Embed Size (px)
DESCRIPTION
Tésis sobre cálculo de sinfines y cangilones
Citation preview
UNIVERSIDAD TECNICA DE MANABI FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
TESIS DE GRADO
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERO MECANICO
TEMA:
IMPLEMENTACION DE UN SOFTWARE Y EQUIPOS PARA SU
OPERATIVIDAD PARA EL CALCULO Y DISEÑO DE
TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFIN Y CANGILONES PARA EL
LABORATORIO DE DIBUJO MECANICO ASISTIDO POR COMPUTADOR
DE LA CARRERA DE INGENIERIA MECANICA DE LA UTM.
AUTORES:
DAVILA INTRIAGO ALEX XAVIER
VELASQUEZ ALVAREZ ROSENDO RAFAEL
ZAMBRANO AYON KELVIN ANTONIO
DIRECTOR:
ING. FRANCIS B. GOROZABEL M. SC.
PORTOVIEJO – MANABÍ – ECUADOR
2011
I
TEMA
IMPLEMENTACION DE UN SOFTWARE Y EQUIPOS PARA SU
OPERATIVIDAD PARA EL CALCULO Y DISEÑO DE
TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFIN Y CANGILONES
PARA EL LABORATORIO DE DISEÑO MECANICO ASISTIDO
POR COMPUTADOR DE LA CARRERA DE INGENIERIA
MECANICA DE LA UTM.
II
DEDICATORIA
Alcanzar las metas y culminar con éxito los proyectos planteados en la vida es el
éxito primordial más satisfactorio del ser humano alcanzar estas metas con el apoyo
incondicional de los seres queridos por este motivo dedico este proyecto y el título a
obtener en la profesión anhelada por mí a las personas que me dieron la vida mis
padres, Freddy Ramón Velásquez Palma y Exita María Álvarez Laz por su
apoyo, amor, confianza, dedicación en cada una de las etapas de me educación hasta
lograr este éxito.
A la persona que con su cariño y amor ha sido un pilar fundamental en el desarrollo
de este proyecto a mi novia Jessica Magali Viri Orellana te dedico este éxito en mi
vida
Nunca me dejaron solo siempre conste y estuvieron presente en los momentos
felices y difíciles de mi carrera por lo que mi tesis es su orgullo.
A mis hermanas que con sus palabras de apoyo me dieron fuerzas para llegar a la
cima de mi carrera.
Rosendo Rafael Velásquez Álvarez
III
DEDICATORIA
Quiero dedicar este nuevo logro en mi vida a nuestro ser supremo a ti mi DIOS
gracias por escuchar mis oraciones a mis ángeles Kelvin Antonio y Kelvin Vicente
mis hermanos que desde el cielo velan por nuestra familia a ti madre del cielo
Narcisa de Jesús Martillo que eres y serás siempre una guía en mi camino a
ustedes Pedro y Jenny mis padres por su insuperable apoyo mil gracias, porque
creyeron en mí y porque me sacaron adelante, dándome ejemplos dignos de
superación y entrega, porque en gran parte gracias a ustedes, hoy puedo ver
alcanzada mi meta, ya que siempre estuvieron impulsándome en los momentos más
difíciles de mi carrera a mis hermanos Pedro y Armando que se han sacrificada tanto
como mis padres para darme lo mejor y María José mi sobrina que aunque la
distancia nos separe tus palabras de aliento siempre estuvieron presentes.
Y a las dos mujeres que adoro con mi vida mi esposa Verónica, le dedico este logro
Por su paciencia, por su comprensión, por su empeño, por su fuerza, por su amor,
por ser tal y como es. Siendo mí apoyo en todo momento depositando su entera
confianza en cada reto que se me presentaba.
Y mi hija, Kiarita Ahinoa .Ella es lo mejor que me ha pasado mi mayor felicidad
mis ganas de vivir mi regalito de Dios Es sin duda mi referencia para el presente y
para el futuro.
Kelvin Antonio Zambrano Ayón
IV
DEDICATORIA
Dedico mi trabajo primeramente:
A Dios creador de todas las cosas, el que me ha dado fortaleza para continuar cuando
he estado a punto de caer; por ello, con toda la humildad que de mi corazón Gracias.
