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SISTEMA DE TRANSPORTE POR MEDIO DE FAJAS PROPUESTO POR FORBO

Introducción:

En la explotación de una mina a tajo abierto, se realiza el planeamiento referente al minado de las reservas económicas mediante el sistema (volquetes o Cintas Transportadoras). Pero el número de equipos necesarios por año es entonces calculado como producto de la simulación.En la actualidad, el procesamiento de un producto industrial, minero están sujetos a diferentes movimientos, ya sean en sentido vertical, horizontal e inclinados, para cumplir este objetivo, son utilizados equipos con el nombre de Cintas Transportadoras.Las Cintas Transportadoras, vienen desempeñando un rol muy importante en los diferentes procesos industriales y esta se debe a varias razones entre las que destacamos; las grandes distancias a las que se efectúa el transporte, su facilidad de adaptación al terreno, su gran capacidad de transporte, la posibilidad de transporte diversos materiales (minerales)Es por estas razones desarrollamos el sistema de transporte por medio de fajas propuestos por FORBO y tratar de cambiar datos sin afectar la producción pero si con el único objetivo de mitigar o reducir costos, por ende hacer cálculos más precisos, tomamos datos reales de una unidad minera (Gold Fields La Cima S.A.A) y así acercarnos más a la realidad.

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Objetivos:

Realizar un ejercicio sobre transporte de mineral a través de fajas transportadoras utilizando el método propuesto por Forbo y la metodología que propone.

Comprender las fórmulas que conllevan a una selección correcta del tipo faja y otros factores que intervienen en el transporte de material a través de las fajas transportadoras.

Fundamento Teórico:

1. Generalidades De Las Cintas Transportadoras

Para el diseño de las fajas transportadoras se deben tener en cuenta muchos aspectos y el material que se va a transportar tal como se detalla en lo siguiente.

1.1 Materiales a Transportar, Tamaños y Temperaturas. Arcilla (fina, seca), arena (seca, húmeda), asfalto (para pavimentos), caliza (molida, triturada, agrícola, hidratada), en nuestro caso el material a transportar será rocas calizas que pasara por un primer chancado.

Combustibles. Antracita, coke (de petróleo calcinado y metalúrgico salido del horno), carbón, hulla, lignito, etc.

Fertilizantes. Fosfato (granulado, pulverizado), guanos, nitratos, sulfatos, sales, urea, etc.

Minerales. Aluminio, alumbre, azufre, cobre, hierro, grafito, magnesio, plomo, yeso, etc.

Alimentos y Productos de Origen Vegetal. Azúcar, aceitunas, algodón, café, cacao, guisantes, harinas, papas, maíz, nueces, remolachas, etc.

1.2 Empleos de las Cintas Transportadoras. El empleo de las Cintas Transportadoras es muy diverso entre las cuales podemos destacar los siguientes:

Las industrias extractivas (minas subterráneas y a cielo abierto, canteras). Las Industrias Siderúrgicas (parques de carbón y minerales). Instalaciones portuarias de almacenamiento, carga y descarga de barcos. Centrales Térmicas ( parques de almacenamiento y transporte a

quemadores de carbón, así como la evacuación de las cenizas producidas) Agroindustrias azucareras (Transporte de bagazo, cachaza). Industria Automotriz. Industria Químico - Farmacéutica.

1.3 Capacidades a transportar y longitudes.

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La anchura de las fajas puede ser hasta 2 metros en diferentes calidades o tipos, con capacidad de transporte de 10000 toneladas por hora, asimismo existen cintas hasta 30 kilómetros.

2. Componentes principales de una faja transportadora

En lo siguiente se detalla las partes principales de una faja transportadora.

Bandas Transportadoras.

