Selección cangilones

SELECCIÓN

DE

ELEVADOR DE CANGILONES

CANGILONES 01

ELABORADO DESCRIPCION ENTREGA REVISION NOTAJ. Torrejón Selección de

elevador de cangilones

19/10/2015 Helard Alvarez

ELABORADA PARA: CURSO DE EQUIPOS DE MANIPULACION Y ALMACENAMIENTO

DOCUMENTO

MONOGRAFIA

REV FECHA

1 19/10/2015

UNIVERSIDAD DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA 2015-II

Este trabajo está dedicadoen primer lugar a Dios, a mis

padres y todas las personas que me apoyan en mis objetivos.

Equipos de manipulación y almacenamiento| Monografía 2


OBJETIVOS

Seleccionar un elevador de cangilones que cumpla los requisitos mínimos requeridos.

Realizar una memoria de cálculo para la selección del elevador de cangilones.

Familiarizarse con el uso del catálogo FMC Technologies Link-Catalogo-1000.

INTRODUCCION



El manejo de materiales es muy importante para cualquier empresa por lo que desde hace mucho tiempo se ha tratado de innovar en la utilización de estos sistemas, uno de ellos y es del que vamos abordar en este trabajo es el elevador de cangilones, este sistema es más utilizado para el transporte vertical a granel, secos, húmedos e incluso líquidos, son diseñados con amplias opciones de velocidad , altura y detalles de geometría claro esta estas características dependen fundamentalmente del material a transportar. La configuración del elevador de cangilones es según el tipo de carga y tipo de descarga, en este documento se seleccionara con respecto a un material que es el maíz, del cual de acuerdo al FMC Technologies Link-Catalogo-1000 se definirá el tipo de cangilón a usar, las dimensiones propias del cangilón a qué velocidad es requerida el movimiento del sistema y la potencia necesaria para el arranque del sistema.

INDICE

Concepto de Elevador de Cangilones 6



Componentes del elevador de cangilones 7

Datos generales de la aplicación del elevador de cangilones 8

Selección del tipo del elevador 8

Características del material 9 Características del cangilón seleccionado 9

Pesos de los subsistemas del elevador de cangilones 10

Tensión efectiva 11

Características de la faja seleccionada 12

Potencia del motor 13

Potencias para mover subsistemas del elevador de cangilones 14

ELEVADOR DE CANGILONES

Un elevador de cangilones es un sistema compuesto de diferentes componentes cuya función es el manejo de materiales o acarreo de estos a granel de una forma vertical en la mayoría de los casos, también son usadas para traslación con un ángulo de inclinación.

Estos son utilizados en la industria alimentaria de concentrados de animales, los elevadores de cangilón son sencillos para su construcción y no necesitan de una estructura compleja o



componentes de apoyo especial para el sostenimiento del ramal libre, pero si es muy necesario para el caso de los elevadores inclinados.

Las bandas usadas presentan un revestimiento de caucho anti abrasivo, apropiado para productos alimenticios. La carcasa es formada por lonas de tejido cruzado de nylon que no se desgarran, siendo el número de lonas de tejido cruzado de nylon que no se desgarra, siendo el número de lonas y la calidad de las mismas función de las necesidades propias del proceso alimentario. Para grandes tensiones se utilizan bandas con carcasa de tejido metálico.

El desplazamiento de la carga a granel se efectúa por medio de cangilones. Los cuales deben cumplir los requerimientos establecidos por las normas DIN o ASTM existiendo varios diseños y perfiles para cada tipo de material. Se construyen en acero laminado, inoxidable o nylon. Los elevadores de cangilones son ampliamente utilizados en depósitos de granos y producción alimenticia, dichos elevadores son de dimensiones relativamente pequeña en sección trasversal, a pesar de su tamaño, garantizan la entrega de la carga a gran altura (desde 5 m3/h hasta 60 m3/h).