A mis Padres Galo y Ritha, a quien les debo toda mi vida, les agradezco el cariño y
su comprensión, a ustedes quienes han sabido formarme con buenos sentimientos,
hábitos y valores, lo cual me ha ayudado a salir adelante buscando siempre el mejor
camino. Mi triunfo es el de ustedes ¡Los Amo!
A mis hermanas Ritha, Susana y Cristina, por su inmenso cariño, muestras de afecto
y por darme ánimos para alcanzar esta meta tan importante en mi carrera profesional.
A mi preciosa sobrina Ritha María, por llenarme de felicidad con su llegada.
A mi novia Silvia Ilarene, por ser alguien muy especial en mi vida y por
demostrarme que en cada momento cuento con ella…TE AMO.!!!
Alex Xavier Dávila Intriago
V
AGRADECIMIENTO
Nuestra tesis demando de un gran esfuerzo dedicación y fortaleza por lo que el
principal agradecimiento es para.
El Ing. Hernán Nieto castro que en su calidad de máxima autoridad nos brindó su
apoyo en nuestro periodo estudiantil y nos supo guiar por el mejor camino.
El Ing. Antonio Sánchez Puya que es su calidad de director de tesis y como amigo
dedico su tiempo y esfuerzo para guiarnos en la realización de nuestra tesis.
A nuestro nuevo director de tesis el Ing. Francis Gorozabel Chata por guiarnos en la
culminación de nuestro proyecto
El Ing. Lenin Pita Cantos que como director de carrera y docente nos preparó de la
manera más apropiada para afrontar nuestra vida profesional.
A nuestros amigos y familia que siempre nos brindaron su apoyo incondicional para
conseguir este logro.
A María Ch. Amiga muy especial y pilar fundamental en mis años de estudios
gracias por tu apoyo.
A nuestra alma mater la Universidad Técnica de Manabí que nos acogió en sus
instalaciones y nos permitió adquirir conocimientos científicos además de valores
éticos y morales.
Rosendo Rafael Velásquez Álvarez
VI
AGRADECIMIENTO
A Dios por llevarme a su lado a lo largo de esta vida llenándome de alegría y gozo.
Este proyecto es el resultado del esfuerzo conjunto de todos los que formamos este
grupo de trabajo. Por esto agradezco a nuestro director de tesis, Ing. Francis
Gorozabel profesor a lo largo de nuestra carrera y hoy quien nos encamina hasta la
cúspide de la meta por alcanzar. Aquella persona que nos dio impulso y sin esperar
nada a cambio compartió pláticas y conocimientos con nosotros Ing. Lenin Pita
Director de carrera. A quien con su esfuerzo y responsabilidad a logrado mejorar y
mantener la excelencia académica de nuestra escuela Ing. Hernán Nieto decano de
la facultad de ciencias Matemáticas Físicas y Químicas.
A mis compañeros Rafael Velásquez, Alex Dávila y mi persona, quienes a lo largo
de este tiempo hemos puesto a prueba nuestras capacidades y conocimientos en el
desarrollo de este proyecto de tesis el cual ha finalizado llenando todas nuestras
expectativas.
A mis hermanos, tíos, primos, abuelos y amigos. Gracias por haber fomentado en mí
el deseo de superación y el anhelo de triunfo en la vida.
Mil palabras no bastarían para agradecerles su apoyo, su comprensión y sus consejos
en los momentos difíciles.
Finalmente un eterno agradecimiento a esta prestigiosa universidad la cual abre sus
puertas a jóvenes como nosotros, preparándonos para un futuro competitivo y
formándonos como personas de bien
A todos, espero no defraudarlos y contar siempre con su valioso apoyo, sincero e
incondicional.
Kelvin Antonio Zambrano Ayón
VII
AGRADECIMIENTO
Agradezco de manera muy especial al Ing. Francis Gorozabel, director de nuestra
tesis, que gracias a su tiempo y dedicación pudimos culminar nuestro trabajo.
A mi tía Susana por su gran apoyo incondicional.
Al Ing. Lenin Pita, por sus sabios consejos y conocimientos impartidos hacia mí, mil
Gracias.
Al Ing. Pablo Linzan, por enseñarme el verdadero significado de la lealtad. Gracias!
Al Ing. Ángel Arteaga, quien siempre nos aconsejó que la honestidad es y será el
valor más grande en el ser humano. Gracias.