La función principal de la banda es soportar directamente el material a transportar y desplazarlo desde el punto de carga hasta el de descarga, razón por la cual se la puede considerar el componente principal de las cintas transportadoras; también en el aspecto económico es, en general, el componente de mayor precio.Se sabe que conforme aumenta la longitud, también crece el costo de la banda respecto del total. Los tipos principales pueden ser de según a sus tejidos o como están compuestos (de algodón, tejido sintético, cables de acero)

Rodillos y Soportes

Los rodillos son uno de los componentes principales de una cinta transportadora, y de su calidad depende en gran medida el buen funcionamiento de la misma. Si el giro de los mismos no es bueno, además de aumentar la fricción y por tanto el consumo de energía, también se producen desgastes de recubrimientos de la banda, con la consiguiente reducción de la vida de la misma.La separación entre rodillos se establece en función de la anchura de la banda y de la densidad del material transportado

Tambores

Los tambores están constituidos por un eje de acero, siendo el material del envolvente acero suave y los discos, ya sea de acero suave o acero moldeado.La determinación de los diámetros del tambor depende del tipo de banda empleado, el espesor de las bandas o el diámetro del cable de acero, según sea el caso; a su vez estos espesores o diámetros dependen de la tensión máxima en la banda. Por lo tanto el diámetro exterior depende de la tensión en la banda.

Tensores De Banda

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Lograr el adecuado contacto entre la banda y el tambor motriz. Evitar derrames de material en las proximidades de los puntos de carga,

motivados por falta de tensión en la banda. Compensar las variaciones de longitud producidas en la banda, estas

variaciones son debidas a cambios de tensión en la banda. Mantener la tensión adecuada en el ramal de retorno durante el arranque.

Bastidores

Los bastidores son estructuras metálicas que constituyen el soporte de la banda transportadora y demás elementos de la instalación entre el punto de alimentación y el de descarga del material.

Se compone de los rodillos, ramales superiores e inferior y de la propia estructura soporte.

Los bastidores son el componente más sencillo de las cintas, y su función es soportar las cargas del material, banda, rodillos y las posibles cubiertas de protección contra el viento.

Equipos De Limpieza

La limpieza en las cintas transportadoras, aun siendo un problema de gran importancia económica durante el funcionamiento de las mismas, sigue estando sin resolver totalmente; es curioso que siendo de poco costo los equipos de limpieza, comparados con el total de la cinta, se escatime en los mismos.Se escatima con una buena limpieza se obtienen ahorros importantes, pero hay que reconocer la dificultad en conseguir una buena limpieza en las cintas que transportan cierto tipo de materiales.

Acoplamientos

Entre el motor eléctrico y el reductor se dispone de un acoplamiento que sirve para amortiguar las vibraciones y sobrecargas y asegurar un arranque progresivo.Existen acoplamientos de alta y baja velocidad, a continuación se presentan algunos tipos de acoplamientos

Frenos y Mecanismos Antiretorno

Los frenos más utilizados son los de disco, situados en el eje del reductor. En algunos casos generalmente en cintas descendentes, se montan en el eje del tambor.En las cintas de pendiente, además del freno se dispone de un sistema de anti retorno su función consiste en retener la carga en las cintas inclinadas ascendentes, estos sistemas anti retorno actúa como un elemento de seguridad.

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En las grandes cintas horizontales el frenado en cabeza puede ser insuficiente, por lo que una solución adoptada consiste en colocar un freno de disco sobre el tambor de retorno.

Reductores.

En muchas máquinas industriales, como en la cinta transportadora, el mecanismo tornillo sin fin-corona se utiliza como reductor de velocidad. Las máquinas de las fábricas están accionadas normalmente por motores eléctricos. Estos motores giran muy rápido, mientras que las máquinas necesitan un movimiento de giro más lento. Es necesario entonces instalar un mecanismo reductor entre el motor y la máquina. Uno de los mecanismos reductores que se pueden utilizar es el tornillo sin fin-corona.

CALCULOS DE UNA BANDA TRANSPORTADORA SEGÚN FORBO.

Los cálculos y métodos que se presentaran en este informe emplearan formulas y derivaciones físicas generales y sencillas completadas con factores que contienen un margen de seguridad.

