Universidad Nacional de La Libertad Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecanica Curso: Transporte Mecanico. Tema: Elevador de cangilones. Integrantes: Miguel Requelme Tello David Requelme Sebastian

Docente: Ing. Hector Aguado Mere Ciclo: XTrujillo 2011

ELEVADOR DE CANGILONES1.- INTRODUCCINLa necesidad de transportar cargas surgio desde la antigedad por razones de reducir los esfuerzos a realizar en el menor tiempo posible, como se muestra en los siguientes grabados. Guirnalda de cangilones o sarilla, para elevar agua destinada al consumo humano o animal. El dibujo est basado en el realizado por al-Jazar, ingeniero iraqu de finales del siglo XII. Trilladora de doble criba, de principios del siglo XX. En esta imagen se puede ver la utilizacin de una noria de cangilones dentro de una mquina.La necesidad de elevar y transportar diferentes materiales en gran cantidad en usos agrcolas e industriales; donde se requiere evitar al mximo la prdida de elementos finos de manera eficiente y siempre contando con el ahorro de tiempo , ya que a medida que se reduce el tiempo de transporte hay reduccin de los costos, y eso es lo que se pretende.2.- RESUMENLos elevadores de cangilones son dispositivos que desplazan material en direccin vertical o prxima a la vertical, estos son seguros y sencillos, por su construccin no necesitan una envoltura de forma compleja y pueden funcionar al aire libre o encerrados.Como rgano de traccin se puede elegir cadenas o bandas transportadoras motora accionada por una polea de diseo especial (tipo tambor) que la soporta e impulsa, sobre la cual van fijados un determinado nmero de cangilones. El cangiln es un balde que puede tener distintas formas y dimensiones, esta eleccin est condicionada por la caracterstica del elevador y de la carga.Las bandas se emplearan para transportar material movedizo o abrasivo, admitiendo estas mayor velocidad de desplazamiento (2.5m/s), estas bandas presentas un revestimiento de caucho antiabrasivo, ignifugo y se eligen ests de acuerdo a las tensiones que se generaran durante su desempeo.Las cadenas se utilizan para una gran altura de elevacin y cargas de tamao elevado o a alta temperatura, la velocidad de desplazamiento es menor o igual a 1.25 m/s. Las cadenas estn formadas por eslabones de rodillos, calibradas segn DIN, o por mallas forjadas, construidas a partir de aceros especiales aleados , templados o cementados, seleccionados convenientemente de acuerdo al material, tipo de elevador y dureza del servicio.Los cangilones van unidos a la banda o cadena por la parte posterior, mediante remaches o tornillos, en forma rgida o mediante un eje basculante superior cuando trabajan montados sobre cadenas para transporte horizontal.El desplazamiento de la carga a granel se efecta por medio de cangilones. Estos estn normalizados segn DIN, existiendo varios diseos y perfiles para cada tipo de material y se construyen de acero laminado inoxidable o nylon.

3.-CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE LOS MATERIALES A GRANEL

Los elevadores de cangilones se aplican en depsitos de granos y produccin alimenticia, produccin en materiales de construccin, en industria qumica, etc. Dichos elevadores de dimensiones relativamente pequeas en seccin transversal, garantizan la entrega de la carga a gran altura (hasta 60m) con gama de flujo de material (desde 5 hasta 600/h) Se debe tener conocimiento preciso de las caractersticas del material a transportar; para ello han de manejarse algunas definiciones:

Angulo de reposo del material.- Es el ngulo que forma la superficie del material, apilado libremente, con la horizontal. Angulo de carga.- Se refiere al ngulo que el material forma con la horizontal cuando est montado sobre una cinta en movimiento. Este ngulo suele ser de 5 a 15 menos que el ngulo de reposo, aunque en algunos materiales puede llegar a 20.

Fluidez del material.- Se mide por el ngulo de reposo y el ngulo de carga del material, y sirve para determinar la seccin transversal de la carga en la que se asegure que no se desparramar el material. Tambin es un indicador del ngulo de seguridad de la inclinacin de la cinta.La fluidez depende de las caractersticas del material como son: tamao y forma de las partculas finas y de los terrones, proporcionalidad entre terrn y fino, rugosidad, y contenido de humedad. Algunos valores se dan en la tabla siguiente. La tabla 3-1 Relaciona las caractersticas del material con los ngulos de reposo y de carga, y su grado de fluidez.Corrosividad Se mide mediante el factor de acidez (PH) de la siguiente forma:Tipo de CorrosividadFactor (PH)

Sustancia corrosiva 1 a 6

Sustancia medianamente corrosiva 7

Sustancia no corrosiva (bsica) 7 a ms

Temperatura De Trabajo: Es la temperatura del material a transportar y la temperatura en la que opera el transportador.

Tipo de temperatura Temperatura ( F )

Temperatura fra Menor a 32 F

Temperatura ambiente 32 F a 150 F

Temperatura caliente 150F a 300 F

Temperatura muy caliente 300 F a 900 F

Alta temperatura Mayor a 900 F

Tabla de valores de MohsDurezaMineralComentarioComposicin qumica

1TalcoSe puede rayar fcilmente con la uaMg3Si4O10(OH)2

2YesoSe puede rayar con la ua con ms dificultadCaSO42H2O

3CalcitaSe puede rayar con una moneda de cobreCaCO3

4FluoritaSe puede rayar con un cuchillo de aceroCaF2

5ApatitoSe puede rayar difcilmente con un cuchilloCa5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)

6OrtoclasaSe puede rayar con una lija para aceroKAlSi3O8

7CuarzoRaya el vidrioSiO2

8TopacioRayado por herramientas de carburo de TungstenoAl2SiO4(OH-,F-)2

9CorindnRayado por herramientas de carburo de SilicioAl2O3

10DiamanteEl mineral ms duro conocido, rayado solo por otro diamante.C

ABRASIVIDAD: Es la capacidad de un material de desgastar a otra superficie. Se clasifican de acuerdo a la escala de MOHS de la siguiente manera:Tipo de abrasividad Escala de MOHS

Material Abrasivo 6 a 10

Material medianamente abrasivo 3 a 5

Material no abrasivo 1 a 2

En las tablas 3-2 se da un listado de los materiales ms transportados y sus caractersticas fsicas con un cdigo de designaciones. Los datos en estas tablas son valores promedios que pudiesen variar en una situacin especfica; especialmente los ngulos de reposo.Las condiciones reales de los materiales en ciertos casos debern determinarse mediante pruebas establecidas; como cuando se tiene exceso de humedad, largos perodos de almacenaje, etc. Cuando se tiene un material que no est en la lista de la tabla 3-3 se pudiera tratar de buscar semejanzas con algn material de la lista, en forma general.

4. DEFINICIN DEL ELEVADOR DE CANGILONESEs uno de los dispositivos de transporte y de elevacion de material con flujo continuo mas empleado Es una mquina diseada especialmente para elevar y transportar en forma contina materiales a granel o en terrones, y este transporte se realiza a lo largo de una trayectoria vertical o con una pequea inclinacin con respecto a la vertical hasta un ngulo de 30. 1. No podemos dejar de mencionar que existen los elevadores de cangilones que se instalan igualmente espaciados sobre fajas o cadenas. 1. Lo bueno de este tipo de elevador ocupa poco espacio pudiendo elevarse materiales hasta una altura de 50 60 metros. 1. Las velocidades de trabajo normalmente estn comprendidas entre 0.5 m/s hasta 4 m/s (0.98 pies /min. hasta 780 pies/min).Los elevadores de cangilones estn constituidos esencialmente por una cinta en forma de anillo, en el que estn fijados cangilones a intervalos regulares, que gira sobre dos poleas puestas en los extremos del aparato, todo encerrado en una tubera metlica denominada caaLa polea de cabeza realiza las funciones de tambor motor y su dimetro est dimensionado para permitir una fcil y completa descarga del material.Los primeros elevadores de cangilones fabricados utilizaban cadenas planas con cangilones metlicos espaciados a pocas pulgadas. Hoy en da en su mayora son utilizadas bandas de hule con cangilones plsticos. El cangiln es un balde que puede tener distintas formas y dimensiones, construido en chapa de acero o aluminio y modernamente en materiales plsticos, de acuerdo al material a transportar. Van unidos a la cinta o cadena por la parte posterior, mediante remaches o tornillos, en forma rgida o mediante un eje basculante superior cuando trabajan montados sobre cadenas para transporte horizontal. La capacidad de la mayora de los equipos se expresa en toneladas / hora, ya que es la unidad que mejor se ajusta a las dimensiones de las instalaciones.

5.-PARTES DE UN ELEVADOR DE CANGILONES. Se observan en el siguiente grfico:

Torre de cangilones (partes)5.1- CORREAEstructuralmente y en trminos generales las correas utilizadas en elevacin son iguales a las utilizadas en transporte. No obstante, debe tenerse muy en cuenta, en el momento de su seleccin, la mayor robustez que deben poseer. No olvidemos que su resistencia longitudinal se va a ver afectada por el perforado al que es sometida para la fijacin de los cangilones a travs de los bulones y adems debe poseer mayor resistencia transversal para lograr una correcta sujecin de los mismos.Como hemos dicho, los cangilones van remachados sobre correas sinfn, generalmente de algodn, goma o plstico termoestable. Esta solucin permite grandes velocidades empleando una correa fina y cangilones ligeros, como por ejemplo, los utilizados para la elevacin de trigo. Sin embargo en las minas se emplean gruesas correas de caucho o cintas de tejido metlico, accionadas por tambores de gran dimetro para la elevacin de productos de machaqueo, carbones o minerales.Pese a ser el elevador a cangilones por banda el tipo de elevador ms difundido, existe otro tipo de elevador de similares caractersticas a los anteriormente descritos pero que utilizan cadenas en lugar de banda de goma para producir la elevacin del material dentro del cangiln, como consecuencia de ello las poleas son reemplazadas por ruedas dentadas, el resto de los elementos componentes no varan demasiado en sus funciones y diseo.

En algunos casos, pueden montarse tambin con una o dos cadenas. El primer sistema no puede ser utilizado ms que para instalaciones que sean muy cortas y de muy poca velocidad. A poco que el elevador asegure una funcin importante en la industria, es aconsejable montarlo con doble cadena. Si la cadena es simple siempre va fija por el centro de la parte posterior del cangiln y suele montarse tambin con carriles gua. La cadena doble, se monta tanto por la parte interior como por la lateral de los cangilones, ste ltimo sistema debe ser el adoptado para aparatos importantes (ver figura siguiente). Normalmente, las velocidades de utilizacin oscilan entre 0,4 y 1,5 m/seg.

5.2- CANGILONES Dentro del sistema de elevacin son los elementos que alojan a la carga en su carrera ascendente.Segn su construccin, pueden ser metlicos de chapa soldada o estampados, de material plstico, de fibra, de acero inoxidable o de fundicin. Existen infinidad de formatos y dimensiones, cada fabricante de elevadores normalmente cuenta con un diseo particular. Las medidas bsicas con las cuales se define un cangiln son tres: Largo, profundidad y proyeccin (ver figura siguiente).