Figura 1. Descargado de material en elevador de cangilones

COMPONENTES

Los transportadores o elevadores de cangilones constan de diferentes partes componentes que permiten el funcionamiento de los mismos, a continuación se mencionará las principales. La estructura es la encargada de encerrar y sostener todo el conjunto, generalmente está hecha de planchas de acero de 2 a 4 mm terminando su borde en angulares para poder unir sus diferentes partes entre sí. Las sesiones es de 2 a 2.5 m. El órgano de tracción puede ser banda o cadena dependiendo de la capacidad, altura del elevador y naturaleza del material transportado, las bandas son usadas para elevadores de alta velocidad ya que se desgastan menor que las cadenas cuando se manipula materiales



abrasivos. Los cangilones son los encargados de transportar material, pueden ser estampados o soldados, de hierro fundido, maleable o de polímeros. El sistema de atezado se utiliza en los levadores es de tornillo o muelle. El sistema se sitúa sobre las chumaceras de la tambora o catalina y fijo a las paredes laterales de la sesión inferior del armazón metálico, su regulación del atezados se halla en un rango de 200 a 500 mm.

Figura 2. Vista general de los componentes del elevador de cangilones1. SELECCIÓN DE ELEVADOR DE CANGILONES 01

1.1 Datos generales de diseño de la faja transportadora

DATOS PARA LA SELECCIÓN DEL ELEVADOR DE CANGILONES Nombre del elevador de cangilones CANGILONES 01Material maíz en grano( corn shelled)Peso especifico 45 lb/ft3Capacidad 50 Ton/hr 2444 ft3/hrCentro de los ejes 18.28 m 60 ft



Tamaño máximo Menos de ½ pulgadaServicio 8 – 10 hr Condición de operación Expuesto a la Intemperie

Se selecciona el tipo de elevador.De la tabla 2 (FMC Link-catalogo-1000); para este tipo del material (Maíz agrietado)

Material Peso por pie cubico Tipo de ElevadorMaíz en grano 45 lb /ft3 3, 4,5

De la tabla 3 (FMC Link-catalogo-1000), se observa que el tipo de elevador 5 cuenta con los requerimientos necesarios de capacidad máxima, toneladas por hora y densidad que son de las características pedidas, el tipo 3 y 4 no cumplen con la capacidad.

Tipode

elevador

Tamaño máximo, in Capacidad máximaPorcentaje

ft3/hrTons por hora

100 10 35 50 75 100 125

5 1/2 ½ 8750 - 219 - - -1/2 ½ 11500 - 287 - - - 1/2 ½ 14000 - 35 - - -

De la página 328 (FMC Link-catalogo-1000) se puede seleccionar el número de elevador.Número

de elevador

Cangilón Velocidad de faja FPM

Capacidad Diámetro del eje de la

cabeza (in)Tamaño

(in)Espaciamiento

(in)Pies cúbicos por

hora508 7 x 5 7 1/2 540 2570 2 7/4

La velocidad de la faja en m/s

Velocidad=

540 piemin

× 304.8mm1 pie

1000mm1m

∗1m

60 s =2.7432m /s

De la página 329 (FMC Link-catalogo-1000) se puede evaluar las características del elevador de cangilones seleccionado.

Numero de

elevador

Caballo de fuerza eje del cabezal

Ancho de la

faja (in)

tamaño carcasa piernas dentro

(in)

Peso aproximado (pounds)

Terminales

ft x centro Terminales Carcasa (ft)

508 1.1 0.069 8 10 x 10 1250 28

Numero de elevador

Eje de la cabeza Foot shaftDiam. Polea (in) Velocidad(RPM) Diam. Polea(in) Diámetro (in)

508 36 57 24 1 15/16

De la tablas N° 1 Y 2, descripción de clases de materiales (FMC Link-catalogo-1000-pag.564)Material Clase



Maíz en grano C16S

Este código representa las características del materialCaracterística del material Clase