Terminología a utilizar en el cálculo de faja transportadora

Terminología Símbolo UnidadesLongitud de transporte Lt mLongitud geométrica De la banda Lg mmAncho de la banda bo mmCarga total m KgAngulo de contacto B °Velocidad V m/sMasa de los rodillos mr KgGravedad g m/s2

K1% N/mmCoeficiente de fricción para marcha sobre mesa µTMasa de la banda mB KgCoeficiente de fricción para marcha sobre rodillo µRdato asumido 2.5 kg/m2

Hay diferentes formas de instalar una faja de transporte, teniendo en cuenta diferentes parámetros y direcciones (ángulos) para lo cual nosotros trabajamos

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nuestro ejemplo con una faja de 180° de inclinación, como se muestra en la siguiente gráfico:

Para el cálculo de banda de una faja transportadora utilizaremos las siguientes fórmulas:

Para calcular la fuerza tangencial (FU):

FU = µt × g (m + mB2

) + µr ×g ( mB2

+ mr) [N]

Para el Coeficientes de fricción estática (µs) para diferentes recubrimientos utilizamos la siguiente tabla.

0, A0, E0, N0V0 UI, VI, VH UH,V2H, U2H, E0,T, U0, P A0, V5H, V1H0H

µt (mesa) 0.33 0.33 0.5 0.5µR (rodillo) 0.033 0.033 0.033 0.033µst (acumulación) 0.33 0.33 0.5 0.5

Para el cálculo de factor (C1) (Valido para el tambor motriz) utilizamos la siguiente tabla:

Para calcular la Fuerza de tracción máxima de la banda F1:

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F1 = Fu × C1 Para calcular el factor (C2) control del tipo Siegling transilon seleccionado,

utilizamos la siguiente tabla.

Para el cálculo de factor (C3) valido para el tambor motriz, utilizamos la siguiente tabla:

Para el cálculo de control del tipo de banda seleccionado:

F1/bo ≤ C2

Para el cálculo de Diámetro mínimo del tambor matriz (da)

da = FU xC3 x 180

bo x β ……………………….. (mm)

Para el cálculo de Potencia en el tambor motriz (Pa)

Pa = FU xV

1000 ……………………… (KW)

Para el cálculo de Potencia del motor necesario (PM)

PM = P Aƞ

……………………… (KW)

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Para el cálculo de la elongación de montaje mínima con accionamiento subterráneo (E)

E = FU×(C1−K )K 1%×bo

………………… (%)

Para el cálculo de carga sobre ejes en estado de funcionamiento, tambor 2 (tambor de reenvió )

FW 2=2∗F1

Para el cálculo de carga sobre ejes en estado de funcionamiento, tambor 1 (tambor de reenvió )

F2=F1−FU

FW 1=2∗F2

Para el cálculo de carga sobre ejes en estado de funcionamiento, tambor 5 (tambor Motriz)

F2=F1−FU

FW 5=F1+F2

Para el cálculo de carrera de ajuste

X=

2∗Tol .∗Lg100

+ ε∗Lg100

2 + z

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EJEMPLO APLICATIVO PARA CALCULAR TODAS LAS FORMULAS ANTES MENCIONADAS

En un sistema de distribución de clasificación de productos, las bandas transportadoras se cargan de productos que se envían al centro de distribución. Transporte horizontal, marcha sobre mesa, estación de accionamiento subterránea según el croquis, accionamiento por la cara de transporte de la banda, tambor motriz con forro de fricción, estación de tensado de husillos, rodillos de apoyo 14 unidades. Tipo de banda previsto:

Siegling Transilon E8/2 U0/V5H MT negra (900026) con k1% = 8 N/mm.