Cangilones Dimensiones de Cangilones

Los cangilones son fijados a la correa a travs de bulones especiales de cabeza plana y de gran dimetro. Buln Detalle del bulnLos cangilones profundos tienen la ventaja de ser de mayor capacidad, pero no pueden emplearse ms que para materiales de fcil descarga.Los de poca profundidad, se emplean generalmente en los transportadores inclinados y especialmente cuando se manipulan mercancas que tienden a adherirse a las paredes, en cuyo caso se pueden emplear tambin en forma de V. Se construyen, adems tipos especiales para aplicaciones determinadas y equipados con dispositivos apropiados, tales como dientes en su borde de ataque para facilitar la carga en los que su llenado se realiza por dragado.Ya ha quedado dicho que los cangilones van unidos y guiados a cadenas o cintas; ahora bien, segn la manera de situar los cangilones en el elemento tractor de que se trate (cadena o cinta), se dan dos casos:1 De cangilones continuos Cuando no existe separacin entre los cangilones, y se forma una cadena continua, se da un flujo seguido de materia, permitiendo as manipular gran cantidad a velocidades relativamente pequeas. Con esta disposicin de los cangilones, se consigue que el material que no entra en uno, lo haga en el siguiente, evitando que se acumule en el fondo. Su mayor aplicacin se encuentra cuando hay que mover materias que contengan terrones grandes o medianos.2 De cangilones distanciadosComo particularidad ms importante, se tiene el que se emplean con preferencia en sistemas de dragado. Adems de los tipos ya citados, los elevadores los podemos clasificar en:1. Elevadores de proyeccin.El llenado de cangilones se realiza por dragado o directamente por tolva, realizando la descarga por medio de fuerza centrfuga como consecuencia de la elevada velocidad de la cadena (de 0.9, a 1.5 m/s).Este tipo de elevador es apropiado para materiales pulverulentos, de grano fino, que no precisan un especial cuidado, as como para materiales secos.

2. Elevadores por gravedad.Los cangilones realizan el llenado, dragando o bien directamente. La descarga se produce slo por gravedad ya que la velocidad de los mismos es reducida de 0.5 a 0.7 m/sEste tipo es apropiado para materiales pegajosos y frgiles, y la baja velocidad hace que los materiales no sufran esparcimiento.3. Elevadores cangiln a cangiln.Los cangilones van dispuestos de forma continua. La carga slo se hace directamente sobre los cangilones, la descarga de cada cangiln se realiza sobre el que le precede debido a la baja velocidad de las cadenas, aproximada a v =0,6 m/seg. Este tipo de elevador no estropea el material y es apropiado para granulometras variables desde pequeos a grandes, y en especial para materiales duros.5.3. TAMBOR DE ACCIONAMIENTO Es el encargado de transmitir el movimiento a la correa, normalmente fabricado en fundicin o chapa de acero. Pueden tener una pequea biconicidad a los efectos de centrar la correa y siempre y cuando el cangiln lo permita. Es altamente recomendable el recubrimiento del mismo con caucho a los efectos de protegerlo del desgaste producido por la gran cantidad de polvo que genera el sistema. Este recubrimiento evita tambin el desgaste prematuro de la correa y hace ms eficaz el uso de la potencia ahorrando energa. Tambin aumenta el coeficiente de rozamiento haciendo ms difcil un eventual deslizamiento. El dimetro del mismo se calcula en funcin de la descarga y la velocidad para lograr una operacin eficiente. Tambor de accionamiento Polea tipo lisa5.4. TAMBOR DE REENVISe localiza en la parte inferior del elevador. Sobre el eje del mismo se encuentra montado normalmente el dispositivo tensor. Su construccin se recomienda que sea aleteada o tipo "jaula de ardilla" para evitar que el material derramado se introduzca entre el tambor y la correa provocando daos a la misma. Su dimetro es generalmente igual al tambor de accionamiento o menor que el mismo.5.5 CABEZA DEL ELEVADOR Tambin localizada en la parte superior del elevador, es una estructura metlica que contiene al tambor de accionamiento, formando parte de la misma la unidad de accionamiento, el freno y la boca de descarga. El capot de la cabeza o sombrero debe tener el perfil adecuado para adaptarse lo ms posible a la trayectoria del material elevado en el momento de producirse la descarga. Esta trayectoria depende de varios factores como pueden ser el tipo de cangiln, la velocidad de la correa y el dimetro del tambor de accionamiento. Cabeza del elevador 5.6. PANTALONESRamal de Subida Junto con el ramal de bajada une la cabeza con el pie del elevador. Normalmente fabricado en chapa plegada y soldada, de construccin modular. Cada cuerpo se une al siguiente con bulones. Su largo depende de la altura del elevador. Sus dimensiones deben ser tales que permitan el paso de la correa y los cangilones con holgura.Sobre el mismo, normalmente se encuentra ubicada la puerta de inspeccin.Ramal de BajadaCaben las consideraciones generales indicadas para el ramal de subida. Este ramal contiene a la correa y cangilones vacos en su movimiento descendente.

5.7. PIE DEL ELEVADOR Se encuentra ubicado en la parte inferior del elevador y contiene al tambor de reenvo. Son partes integrantes del mismo la tolva de alimentacin y el dispositivo de estiramiento. Esta parte de la estructura se encuentra regularmente provista de puertas de inspeccin y de limpieza. Pie del elevador Fabricacin pies del elevador5.8. PUERTAS DE INSPECCIN El nombre indica su funcin.5.9. UNIDAD DE ACCIONAMIENTOSe encuentra localizada en la parte superior del elevador, est constituida por un motor y un reductor que puede estar ligado directamente al eje del tambor de accionamiento o a travs de un acople elstico. Toda la unidad se sustenta por una plataforma construida a tal fin. Cabeza elevador (transmisin indirecta) Cabeza elevador (transmisin directa) 5.10. DISPOSITIVO TENSOR Como su nombre lo indica este dispositivo permite el tensado de la correa para lograr un perfecto funcionamiento del sistema. Este dispositivo puede ser de dos tipos: a tornillo (el ms usual) o automtico (para elevadores de grandes capacidades). 5.11. FRENO AUTOMTICO Es un sistema ligado al eje del tambor de accionamiento. Permite el libre movimiento en el sentido de elevacin. Cuando por cualquier motivo el elevador se detiene con los cangilones cargados, este sistema impide el retroceso de la correa, evitando as que el material contenido en los mismos sea descargado en el fondo del elevador. 5.12. DESCARGA DEL ELEVADOR El nombre indica su funcin.5.13. TOLVA DE ALIMENTACINLa alimentacin o carga se hace de forma que el material caiga en los cangilones por medio de los siguientes procedimientos: a) mediante tolva dosificadora b) por dragado c) mixta (dndose los dos casos anteriores) gadodos casos anteriores) a Alimentacin por tolva (carga) b Alimentacin por dragado (profundos)La capacidad de la mayora de los equipos se expresa en toneladas / hora, ya que es la unidad que mejor se ajusta a las dimensiones de las instalaciones.La velocidad de la banda es una variable muy importante para el correcto funcionamiento del equipo. Si gira muy rpido, el material no descarga correctamente y en caso contrario, el material cae por los tubos del elevador.

Los cangilones se cargan de material a granel a travs de un agujero de carga(a) o sacndolo de la parte inferior del elevador (b). La carga con extraccin se aplica en materiales que no ofrecen considerable resistencia a la extraccin, polvorientos y de granulacin fina, mientras que los materiales a pedazos grandes y abrasivos se vierten directamente a los cangilones.Los cangilones profundos se emplean para los materiales que no se apelmazan y son facialmente movedizos, por ejemplo cereales, mientras que los cangilones de pequea profundidad se utilizan para materiales apelmazados, por ejemplo arcilla hmeda. Los cangilones con guas laterales o cangilones de escama (b) se localizan sin distancia de separacin

6. TIPOS DE ELEVADORES DE CANGILONESExisten 5 tipos de dispositivos de elevadores de cangilones:6.1.-Cangilones montados sobre banda o cadena con descarga centrifuga.La descarga de los cangilones elevadores cuyo rgano de traccin se mueve a grandes velocidades se efecta derramando o lanzando la carga en el punto superior del elevador, bajo la accin de la fuerza centrfuga. Este tipo de elevadores se utiliza generalmente para manipular materiales de grano fino, que no requieren un especial cuidado y se desprenden fcilmente de los cangilones.Los cangilones estn montados sobre ramales sencillos o dobles de cadena o sobre banda de goma, distanciados entre s a intervalos regulares.El llenado de los cangilones se efecta directamente despus de pasar estos bajo las ruedas o tambor de la caja tensora inferior. La descarga se realiza por proyeccin del material, originada por la fuerza centrfuga, como consecuencia de la elevada velocidad de los cangilones.El dimetro de las ruedas o tambor de la cabeza motriz, la posicin de la boquilla de evacuacin y la velocidad, son factores importantes para conseguir una correcta descarga del material.

6.2.-Cangilones montados sobre cadena con descarga positiva.A velocidades menores, cuando el lanzamiento de la carga no tiene lugar, la descarga de los cangilones se efecta derramando el material al recorrer estos el pin de cadena superior. En este caso es necesario desviar el ramal libre del elevador (fig. 1.4b) para que sea posible la ubicacin de una artesa receptora bajo la carga desprendida o hacer el elevador inclinado.Los cangilones estn montados muy prximos entre s, sobre ramales dobles de cadena.El llenado de los cangilones se efecta generalmente dragando o directamente despus de pasar estos bajo las ruedas de la caja tensora inferior.Debido a la reducida velocidad de la cadena, la descarga se realiza vacindose los cangilones por gravedad a su paso sobre las ruedas motrices, facilitada por la inversin forzada que provocan las ruedas ceidoras.Estos elevadores son apropiados para manipular materiales pulverulentos, ligeros y frgiles, o para aquellos otros de naturaleza pegajosa que fluyen con dificultad. 6.3.-Cangilones de escama montados sobre banda o cadena.Si es necesario efectuar la descarga derramando el material desde el elevador vertical sin inclinar los cangilones, se puede emplear los cangilones de escama, cuya pared anterior sirve de canaln para la carga que se derrama desde el siguiente cangiln.Este tipo de descarga se aplica en los elevadores de marcha lenta, a una velocidad de movimiento menor o igual a 0.8m/s.

6.4.-Cangilones montados sobre cadena con descarga central.Los cangilones son fijados a ramales dobles de cadena, encontrndose distanciados entre s a intervalos regulares.El llenado de los cangilones se efecta generalmente dragando o directamente, despus de pasar estos bajo las ruedas de la caja tensora inferior.Debido a la reducida velocidad de la cadena y a la especial disposicin de los cangilones, la descarga se realiza hacia el interior del elevador, vacindose estos por gravedad al quedar invertidos a su paso por las ruedas motrices.Se recomienda este tipo de elevadores para un funcionamiento continuo sometido a duras exigencias y para materiales pulverulentos, frgiles, pesados o abrasivos, de muy variada granulometra.

