexo
10), se obtiene el dimetro mnimo de la polea motriz.
Trabajando con un porcentaje de tensin normal de 80-100%, se tiene un dimetro mnimo
de 24 pulg.
Para los clculos se trabajara con un dimetro de 30 pulg.
30 lgDpm pu
Del manual LINK-BELT pg. 518 (anexo 24) se escoger una polea TL30 con un dimetro
de 30 y un ancho de 20.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina2
9
7. TRAYECTORIA DEL MATERIAL DE DESCARGA
7.1. CALCULO DEL ESPESOR DE LA FAJA MAS CUBIERTA
Para calcular el espesor de la faja se utilizara la siguiente frmula:
'
1 2f fe e e e
Donde:
1e = es el espesor mnimo para la cubierta superior (ver II-5.2)
2e = es el espesor mnimo para la cubierta inferior (ver II-5.2)
'
fe = es el espesor de la faja (ver II-5.1)
fe = es el espesor de la faja mas cubierta
Sus valores respectivamente son:
1e = 3/16
2e = 1/16 '
fe = 0.255
Reemplazando los valores respectivos en la formula:
3/16 1/16 0.255
0.505 lg
f
f
e
e pu
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
0
7.2. CALCULO DEL RADIO AL CENTRO DE GRAVEDAD ( cgR )
De la tabla 12-2 pg. 291 de CEMA (anexo 11), con un ngulo de sobrecarga de 10,
un ngulo de abarquillamiento de 20 y un ancho de faja de 18, se hallaran los valores
de la altura de carga y centro de gravedad en la polea de descarga.
ta = centro de gravedad del material
h =es la altura del material
De la tabla 12-2 se obtienen los siguientes valores
1 0.6 lg
1.6 lg
a pu
h pu
Para el clculo del radio de centro de gravedad se utilizara la siguiente frmula:
12
pm
cg f
DR e a
Donde:
pmD = dimetro de la polea motriz (ver II-6) [pulg]
fe = es el espesor de la faja total (ver II-7-7.1) [pulg]
1a = centro de gravedad del material [pulg]
Sus valores respectivamente son:
pmD = 30 pulg
fe = 0.505 pulg
1a = 0.6 pulg
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
1
Reemplazando en la formula se obtiene el siguiente valor.
300.505 0.6
2
16.105 lg
cg
cg
R
R pu
7.3. CALCULO DE LAS RPM (N) DE LA POLEA DE DESCARGA
Para el clculo de las rpm se utilizara la siguiente frmula:
2* *
op
cg
VN
R
Donde:
N= son las rpm de la polea de descarga o polea motriz [rpm]
opV = es la velocidad de operacin de la faja (ver II-4.3) [ppm]
cgR = es el radio de centro de gravedad (ver II-7.2) [pies]
Sus valores respectivamente son:
opV = 400 ppm
cgR = 16.105/12 pies
Reemplazando los valores respectivos en la formula se obtiene:
400
2* *16.105 12
47.44
N
N rpm
Esta velocidad calcula la podemos expresar en rps
47.44
60
0.7907
N
N rps
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
2
7.4. CALCULO DEL ANGULO DE DESCARGA
Para el clculo del ngulo de descarga en el centro de gravedad del material se utilizara
la siguiente frmula:
2
cos*
op
cg
V
g R
Donde:
= es el ngulo de descarga
opV = es la velocidad de operacin de la faja (ver II-4.3) [ppm]
cgR = es el radio de centro de gravedad (ver II-7.2) [pies]
g = es la gravedad [pies/s^2]
Sus valores respectivamente son:
opV = 400 ppm
cgR = 16.105 pulg
g = 32.2pies/s^2
Reemplazando los valores respectivos en la formula se obtiene:
2400
60cos
16.10532.2*12
cos 1.0284
El cos sale mayor que 1 por lo tanto el ngulo ser cero
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
3
7.5. CALCULO DE LA VELOCIDAD Y EL ANGULO DE DESCARGA EN EL
PUNTO INFERIOR
7.5.1. VELOCIDAD DE DESCARGA EN EL PUNTO INFERIOR
Para el clculo de la velocidad en el punto inferior se utilizara la siguiente
formula
1 12* * *V r N
Donde:
1V =es la velocidad en el punto inferior [pps]
1r =es el radio de la polea mas el espesor de la faja (ver II-6 y II-7.1) [pies]
N = son las rpm de la polea de descarga
Hallando la distancia del centro de la polea al punto superior de la faja:
Para determinar esta distancia se usara la siguiente frmula:
12
pm
f
Dr e
Donde:
pmD =es el dimetro de la polea motriz (ver II-6) [pulg]
fe = es el espesor de la faja (ver 7.1) [pulg]
Sus valores respectivamente son:
pmD =30 pulg
fe = 0.505 pulg
Reemplazando en la formula se tiene:
1
1
300.505
2
15.505 lg
r
r pu
Teniendo esta distancia se reemplazara en la formula anterior para determinar la
velocidad.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
4
1
1
15.5052* * *0.7907
12
6.42
V
V pps
7.5.2. ANGULO DE DESCARGA EN EL PUNTO INFERIOR
Para hallar el ngulo de descarga se utilizara la siguiente formula
2
1
1
cos*
V
g r
Donde
= es el ngulo de descarga en el punto inferior
1V = es la velocidad en el punto inferior (ver II-7.5.1) [pps]
1r = es el radio de la polea mas el espesor de la faja (ver II-6 y II-7.1) [pies]
g = es la gravedad [pies/s^2]
Reemplazando los valores respectivos:
26.42
cos30
0.505232.2*
12
cos 1
El cos sale mayor que 1 por lo tanto el ngulo ser cero
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
5
7.6. CALCULO DE LA VELOCIDAD Y EL ANGULO DE DESCARGA EN EL
PUNTO SUPERIOR
7.6.1. VELOCIDAD DE DESCARGA EN EL PUNTO SUPERIOR
Antes se har el clculo de 3r utilizando la siguiente formula
32
pm
f
Dr e h
Donde:
pmD =es el dimetro de la polea motriz (ver II-6) [pulg]
fe = es el espesor de la faja (ver 7.1) [pulg]
h =es la altura del material (ver II-7.2) [pulg]
Reemplazando los valores respectivos se tiene
3
3
300.505 1.6
2
17.105 lg
r
r pu
Para el clculo de la velocidad en el punto inferior se utilizara la siguiente formula
3 32* * *V r N
Donde:
1V =es la velocidad en el punto inferior [pps]
3r =es el radio de la polea mas el espesor de la faja y la altura del material (ver II-6 , II-
7.1 y II-7.2) [pies]
N = son las rpm de la polea de descarga
Sus valores respectivamente son:
3r =17.105 pulg
N = 0.7907 rps
Reemplazando los valores respectivos en la formula tenemos
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
6
1
1
17.1052* * *0.7907
12
7.08
V
V pps
7.6.2. ANGULO DE DESCARGA EN EL PUNTO SUPERIOR
Para hallar el ngulo de descarga se utilizara la siguiente formula
2
1
1
cos*
V
g r
Donde
= es el ngulo de descarga en el punto inferior
1V = es la velocidad en el punto inferior (ver II-7.5.1) [pps]
1r = es el radio de la polea mas el espesor de la faja (ver II-6 y II-7.1) [pies]
g = es la gravedad [pies/s^2]
Reemplazando los valores respectivos:
27.08
cos17.105
32.2*12
cos 1.09
El cos sale mayor que 1 por lo tanto el ngulo ser cero
7.7. GRAFICA DE LA CAIDA DEL MATERIAL
Para realizar esta grafica se utilizo la siguiente frmula:
Desplazamiento en X:
*XX V t
Desplazamiento en Y:
21* * *2
YY V t g t
XV y YV son las componentes de la velocidades halladas anteriormente, en el punto
inferior, en el centro de gravedad y en el punto superior, para hallar estas componentes
se usa la siguiente frmula:
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
7
*cos
*
X i
Y i
V V
V V sen
Donde iV en la velocidad hallada en el punto inferior, centro de gravedad y punto
superior el ngulo tambin fue hallado.