Tamaño Granular-menos de 1/2 in CFluidez Fluye libremente- ángulo de reposo 30 a 45° 1

Abrasividad No es abrasivo 6Características Contiene polvo explosivo S

Con respecto a las dimensiones del cangilón, utilizo de la marca Tiger-Tuff que está hecho de una material polietileno de alta densidad aprobado para contener productos alimenticios como maíz, café, semillas, etc. Me ofrece las siguientes características

Paredes más gruesas, labio frontal reforzado para excavar. Mayor capacidad. Descarga más limpia. Alta resistencia a la abrasión y al impacto. No-corrosivo, no genera chispas.

Tamañonominal

Tamaño actual del cangilón (in) Espesor pared

respaldo

Peso (lbs)

Capacidad ft ^3longitud proyección profundidad X-X Y-Y

7 x 5 7 5/8 5 3/4 5 0.33 1.38 0.0516 0.0413

Orificios (in)Centros Numero de orificios Dimensión del tornillo Arriba - Abajo2 2/3 3 1/4 1 5/8

Peso del material en cada cangilónVolumen=0.0516 ft3

Elijo el llenado en el X-X ya que me permite mayor capacidad de almacenaje.

Masa=0.0516 f t 3 x 45 lbpie3

=2.32 lb

Cantidad de cangilones, esto se puede saber con el siguiente cálculo



Cantidad de cangilones= Perimetrode la FajaPasoentre cangilon

Perímetro=2C+Arco (r )+Arco (R)

Perímetro=2∗18280+957.56+1445.63=38963.19mm

Paso=190.5mm

Cantidad de cangilones=38963.19mm190.5mm

Cantidad de cangilones=204

Ahora se evaluara las masas totales que se encuentran en nuestro sistemaPesode cangilones sin carga=204∗1.38=281.52lb

Solo la mitad del elevador de cangilones esta con materialPesode la carga=102∗2.32=236.64 lb

Ahora se evalúa solo el peso de la fajaAreade la faja=perimetro∗ancho=38.96319∗0.2032=7.917m2

Aproximadamente el peso por metro cuadrado una faja estándar es de 10 kg, el peso total de la faja sería

Pesode la faja=79.17 kg

Y el peso respectivo de cada polea, con respecto al ancho de la faja y diámetro de la polea.Pesode la polea de lacabeza=190 lbPesode la polea de los pies=100lb

Después Hallo la potencia continua:Potencia=terminal+C∗( ft∗centro)Potencia=1.1+60∗0.069=5.24Hp

Lo redondeo a la potencia de 5.5 HpSelección de la fajaComo se tiene la potencia que se requiere para izar el elevador, se puede hallar el torque generado en la polea de mayor diámetro

T= 63000∗h pRPM dela poleamayor

T=63000∗5.557

=6079lb∗¿

La tensión efectiva que actúa en las fajas



Tefectiva= 6079 lb∗¿18∈¿=337.72 lbf ¿

Tefectiva=153.01kgf

Se sabe que existe una relación entre las tensiones de las fajasT 1=T 2+Tefec

T 1T 2

=euθ

u= coeficiente de rozamiento

u=0.54− 140500+v

v=540 ft /minu=0.405

Angulo de contacto

θ=π−2 Arc sen( D−d2C

)

D=36∈¿d=24∈¿

θ=180.95°

e= constante neperianoT 2=59.76 kgfT 1=212.77 kgf

Para hallar la tensión 1, con valores más exactos se le adicionara a la T2 el peso de la faja y el peso de los cangilones sin carga.