6.5.-Cangilones montados sobre banda con doble columna.Los cangilones estn montados sobre una banda de goma en una o varias hileras, pareados o al tresbolillo y distanciados entre s a intervalos regulares.El vaciado de los cangilones se efecta por proyeccin del material, originada por la fuerza centrfuga como consecuencia de la elevada velocidad de la banda.El tambor motriz es de mayor dimetro que el tensor, manteniendo la estabilidad de la banda un rodillo de inflexin prximo a la caja tensora inferior.Su estructura est formada por dos conductos, uno para el ramal ascendente y otro para el descendente.Estn especialmente indicados para importantes alturas de elevacin y grandes capacidades, utilizndose para materiales de gran fluencia y resistentes a la fragmentacin y que sean capaces de admitir elevadas velocidades.

7.-Determinacin del flujo de un elevador de cangilonesEl peso de la carga de un cangiln es: Dnde: i: es el volumen del cangiln (Lt) : La densidad de la carga a granel (Kg/Lt) j: es el coeficiente de relleno del cangiln, el cual depende del tipo de material. Esta variable posee valores que se encuentran en el siguiente rango: j= 0,6 0,9. (Los valores menores corresponden a materiales de pedazos grandes).El flujo Q (T/h) de material transportado por un elevador de cangilones a una velocidad v (m/s) y con un paso t (m) entre cangilones consecutivos, se determina segn la ecuacin:

Habitualmente, el paso entre cangilones se toma segn la siguiente expresin: t = (2 - 3) HtrPara los cangilones de escama t=Htr (Htr es la altura del cangiln)Para los elevadores de cadena el paso t debe ser mltiplo del paso de cadena.Las estaciones accionadoras suelen ubicarse en su parte superior, donde la tensin del rgano de traccin es mxima y se asegura la fuerza mayor de adhesin de la cinta con el tambor accionador. Las estaciones tensoras se suelen localizar en la parte inferior de los elevadores, gracias a la cual puede utilizarse el peso del rgano de traccin y del tambor inferior para lograr la tensin prefijada.Para proteger el elevador de movimiento en sentido inverso bajo la accin del peso de la carga, al desconectar el motor, el accionamiento se equipa de un dispositivo de detencin que permite el movimiento solo en una direccin. Con frecuencia, para este fin se utilizan dispositivos de parada de rodillos o de trinquete. Los elevadores pesados se dotan de frenos de reten electromagnticos.Para no deteriorar la parte mvil del elevador y la envoltura, al romperse el rgano de traccin, en los elevadores de cadena se emplean atracadores especiales de la cadena, y en los elevadores de cinta los cangilones se une por las paredes laterales con cables de acero que se encuentran sin tensin en funcionamiento normal, capaces de sostener los cangilones al romperse la banda. Simultneamente en los tambores tensores (piones de cadena) se instala un rel de velocidad que desconecta el motor elctrico.

8.- POTENCIA DEMANDADA POR EL ELEVADOR A CANGILONES

Debemos recordar siempre que la ecuacin base de la potencia es el producto de una fuerza y una velocidad (caso ideal). Cuando se aplica a una mquina, a esta ecuacin hay que afectarla del rendimiento mecnico del equipo, quedando de la siguiente manera:

kg/s

-rendimiento del elevador que puede variar entre 0,75 y 0,90 dependiendo de la tecnologa y calidad de los componentes.

La ecuacin que nos permite calcular la potencia requerida es:

Siendo:

v- velocidad de la banda (expresada en m/seg) Km peso del material contenido en el transportador (kg/m) Hm altura de transporte del material (m) Kt peso del transportador banda y cangilones (kg/m) Htr altura del transportador (m) - coeficiente de rozamiento (0,05 )

La potencia as obtenida es la mnima necesaria para que el equipo funcione normalmentePara seleccionar la potencia del motor es aconsejable utilizar un margen de seguridad del 20 al 30 % con el objeto contemplar situaciones particulares de sobrecargas (arranque a plena carga, transporte de materiales de mayor peso especfico, rotura de algn cangiln).

9. DETALLES DE SU CONSTRUCCIN: Norias Cabezal de mando, tensor y cajas: Construidos en chapa de acero galvanizado, con estructuras calculadas para soportar esfuerzos de carga -descarga y vientos segn norma IRAM 8015. Polea de mando: De acero soldada y vulcanizada fijada al eje por chavetas normalizadas. Polea tensora: Tipo jaula para autolimpieza. Ejes: De acero montados sobre rodamientos a rodillos oscilantes en cajas bipartidas en el cabezal motriz y cajas tipo TU (tensoras) en el pie. Plataformas de mantenimiento y escalera marinera con protectores cubre hombre. Correa: Plana de tejido 100% polister. Cangilones: Metlicos de alta capacidad fijados con bulones y tuercas autofrenantes a la correa. (Opcionalmente se pueden suministrar cangilones de material como poliuretano, PVC, etc.) Construida en chapa plegada N 16 en modelos 40-60-80 t/h. Marcos Bridas de hierro ngulo abulonados.NOTA: REDUCTOR Y POTENCIA DE MOTOR DE ACUERDO A LA ALTURA H. CABEZAL Y BASE EN CHAPA 1/8 C/REFUERZOS. CAPOT EN CHAPA N 14 C/REFUERZO EN CHAPA 3/16 EN ZONA DE DESGASTE.10. CARACTERISTICAS TECNICAS DEL ELEVADORLos materiales a emplear en sus distintas partes dependern del uso del mismo. Por ejemplo en las plantas de lavado y fraccionado de cloruro de sodio (sal) se utilizan rolos (tambores) de madera, cangilones plsticos, utilizando la menor cantidad de componentes metlicos posibles.Estos elevadores cuando se utilizan para transporte vertical, deben ir provistos de un freno de retroceso que puede ser de cua o a trinquete, para evitar el retroceso de la noria y su consecuente atascamiento.La principal utilizacin de estos elevadores es el transporte de cereales, como parte integrante de las denominadas norias de elevacin. La altura de los mismos es muy variable, desde los 3 metros para pequeas plantas clasificadoras de cereales hasta los 70 metros en las instalaciones de puertos y grandes plantas de acopio.Un elevador de cangilones es un aparato que se utiliza para el manejo de materiales verticalmente considerados a granel, consiste en un cangiln cuya funcin es transportar el material, cuenta con una cadena para transmitir la potencia y para que los cangilones puedan ser desplazados, un medio para dirigir el movimiento y contiene accesorios de seguridad y de tensin en el sistema. Los primeros elevadores de cangilones utilizaban cadenas con cangilones distanciados en pocas pulgadas. Hoy en da se utilizan cintas de hule con materiales plsticos y tambin una polea de algunos pies de dimetro tanto en el exterior como en el interior, dicha polea funciona gracias a un motor elctrico. Los elevadores que trasladan cargas verticales dependen de la fuerza centrifuga para dirigir el material hacia el sitio deseado a una velocidad un poco alta. Los elevadores inclinados deben de llevar la descarga sobre la polea conductora y su velocidad puede ser menor ya que no dependen de la fuerza centrifugaEsta mquina tiene como funcin principal el transporte de cualquier tipo de producto de manera suave para as evitar las roturas del mismo, se puede adaptar segn necesidad. A travs de un detallado estudio de las caractersticas del material a transportar se va a determinar el tamao y tipo de cangiln requerido en cada aplicacin especifica, el cangiln puede ser de tipo metlico o plstico montado sobre banda de caucho o cadena para el tiraje del producto.La velocidad en el llenado y descarga centrifuga del producto son alcanzadas a travs de reductores de velocidad helicoidales que adecuadamente seleccionados maximizan la eficiencia de operacin del equipo.Con el fin de facilitar el mantenimiento e instalacin y acuerdo a la altura requerida el elevador se fabrica sobre una o dos patas, y para extender su resistencia al desgaste y la corrosin las chutas de carga y descarga se producen en lmina de acero al carbn pintada o en acero inoxidable.El tambor de cabeza y el tambor de cola son montados sobre ejes de acero mediante cua, buffin o manguito cnico que junto con el tensor por tornillo garantizan el tiraje de la banda y evitan el deslizamiento entre las partes.

11.- DISEO DE UN ELEVADOR DE CANGILONESEnunciado del ProblemaDiseo de un elevador de cangilones para transportar 60 TPH (toneladas/hora) de maz entero o tambin llamado semilla de maz (corn seed), debiendo este mismo conductor alimentar un silo de 30m. de altura y 8m. de dimetro, desde el patio de descarga que se encuentra a nivel del piso.1. Requerimientos de Diseo :Material a transportar : Maz entero (corn seed).Altura del silo de carga:30 m. = 98.43 pies.Capacidad de transporte:60 TPH (toneladas/hora).Servicio y operacin:8 horas/da.Uso del transportador : Cargada de un silo de 30 m. de altura y 8 m. de dimetro.2. Factores necesarios para la seleccin del Elevador de Cangilones :a) Material :Maz entero o tambin llamado semilla de maz (corn seed).b) Caractersticas del material :Para obtener las caractersticas del maz entero o tambin llamado semilla de maz (corn seed), consultaremos a la Tabla N 2 (pag. 564) de la seccin de informacin tcnica de materiales, del catlogo N 1000 de Link Belt. Tabla N 01: Clase de material y peso especfico.MaterialPeso EspecficoClase

Corn seed45 lb/pie3C16ST

La descripcin de la clase C16ST del material, la obtenemos del Manual del ingeniero mecnico de Marks, en su pg.1520; as tenemos que:Tabla N 02: Caractersticas del material de clase C16ST.ClaseC16ST:::::CaractersticasTamaoFluidezAbrasividadCaractersticaCaracterstica:::::DescripcinGranular, tamao mximo de malla de inch.Muy fluido, con ngulo de reposo menor a 30.No abrasivo.Contiene polvo.Uso degradable.

Peso especfico del material: Tanto en la Tabla N 2 (pag. 315); como en la Tabla N 2 (pag. 564) del catlogo N 1000 de Link Belt, para el maz entero (corn seed) se indica un peso especfico de corn seed = 45 lb/pie3.c) Capacidad de transporte :El elevador de cangilones a disear debe de cumplir el requerimiento de poder transportar 60 TPH (toneladas por hora).d) Tamao mximo de terrones :Asumiremos un valor de 3/4 inches (pulgadas), debido a que el maz entero es de carcter granular con un tamao mximo de malla de inch.e) Porcentaje de terrones en el volumen total :Vamos a asumir un 100% de terrones en el volumen total.f) Distancia entre ejes :Desconocemos hasta ahora la distancia entre ejes del elevador de cangilones, pero si conocemos la altura de elevacin entre los centros de carga y descarga del material, la cual es de unos 30 metros o 98.43 pies.3. Determinacin del Tipo de Elevador :Conociendo el material (corn seed) a transportar por el elevador de cangilones a disear, en la Tabla N 2 (pag. 315) del catlogo N 1000 de Link - Belt hallamos los tipos de elevadores recomendados para este material. Tabla N 03: Material tpico a granel manejado por el elevador de cangilones.MaterialPeso EspecficoClaseTipo de elevadores

Corn seed45 lb/pie3C16ST12 y 13

4. Seleccin del Tipo de Elevador :Realizaremos una seleccin tentativa del tipo de elevador, atendiendo a las siguientes propiedades:- Tipo de elevador recomendado.- Capacidad del transportador en masa o en TPH (toneladas por hora).- Distancia entre centros de carga y descarga.- Tamao mximo y, porcentaje de terrones en el volumen total del material.- Peso especfico del material a transportar.- Capacidad del transportador de cangilones en volumen o en pies3/h.La calculamos teniendo en cuenta la capacidad del transportador en masa (TPH), el factor de conversin de libras a toneladas, y el peso especfico del material.b) As tenemos que la ecuacin que los relaciona est dada mediante :

Tabla N 04: Seleccin tentativa del elevador de cangilones.