Para determinar la trayectoria del material se tomo un rango del tiempo t de 0 a 1
segundo.
La trayectoria del material nos servir para ubicar nuestra polea motriz a una cierta
altura.
-
UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI ING. MECANICA ELECTRICA
Vy2 V1 Vx1 Vy1 V3 Vx3 Vy3 t x1 y1 x2 y2 x3 y3
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0 0 0 0 0 0 0
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.05 3.83734198 -0.13437703 3.98477879 -0.13437703 4.23183508 -0.1127624
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.1 7.67468395 -1.23475406 7.96955758 -1.23475406 8.46367015 -1.19152481
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.15 11.5120259 -3.30113109 11.9543364 -3.30113109 12.6955052 -3.23628721
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.2 15.3493679 -6.33350812 15.9391152 -6.33350812 16.9273403 -6.24704962
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.25 19.1867099 -10.3318851 19.923894 -10.3318851 21.1591754 -10.223812
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.3 23.0240519 -15.2962622 23.9086728 -15.2962622 25.3910105 -15.1665744
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.35 26.8613938 -21.2266392 27.8934515 -21.2266392 29.6228455 -21.0753368
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.4 30.6987358 -28.1230162 31.8782303 -28.1230162 33.8546806 -27.9500992
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.45 34.5360778 -35.9853933 35.8630091 -35.9853933 38.0865157 -35.7908616
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.5 38.3734198 -44.8137703 39.8477879 -44.8137703 42.3183508 -44.597624
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.55 42.2107617 -54.6081473 43.8325667 -54.6081473 46.5501859 -54.3703865
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.6 46.0481037 -65.3685243 47.8173455 -65.3685243 50.7820209 -65.1091489
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.65 49.8854457 -77.0949014 51.8021243 -77.0949014 55.013856 -76.8139113
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.7 53.7227877 -89.7872784 55.7869031 -89.7872784 59.2456911 -89.4846737
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.75 57.5601297 -103.445655 59.7716819 -103.445655 63.4775262 -103.121436
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.8 61.3974716 -118.070032 63.7564607 -118.070032 67.7093612 -117.724198
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.85 65.2348136 -133.660409 67.7412395 -133.660409 71.9411963 -133.292961
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.9 69.0721556 -150.216787 71.7260183 -150.216787 76.1730314 -149.827723
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.95 72.9094976 -167.739164 75.7107971 -167.739164 80.4048665 -167.328486
0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 1 76.7468395 -186.227541 79.6955758 -186.227541 84.6367015 -185.795248
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina3
9
-200
-150
-100
-50
0
50
0 20 40 60 80 100
Des
pla
zam
ien
to e
n Y
Desplazamiento en x
Punto inferior
Centro de gravedad
Punto superior
-
UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI ING. MECANICA ELECTRICA
8. SELECCIN DE POLINES
La seleccin apropiada de los polines con sus respectivos rodillos, tamao de los apoyos y
ejes estn basados en el tipo de servicio, condiciones de operacin, carga transportada y
velocidad de faja. Para la seleccin apropiada de los polines se seguir el mtodo
recomendado por el CEMA.
8.1. PESO DEL MATERIAL ( mW )
El peso del material en libras por pie de longitud la podemos determinar por medio de
la siguiente formula de CEMA pg. 72
1 *2000
60*m
op
QW
V
Donde:
1Q = Capacidad requerida (en toneladas cortas) [Tn/h]
opV = es la velocidad de operacin de la faja (ver II-4.3) [ppm]
mW =es el peso del material [lib/pie]
Reemplazando en la formula se tiene:
165*2000
60*400
13.75
m
m
W
lbWpie
8.2. PESO PROMEDIO DE LA FAJA ( bW )
El libro de CEMA tabla 6-1 pg. 73 (anexo 12), nos da una tabla para obtener un peso
promedio de faja.