T 2corregido=59.76 kg+ pesoadicional

Pesoadicional=79.17kg+281.52 kg

Pesoadicional=360.69 kg

T 2corregido=420.45 kg

T 1corregido=T 2corregido+Tefectiva

T 1corregido=573.46 kg



Se convertirá en newton

T 1corregido=573.46 kg∗9.81 ms=5626N

Fuerza por cada longitud de milímetro

F= T 1anchode la faja enmm

= 5626N203.2mm

F=27.68 Nmm

En libras sobre pies

F=155.8 lb¿Se selecciona una faja de marca Icobandas ENL con las siguientes características

Alta velocidad, alta capacidad manejo de materiales Operación silenciosa y liviana Alta resistencia a la abrasión Resistencia a diferentes agentes químicos y de temperatura-

Carecen de caucho en la cubierta superior e inferior, porque normalmente no se requiere en transportadores verticales, al eliminarlo reduce el peso y el costo de la banda.

CARACTERISTICA IcobandasTipo 168Numero de Lonas 2Espesor cojines pulgadas 1/16Espesor Total mm 2.4Peso g / in/m 74Carga de trabajo lb /in 168Carga de rotura lb/in 1680

SELECCIÓN DEL MOTORSe halla la potencia de arranque para cada subsistema.

Pesode cangilones sin carga=127.69 kg

Pesode la carga=119.58kg

Pesode la faja=79.17 kgDatos asumidos

Velocidad de la Faja=2.7432ms

tiempo dearranque=0.4 s



Aceleraciondearranque=6.858ms2

Para poder obtener la potencia de arranque, es necesario evaluar para casa componente de mi elevador de cangilones.Potencia requerida para elevar solo el material

F xmaterial=119.58kg∗6.858 ms2

F xmaterial=820.079N

Potencia=F x V

Potencia=820.079N∗2.7432ms

Potencia=2249.64Watts

Potencia requerida para elevar la faja transportadora

F x faja=79.17 kg∗6.858 ms2

F xmaterial=542.94N

Potencia=F x V



Potencia requerida para elevar el peso de los cangilones

F x cangilones=127.69 kg∗6.858ms2

F x cangilones=875.69N

Potencia=F x V



Potencia requerida para girar la polea motriz

w= Velocidad linealradio de la polea

=2.74320.4572

W=6 rads2



tiempo dearranque=0.4 s

α=15 rads2

Masa de la polea motriz =190lib =86.18 kg

Inercia=96.18 kg∗(0.9144m)2

4(9.8ms2

)

Inercia=2.24kg∗m∗s2

Momento torsional

MomentoTorsional=2.24 kg∗m∗s2∗15 rads2

MomentoTorsional=336N∗mPotencia

Potencia=2016Watts

Potencia requerida para elevar la polea de los pies

Masa de la polea motriz =100lb =45.35 kg

Inercia=45.35 kg∗(0.9144m)2

4(9.8ms2

)

Inercia=0.967kg∗m∗s2

Momento torsional

MomentoTorsional=0.967 kg∗m∗s2∗15 rads2

MomentoTorsional=145.05N∗mPotencia para elevar la polea de los pies

Potencia=870.3WattsPotencia total de arranque

∑ P=¿2249.64+1489.4+2402.21+2016+870.3 ¿

∑ P=¿9027.34Watts¿



Potencia=9.0270.75

En HpPotencia=12.036HP

Ahora se seleccionara un motor de la marca WEG, W22 Carcasa de Hierro Griss – Premium Efficiency – IE3, con las siguientes características.

Norma Frecuencia Voltaje

nominalPolo

sPotencia

Carcasa Ip / In

Par de arranque

Par máximakW

IEC 60 Hz 220/440V 4 9.2 132M/LCarcasa Estándar 8.5 240% 350%

Momento de inercia

Tiempo de rotor bloqueado Peso Nivel de

ruidoFactor de Servicio

Rotación nominal

0.06757 kgm2 9 s86.0 kg 58 dB(A) 1.25 1765 rpm

Eficiencia (%) Factor de Potencia Corriente

nominal Altitud Régimen Temperatura Ambiente Protección

50% 75% 100% 50% 75% 100%

91 91.8 92.4 0.66 0.78 0.84 31.2/15.6 A1000 m S1 -20ºC - +40ºC IPW55


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