Tipo de ElevadorTamao mximo de terrn (in)Capacidad MximaDistancia mxima entre centros (pies)

Porcentaje de terronesEn volumenEn masa (Ton/hora)Peso del material

100%pies3/hPeso del material (50 lb/ pie3)(50 lb/ pie3)

123/4200580

3/4320860

133/45001280

3/48001460

(Catalogo N 1000 de Link - Belt, Tabla N3, pg. 317).

Debido a que los elevadores recomendados para este tipo de material (corn seed) no alcanzan la capacidad y distancia entre centros (esta ser mayor que la altura de elevacin, ya que viene a ser la distancia entre ejes) deseada es necesario colocar varios elevadores tanto en serie como en paralelo para as entonces poder obtener las 60 toneladas por hora (TPH) requeridas para este diseo, as como para alcanzar la altura de elevacin (distancia entre centros de carga y descarga) deseada que por si es de 98.43 pies (30 metros).Una nueva alternativa teniendo como base las caractersticas del material y la de los diferentes tipos de elevadores, nos llevan a utilizar elevadores de cangilones de descarga continua, ya que estos son adecuados para manejar una variedad de materiales a granel que van desde livianos a pesados, y de finos a aterronados; del mismo modo ya que la disposicin de los cangilones es ubicarse a un lado del otro, y cargarse desde un alimentador, esta disposicin previene el derrame de material entre cangilones; mientras que en la descarga el material fluye apoyndose en la espalda del cangiln precedente, que est dotada de lados salientes formando un canal de descarga.Dentro de este tipo de cangilones encontramos los elevadores de cangilones de sper-capacidad, del tipo 10 y 11, los cuales muestran buenas caractersticas en cuanto a capacidad y distancia entre centros, pudiendo incluso manejar materiales pesados y abrasivos, y desde finos hasta aterronados. Para proceder a una seleccin tentativa, reconoceremos en la Tabla N3 (pg. 317) del Catalogo N 1000 del Link - Belt, el tipo de elevador que ms se adapte a nuestros requerimientos de diseo, tanto de capacidad como de distancia entre centros, entonces nuestra seleccin recae sobre el tipo de elevador N11, esta es :Tabla N 05: Seleccin tentativa del Elevador de cangilones Tipo 11

Tipo de ElevadorTamao mximo de terrn (in.)Capacidad MximaDistancia mxima entre centros (pies)

Porcentaje de terronesEn volumenEn masa (Ton/hora)Peso del material

100%10%pies3/hPeso del material (50 lb/ pie3)(50 lb/ pie3)

11385600140125

(Catalogo N 1000 de Link - Belt, Tabla N3, pg. 317).Aunque nos sealan que este tipo de elevador puede manejar terrones con un tamao mximo de 3 in. (para un 100% del volumen total) y 8 in. (para un 10% del volumen total), nos damos cuenta que esto es bastante aceptable para nuestro requerimiento de diseo, ya que de las caractersticas del material de clase C16ST, conocemos que el maz entero es de carcter granular con un tamao mximo de malla de inch.

5. Especificaciones del Elevador Tipo 11 :Haciendo uso de las Tablas presentadas en el catalogo N 1000 de Link Belt, en sus pgs. 344 y 345, indicamos las sgtes. especificaciones para el elevador Tipo 11. Especificaciones del Elevador :Tabla N 06: Especificaciones del Elevador Tipo 11

Nmero de Elevador Tipo 11Cangilones Velocidad de las Cadenas(fpm.) Mximo Tamao de los Terrones(in.) Capacidad

Peso Especfico del material (lb/pie3)

Medidas(in.)Espesor (in.)Espaciamiento (in.)50 lb/pie3

pies3/hTPH

1101-110616 x 12 5/8 x 17 5/83/161812085600140

(Catalogo N 1000 de Link - Belt, pg.344).Tabla N 07: Especificaciones de los Elevadores Tipo 11 N 1101 y 1106

Nmero de elevadorMxima elevacin entre centros para diferentes tamaos de ejes conductores

Peso Especfico del material (lb/pie3)

50 lb/pie3

Dimetro del eje conductor o de cabeza (in.)

5 7/165 15/166 1/2

1101115125-----

110690115125

(Catalogo N 1000 del Link - Belt, pg.344).Hay unas notas aclaratorias con respecto a las especificaciones, estas son: = Cangilones del tipo Style SC de descarga continua. = Datos en base al manejo de materiales medianamente abrasivos. Se recomienda un aumento de velocidad de la cadena del 10% para materiales no abrasivos y una disminucin del 10% para materiales muy abrasivos. = El tamao mximo de terrn no debe exceder el 10% del volumen total y por lo menos el 75% del volumen total debe tener menos de la mitad del mximo tamao de terrn. Para el manejo de materiales que contienen porcentajes ms altos de terrones en el volumen total, y formas de terrn de cua o afiladas, se recomiendan los cargadores inclinados. = Datos en base a cangilones llenos al 75% de su capacidad terica. La capacidad es directamente proporcional al volumen y al peso del material transportado en los cangilones, as como a la velocidad de la cadena. Tabla N 08: Especificaciones de los Elevadores Tipo 11 N 1101 y 1106

Nmero de ElevadorPotencia del eje conductor Eje conductorEje conducido

Peso Especfico del material (lb/pie3)Dimetro terico del pin (in.)Velocidad (rpm.)Dimetro terico del pin (in.)Dimetro del eje (in.)

50 lb/pie3

TerminalesPor pie de elevacin entre ejes

11014.540.1929.121629.122 15/16

11064.910.1929.121629.122 15/16

(Catalogo N 1000 de Link - Belt, pg.345).Nota: = Datos en base a cangilones llenos al 100% de su capacidad terica.La potencia es directamente proporcional al volumen y al peso del material transportado en los cangilones, as como a la velocidad de la cadena. Tabla N 09: Especificaciones de los Elevadores Tipo 11 N 1101 y 1106

Nmero de ElevadorNmero de CadenaTamao interior de la cubierta (in.)Medidas del Armazn de AceroPeso Aproximado (lb.)

Cubierta (ga.)Secciones Superior e Intermedia (ga.)Seccin del cargador (in.)Conexin de la descarga (in.)TerminalesAccesorios (por pie)

1101SS485130 x 6012103/161/43602289

1106SS485231 1/2 x 3012103/161/44194346

(Catalogo N 1000 de Link - Belt, pg.345)

Ahora vamos a escoger el elevador ms apropiado para nuestro diseo, de los datos antes expuestos, es claro que el elevador de nmero 1106 en su estructura ser ms pesado que el 1101, as como tambin demandara un mayor gasto de potencia por tal motivo seleccionamos el elevador Tipo 11, nmero 1101, con un dimetro del eje conductor de 5 15/16 in.De las Tablas anteriores podemos resumir: Tipo de elevador :11 Nmero de elevador :1101 Medidas del cangiln :16 x 12 5/8 x 17 5/8 inches. Espesor del cangiln : 3/16 in. Espaciamiento entre Cangilones :18 inches. Capacidad en masa (Ton/hora) :140 TPH Capacidad en volumen (pies3/hora) : 5600 pies3/hora. Dimetro del eje conductor :5 15/16 in. Mxima Altura de elevacin : 125 pies Dimetro terico del pin conductor:29.12 in. (29 1/8 in.) Velocidad del pin conductor :16 rpm. Dimetro terico del pin conducido:29.12 in. (29 1/8 in.) Dimetro del eje conducido :2 15/16 in. Nmero de cadena :SS4851. Velocidad de cadena : 120 fpm. Peso total aproximado de los terminales : 3602 lb. Peso de la cadena, cubiertas y cangilones (accesorios):289 lb/pie. Tamao interior de la cubierta : 30 x 60 inches. Dimensiones de la cubierta de acero :- Cubierta : 12 galgas.- Secciones superior e intermedia: 10 galgas.- Seccin del cargador : 3/16 in.- Conexin de la descarga : 1/4 in. Potencia del eje Conductor :Terminales : 4.54 HP.Por pie de elevacin entre ejes : 0.19 HP/pie.

Correcciones de datos:Refirindonos a las notas aclaratorias, antes expuestas, al pie de pgina del Catlogo de Link Belt N 1000 en las pgs. 344 y 345, se tiene que siendo el maz entero (corn seed) definido como un material no abrasivo, entonces se recomienda un aumento a la velocidad de la cadena que se da en la lista en un 10%. Esto da como resultado una velocidad recomendada de la cadena SS4851 de:Velocidad recomendada de la cadena = 120 fpm. x 1.10 = 132 fpm. (pies/min).

Del mismo modo debido a que la velocidad de la cadena ha sufrido un incremento del 10% de su valor original, y siendo la capacidad del elevador de cangilones variable en proporcin a la velocidad de la cadena (es lgico que a mayor velocidad de la cadena, la capacidad de transporte del material decrece), se tiene una nueva capacidad del elevador equivalente al aumento en 10% de la velocidad de la cadena, y a la proporcin entre el peso especfico real del material a transportar de 45 lb/pie3 y el peso especfico usado como patrn de seleccin, de 50 lb/pie3. Esto da como resultado que el elevador de cangilones a disear deba cumplir con el requerimiento de transportar el material a capacidades en volumen (pies3/hora) y en masa (TPH) de:

Por otra parte las capacidades pico que pueden alcanzar nuestro tipo de elevador de cangilones seleccionado, estas obedecen a lo siguiente:

Seria comn pensar que como el peso especfico real del material (45 lb/pie3) a transportar es menor que el tomado como patrn (50 lb/pie3) para la seleccin del elevador, la capacidad de este elevador aumentara, pero no olvidemos que en las notas aclaratorias nos dicen claramente que guardan una relacin proporcional el volumen y el peso especfico del material con la capacidad del elevador, esto mismo tambin se explica en la literatura de Stephens-Adams MFG. CO en su catlogo sobre S-A Bucket Elevators, en los pie de pagina de las pgs. 92, 94 y 96.Otro punto que hay que analizar es la velocidad de rotacin del eje conductor, para lo cual en el Catalogo N 1000 de Link Belt, en la pg. 314 se presenta el problema 3, donde se ensea el mtodo de tratamiento de datos para un material muy abrasivo (bauxita), y se muestra que la velocidad del eje conductor debido a la calidad del material (muy abrasivo) debe disminuir en un 10%, pero en nuestro caso para transportar maz entero (considerado no abrasivo) se recomienda que la velocidad del eje conductor debe aumentar en un 10% de su valor dado en lista. As tenemos que :Velocidad recomendada del eje conductor = 16 rpm. x 1.10 = 17.6 rpm.Otro punto aclaratorio es el de la eleccin del Tipo de elevador 11 N 1101 con un dimetro del eje conductor de 5 15/16 in., pues esta se hizo solo con el fin de asegurar el ptimo desempeo del elevador ya que as se cubre un rango mucho mayor en cuanto a capacidad de elevacin (mximo de 125 pies) del elevador de cangilones.