Entrando a la tabla con un ancho de faja de 18 pulg. y un peso especifico que vara
entre 125 y 145 3lb
piese obtiene el peso aproximado de la faja de:
4.5blbW
pie
Pero si nos remitimos a la seccin II-5.3 tenemos como peso de faja 3.726 lbpie
, se
trabajara con un peso de faja aproximado de 4.5 lbpie
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
1
4.5blbW
pie
8.3. ESPACIAMIENTO ENTRE POLINES
La tabla 5-2 del CEMA pg. 60 (anexo 13) nos recomienda espaciamientos para
rodillos, con un ancho de faja de 18 pulg. y un peso especifico de 12 5 3lb
pie
Se obtiene:
4.5iS pies (espaciamiento entre los polines de carga)
10rS pies (espaciamiento entre los polines de retorno)
8.4. CALCULO DE LA CARGA ACTUANTE SOBRE POLINES ( LI )
Del libro CEMA pg. 64 se obtiene la siguiente formula
( )*L b m iI W W S
Donde:
LI =carga actuante sobre polines
bW =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ]
mW =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ]
iS = espaciamiento entre los polines de carga (ver II-8.3) [pies]
Reemplazando los valores respectivos se obtiene:
(4.5 13.75)*4.5
82.125
L
L
I
I lb
8.5. CALCULO DE LA CARGA AJUSTADA O CORREGIDA ( LA )
Del libro CEMA pg. 64 se obtiene la siguiente frmula:
1 2 3 4( * * * * )L LA I K K K K
Donde:
1K =factor de ajuste por tamao de trozo (ver tabla 5-4 CEMA, anexo 14)
2K =factor de medio ambiente y mantenimiento (ver tabla 5-5 CEMA, anexo 15)
3K =factor de servicio (ver tabla 5-6 CEMA, anexo 15)
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
2
4K =factor de correccin de la velocidad de la faja (ver tabla 5-7, anexo 15)
De tablas se obtienen los siguientes valores
Con un tamao menor a y un peso especifico de 125l lb/pulg^3
1K = 1
Con un mantenimiento bueno y condiciones ambientales moderados
2K =1.06
Con un tiempo de trabajo de 16 horas
3K =1.1
Suponiendo un dimetro de 4 pulg. de los polines y una velocidad de faja de
400 ppm
4K =0.95
Reemplazando en la formula se tiene
82.125*1*1.06*1.1*0.95
90.97
L
L
A
A lb
L LA I
8.6. SELECCIN DEL TIPO DE POLINES
Usando la carga ajustada LA , de las tablas 5-8 al 5-12 del libro CEMA pag. 65 y 66
(anexo 15), con un valor de carga de 90.97 se va a las tablas mencionadas para
seleccionar el tipo de rodillo, vemos que el polin clases A con ngulo de
abarquillamiento de 20 y un ancho de faja de 18 pulg. soporta una carga de 300 lb que
es mayor a 90.97 lb y el poln de retorno soporta 150 lb por lo que seleccionamos un
poln CEMA A con dimetro de 4 pulg. es decir un polin clase A-4.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
3
8.7. DETERMINACION DEL PESO DEL POLIN DE CARGA SELECCIONADO
Del CEMA tabla 5-13 pg. 67 (anexo 16) para un polin clase A-4 y con un ancho de
faja de 18, se tiene un peso promedio de
12.7PCW lb
8.8. DETERMINACION DEL PESO DEL POLIN DE RETORNO SELECCIONADO
Del CEMA tabla 5-14 pg. 67 (anexo 16) para un polin clase A-4 y con un ancho de
faja de 18, se tiene un peso promedio de
11.9PRW lb
8.9. CONCLUSION
Se usaran polines serie 7501-18 del catalogo 1050 link belt pg. 493 (anexo 26), con
un ngulo de abarquillamiento de 20, con un ancho de faja de 18 pulg. y con dimetro
del poln de 4 pulg. para polines de carga.
Para polines de impacto en la carga del chute se usara la serie 7504-18(aneo 26), con
un ngulo de abarquillamiento de 20.
Para los polines de retorno se usara del catalogo 1050 link belt la serie 7417-18 pg.
497 (anexo 27).
9. DIMENSIONES PRINCIPALES DE LOS FALDONES
9.1. LONGITUD DEL FALDON
Puesto que la longitud de las guas laterales est en funcin de la velocidad de carga
del material y la velocidad de la faja se debe considerar una longitud de 1 pie por cada
50 ppm de velocidad de la faja, pero no menor de 3 pies de longitud, por lo que
tenemos:
3 / 50fl V
si se tiene una velocidad de operacin de 400 ppm entonces se tiene una longitud del
faldn de:
400
50
8
f
f
l
l pies
O
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
4
96 lgfl pu
9.2. ANCHO Y ALTURA DE LOS FALDONES
Los faldones deben tener dimensiones adecuados para contener el volumen del
material cuando este es cargado sobre la caja. Por lo que es recomendacin del CEMA
en la tabla 12-1 pg. 272 (anexo 17).
Considerando las siguientes dimensiones para polines con 20 de abarquillamiento, con
un ancho de faja de 18 y el material a ser transportado es menor a 2 se tiene:
5 lgaa pu
Con respecto al ancho recomendado por el CEMA se tiene:
2*
3X b
Donde
b= es el ancho de la faja
Reemplazando tenemos:
2*18
3
12 lg
X
X pu
10. CALCULO DE LAS TENSIONES DE LA FAJA
Para el clculo de las tensiones en especial de la tensin efectiva necesitaremos evaluar los
valores de E que estn incluidos en la siguiente formula, que sirve para calcular la tensin
efectiva dada por el manual CEMA pg. 70.
* * * 0.015* *( * )e t x y b b m y p am acT L K K K W W W L K H T T T
Donde:
L = distancia entre centros en pies (ver I-3)
tK = factor de correccin de la temperatura ambiental (ver fig. 6.1 CEMA)
xK = factor usado para calcular la fuerza de friccin de los rodillos y la resistencia al
deslizamiento entre la faja y los rodillos [lib/pies]
yK = factor de transporte usado para calcular la resistencia de la faja en combinacin con la
resistencia de la carga en flexin.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
5
bW =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ]
mW =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ]
H = Distancia vertical que el material es elevado
pT = tensin resultante de la resistencia de la faja a la flexin alrededor de las poleas.
amT = tensin que resulta de la fuerza para acelerar el material continuamente mientras es
alimentado la faja.
acT = total de las tensiones de los accesorios del transportador.
Donde se tiene:
L= 258.33 pies
H=22 pies
4.5blbW
pie
13.75mlbW
pie
A continuacin se har el clculo de los factores:
10.1. SELECCIN DEL FACTOR DE TEMPERATURA ( tK )
Del CEMA pg. 72 la fig 6.1(anexo 18) para una temperatura de 20C se tiene:
1tK
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
6
10.2. FACTOR USADO PARA CALCULAR LA FUERZA DE FRICCIN DE LOS
RODILLOS Y LA RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO ENTRE LA FAJA Y
LOS RODILLOS ( xK )
Segn libro CEMA pg. 73 ecuacin (3) se tiene.
0.00068*( ) iX b mi
AK W W
S
Donde:
bW =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ]
mW =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ]
iS = espaciamiento entre los polines de carga (ver II-8.3) [pies]
El valor de iA se obtiene de la pg. 74 (anexo 19) y se tiene:
iA =2.3 para rodillos de 4 pulgadas de dimetro. CEMA A4, B4, C4
2.30.00068*(4.5 13.75)
4.5
0.5235
X
X
K
K
Factor de transporte usado para calcular la resistencia de la faja en combinacin con la
resistencia de la carga en flexin
10.3. FACTOR DE TRANSPORTE USADO PARA CALCULAR LA RESISTENCIA
DE LA FAJA EN COMBINACIN CON LA RESISTENCIA DE LA EN
FLEXIN ( yK ).
Del libro CEMA pg. 75 y pg. 77 se usaran las tablas 6-2 y la tabla 6-3 (anexo 20).