A mis compañeros de tesis y amigos Kelvin y Rafael, muchas gracias por su ayuda
en la realización de esta tesis que no es solo un logro sino nuestro sueño.
A mi primo y hermano Mikael, por su apoyo incondicional y amistad infinita,
muchas Gracias.
A mi cuñado José Luis, por su apoyo incondicional en todo momento.
A mi amigo Oswaldo, por estar conmigo en las buenas y en las malas.
A mis Suegros Don Robert y Sra. Silvia, por sus sabios consejos y gran apoyo
brindado.
A mis tías Patricia Miranda y Marita Moreira, por su apoyo incondicional en toda mi
carrera.
Alex Xavier Dávila Intriago
VIII
CERTIFICACIÓN DEL DIRECTOR DE TESIS
Ing. Francis Gorozabel catedrático de la Facultad de Ciencias Matemáticas Físicas
y Químicas Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica de Manabí
en calidad de director de tesis del trabajo de investigación sobre el tema periodo
2011 -2012
CERTIFICA
Que el presente trabajo es producto de la investigación, dedicación, perseverancia y
originalidad de los autores señores: Velásquez Álvarez Rosendo Rafael, Dávila
Intriago Alex Xavier, Zambrano Ayón Kelvin Antonio, habiendo dado cumplimiento
con todas las disposiciones reglamentarias establecidas para el efecto y para
constancia del mismo firmo el documento
________________________
Ing. Francis B. Gorozabel M. Sc.
Tutor del proyecto de tesis
IX
CERTIFICACIÓN DEL TRIBUNAL DE REVISIÓN DE TESIS
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABI FACULTAD DE CIENCIAS
MATEMATICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS
CARRERA DE INGENIERÍA MECANICA
TEMA:
“IMPLEMENTACION DE UN SOFTWARE Y EQUIPOS PARA SU
OPERATIVIDAD PARA EL CALCULO Y DISEÑO DE
TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFIN Y CANGILONES PARA EL
LABORATORIO DE DIBUJO MECANICO ASISTIDO POR COMPUTADOR
DE LA CARRERA DE INGENIERIA MECANICA DE LA UTM”
TESIS DE GRADO
Sometida a consideración del Tribunal de Revisión y Sustentación y legalizada por el
Honorable Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y
Químicas, como requisito previo a la obtención del título de.
“INGENIERO MECANICO”
APROBADO
Ing. Francis B. Gorozabel M. Sc Ing. Winter Delgado Gonzembach.
DIRECTOR DE TESIS PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
Ing. Jacob Mendoza C. Ing. Manuel Córdova
MIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL
X
DECLARACIÓN SOBRE LOS DERECHOS DEL AUTOR
La responsabilidad de las ideas investigaciones resultados y recomendaciones del
presente proyecto de tesis es el resultado de la dedicación, responsabilidad, esfuerzo,
anhelo y amor a la carrera es de exclusiva responsabilidad de los autores.
Velásquez Álvarez Rosendo Rafael Zambrano Ayón Kelvin Antonio
Autor Autor
Dávila Intriago Alex Xavier
Autor
XI
ÍNDICE
CONTENIDO PAG
Página de título o portada
Tema I
Página de dedicatoria II
Agradecimiento V
Página de aprobación por el director de tesis VIII
Página de aprobación del tribunal de grado IX
Página de autoría de tesis X
Índice general de contenidos XI
Resumen ejecutivo XVI
Sumary XVII
A. PRINCIPAL
CONTENIDO PAG
1. Localización del proyecto 1
2. Fundamentación 1
2.1 Diagnóstico de la comunidad 2
2.2 Identificación del problema 5
2.2.1 Fortalezas 5
2.2.2 Debilidades 6
2.2.3 Amenazas 6
2.2.4 Oportunidades 7
2.3 Priorización del problema 7
XII
2.3.1 Problema 8
3. Justificación 9
3.1 Justificación tecnológica 9
3.2 Justificación social 10
3.3 Justificación económica 10
4. Objetivos 11
4.1 Objetivo general 11
4.2 Objetivos específicos 11
5. Marco referencial 12
5.1 Generalidades 12
5.1.1 Materiales que transporta 13
5.1.2 Transportador de tornillo sinfín 16
5.1.2.3 Materiales de construcción de los tornillos sinfín 17
transportadores y sus características
5.2 Principio de funcionamiento 19
5.2.1 Características de los materiales 19