6. Distancias entre Ejes :Podemos determinar la distancia entre el eje conductor y el eje conducido segn las dimensiones presentadas en las tablas de las pgs. 346-347, del catlogo N 1000 de Link Belt. Todas las dimensiones presentadas estn en pulgadas (in).

Fig.1 Seccin motriz para el Elevador de cangilones Tipo 11

Fig.1. Elevador de cangilones Tipo 11

Tabla N 10: Especificaciones del Elevador Tipo 11 N 1101Nmero de ElevadorABCDEFGJKMPRSTXAAAB

1101306035 1/2 2 1/23048 3/4 3837 1/2 144516 7/82752 1/812781141

(Catalogo N 1000 de Link Belt, pg.346).Tabla N 11: Especificaciones del Elevador Tipo 11 N 1101Nmero de ElevadorDimetro del Eje Principal (in)

5 15/16

UVWY

110140 7/831 1/896

(Catalogo N 1000 de Link Belt, pg.347).De la Fig.1 (Elevador Tipo 11) se puede deducir que la distancia entre ejes es igual a la suma de la altura de elevacin (lift) mas J, Y y X, y menos M. Distancia entre centros = Lift (altura) + J + Y + X M = 1181.1 + 37 + 6 + 78 45Distancia entre centros = 1257.6 pulg. (104.8 pies o 31.94 m.)Dnde: Lift = 98.43 pies x 12 pulg/pie = 1181.1 pulg. (altura).Con este ltimo dato podemos obtener el valor de la potencia necesaria para poner en marcha el elevador de cangilones, tomando en cuenta la potencia que se consume en los terminales y por pie de longitud en el elevador; la proporcin de los valores de peso especfico real del material y de velocidad de la cadena recomendada a sus valores dados en la lista de especificaciones, y la proporcin entre volmenes de capacidad equivalente requeridos y posiblemente manejables, entonces se tiene que:

Potencia = = 9.606 HP.No olvidemos que para este ltimo clculo de la potencia requerida para poner en marcha nuestro elevador de cangilones, tambin se ha tenido en cuenta el factor de llenado de 75 % de los cangilones, tal como se indica como recomendacin en el Manual del Constructor de Maquinas de Dubbel en la pg. 1498, y adems ya que las capacidades de transporte del elevador de cangilones elegido estn calculadas en base a este factor de llenado de los cangilones (Link Belt N 1000, pg. 344), es por ello que se ha estandarizado la potencia asignada para el eje conductor ya que en las notas aclaratorias de la pg. 345 del catlogo N 1000 de LinK Belt se advierte bien claro que estos valores de potencia son dados en base a un 100 % de llenado de la capacidad terica de los cangilones.Luego en base a estas correcciones de datos, tambin obtendremos el valor de la potencia de trabajo asignando un valor de rendimiento del elevador de cangilones que considere las perdidas en la cadena cinemtica (consideraremos 10% de prdidas de potencia), para que junto con el valor de la velocidad del eje conductor poder entonces seleccionar el mejor equipo motriz para este elevador.

7. Seleccin de la Cadena :Segn las especificaciones designadas para el Tipo de elevador 11 N 1101, en el Catalogo N 1000 de Link Belt, en su pg. 345, el nmero de cadena recomendada para el transporte del material por medio de los cangilones es SS4851. No obstante en el Catalogo N 1050 de Link-Belt, en su pg. 25, se presenta un procedimiento eficaz para la seleccin de la cadena; teniendo en cuenta los siguientes datos:- Tipo y numero de elevador : 11 N 1101- Velocidad de elevacin de la cadena: 132 fpm. (recomendada).- Distancia aproximada entre ejes : 104.8 pies.- Dimetro del eje conductor : 5 15/16 in.- Dimetro del pin conductor: 29.12 in. (29 1/8 in.)- Dimetro del eje conducido : 2 15/16 in.- Dimetro del pin conducido: 29.12 in. (29 1/8 in.)- Velocidad del eje conductor : 17.6 rpm. (recomendada).- Material a transportar: Maz entero o semilla de maz (corn seed)- Tamao del cangiln : 16 x 12 5/8 x 17 5/8 inches. (largo x proyeccin x profundidad).- Espaciamiento entre cangilones: 18 in.- Horas de operacin diaria: 8 horas.

7.1. Seleccin tentativa de la cadena :En la pgina 36, del catlogo N 1050 de Link Belt encontramos una tabla que nos ayuda a seleccionar tentativamente el tipo de cadena ms acorde a las caractersticas de nuestro elevador. Aunque la recomendacin de Link Belt, en su catlogo N 1000, nos indica el uso de cadena de numero SS4851, tomaremos entonces la informacin de la tabla como medio para clasificar el tipo de carga que se presenta en nuestro elevador de cangilones. Se presenta la parte de la tabla concerniente a elevadores de cangilones. Tabla N 12 : Seleccin tentativa de la cadena transportadoraAplicacinClase de Cadena

TransportadorTipo de Carga

Elevador de cangilones inclinado o verticalLigeraEwart desmontable de Link Belt.Acero Link Belt.Clase 400 con pernos.Clase C combinada.

Ligera o moderadaClase C combinada.

ModeradaClase 700 con pernos.Clase C combinada.Clase SS bushed.

Moderada o pesadaClase C combinada.Clase 800 Ley bushed.Clase SS bushed.Clase SS o LXS bushed roller.

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.36).

Entonces vemos que el tipo de carga a transportar es moderada o pesada.

7.2. Calculo de la Tensin Mxima en la cadena transportadoraLa tensin mxima en la cadena transportadora puede ser calculada atendiendo antes a los siguientes clculos previos:7.2.1. Peso de los cangilones en el ramal de carga de la cadena transportadora (Gb)Primero que nada vamos a elegir el tipo de cangiln a utilizar para el transporte del material. Sin embrago, en las especificaciones para el Tipo de elevador 11 N1101, presentadas en la pg. 344 del catlogo N 1000 de Link Belt, se indica el uso de cangilones Estilo SC (sper capacity) para descarga continua, cuyas mediadas en lista son : 16 x 12 5/8 x 17 5/8 inches (largo x proyeccin x altura) y con un espesor designado de 3/16 in.Por otro lado, en la pg. 640 del catlogo N 1050 de Link Belt, se presentan las especificaciones para el cangiln estilo SC de descarga continua a utilizar, estas son: Tabla N 13 : Especificaciones del cangiln SC de descarga continuaTamao del cangiln (inches)A (in.)Peso (lb.)Capacidad (pies3)

LargoProyeccinAlturaEspesor de 3/16 in.Lleno hasta la lnea XXLleno hasta la lnea YY

161217 5/86 1/2581.551.11

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.640).

Los cangilones SC (sper capacidad) para descarga continua son hechos de acero soldado para un montaje entre una cadena de dos torones (double strand, segn lo indica Link Belt N 1050, en la pg. 640).

Fig.3. Cangiln SC (Sper capacidad) de descarga contina

El peso de cada cangiln a utilizar es de 58 lb., por otra parte ahora tenemos que calcular el numero de cangilones en el ramal de carga de la cadena transportadora, pero para llegar a esto, primero haremos un clculo aproximado de la longitud de la cadena; por lo que de la Fig.1, ya antes presentada, se tiene que:

Longitud de la cadena = Siendo en este caso:DCONDUCTOR = Dimetro del pin conductor = 29.12 in.DCONDUCIDO = Dimetro del pin conducido = 29.12 in.HC = Distancia de separacin entre ejes = 1257.6 inches.Por lo tanto, introduciendo los datos pertinentes, obtenemos:

Longitud de la cadena = = 2606.68 inches.Entonces, el numero de cangilones lo vamos a calcular teniendo en cuenta el espaciamiento entre ellos en la cadena, as como su altura de cada uno de ellos.

Numero de cangilones = Dnde:Espaciamiento entre cangilones = 18 in.Altura del cangiln = 17 5/8 in.Luego de introducir los datos necesarios, se obtiene:

Numero de cangilones = = 73.17 cangilones.Redondearemos el nmero de cangilones obtenidos a 74 cangilones. Por lo tanto si en toda la cadena hay 74 cangilones, y el peso de cada uno de ellos es de 58 lb., entonces el peso total de todos los cangilones en toda la longitud de la cadena ser:

= 4292 lb. (en toda la cadena).Pero, para el clculo de la tensin mxima solo es necesario tener en cuenta el peso de los cangilones en el ramal de carga (o sea en base a solo 37 cangilones), por lo tanto este peso viene a ser:

= 2146 lb. (en el ramal de carga).7.2.2. Peso de la cadenaEmpezaremos determinando el nmero de eslabones para toda la cadena. En las pgs. 104 y 109 del catlogo N 1050 de Link Belt se muestran las tablas con las especificaciones para la cadena de numero SS4851.Tabla N 14: Especificaciones de la cadena SS4851Numero de cadenaTamao promedio del eslabn (in.)Tipo de cadenaTensin ultima promedio (lb.)Tensin admisible (lb.) Eslabones cada 10 pies (aprox.)Peso por pie (lb.)

SS48519570000920013.3314.5

Tabla N 14: Especificaciones de la cadena SS4851 (continuacin)Numero de cadenaSidebarsPasadores

F(in.)T (in.)MaterialA (in.)B (in.)C (in.)MaterialEstilo

SS48512 1/23/8C7/82 3/82 1/4ATF

Tabla N 14: Especificaciones de la cadena SS4851 (continuacin)

RodillosCasquillos

DEGMaterial EstiloH (in.)Material Estilo

(in.)

32 1/42 1/16CT11 1/4CCC

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.104).

Se han presentado algunas anotaciones mediante simbologa, estas son: = Datos en base a un factor de servicio de 1. Aplicar los factores de correccin y servicio de las pgs. 27 y 36, segn sea el caso, para la cadena seleccionada. = Materiales:C = acero al carbn.CC = acero al carbono endurecido.CT = acero al carbono con tratamiento trmico.AT = acero aleado con tratamiento trmico.

Tabla N 15: Especificaciones de la cadena SS4851 (accesorios)Numero de accesorioNumero de cadenaPeso por pie (lb.)ADEGHMT

(in.)

G11SS485114.53 13/321/211 1/21 1/42 1/293/8

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.109).