Tambores de reenvio 1, 2, 6 Tambores de presion 3, 7, 8 Tambor motriz 5 Rodillos de apoyo 4, 9 y varios Tambor tensor 6 Longitud de transporte lT = 50 m Longitud geom. De la banda Lg = 105000 mm Ancho de la banda b0 = 600 mm Carga total m = 1200 kg Angulo de contacto β = 180° v = aprox. 0,8 m/s g = 9,81 m/s2 Masa de los rodillos mR = 570 kg (todos los tambores excepto el 5)

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Fuerza tangencial FU [N]

FU = µt × g (m + mB2

) + µr ×g ( mB2

+ mr) [N]

FU=0,33. 9,81(1200+157,52

+0,033. 9,81(157,52

+570)

FU≈4350 N m = 1200 kg μR = 0,033 μT = 0,33 mB = 157,5 kg (hallada a partir de 2,5 kg/m2 . 105 m . 0,6 m)

Fuerza de tracción máxima de la banda F1 [N]

FU = 4350 N C1 = 1,6

F1 = FU. C1

F1 = 4350. 1,6

F1 ≈ 6960 N

Control del tipo de banda seleccionado

F1 = 6960 N b0 = 600 mm k1% = 8 N/mm

F 1B0≤C2

6960600

≤ 2*8 N/mm

11,6 N/mm ≤ 16 N/mm…. Se ha elegido el tipo de banda correcto

Diámetro mínimo del tambor motriz

FU = 4340 N C3 = 25 β = 180° b0 = 600 mm

dA =Fu .C3.180 °

b0 . β

dA =4340∗25∗180°600∗180 °

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dA = 181 mm

dA implementado con 200 mm

Potencia PA en el tambor motriz

FU = 4350 N v = 0,8 m/s

PA = FU xV

1000

PA = FU. V / 1000PA =4350*0,8 / 1000PA ≈ 3,5 kW

Potencia del motor necesaria PM

PA = 3,5 kW η = 0,8 (supuesto)

PM = PA/ ηP M = 3,5 /0,8PM ≈ 4,4 kWPM implementada con 5,5 kW o más

Elongación de montaje mínima con accionamiento subterráneo

FU = 4350 N C1 = 1,6 K = 0,62 k1% = 8 N/mm para E8/2 U0/V5H negra b0 = 600 mm

E = FU×(C1−K )K 1%×bo

E = 4350(1,6−0,62)

8.600

E= 0,9%

Carga sobre ejes en estado de funcionamiento, tambor 2 (tambor de reenvío)

Calculo simplificado suponiendo que β = 180° F1 = 6960 N

FW2 = 2. F1

FW2 = 2*6960 N

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FW2 ≈ 13920 N

Carga sobre ejes en estado de funcionamiento, tambor 1 (tambor de reenvío)

F2 = F1 – FU

F2 = 6960 – 4350 F2 = 2610 N

FW1 = 2. F2

FW1 = 2*2610 NFW1 ≈ 5220 N

Carga sobre ejes en estado de funcionamiento, tambor 5 (tambor motriz)

F1 = 6960 N F2 = F1 – FU

F2 = 6960 – 4350 F2 = 2610 N

FW5 = F1 + F2

FW5 = 6960 + 2610FW5 ≈ 9570 N

Carrera de ajuste

Tol = ±0,2 % ε = 0,9 % Lg = 105000 mm Z = 200 mm

X=

2∗Tol .∗Lg100

+ ε∗Lg100

2 + Z

X=

2.0,2 .105000100

+ 0,9.105000100

2 + 200

X=210+473 + 200

X=883mm

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Conclusiones

Se realizó un ejercicio sobre transporte de mineral a través de fajas transportadoras utilizando el método propuesto por Forbo, utilizando la metodología que propone

Se logró comprender el procedimiento y las fórmulas que conllevan a una selección correcta del tipo faja y otros factores que intervienen en el transporte de material a través de las fajas transportadoras.

Bibliografía

PDF: Sistema De Transporte Por Medio De Fajas Propuesto Por Forbo ( Siegling Transilon)

Criterios para el diseño de una cinta transportador:http://www.monografias.com/trabajos58/diseno-cintas-transportadoras/diseno-cintas-transportadoras2.shtml#ixzz3G5RGFCWI