Se tiene los siguientes datos:
L = distancia entre centro
=inclinacin de la faja
iS = espaciamiento entre los polines de carga (ver II-8.3) [pies]
bW =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ]
mW =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ]
Sus valores respectivos son:
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
7
L = 258.33 pies
=5
iS = 4.5 pies
bW =4.5 lb pie
mW =13.75 lb pie
Y
b mW W =18.25 lb pie
De la tabla 6-2 se tiene:
0.031yK
Luego procedemos a hallar el valor de yK corregido para polines con un espaciamiento
de 4.5 pies, de la tabla 6-3 se tiene:
b mW W iS VALORES DE REFERENCIA DE yK PARA LA
INTERPOLACION
0.03 0.032
Menor de
50 4.5 0.03 0.032
Se tiene:
0.031yK
10.4. CALCULO DE LA TENSIN RESULTANTE DE LA RESISTENCIA DE
FRICCIN DE LOS RODILLOS ( xT ).
Del libro CEMA se tiene la siguiente ecuacin pg. 71:
* *x x tT L K K
Donde:
xT = tensin resultante de la resistencia de friccin de los rodillos de transporte y de
retorno [lb]
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
8
xK = factor usado para calcular la fuerza de friccin de los rodillos y la resistencia al
deslizamiento entre la faja y los rodillos (ver II-10.2) [lib/pies]
tK = factor de correccin de la temperatura ambiental (ver II-10.1)
L = distancia entre centros en pies
Reemplazando de la formula los valores respectivos se tiene:
258.33*0.5235*1
135.24
x
x
T
T lb
10.5. CALCULO DE LA SUMATORIA TOTAL DE TENSIONES RESULTANTES
DE LA FAJA ( ybT )
Del libro CEMA de la pg. 71 se tiene la siguiente ecuacin:
yb yc yrT T T
Donde:
ycT = tensin que resulta de la resistencia de la faja a la flexin cuando corre sobre
rodillos de transporte. [lb]
yrT = tensin resultante de la resistencia de la faja a la flexin cuando corre sobre
rodillos de retorno. [lb]
10.5.1. CALCULO DE ycT
Del libro CEMA pg. 72 se tiene la siguiente ecuacin:
* * *yc y b tT L K W K
Donde:
bW =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ]
tK = factor de correccin de la temperatura ambiental (ver II-10.1)
L = distancia entre centros en pies
yK = factor de transporte usado para calcular la resistencia de la faja en
combinacin con la resistencia de la carga en flexin. (ver II-10-3)
Los valores respectivos son:
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina4
9
bW =4.5 lb pie
tK = 1
L = 258.33 pies
yK =0.031
Reemplazando en la formula se tiene:
258.33*0.031*4.5*1
36.04
yc
yc
T
T lb
10.5.2. CALCULO DE yrT
Del libro CEMA pg. 72 se tiene la siguiente ecuacin:
*0.015* *yr b tT L W K
Donde:
L = longitud del transportador en pies
bW =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ]
tK = factor de correccin de la temperatura ambiental (ver II-10.1)
Los valores respectivos son:
L = 258.33 pies
bW =4.5 lb pie
tK = 1
Reemplazando en la formula se tiene:
258.33*0.015*4.5*1
17.44
yr
yr
T
T lb
Reemplazando en la formula se tiene:
yb yc yrT T T
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
0
36.04 17.44
53.48
yb
yb
T
T lb
10.6. CALCULO DE LA RESISTENCIA DEL MATERIAL CUANDO CORRE
SOBRE RODILLOS ( ymT )
Del libro CEMA pg. 72 se tiene la siguiente frmula:
* *ym y mT L K W
Donde:
L = longitud del transportador en pies
yK = factor de transporte usado para calcular la resistencia de la faja en combinacin
con la resistencia de la carga en flexin. (ver II-10-3)
mW =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ]
Sus valores respectivamente son: L = 258.33 pies
yK = 0.031
mW =13.75 lb pie
Reemplazando en la formula se tiene:
258.33*0.031*13.75
110.11
ym
ym
T
T lb
10.7. TENSIN QUE RESULTA DE LA FUERZA NECESARIA PARA ELEVAR O
BAJAR EL MATERIAL TRANSPORTADO ( mT )
Del libro CEMA pg. 71 se tiene la siguiente frmula:
*m mT H W
Donde:
H = distancia vertical que el material es elevado o bajado [pies]
mW =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ]
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
1
Sus valores respectivamente son:
H =22 pies
mW =13.75 lb pie
Reemplazando en la frmula se tiene
22*13.75
302.5
m
m
T
T lb
10.8. TENSIN QUE RESULTA DE LA FUERZA NECESARIA PARA ELEVAR O
BAJAR LA FAJA ( bT )
Del libro CEMA pg. 71 se tiene la siguiente frmula:
*b bT H W
Donde:
H = distancia vertical que el material es elevado o bajado [pies]
bW =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ]
Sus valores respectivamente son:
H =22 pies
bW =4.5 lb pie
Reemplazando en la frmula se tiene
22*4.5
99
b
b
T
T lb
10.9. CALCULO DE LA RESISTENCIA DE LA FAJA ALREDEDOR DE LAS
POLEAS.
Del libro CEMA tabla 6-5 pg. 79 (anexo 33), se considerara un ngulo de
arrollamiento de 150 a 240.
De esa tabla se tiene:
200pT lb polea
Si se considera un nmero de poleas de 5 se tiene:
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
2
200 *5
1000
p
p
T lb polea polea
T lb
10.10. CALCULO DE LA FUERZA PARA ACELERAR EL MATERIAL
CONTINUAMENTE MIENTRAS SE ALIMENTA HACIA LA FAJA ( amT ).
Del libro CEMA pg. 80 se tiene la siguiente frmula:
*2000*
3600*32.2 60
oam
V VQT
Donde:
1Q Toneladas cortas (ver II-2)
opV = es la velocidad de operacin de la faja (ver II-4.3) [ppm]
Sus valores respectivamente son:
1 165 /Q Tn h (en toneladas cortas)
opV = 400ppm
Reemplazando en la formula se tiene:
165*2000 400*
3600*32.2 60
18.98
am
am
T
T lb
10.11. TENSIN DEBIDA A LA RESISTENCIA GENERADA POR LOS
ACCESORIOS DEL TRANSPORTADOR ( acT ).