Recalculamos la longitud aproximada de la cadena, teniendo en cuenta ahora, el nmero de cangilones de 74, ser por lo tanto esta longitud de:

Reemplazando datos de tiene:Longitud de la cadena = 74 cangilones x (18 + 17 5/8) in./cangiln = 2636.25 in.Por otro lado, tomando en cuenta el tamao promedio del eslabn (9 in.) calculamos el nmero de eslabones en toda la cadena, el cual ser:

(redondeamos este valor a 293 eslabones).Adems, como el tamao promedio de un eslabn de la cadena es de 9 in., esto significa que, por cada pie de longitud de la cadena, hay exactamente un numero de 4/3 de eslabones, y como conocemos que el peso de los eslabones es de 14.5 lb/pie de longitud de la cadena; entonces podemos hallar el peso de cada eslabn, de la siguiente manera:

Reemplazando datos obtenemos:

Ahora entonces, el peso de la cadena debido a los eslabones, ser de:

Insertando los datos pertinentes obtenemos:

Debido a que se ha encontrado un nmero de 293 eslabones en toda la cadena, podemos hacer la ltima correccin a la longitud total de la cadena, esta estar dada segn la siguiente formula:

Ahora solo nos queda calcular el peso de la cadena debido a los accesorios de la misma, este peso lo obtenemos de la siguiente manera:

Por lo tanto, para obtener el peso total de la cadena, sumamos tanto el peso de la cadena debido a los eslabones con el peso debido a los accesorios, de esta manera:Peso total de la cadena = Peso debido a eslabones + Peso debido a accesoriosPeso total de la cadena = 3186.375 lb.+ 3186.375 lb.Peso total de la cadena = 6372.75 lb. (para cadena de un solo torn single strand).

Pero, la cadena transportadora a utilizar tiene 2 torones (doubl strand), eso quiere decir que el peso total de la cadena transportadora estar dado por:Peso total de la cadena transportadora = Peso de cadena de un solo torn x 2Peso total de la cadena transportadora = 6372.75 lb. x 2 = 12745.5 lb.Entonces para el lado de carga de la cadena (ramal ascendente), solo consideramos la mitad de este peso, esto es:

Peso de la cadena (lado de carga) =

Peso de la cadena para el lado de carga = 7.2.3. Peso del material transportado (GM)Se considera un 75% de llenado de la capacidad terica total del cangiln, esto viene a ser un factor de llenado de 0.75 (catalogo N 1050 de Link Belt en su pg. 344, aqu se seala que la capacidad de transporte del tipo de elevador de cangilones elegido para nuestro diseo est calculada en base a este factor de llenado del cangiln SC) ; por lo que siendo la capacidad de cada cangiln SC (sper capacidad) de descarga continua de 1.55 pies3 (capacidad del cangiln considerando lleno hasta la lnea XX, segn la pg. 640 del catlogo N1050 de Link Belt) entonces la capacidad efectiva de carga de cada cangiln ser de :VMAT/CANGILON = 0.75 (1.55 pies3) = 1.1625 pies3/ cangiln.

Es por ello que siendo el peso especfico del material a transportar (maz entero) decorn seed = 45 lb./pie3, entonces el peso del material transportado por cada cangiln de la cadena transportadora en el ramal de carga, ser de:GMAT/CANGILON = (VMAT/CANGILON) x (corn seed) GMAT/CANGILON = (1.1625 pies3/ cangiln) x (45 lb./pie3) = 52.3125 lb./ cangiln.

Adems, bien se sabe que el material solo es transportado por el ramal ascendente de la cadena transportadora, en la cual se tiene un nmero de 37 cangilones, es por ello que el peso total del material transportado por esta, est dado por:

GM = (GMAT/CANGILON) x (Numero de cangilones en el ramal ascendente)GM = (52.3125 lb./ cangiln.) x 37 cangilones = 1935.5625 lb.GM = 1935.5625 lb. (Peso total del material transportado por los cangilones en el ramal ascendente de la cadena transportadora).7.2.4. Fuerza dragado (Ac)La fuerza de dragado Ac depende del tamao de los cangilones, del peso especfico del material y es independiente de la altura del elevador, considerando el uso de cangilones continuos, entonces la fuerza de dragado puede aproximarse segn la siguiente formula (catalogo 440 de Ewart Chainbelt, pg. 10) :

Dnde:w = 52.3125 lb./cangiln. (Peso en libras del material contenido en cada cangiln).S = 18 in. (Espaciamiento entre cangilones en pulgadas).Reemplazando datos se tiene que:

(Fuerza de dragado).

7.2.5. Calculo de la tensin mxima en la cadena y verificacin de su confiabilidadLa tensin mxima que se desarrolla en la cadena transportadora de un elevador vertical ocurre en el extremo superior del ramal ascendente, y la calculamos considerando la siguiente formula:

Tensin mxima = Peso de la + Peso de los + Peso del + Fuerza de en la cadena cadena cangilones material dragado

Tensin mxima en la cadena = (6372.75 + 2146 +1935.5625 +348.75) lb.Tensin mxima en la cadena = 10803.0625 lb.

Para evaluar si la cadena elegida (SS4851) cumplir de forma aceptable con el transporte del material el valor de tensin mxima en la cadena transportadora deber ser comparado con el valor de la tensin admisible dado en las especificaciones presentadas en la pg. 104 del catlogo N 1050 de Link Belt, pero para ello es preciso calcular antes los factores de servicio y de correccin.

7.2.5.1. Determinacin del nmero de dientes en los piones

En la pg.115 Del catlogo N 1050 de Link Belt se encuentran las listas reducidas y completas, segn el nmero de cadena recomendada (SS4851), Aqu presentamos la tabla para nuestra cadena selecta:

Tabla N 16: Numero de listas de la cadena SS4851Numero de cadenaNumero de Listas

Listas ReducidasListas Completas

Acero gris con endurecido superficialAcero gris con endurecido superficialAcero de molde

SS4851-------205A-----

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.115).

A continuacin se presenta la lista completa 205A para la cadena SS4851, dada en el catalogo N 1050 de Link Belt, en su pg. 135, donde claramente concuerdan las dimensiones de los piones con las dadas en lista, adems se especifica una tensin permisible en la cadena de 9200 lb.

Tabla N 17: Lista completa de los piones para la cadena SS4851(Se especifica una tensin permisible en la cadena de 9200 lb.)Numero de dientesDimetro del pin (in.)CuboPeso (lb.)

Dimetro nominal para rodamiento (in.)ClaseLongitud (in.)

1029.123 15/16P5 1/2200

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.135).

Teniendo ya como datos los dimetros de los piones conductor y conducido, podemos obtener claramente de la tabla el nmero de dientes para ambos piones, que obedece al valor de 10 dientes.

7.2.5.2. Determinacin de los factores de servicio y de correccinPara saber si la cadena seleccionada es la adecuada, debe de multiplicarse el valor antes obtenido para la tensin mxima en la cadena, por ciertos factores relacionados con la aplicacin de la cadena (de servicio) y con su velocidad (de correccin).a) Factores de servicio o de aplicacin (FS) Para determinar los factores de servicio a usar, usamos la Tabla N1, de la pg. 27 del catlogo N 1050 de Link Belt, donde se detallan sus valores ampliamente para diferentes condiciones de operacin.

Tabla N 18: Factores de servicio

Condiciones de operacinFactor de Servicio

Caractersticas de cargaModerada1.2

Frecuencias de sacudidasNo frecuentemente1.0

Condiciones atmosfricasAmbiente moderadamente empolvado, y sometido a temperaturas moderadas.1.2

Operacin8 a 10 horas por da1.0

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.27 Tabla 1).Calculamos el factor de servicio total (FS) multiplicando todos los factores designados para cada una de las condiciones de operacin, as tenemos que:FS = 1.2 x 1.0 x 1.2 x 1.0 = 1.44 (factor de servicio o de aplicacin total).b) Factor de correccin o de velocidad (FC)Para determinar el factor de correccin a usar, usamos la Tabla N 11, de la pg. 36 del catlogo N 1050 de Link Belt, donde se detallan sus valores ampliamente para el tipo de cadena de clase SS, segn las diferentes condiciones de velocidad de la cadena transportadora y del numero de dientes del pin del eje conductor.Tabla N 19: Factor de correccinNumero de dientes del pin conductorFactor de correccin

Velocidad de la cadena (fpm.)

125132150

101.161.18241.24

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.36 Tabla 11).El resultado que se muestra es resultado de una interpolacin directa, puesto que la velocidad (recomendada) de la cadena transportadora es de 132 fpm., y dicho valor no se encuentra en lista, por lo tanto el factor de correccin a tomar es de :FC = 1.1824 (Factor de correccin o de velocidad).Podemos calcular la tensin mxima equivalente que soporta la cadena transportadora SS4851, multiplicando el valor de la tensin mxima antes calculado, por los valores de los factores de aplicacin y de velocidad, esto es:Tensin mxima equivalente = Tensin mxima calculada x FS x FC Tensin mxima equivalente = (10803.0625 lb.) x (1.44) x (1.1824) = 18393.9 lb.7.2.5.3. Verificacin de la confiabilidad de la cadena SS4851En la pg. 640 del catlogo N 1050 de Link Belt, se indica que el transporte de elevacin de los cangilones debe ser por medio de una cadena dotada con dos torones (two strands of chain), es por ello que para verificar la confiabilidad de la cadena en su trabajo de transporte de material, compararemos la mitad de la tensin mxima equivalente con la tensin admisible para una cadena de un solo torn, as:Tensin mxima equivalente (cadena de un solo torn) = 18393.9 lb./2 = 9196.25 lb.Por lo tanto queda vista la siguiente relacin entre tensiones:Tensin mxima equivalente (cadena de un torn) < Tensin admisible en la cadenaEsto se denota: 9196.25 lb. < 9200 lb.Por lo tanto se puede concluir que la cadena SS4851 seleccionada para el transporte de material en el elevador de cangilones cumplir satisfactoriamente con su labor.

8. Recalculo de las dimensiones y caractersticas de la cadena transportadora

8.1. Calculo de chequeo del nmero de dientes de las catarinasDe las especificaciones tomadas de la lista completa para la cadena SS4851 de la pg. 135 del catlogo N 1050 de Link Belt (estas especificaciones se anotaron en la pg. 18 de nuestro informe) se indica que el nmero de dientes de las catarinas tanto conductora como conducida es de 10 dientes, sin embargo en la pg. 25 del catlogo N 1050 de Link Belt se muestra una formula practica para el clculo del numero de dientes de las catarinas, por lo tanto esta frmula nos puede ayudar a corroborar el valor del numero de dientes de los piones dado en lista. As tenemos:

Dnde:Dimetro del pin = 29.12 in.Longitud del eslabn de la cadena = 9 in.Introduciendo los datos pertinentes se obtiene:

En base a este resultado obtenido, concluimos que el nmero adoptado de 10 dientes para los piones conductor y conducido es en si el correcto.