5.2.2 Selección del transportador tamaño y velocidad 20
5.2.3 Limitaciones del tamaño de las partículas 21
5.3 Transportadores helicoidales inclinados y verticales 22
5.3.1 Alimentadores helicoidales 23
5.3.2 Sentido de los transportadores 24
5.3.3 Rotación de un transportador helicoidal 25
5.4 ventajas y desventajas del transportador tornillo sin fin 26
5.4.1 Clasificación 27
XIII
5.4.2 Tipos de tornillos sinfín del transportador 28
5.4.3 Helicoides básicos de transportadores y tipos de pasos 29
5.5 Casquillos para los transportadores 33
5.5.1 Cubiertas 35
5.5.2 Artesas 39
5.5.3 Descargas 45
5.6 Entradas 48
5.6.1 Recomendaciones para operación y mantenimiento de los
transportadores helicoidales 52
5.6.2 Mantenimiento 53
5.6.3 Operaciones peligrosas 54
5.7 Seguridad 54
5.7.1 Tipos de configuración para transportadores de tornillo 55
Sinfín
5.7.2 Transportador de cangilones 59
5.7.3 Generalidades 59
5.8 Principio de funcionamiento 60
5.8.1 Ventajas y desventajas del trasportador de cangilones 61
5.8.2 Usos 62
5.8.3 Clasificación 62
5.9 Según el tipo de carga 62
5.9.1 Según el tipo de descarga 63
5.9.2 Partes componentes 64
5.9.3 Especificaciones técnicas del elevador de cangilones 68
XIV
5.10 Tipos de elevadores de cangilones 69
6. Beneficiario 72
6.1 Beneficiarios directos 72
6.2 Beneficiarios indirectos 72
7. Metodología 75
7.1 Actividades desarrolladas 75
8. Recursos 76
8.1 Recursos humanos 76
8.2 Recursos materiales 77
8.3 Recursos económicos 77
9. Ejecución del proyecto 89
9.1 Implementación de los computadores 80
9.2 Modelos matemáticos para el cálculo de los
Transportadores de tornillo sinfín y cangilones 83
9.3 Modelo matemático para el cálculo del software
Del transportador de tornillo sinfín 83
9. 2 Algoritmo para el cálculo del transportador sinfín 83
9.2.1 Software para el cálculo y diseño de transportadores helicoidales 85
9.2.2 Manual del usuario del software de transportador de tornillo helicoidal 86
9.2.3 Instalación del software a los computadores 108
9.3. Prueba del software y los equipos 109
9.3.1 Ejercicio de prueba para el cálculo y diseño de transportadores
Helicoidales 109
9.3.2 Modelo matemático para el desarrollo del
XV
Transportador de cangilones 126
9.3.3 Algoritmo para el cálculo de transportador
De cangilones 126
9.4 Software para el cálculo del transportador de cangilones 130
9.4.1 Manual del usuario del software de transportador de cangilones 131
9.4.2 Instalación del software a los computadores 145
9.4.3 Prueba del software y los equipos 146
9.5 Ejercicio de prueba para el calculo y diseño de transportadores de
Cangilones 147
10. Resultados obtenidos 159
10.1 Resultados para la facultad 159
10.2 Conclusiones y recomendaciones 160
10.2.1 Conclusiones 160
10.2.2 Recomendaciones 161
11. Sustentabilidad y Sostenibilidad 162
11.1 Sustentabilidad 162
11.2 Sostenibilidad 163
12. Presupuesto 164
13. Cronograma valorado 165
14. Bibliografía 166
Anexos 167
XVI
RESUMEN
El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un software interactivo en Visual
Basic para el cálculo y diseño de transportadores de tornillo sinfín y de cangilones es
la selección de los diferentes componentes de un transportador de Tornillo Sinfín y
de cangilones. Se definirán parámetros iníciales tales como: tipo de material a
transportar, capacidad que se requiere transportar, distancia a transportar, paso del
Sinfín, acciones adicionales del transportador, temperatura del material y tiempo de
operación. Una vez ingresados todos estos datos el programa efectuará los algoritmos
necesarios y emitirá como resultado toda la información competente al diseño en
cuestión, tales como dimensiones, figuras, tablas. Con estos resultados, el ingeniero
podrá planear la construcción e instalación del transportador requerido.