Del libro CEMA pg. 71 se tiene la siguiente frmula:
ac sb pl b bcT T T T T
Donde:
sbT = tensin resultante de la fuerza para superar la friccin de los faldones [lb]
plT = tensin resultante de la resistencia de friccin de los desviadores [lb]
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
3
bT = tensin que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar la faja (ver II-10.8)
[lb]
bcT = tensin que resulta de la traccin de la faja requerida por los dispositivos
limpiadores de faja como los rascadores [lb]
10.11.1. CALCULO DE sbT
Del libro CEMA pg. 83 se obtiene la siguiente frmula:
2*( * 6)sb b s sT L C h
Donde:
bL = ancho del faldn (ver II-9.1)
sC = factor de friccin con el faldn
sh =profundidad del material en contacto
10.11.1.1. CALCULO DE sC
Para hallar el factor de friccin con el faldn, del libro CEMA pg. 83 se
tiene la siguiente frmula:
2* 1*
288 1
ms
d senC
sen
Donde:
md = densidad aparente del material [3lb pie ] (ver tabla 1.1)
= ngulo de reposo del material [grados] (ver tabla 1.1)
Sus valores respectivamente son:
md = 1253lb pie
= 29
Reemplazando se tiene:
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
4
2*125 1 29*
288 1 29
0.3012
s
s
senC
sen
C
10.11.1.2. CALCULO DE sh
Ver tabla 12-1 pg. 272, del libro CEMA, se tiene:
sh = 5 pulg
Reemplazando en la formula se tiene:
2*( * 6)sb b s sT L C h
212 *(0.3012*5 6)12
13.53
sb
sb
T
T lb
10.11.2. CALCULO DE plT
Del libro CEMA tabla 6-6 pg. 82 (anexo 28) se tiene la siguiente frmula:
*plT factor b
De la tabla 6-6 se tiene un factor de 5 lb/pulg, el ancho de faja es de 18 pulg.
Reemplazando en la formula se tiene:
5*18
90 lg
pl
pl
T
T pu
10.11.3. CALCULO DE bcT
De la pg. 82 del libro CEMA se tiene la siguiente frmula:
*bcT factor b
Reemplazando se tiene:
5*18
90 lg
pl
pl
T
T pu
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
5
Reemplazando todas las tensiones halladas en:
ac sb pl b bcT T T T T
Se tiene:
13.53 90 99 90
292.53
ac
ac
T
T lb
10.12. CALCULO DE ( eT )
Se tiene la siguiente frmula:
* * * 0.015* *( * )e t x y b b m y p am acT L K K K W W W L K H T T T
e x yb ym m p am acT T T T T T T T
Reemplazando las tensiones calculadas anteriormente se tiene:
135.24 53.48 110.11 302.5 1000 18.98 292.53
1912.84
e
e
T
T lb
Redondeando se tiene:
2000eT lb
11. CALCULO DE LA TENSION EN EL LADO FLOJO SIN DERRAMAMIENTO ( 2T )
Del libro CEMA tabla 6-8 pg. 86 (anexo 29), primeramente debemos considerar que la
polea matriz se va ha considerar en forma tentativa un ngulo de contacto de 220 y para
nuestro diseo una polea revestida, para la cual se tiene:
wC =0.35
Para determinar la tensin en el lado flojo se utilizara la siguiente frmula:
2 *w eT C T
Reemplazando sus valores respectivos se tiene:
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
6
2
2
0.35*2000
700
T
T lb
12. CALCULO DE LA TENSION MINIMA
Segn el libro CEMA pg. 95 de la tabla 6-10 (anexo 30), con ngulo de abarquillamiento
de 20 le corresponde usar una flecha de 3%, por lo tanto se usara la siguiente frmula:
4.2* *( )o i b mT S W W
Donde:
iS = espaciamiento entre los polines de carga (ver II-8.3) [pies]
bW =peso de la faja (ver II-8.2) [lb
pie]
mW =peso del material (ver II-8.1) [lb
pie]
Sus valores respectivamente son:
iS = 4.5 pies
bW =4.5lb
pie
mW =13.75lb
pie
Reemplazando en la formula se tiene:
4.2*4.5*(4.5 13.75)
344.93
o
o
T
T lb
13. CALCULO DE LA '
2T
Del libro CEMA pg. 95 considerando oT mnimo, bT y yrT segn la ecuacin ser:
'
2 o b yrT T T T
Donde:
oT = tensin mnima (ver II-12) [lb]
bT = Tensin que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar la faja (ver II-10.8) [lb]
yrT = tensin de retorno debido a la friccin (ver II-10-5-2)
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
7
Sus valores respectivamente son:
oT = 344.93 lb
bT = 99 lb
yrT = 17.44 lb
Reemplazando en la formula se tiene:
'
2
'
2
344.93 99 17.44
426.49
T
T lb
14. CALCULO DE LA MAXIMA TENSION
Segn el libro CEMA pg. 85 se tiene la frmula para el clculo de la tensin mxima:
1 2eT T T
Donde 1T es la tensin mxima, despejando se tiene:
max 1 2eT T T T
max 2eT T T
Donde:
eT = tensin efectiva de accionamiento de la faja (ver II-10.12) [lb]
2T = tensin en el lado flojo sin derramamiento (ver II-11) [lb]
Sus valores respectivamente son:
eT = 2000 lb
2T = 700 lb
Reemplazando en la formula se tiene:
max
max
2000 700
2700
T
T lb
Para el clculo de 3T y 4T se utilizara las siguientes formulas:
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
8
4 1 X yb ym b mT T T T T T T
Donde:
1T = es la mxima tensin calculada
XT = tensin resultante de la resistencia de friccin de los rodillos (ver II-10.4)
ybT = sumatoria total de tensiones resultantes de la faja (ver II-10.5)
ymT = resistencia del material cuando corre sobre rodillos (ver II-10.6)
bT = tensin que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar la faja (ver II-10.8)
mT = tensin que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar el material transportado
(ver II-10.7)
Sus valores respectivamente son:
1T = 2700lb
XT = 135.24lb
ybT = 53.48lb
ymT = 110.11lb
bT = 99lb
mT = 302.5lb
Reemplazando en la formula se tiene:
4
4
2700 135.24 53.48 110.11 99 302.5
2000
T
T lb
Para hallar el valor de 3T se usara la siguiente frmula:
3 4 200T T
Reemplazando los valores respectivos se tiene:
3
3
2000 200
1800
T
T lb
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina5
9
15. RESBALAMIENTO PARA ESTAS TENSIONES
Resbalamiento en la polea motriz
Para calcular el resbalamiento se tiene:
1
2
fT eT
Para que no haya resbalamiento se tiene que cumplir que:
1
2
fT eT
Donde:
1T = es la tensin mxima (ver II-14) [lb]
2T = tensin en el lado flojo sin derramamiento (ver II-11) [lb]
f = es la friccin (ver pg. 86 CEMA faja recubierta, anexo 29)
= es el ngulo de las poleas
Sus valores respectivamente son:
1T = 2700 lb
2T = 700 lb
f = 0.35
= 220
Reemplazando en la formula se tiene:
0.35*220*180
2700
700e
3.86 3.83 OK!!!