8.2. Calculo del nmero exacto de eslabones de la cadena transportadora templadaEn la pg. 25 del catlogo N 1050 de Link Bel se muestra una formula para el calculo del numero exacto de eslabones de la cadena transportadora cuando esta templada, siempre y cuando el numero de dientes de los piones conductor y conducido sea el mismo, caso contrario deberamos de usar la formula presentada en la pg. 37 de este mismo catalogo, es as que como tenemos que los piones son idnticos, la formula a utilizar ser :

Donde :T = Numero de dientes de los piones = 10 dientes.C = Distancia aproximada entre ejes = 1257.6 in.P = Longitud de un eslabn de la cadena transportadora = 9 in.Insertando los valores pertinentes, obtenemos :

Pero en la bibliografa del Libro de Diseo en Ingeniera Mecnica, por Joseph Shigley, en la pg. 774 se indica que es preferible que el nmero de eslabones (pasos) de la cadena transportadora sea par, de otro modo sera necesario aadir un eslabn de compensacin, es as que para nuestra cadena transportadora SS4851 (cuando esta templada) vamos a considerar un numero de eslabones de 290. (para cualquier duda sobre nuestra decisin consultar el ejemplo 17.2, de la pg. 775 de la bibliografa de J.Shigley donde se muestra un caso similar al nuestro).

8.3. Calculo de la distancia exacta entre ejesEn la pg. 25 del catlogo N 1050 de Link Belt se muestra una frmula para el clculo de la longitud exacta de la distancia entre ejes, siempre y cuando el numero de dientes de los piones conductor y conducido sea el mismo, caso contrario deberamos usar la formula presentada en la pg. 37 de este mismo catlogo, es as que como tenemos que los piones son idnticos, la formula a utilizar ser:

Dnde:N = Numero de eslabones de la cadena transportadora (templada) = 290 eslabones.T = Numero de dientes de las catarinas = 10 dientes.P = Longitud de un eslabn de la cadena transportadora = 9 in.Insertando los valores pertinentes, obtenemos:

Como vemos la distancia entre ejes antes sealada de 1257.6 in., se ha visto incrementada ahora, a este nuevo valor de 1260 in. (o 105 pies, valor exacto y real).

8.4. Calculo de la longitud exacta de la cadena transportadora

En la pgina 774 de la bibliografa de J.Shigley (Diseo en Ingeniera Mecnica) se muestra una frmula para el clculo de la longitud de la cadena transportadora en base a lo siguiente:

Dnde:L = longitud de la cadena transportadora (in.).P = Paso o longitud de un eslabn de la cadena transportadora = 9 in.C = Distancia entre ejes = 1260 in.N1 = Numero de dientes en la catalina menor.N2 = Numero de dientes en la catalina mayor.Es de conocimiento que en nuestro caso ambas catalinas son idnticas por tal motivo trabajaremos con un valor de N = 10 dientes, para estas dos catalinas, es as que luego de hacer algunas simplificaciones en la formula presentada, esta queda de la siguiente forma:

Sin embargo, si consideramos la diferencia entre este nuevo valor de longitud de la cadena y su primera aproximacin, dada en la Pg. 12 de este informe, el mismo que obedece al valor de 2606.68 in., nos dara un resultado de un exceso de cadena de solo 3.32 in., lo cual es muy pequeo si consideramos que segn las indicaciones de Link Belt en su pg. 21 indica un valor recomendado para la holgura de la cadena (sag) entre el 2 y 3% del valor de la distancia entre ejes C (cuyo valor calculado es de 1260 in.) para una ptima operacin de la cadena transportadora, entonces segn esta recomendacin el valor de la holgura de la cadena debe oscilar entre los valores de 25.2 in. y 37.8 in., lo cual es imposible si solo se tiene un exceso de cadena de tan solo 3.32 in.Por lo tanto seguiremos asumiendo un valor para la longitud de la cadena transportadora de 2637 in. (o 219.75 pies), con el fin de asegurar el ptimo trabajo de la cadena transportadora y dilatar su vida til en su operacin.

8.5. Verificacin de la velocidad de la cadena transportadoraTanto en la pg. 22 del catlogo N 1050 de Link Belt, como en la bibliografa de J. Shigley (Diseo en Ingeniera Mecnica) en su pg. 770 se muestra una prctica frmula para la obtencin de la velocidad de desplazamiento de la cadena transportadora, la misma que se define como el nmero de unidades de longitud de la cadena que sale de la catarina por unidad de tiempo, por lo tanto, la velocidad de la cadena transportadora en fpm. (pies/min.) es de:

Dnde:S = Velocidad de la cadena en pies/min.T = Numero de dientes en el pin conductor = 10 dientes.P = Longitud de paso o de un eslabn de la cadena = 9 in.n = Velocidad de rotacin del eje conductor = 17.6 rpm.Introduciendo los valores adecuados en la formula, se obtiene:

Entonces podemos concluir que efectivamente la cadena transportadora se eleva a una velocidad de 132 fpm. en el transporte de material por medio del elevador de cangilones de nuestro diseo.

8.6. Velocidad mxima de la cadena (salida de la catalina conductora) En la bibliografa de J. Shigley (Diseo en Ingeniera Mecnica), en su pg. 770 se presenta una frmula para el clculo de la mxima velocidad de salida de la cadena de la catalina, esto se debe a que cuando la catalina conductora gira existe un tramo de la cadena que est en ascenso que se mueve ms cerca del centro de rotacin que el tramo descendente de la cadena transportadora (lado no cargado de la cadena), as mismo el mismo peso del material contenido en los cangilones ayuda a un incremento de la velocidad de la cadena, esta frmula se presenta en la siguiente forma :

Dnde:n = Velocidad de rotacin del eje conductor = 17.6 rpm.P = Longitud de paso o de un eslabn de la cadena = 9 in.T = Numero de dientes en el pin conductor = 10 dientes.Introduciendo los datos pertinentes obtenemos:

8.7. Velocidad mnima de la cadena (salida de la catalina conducida) En la bibliografa de J. Shigley (Diseo en Ingeniera Mecnica), en su pg. 770 se presenta una frmula para el clculo de la mxima velocidad de salida de la cadena de la catarina, esto se debe a que cuando la catarina conducida gira existe un tramo de la cadena que est en descenso que se mueve ms cerca del centro de rotacin que el tramo ascendente de la cadena transportadora (lado cargado de la cadena), as mismo el mismo peso del material que se va cargando en los cangilones ayuda a una disminucin de la velocidad de la cadena, esta frmula se presenta en la siguiente forma :

Dnde:n = Velocidad de rotacin del eje conductor = 17.6 rpm.P = Longitud de paso o de un eslabn de la cadena = 9 in.T = Numero de dientes en el pin conductor = 10 dientes.Introduciendo los datos pertinentes obtenemos:

8.8. Variacin cordal de la velocidad de la cadena transportadoraSe denomina as a la relacin entre la diferencia de las velocidades mxima y mnima de salida de la cadena de las catarinas, y el valor de la velocidad de desplazamiento de la cadena transportadora, su frmula presentada en la bibliografa de J. Shigley (Diseo en Ingeniera Mecnica) en la pg. 770, establece su valor teniendo en cuenta los siguientes factores:

Dnde:T = Numero de dientes en el pin conductor = 10 dientes.As que tenemos que reemplazando este valor, obtenemos:

Entonces se puede asumir que la variacin de la velocidad de la cadena transportadora en su operacin oscila alrededor del valor de 4.9758 %, es importante establecer valores relativamente bajos de esta variacin cordal de la velocidad puesto que tales cambios en la velocidad de la cadena pueden originar vibraciones dentro del sistema, y por lo tanto perdidas de potencia. (en la pg. 771 de la bibliografa presentada por J. Shigley se muestra tambin una grfica que relaciona la variacin cordal de la velocidad de la cadena transportadora en %, con el numero de dientes de la catarina, as mismo en esta grafica se muestra que mientras ms dientes tiene la catarina menor es la variacin cordal de la velocidad, es decir se reducir el ruido en la operacin de la cadena y desde luego se tendr una mejor expectativa de vida til de la cadena transportadora).

9. Calculo de la potencia para poner en marcha el elevador vertical de cangilonesExisten diferentes mtodos de clculo para la potencia consumida por el eje conductor, es por ello que para asegurar el total desempeo de nuestro elevador de cangilones a disear analizaremos cada una de las metodologas presentadas en las diferentes bibliografas utilizadas en la elaboracin de este informe.

9.1. Calculo de la potencia para poner en funcionamiento el elevador de cangilones segn el catalogo N 1000 de Link Belt.

El clculo de esta potencia ya fue hecho anteriormente, y se muestra en la pg. 9 de este informe, el resultado arrojo un valor de:Potencia para poner en funcionamiento el elevador de cangilones = 9.606 HP.Sin embargo debido a un recalculo en la distancia entre ejes del transportador, se tiene una nueva potencia consumida por el elevador de cangilones, esta es de:

Potencia = 9.2. Calculo de la potencia para poner en marcha el elevador vertical de cangilones segn el catalogo N 400 de Ewart Chainbelt.

El catlogo de Ewart Chainbelt en su pg. 12, presenta una frmula para el clculo de la potencia para mover el elevador vertical, atendiendo a diferentes factores como:

Dnde:D = Dimetro del pin conductor (in.) = 29.12 in.GM = Peso del material en los cangilones del ramal de carga (lb.) = 1935.5625 lb.AC = Fuerza de dragado para cangilones continuos (lb.) = 348.75 lb.N = Velocidad del eje conductor (rpm.) = 17.6 rpm. (recomendada).Introduciendo los valores antes asignados para cada uno de los diferentes factores involucrados en la formula, se logra obtener:

9.3. Calculo de la potencia necesaria para poner en marcha el elevador de cangilones segn el catlogo de Elevadores de Cangilones de la firma Stephens Adamson MFG.CO. y el catalogo N 201 sobre Elevador de Cangilones para diversas aplicaciones segn la firma Screw Conveyor Corporation (SCC).

Esta misma frmula se presenta en ambos catlogos, siendo su aplicacin directa por su sencillez en su forma, en el catlogo de la firma Stephens Adamson MFG.CO. se presenta en la pg. 89 para cangilones continuos, mientras que en el catlogo de la firma Screw Conveyor Corporation se presenta en la pg. 8, esta frmula implica los siguientes factores:

Dnde:TPH = Peso del material requerido a transportar (Ton/hora) = 60 TPH.HC = Distancia entre ejes (pies) = 105 pies.Insertando los valores adecuados para cada factor, se logra el siguiente resultado:

9.4 Calculo de la potencia para poner en marcha el elevador de cangilones segn el catalogo N 1050 de Link Belt.En el catalogo N 1050 de Link Belt, en su pg. 32 se muestra la Tabla 4; en la que se puede seleccionar la formula apropiada para el transportador a disear, esta frmula nos permitir hallar el valor para la potencia del eje conductor de nuestro elevador de cangilones. Mostramos a continuacin solo una parte de la tabla 4.

Tabla N 20: Seleccin de la frmula para el transportador vertical de cangilonesElevador y Transportador de cadenaMaterial Acarriado

Verticalmente

Slat conveyor----

Elevador de cangilonesM

(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg.32 Tabla 4).