XVII
SUMMARY
The objective of this project is the development of interactive software in Visual
Basic for calculation and design of screw conveyors and bucket is the selection of
the different components of a conveyor screw auger and bucket. Initial parameters
will be defined such as: type of material to be transported, transport capacity
required, distance to transport, over Auger, additional shares of the
conveyor, material temperature and operating time. Once you have entered all
this data the program fee and issue the necessary algorithms as a result all the
information relevant to the design in question, such as dimensions,
figures, tables. With these results, the engineer can plan the construction and
installation of conveyor required.
1
1. LOCALIZACIÓN FÍSICA
La Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas de la Universidad Técnica
de Manabí es la localidad donde se va a desarrollar este proyecto, específicamente
en el Laboratorio de dibujo mecánico asistido por computadora de la Carrera de
Ingeniería Mecánica. La dirección (ubicación) de este centro de educación superior
es: Avenida Urbina o Avenida Universitaria
2. FUNDAMENTACIÓN.
La Universidad Técnica de Manabí propone para sus estudiantes egresados y en el
curso del último semestre de sus respectivas carreras seis tipos de modalidades de
graduación que son:
Investigación científica, desarrollo comunitario, pasantía, proyectos productivos,
experiencia profesional y docencia, cada una con igual importancia estos sistemas de
graduación tienen sus esquemas metodológicos guiado a desarrollar de manera
dinámica y eficiente del proyecto de tesis .el desarrollo de tesis en su modalidad de
desarrollo comunitario tiene como objetivo guiar al estudiante egresado a resolver
problemas de su comunidad ejecutando conocimientos científicos y experiencias
adquiridos durante sus años de estudio en el alma mater con la participación de la
comunidad beneficiada
La Facultad de Ciencias Matemáticas Físicas Y Químicas se verá beneficiada con
cualquiera de estas modalidades de graduación que se elijan por este motivo el
siguiente proyecto de tesis se va a plantear en la modalidad de desarrollo comunitario
2
consientes del valioso aporte que se está brindando a la comunidad universitaria
específicamente en el espacio académico que constituye a la carrera de ingeniería
mecánica con este proyecto se impulsara a la cerrera de ingeniería mecánica a la
vanguardia con los avances tecnológicos de la informática
2.1. DIAGNOSTICO DE LA COMUNIDAD
Un diagnostico involucra la descripción radiográfica de la comunidad por esto se
considera primordial un enfoque breve y puntual del centro de estudios superior
Universidad Técnica de Manabí
El 25 de junio del 2011 la Universidad Técnica de Manabí celebró 57 años de
fundación, en el transcurso de este periodo se han llevado a cabo grandes
desarrollos y acontecimientos en el ámbito institucional y científico. En los inicios la
Universidad Técnica de Manabí realizo sus funciones como centro de estudios
superiores con las Facultades de Ingeniería Agrícola e Ingeniería Agronómica y
Medicina Veterinaria.
Poco tiempo después específicamente, el 13 de octubre de 1958, se fundó nuestra
Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas; iniciando sus actividades en
1959 con las carreras de Ingeniería Eléctrica y Mecánica. En 1970 se crean las
carreras de Ingeniería Civil e Industrial y desde el 2004 aporta a la colectividad con
la carrera de Ingeniería Química.
La Facultad de Ciencias Matemáticas Físicas y Químicas fue la primera en disponer
de un edificio funcional, además se encuentra equipada con talleres y laboratorios
entre los cuales se pueden nombrar a los laboratorios de: Ensayos no Destructivos,
3
Suelos y rocas, Controles Automáticos, Hidráulica, Diseño Mecánico, Química,
Física, Informática, Laboratorio de Inyección Electrónica, Electrónica, Máquinas
Eléctricas, Maquinas Térmicas, Laboratorio de Centrales Térmicas y Refrigeración.
Entre los talleres están el de Máquinas Herramientas, Soldaduras, Máquinas
Eléctricas, entre otros. Últimamente se han incorporado una planta industrial piloto y
el laboratorio de Operaciones Unitarias.
A pesar de que la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas es una de
las Facultades más antiguas de la Universidad, en la actualidad cuentan con un
déficit en infraestructura física y de laboratorios y talleres que estén de acorde con
los adelantos tecnológicos que requiere la época actual para las actividades
académicas. Un claro ejemplo, es el edificio que data del año 1974 y sus
instalaciones ya no brindan las condiciones requeridas para las labores académicas,
teniendo en cuenta que fueron diseñadas para una época en que la tecnología
educativa no exigía adelantos tecnológicos y herramientas como ahora se exige .