16. CHEQUEO DEL NUMERO DE PLIEGUES
Para calcular el nmero de pliegues mnimo se usara la siguiente frmula:
max#ancho de la faja * carga de trabajo
Tpliegues
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
0
Se escogi una faja PCB 50 que tiene una capacidad de carga de 40 lb/pulg/pliegue,
reemplazando en la formula se tiene:
2700#
18 * 40
# 3.75
pliegues
pliegues
El nmero de pliegues asumido es de 5.
17. CALCULO DE LA TENSION DE ARRANQUE
Al momento de arranque hay un incremento de tensin que esta por el orden de 50-70%
ms de la tensin mxima.
max1.7*arranqueT T
Reemplazando en la formula se tiene:
1.7*2700
4590
arranque
arranque
T
T lb
18. RESITENCIA ADMISIBLE DE LA FAJA PARA EL ARRANQUE
Para el clculo de la resistencia admisible se usara la siguiente frmula:
1.4*arranq FR R
Donde:
arranqR =resistencia admisible de la faja al arranque
FR = es la capacidad de carga de la faja (ver II-16)
Reemplazando en la formula se tiene:
1.4*40
56 / lg*
arranq
arranq
R
R lb pu pliegue
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
1
19. NUMERO DE PLIEGUES PARA EL ARRANQUE
Para calcular el nmero de pliegues mnimo se usara la siguiente frmula:
#ancho de la faja * R
arranque
arranque
Tpliegues
Se escogi una faja PCB 50 que tiene una capacidad de carga de 40 lb/pulg/pliegue,
reemplazando en la formula se tiene:
4590#
18 * 56
# 4.55
pliegues
pliegues
El nmero de pliegues asumido de 5 cumple con el espesor mnimo para el arranque, por
lo tanto se usara una faja PCB 50 de 5 pliegues
20. PORCENTAJE DE LA TENSION ADMISIBLE DE LA FAJA SELECCIONADA
Este porcentaje es la relacin entre la tensin mxima y la tensin admisible:
max% *100admisible
T
T
Donde la tensin admisible ser:
* *#admisible FT b R pliegues
Reemplazando se tiene:
18*40*5
3600
admisible
admisible
T
T lb
Entonces el porcentaje de la tensin admisible ser:
2700% *100
3600
% 75%
Segn el anexo 10 el dimetro mnimo para esta relacin de tensin es de 24 plug.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
2
El dimetro seleccionado es de 30 pulg.
21. CALCULO Y UBICACIN DEL TENSOR DE GRAVEDAD
Se considerara los siguientes dimetros para las poleas:
Dimetro de la polea motriz : 30 pulg.
Dimetro de la polea de cola : 24 pulg.
Dimetros de las poleas deflectoras (2/3 Dpm) : 20 pulg
Dimetro de la polea de contrapeso (4/5 Dpm) : 24 pulg
Ahora el peso de la polea de contrapeso de 24 pulg. de dimetro para poleas tensoras por
gravedad, segn el manual LINK-BELT pag. 518 (anexo 24) se tiene:
178cpW lb
'
2 2
" '
2 2
"
2
200
200
2*CP
T T
T T
T T
* 2T = tensin en el lado flojo sin derramamiento (ver II-11) [lb]
Reemplazando se tiene:
T2 T2
Wp
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
3
'
2
"
2
700 200
900 200
2*1100
2200
CP
CP
T
T
T
T lb
El peso del contrapeso ser:
2200 178
2022
CP cpPC T W
PC
PC lb
Para el contrapeso usaremos planchas de 2*1*1/2, con una densidad de 0.28 3/ lglb pu
El peso por cada plancha ser:
(2*12*12*0.5)*0.28
40.32
PL
PL
W
W lb
Por lo tanto el nmero de planchas que se necesitara ser:
# .
2022# .
40.32
# . 50.14
PL
PCde planchas
W
de planchas
de planchas
Se necesitara 50 planchas de 2*1*1/2 para el contrapeso respectivo
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
4
22. CALCULO DE LAS HP DEL MOTOR
22.1. CALCULO DE LA POTENCIA NECESARIA PARA EL
MOVIMIENTO DE LA FAJA TRANSPORTADORA
Para calcular la potencia se utilizara la siguiente frmula:
1
*
33000
eT VHP
Donde:
eT = tensin efectiva de accionamiento de la faja (ver II-10.12) [lb]
V = velocidad de operacin de la faja (ver II-4.3) [ppm]
Sus valores respectivamente son:
eT = 2000 lb
V = 400 ppm
Reemplazando en la formula se tiene:
1
1
2000*400
33000
24.24
HP
HP hp
22.2. POTENCIA NECESARIA PARA PONER EN MOVIMIENTO LA
POLEA MOTRIZ
2
*
33000
p opT VHP
Reemplazando se tiene:
2
2
200*400
33000
2.42
HP
HP hp
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
5
22.3. POTENCIA DE TRABAJO
1 2( )
* *T
apoyos transmision reduccion
HP HPHP
n n n
Reemplazando se tiene:
(24.24 2.42)
0.95*0.95*0.95
31.09
T
T
HP
HP hp
23. SELECCIN DEL MOTOREDUCTOR
Con la potencia calculada de 31.09 hp se seleccionara un motorreductor, donde el motor es
asncrono, trifsico, jaula de ardilla, de construccin cerrada con ventilacin exterior, y el
reductor es de engranajes rectos tipo planetario con las siguientes otras caractersticas.
Con 36 hp y 870 rpm entramos al catalogo LINK-BELT pg. 287 (anexo 31) y
seleccionamos un reductor de acuerdo a las hp y rpm.
Potencia 36 hp
Tensin mxima 600 vol
Velocidad de entrada 870 rpm
Velocidad de salida 179 rpm
Tipo de motor NV225CM8
Tipo de reductor RSSF33
reduccin 5.5 A 1
peso 348 Kg
Par de arranque 2.3
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
6
III. CALCULOS DE TRANSMISION
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
7
1. CALCULO DE LA TRANSMISION POR CADENAS AL EJE DE LA POLEA MOTRIZ
Para el clculo de la transmisin nos basaremos por el mtodo recomendado por el libro de
HORI.
1.1. CALCULO DE LA TRANSMISION POR CADENAS AL EJE DE LA POLEA
MOTRIZ
1
2
t
NR
N
Donde:
tR = relacin de la transmisin
1N = rpm de la salida del reductor, pin (ver II-22)
2N = las rpm de la polea motriz, catalina ( Ver II-7.3)
Sus valores respectivamente son:
1N = 179rpm
2N = 47.44 rpm
Reemplazando en la formula se tiene:
179
47.44
3.773
t
t
R
R
1.2. NUMERO DE DIENTES DEL PION Y LA CATALINA
Se asumir un nmero de dientes de preferencia entre 17 y 25 dientes. Para obtener el
numero de dientes de la catalina, se multiplicara el numero de dientes del pin por la
relacin de transmisin y se redondeara al numero entero mas prxima, y se recalculara la
relacin de transmisin en base a los nmeros de dientes escogidos.