Teniendo en cuenta la formula seleccionada, a continuacin se presenta la disposicin del transportador y sus principales caractersticas a analizar, segn como se muestra en el catalogo N 1050 de Link Belt en su pg. 35 para la formula M.

Las formulas a manejar para este caso, que se presentan, son:

Adems, se dan a conocer tambin las siguientes tensiones de tiro:

Fig.4. Esquema del transportador de cangilones a disear con la ubicacin de puntos donde se desea conocer la tensin aplicada.(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg. 35).La explicacin de los smbolos que se van a manejar, se encuentra en la pg. 32 del catlogo N 1050 de Link - Belt, y es como sigue :

H = Potencia del eje conductor.P1 = Tensin mxima de la cadena, o tensin de la cadena en el eje conductor (lb.).P2 = Tensin requerida por takeups (lb).P3 , P4 , P5 , P6 = Tensin de tiro en la cadena en los puntos indicados (lb.).B = Dimetro de la rueda (pin) de la base del transportador, cuando el material es manejado mediante terrones pequeos (in.).K = Factor de lubricacin de la cadena. Para cadenas lubricadas: K = 1.15 Para cadenas no lubricadas: K = 1.20M = Peso del material transportado por pie de longitud del transportador (lb.).

Dnde: N = Tensin para templar la cadena (lb.). Est dada segn:

R = Elevacin vertical de la porcin inclinada del transportador (pies).S = Velocidad de la cadena transportadora (fpm.).T = Pico de capacidad del transportador (TPH).U = Distancia horizontal sin carga (pies).V = Longitud actual de la cadena, menos U (pies).W = Peso de la cadena y otros componentes de la misma por pie de longitud del recorrido de la cadena del transportador (lb.).Z = Holgura (sag) de la cadena (in.). Est dada segn:

Prosiguiendo con las indicaciones del catlogo N 1050 de Link Belt, como primer paso calcularemos la tensin N para templar la cadena, esta estar dada segn:

Dnde:

Insertando los valores pertinentes para el clculo, se obtiene:

U = La distancia horizontal sin carga, viene a ser claramente el radio de cualquiera de los piones conductor o conducido ya que estos son iguales, o sea que siendo el dimetro del pin de 29.12 in., entonces: U = 14.56 in. = 1.2133 pies.

Por otra parte se tiene que:V = Longitud actual de la cadena U (en pies), esto da como resultado:V = 219.75 pies 1.2133 pies = 218.5367 pies. (o tambin 2622.44 in.) Por otro lado ya estamos en capacidad de calcular la holgura de la cadena (Z), as:

Este valor de longitud de la holgura de la cadena es bastante aceptable si tenemos en cuenta cmo ha ido recalculndose la longitud de la cadena para las diferentes etapas de este informe. Ahora ya estamos listos para obtener el valor de la tensin para templar la cadena (N), esto responde de la siguiente manera:

Segn las formulas presentadas para el clculo de la tensin de tiro de la cadena en cada uno de los puntos de inters, se tiene que:

P4 = N = 774.5341 lb.P2 = 2.2 P4 = 2.2 x 774.5341 lb. = 1703.975 lb.

Ahora nos dedicaremos a calcular el valor de la tensin P3, para lo cual se sabe que la distancia vertical entre centros es de R = 105 pies. Por lo tanto se tiene que:

P3 = P4 + RW = (774.5341 lb.) + (105 pies) x (77.5313 lb./pie) = 8915.3206 lb.

Ahora calcularemos el peso del material transportado por pie de longitud del transportador de cangilones, esto se da por medio de la formula ya antes presentada:

Donde T es el valor de la capacidad en Ton/hora que se requieren transportar por medio de nuestro tipo de elevador de cangilones elegido, este valor obedece al nmero de 54.5455 TPH. (valor de capacidad equivalente basado en un aumento del 10% de la velocidad de la cadena, debido a la clasificacin del material a transportar como no abrasivo, su clculo se detalla en la pg. 7 de este informe, y estas aclaraciones estn hechas en base al catlogo N 1000 de Link Belt).

Por otra parte S constituye la velocidad de la cadena transportadora (fpm.), y para nuestro diseo este valor es de 132 fpm., debido al carcter no abrasivo del material a transportar (maz entero), por lo tanto el peso del material transportado por pie de longitud del transportador de cangilones ser de:

Pero nos hacemos la pregunta: es realmente este el peso del material transportado por cada pie de longitud de la cadena transportadora?

Un clculo rpido, ya que conocemos tanto el peso total del material en el ramal de carga de la cadena transportadora (ramal ascendente), as como la longitud de esta cadena transportadora nos lleva a la conclusin de que el peso del material por pie de longitud de la cadena transportadora esta dado segn la frmula:

Adems, se sabe muy bien que el requerimiento de nuestro diseo exige que el elevador de cangilones transporte 60 TPH., lo que es lo mismo decir a 2202.6 lb/min, bueno teniendo en cuenta esta indicacin, veamos si es que nuestro transportador que se mueve con una velocidad de la cadena transportadora de 132 fpm, puede ser capaz de transportar dicha capacidad de peso, as tenemos que la capacidad de transporte del elevador de cangilones est dada segn:

Capacidad = (17.616 lb/pie) x (132 pies/min) = 2325.312 lb/min.

Consideraremos esta capacidad como la de trabajo de nuestro elevador de cangilones, con el fin de asegurar la perfecta descarga de las 60 TPH al silo de recepcin, ya que es inevitable controlar un llenado del 75% de los cangilones, como tambin evitar la cada del material de estos cangilones tanto en su transporte vertical como en el momento de la descarga.

Ahora nos abocamos al clculo de la tensin P5, la que se calcula en la forma:P5 = 1.2 P4 + MB = 1.2 x 774.5341 lb. + 17.616 x 29.12 = 1442.4188 lb.La simbologa B representa el dimetro del pin de la base del transportador, o mejor dicho el dimetro del pin conducido, con medidas en pulgadas, como se indica en la pg. 32 del catlogo N 1050 de Link Belt.

Solo nos falta calcular la tensin de tiro P6 y esta la calculamos en base a los siguientes factores:

Introduciendo los datos pertinentes se obtiene:

P6 = 11432.8853 lb.

Entonces la mxima tensin en la cadena P1 la calculamos de la siguiente forma:P1 = P6 - P3 = 11432.8853 lb. 8915.3206 lb. = 2517.5647 lb.Entonces para el clculo de la potencia introducimos datos:

Durante la realizacin del informe mediante el uso de esta frmula de tratamiento de datos, siempre tuvimos la incertidumbre de saber si el valor tomado para la simbologa U, presentada en la pg. 32 del catlogo N 1050 de Link Belt, era en si el correcto (nosotros tomamos el valor de 14.56 in.), ya que en si la traduccin exacta de la especificacin viene a ser distancia horizontal sin apoyos, en pies (unsupported horizontal distance, feet), pero podemos verificar si es que este valor tomado para U por nosotros es el correcto ayudndonos de la frmula presentada en el catalogo N 1050 de LinkBelt en su pg.24 para el clculo de la holgura (sag) de la cadena, esta se da en base a :

Dnde:C = Distancia exacta entre ejes, en pulgadas.E = Exceso de cadena, viene a ser la diferencia entre el arco AB y la longitud de la lnea AB, en pulgadas.Z = Holgura de la cadena, en pies.

Fig.5. Esquema del transportador de cangilones a disear con la ubicacin de los piones y sealizacin de la holgura de la cadena transportadora.(Catalogo N 1050 de Link Belt, pg. 24).

La distancia exacta entre ejes (C) ya la calculamos con anterioridad en la pg. 22 de este informe y responde al valor de 105 pies = 1260 in.Por otro lado, el exceso de la cadena (E) puede ser tratado como la diferencia entre la longitud actual de la cadena, calculada segn el numero de eslabones de la misma en la pag. 15 de este informe con valor de 2637 in., y la primera longitud aproximada de la cadena, calculada en la pg. 12 de este informe con valor de 2606.68 in., ya que esta primera aproximacin es en si la longitud de la cadena templada. As entonces:

E = Longitud actual de la cadena Longitud de la cadena templadaE = 2637 in. 2606.68 in. = 30.32 in. (exceso de cadena).

Ahora compararemos las formulas presentadas para el clculo de la holgura (sag) de la cadena, tanto en la pag. 24 como en la pag. 32 del catlogo N 1050 de Link Belt y manteniendo para una mejor exactitud de los resultados valores en pulgadas (in.)As tenemos que:

, al reducir esta ecuacin nos queda:U x V = C x E, pero la longitud V segn las especificaciones dadas viene a ser la diferencia entre la longitud actual de la cadena (2637 in.) y la distancia U, por lo tanto insertando valores a cada uno de los factores especficos se tiene que:

U x V = C x E = U x (2637 U) = (1260 in.)(30.32 in.) = 38203.2 in.El resultado de esta ecuacin nos da la forma de la siguiente ecuacin cuadrtica:U - 2637U + 38203.2 = 0, y sus soluciones tienen la forma siguiente:

Las soluciones de esta ecuacin mostraran tanto los valores de U (menor valor de las soluciones) como de V (mayor valor de las soluciones), ya que de las propiedades de ecuaciones cuadrticas (con coeficiente unitario para el primer trmino de la ecuacin, o termino con exponente cuadrtico) se sabe muy bien que la suma de ambas soluciones es igual al coeficiente del segundo trmino de la ecuacin cuadrtica (termino con exponente unitario) con signo cambiado, es decir a la longitud actual de la cadena (2637 in.), y bien la suma de U y V no es otra cosa que la misma longitud actual de la cadena, as entonces se tiene que :U = 14.5679 in. (menor valor de las soluciones de la ecuacin cuadrtica).V = 2622.4321 in. (mayor valor de las soluciones de la ecuacin cuadrtica).

Como vemos, los valores obtenidos son prcticamente idnticos a los asumidos para nuestro tratamiento de datos en la obtencin de la potencia para el funcionamiento del elevador de cangilones, segn el catalogo N 1050 de Link Belt.

9.5. Seleccin de la Potencia de consumo del eje conductor

Revisando los valores obtenidos para los diferentes mtodos de clculo, llegamos a la conclusin de que se trabajara con el mtodo indicado en la pg. 35 del catlogo N 1050 de Link Belt, en el cual se obtiene una potencia de arranque del eje conductor de 11.581 HP. As como tambin revisaremos nuevamente si la tensin nueva encontrada P1 es admitida por la cadena transportadora SS4851. As tenemos que, siendo los factores de servicio de 1.44, y de correccin de 1.1824 respectivamente, se tendr una tensin equivalente de:

Tensin equivalente = P1 x FS x FC = (2517.5647 lb) x 1.44 x 1.1824 = 4286.547 lb.

Otra vez coincidimos que la cadena seleccionada es apropiada para el transporte de material por medio del uso del elevador de cangilones a disear, ya que esta tensin se reparte equitativamente entre ambos torones de la cadena, lo que dara como resultado que la mxima tensin equivalente para una cadena de un solo torn tenga un valor de 2143.2735 lb.Este valor encontrado para la tensin mxima equivalente para una cadena de un solo torn es ac