Para hallar el nmero de dientes se usara la siguiente frmula:
2
1
t
ZR
Z
Donde:
tR = relacin de transmisin (ver III-1.1)
2Z = numero de dientes de la catalina
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
8
1Z = numero de dientes del pin
Asumiendo un nmero de dientes del pin ( 1Z ) de 22, el nmero de dientes de la catalina
ser de:
2 1*tZ R Z
Reemplazando se tiene:
2
2
3.773*22
83.006
Z
Z
Entonces se tiene un numero de dientes de la catalina de ( 2Z ) 83.
La nueva relacin de transformacin ser:
2
1
t
ZR
Z
Reemplazando los valores de:
1Z =22
2Z =83
Se tiene:
83
22
3.772
t
t
R
R
1.3. POTENCIA NOMINAL EQUIVALENTE
Para determinar la potencia equivalente de diseo esta se multiplicara por el factor de
servicio de la tabla N 3 pg. 93 y 94 (anexo 21).
MAQUINAS MOVIDAS CLASE
A B C
Transportadores alimentados o cargados uniformemente. 1 1 1.2
Donde:
A: motores de combustin interna con acoplamiento hidrulico
B: motores elctricos y turbinas
C: motores de combustin interna con acoplamiento mecnico
Se tendr un factor de servicio de 1
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina6
9
Entonces la potencia equivalente es:
*e N sHP HP f
36*1
36
e
e
HP
HP hp
1.4. SELECCIN DE LA CADENA
Se escoger una cadena adecuada de la fig. N 1 pg. 95 HORI (anexo 22), con los valores
de la potencia equivalente y las rpm del eje ms rpido.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
0
De la grafica se puede seleccionar la cadena ASA 140, pero esta no cumplira con la
velocidad.
Entonces se aumentara las hileras a 2, con esto se logra que la potencia 1.7.
36
1.7
21.2
e
e
HP
HP hp
Con esta nueva potencia se ingresa a la fig. 1
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
1
Se seleccionara una cadena ASA 120-2.
1.5. DIAMETRO DE PASO DE LAS RUEDAS
Primero se determinara el paso de la tabla N 1 pg. 92 HORI (anexo 23).
De la tabla N 1 para una cadena ASA 120-2 se tiene un paso de 1 .
Para calcular el dimetro de paso se usara las siguientes formulas:
1
180s
p
Pd
enZ
2
180s
p
PD
enZ
Donde:
P = paso de la cadena (ver tabla N 1, pg. 90 HORI)
1Z = numero de dientes del pin (ver III-1.2)
2Z = numero de dientes de la catalina (ver III-1.2)
pd = dimetro de paso del pin
pD = dimetro de paso de la catalina
Dimetro de paso del pin:
1.5
180s
22
10.54"
p
p
d
en
d
Dimetro de paso de la catalina:
1.5
180s
83
39.64"
p
p
D
en
D
1.6. VELOCIDAD TANGENCIAL
Para el clculo de la velocidad se utilizara la siguiente frmula:
* *
12
p pd nV
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
2
Donde:
pd = dimetro de paso del pin (ver III-1.5)
pn = numero de rpm del pin
V = velocidad tangencial Reemplazando se tiene:
*10.54*179
12
493.93
V
V ppm
De la tabla N 1 pg. 90 HORI (anexo 23), se observa que para una lubricacin por
salpicadura tiene una velocidad mxima de 1200ppm.
1.7. LONGITUD DE LA CADENA
Se asumir una distancia entre centros, ya que no existe limitacin se puede tomar.
30 50pC pasos
Se calculara la longitud aproximada de la cadena en nmero de pasos por la siguiente
expresin:
2
1 21 2
22*
2 4* *P p
p
Z ZZ ZL C
C
Reemplazando los valores respectivos se tiene:
2
2
22 8322 832*30
2 4* *30
115.64
P
P
L
L pasos
Aproximadamente
116PL pasos
Hallando la distancia real entre centro
2
1 21 2
22*
2 4* *P p
p
Z ZZ ZL C
C
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
3
Reemplazando y hallando pC se tiene:
2
2
22 8322 83116 2*
2 4* *
30.2
p
p
p
CC
C pasos
De aqu:
*pC C P
Reemplazando se tiene:
30.2*1.25
37.75 lg
C
C pu
1.8. CONCLUSION
Se debe usar una cadena ASA 120-2 de 1 de paso con ruedas dentadas de 22 dientes y
10.54 de dimetro (pin), y una rueda de 83 dientes y 39.64 de dimetro (catalina), con
una longitud de cadena de 116 pasos y una distancia entre centros de 37.75 pulg.
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
4
IV. CALCULO DE EJES POLEA
MOTRIZ
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
5
1. CALCULO DE LA CABEZA DEL EJE DE DESCARGA
1.1. Calculo de la tensin de la cadena
Se utilizara la siguiente formula
33000*C
HPT
V
Donde:
CT = tensin de la cadena
HP = es la potencia nominal del motor
V = es la velocidad tangencial (ver III-1.6)
Sus valores respectivamente son:
HP = 36 hp
V = 493.93ppm
Reemplazando en la formula:
33000*36
493.93
2405.2
C
C
T
T lb
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
6
1.2. Calculo del ngulo de la cadena
Para hallar el ngulo de la cadena se usara la siguiente frmula:
1
2*
P PD dtgC
Donde:
= ngulo de la cadena con respecto a la horizontal
pd = dimetro de paso del pin (ver III-1.5)
pD = dimetro de paso de la catalina (ver III-1.5)
C = distancia entre centros (ver III-1.7)
Sus valores respectivamente son:
pd = 10.54pulg
pD = 39.64pulg
C = 37.75pulg
Reemplazando en la formula:
1 39.64 10.54
2*37.75
21
tg
1.3. CALCULO DE DE LA FUERZA DE LA CADENA
Tc
MOTOR
POLEA
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
7
Para el clculo de las componentes de la tensin de la cadena se utilizara la siguiente
frmula:
*cos
*s
CX C
CY C
T T
T T en
Componente en el eje X
2405.2*cos 20
2260
CX
CX
T
T lb
Componente en el eje Y
2405.2*s 20
822
CY
CY
T en
T lb
Y el toque producido ser:
*63000
47.44
31*63000
47.44
41167.8 lg
HPT
T
T lb pu
1.4. TRASLADANDO LAS CARGAS AL EJE
20 Tcx
Tcy Tc
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
8
1.5. CALCULO DE LAS TENSIONES EN LA POLEA MOTRIZ
1.6. CALCULO DE FUERZAS
1.6.1. DESCOMPONIENDO LA TENSIN 1T
Para el clculo de las componentes de la tensin de la faja se utilizara la siguiente
frmula:
1 1
1 1
*cos
*s
X
Y
T T
T T en
Componente en el eje X
5
T1x
T1y
T1
T1
T2
2260lb
822lb
41167.8 lgT lb pu
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina7
9
1
1
2700*cos5
2690
X
X
T
T lb
Componente en el eje Y
1
1
2700*s 5
235
Y
Y
T en
T lb
1.6.2. DESCOMPONIENDO LA TENSIN 2T
Para el clculo de las componentes de la tensin de la faja se utilizara la siguiente
frmula:
2 2
2 2
*cos
*s
X
Y
T T
T T en
Componente en el eje X
T2 T2y
T2x
35
2690lb
235lb
41167.8 lgT lb pu
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
0
2
2
700*cos35
573
X
X
T
T lb
Componente en el eje Y
2
2
700*s 35
402
Y
Y
T en
T lb
Trasladando al eje
Del ITEM II-6 se escogi una polea TL-30, si se asume un dimetro interior de la
polea de 3 (donde ira el eje). Del anexo 24 se tiene un peso de 371 lb
Entonces la fuerza resultante ser
402lb
573lb
371lb
41167.8 lgT lb pu
402lb
573lb
41167.8 lgT lb pu
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
1
Estas fuerzas estarn ubicadas de la siguiente manera, del libro LINK BELT pg. 519
(anexo 25). Se tiene las siguientes dimensiones
Hallando las componentes horizontal y vertical
+
Fx 2690+573= 3263 lb
Fy 31-235= -204 lb
204lb
3263lb
41167.8 lgT lb pu
31lb
573lb2690lb
235lb
31lb
573lb
41167.8 lgT lb pu
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
2
Donde:
A= 2 pulg.
B= 1 13/16 pulg
C= 2 13/16 pulg.
Ancho = 20 pulg.
3
2 4
AX
X=A/2+3/4
Y=Ancho-2*X
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
3
2 3
2 4
1.75 lg
X
X pu
Entonces Y :
2*Y ancho X
20 2*1.75
16.5 lg
Y
Y pu
1.7. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (DCL)
AR
BR
1631.5lb
102lb
102lb
1631.5lb
822lb
2260lb16.5 lgpu
5.75 lgpu
7 lgpu
5.75 lgpu
30pulg
28pulg
35pulg
16.5pulg
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
4
1.8. CALCULO DE LAS REACCIONES
1.8.1. PLANO VERTICAL
0MB +
*(28) 102*(22.25) 102*(5.75) 822*(7) 0
307.5
AV
AV
R
R lb
0MA +
102*(5.75) 102*(22.25) *(28) 822*(35) 0
925.5
BV
BV
R
R lb
1.8.2. PLANO HORIZONTAL
0MB +
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
5
*(28) 1631.5*22.25 1631.5*5.75 2260*7 0
1066.5
AH
AH
R
R lb
0MA +
1631.5*(5.75) 1631.5*22.25 *(28) 2260*(35) 0
4456.5
BH
BH
R
R lb
1.9. CALCULO DE MOMENTOS FLECTORES
1.9.1. PLANO VERTICAL
01 VM
2 307.5*(5.75) 1768.125 lgVM lb pu
3 307.5*22.25 102*16.5 5158.875 lgVM lb pu
4 307.5*28 102*22.25 102*5.75 5754 lgVM lb pu
5 0VM
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
6
1.9.2. PLANO HORIZONTAL
01 HM
2 1066.5*5.75 6132.375 lgHM lb pu
3 1066.5*22.25 1631.5*16.5 3190.125 lgHM lb pu
4 1066.5*28 1631.5*22.25 1631.5*5.75 15820 lgHM lb pu
5 0HM
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
7
1.9.3. MOMENTOS RESULTANTES
01 M
2 6382.19 lgM lb pu
3 6065.55 lgM lb pu
4 16833.92M
5 0M
2. CALCULO DEL DIAMETRO DEL EJE
2.1. METODO ASME
22
2
3 4
* * * 116* * *
8* * 1sd
F do KS Km M Kt T
do K
Material ACERO SAE 1045
Su (esfuerzo de rotura) 97000 psi
Sy (esfuerzo de fluencia) 58000 psi
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
8
E (modulo de elasticidad) 30*10^6 psi
1.1. Calculo de sdS (ver. Pag 217 hori)
ysd SS *3.0
Reemplazando:
3
3
0.3*58*10
17.4*10
sd
sd
S
S psi
usd SS *18.0
Reemplazando
3
3
0.18*97*10
17.46*10
sd
sd
S
S psi
Se selecciona sdS menor de los calculados
317.4*10sdS psi
1.2. Calculo de KtKmK ,,,
0K Porque no es hueco el eje
0 porque no hay carga axial
1.5Km se obtiene de tablas con la condicin de Eje giratorio
carga constante (ver pg. 219 Hori anexo 32)
5.1Kt se obtiene de tablas con la condicin de Eje giratorio
carga constante (ver pg. 219 Hori anexo 32)
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina8
9
1.3. Calculo de M yT
M ser el momento mximo en las zonas criticas en este
caso en el punto 4
T ser el torque en los puntos crticos
22
23
3 4
0* * * 1 01617.4*10 * 1.5*16833.92 1*41167.8
8* * 1 0
F do
do
2.4"do
3. METODO POR TORSION
El ngulo de torsin es:
4***584
doG
lT ii .(1)
Pero mi ngulo de torsin debe cumplir:
diametros 20 cadapor 1
do*20
1 (2)
Igualando ambas ecuaciones (1) y (2) tenemos:
dol
doG
lT
i
ii
*20
1*
**5844
(3)
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina9
0
6 4
584*41167.8*29.25
112*10 *
29.25 20*
do
do
36
20*584*41167.8
12*10
3.42 lg
do
do pu
Entonces el eje para la polea motriz ser de 3
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina9
1
V. CALCULO DE EJES DE LA
POLEA DE COLA
-
INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
DISEO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
Pg
ina9
2
1. CALCULO DE LAS TENSIONES EN LA POLEA DE COLA
Se selecciono una polea de 24 pulg. del catalogo LINK BELT hallamos un peso aproximado
para una polea de 24 pulg y un ancho de 20 pulg.
De la pag. 518 del catalogo LINK-BELT (anexo 24) se selecciona la polea TL30 con un peso
aproximado de 187 lb.
2. CALCULO DE LAS FUERZAS RESULTANTES
Se considerara un ngulo de contacto de 200
T4=2000lb
Wp