Existen aulas tan grandes, apropiadas para los años 70 y 80 pero que en la actualidad
son mal administradas
Las carreras que dispone nuestra Facultad técnicas y en consecuencia la educación
es fundamentalmente científico – técnico, con un desarrollo significativo de la
investigación que facilite el aspecto intelectual y profesional en el estudiante. Esto
implica el uso apropiado de equipos y herramientas como computador, proyector,
laboratorios, entre otros, de igual manera el confort del local y la efectividad con que
se manejen estas herramientas hará posible un cambio efectivo que aún no se ve
desde la perspectiva externa, el ambiente en el aula y la fortaleza de las instancias
4
académicas son factores que influyen en el rendimiento institucional, en esa medida
hay que disponer de los equipos apropiados para este fin.
La situación financiera de la Facultad es crítica, sabemos que este problema siempre
ha sido así, lo que no debe ser un limitante para el estudiante pues, el reto de cambio
no es aplazable ni tampoco transferible, hay que enfrentarlo y para ello se debe
recurrir a todas las fortalezas con que se cuenta, una de ellas somos los estudiantes, el
sistema de graduación vigente.
La Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, una de las primeras en el
orden académico, evidenciando un marcado incremento en el número de estudiantes
y profesores, lo que nos obliga a ser más eficientes y efectivos en todos los órdenes,
de allí que el trabajo estaría focalizado en lo académico, docente, administrativo y
fundamentalmente la actitud de los estudiantes, que nos permita trascender en algo
que en la actualidad no tiene el espacio que requiere
La Facultad cuenta con un edificio funcional de tres plantas, con un paraninfo
funcional y amplios pasillos que llevan a cerca de 40 espaciosas aulas; en la planta
baja funciona, desde su inauguración, la biblioteca de la Universidad, además de la
administración. Se complementa su infraestructura con varios talleres y laboratorios
diseminados por sitios adyacentes.
La estructura académico - administrativa de la Facultad está expresada en el estatuto
y sus reglamentos, la misma que se manifiesta de siguiente forma:
Junta de Facultad. H. Consejo Directivo. Decano. Subdecano. Juntas de Carreras.
Comisiones permanentes y temporales y coordinadores de paralelos. Cada una de
estas instancias tiene un papel relevante en el logro de los objetivos institucionales.
La Junta de Docentes es la máxima autoridad de la Facultad, está integrada por todos
5
los docentes principales, el 30% de representantes estudiantiles y el 10% de
representantes de empleados. La preside el Decano de la Facultad.
2.2. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA.
Vamos a valernos de las técnicas de la matriz FODA para analizar la situación y
problemática de nuestra facultad inclinando nuestro agudo sentido a la Carrera de
Ingeniería Mecánica, por obvias razones.
Esta matriz es consecuencia de la percepción directa de la realidad, lluvia de ideas,
análisis de la realidad con estudiantes, docentes y autoridades
2.2.1. FORTALEZAS
Reforma Académica en marcha en todas las Carreras, implementa el estudio por
créditos y planificación por competencias.
Estructura Institucional con trayectoria de 51 años de antigüedad.
Oferta de cinco carreras de Ingeniería y programas tecnológicos potencialmente
disponibles.
Talleres y laboratorios en constante actualización y renovación.
Aulas en proceso de implementación y tecnificación con ayudas didácticas y
logística electrónica.
Sesenta por ciento de la plana docente con titulo de cuarto nivel, maestrías y
diplomados.
Proceso de graduación dinámico y multivariado en el tercer nivel.
6
Extensión a la comunidad, efectiva y constante.
2.2.2. DEBILIDADES
Déficit en aulas que limita el ingreso de los aspirantes.
Autogestión reducida, literalmente, a cero.
Muchas aulas aún no están acondicionadas a las técnicas pedagógicas y didácticas de
actualidad.
Un buen número de docentes que trabajan en la modalidad de contratos.
Talleres y laboratorios con déficit de equipos y los que están disponibles son
tecnológicamente desactualizados.
Poco uso del recurso de la Informática en las aplicaciones docentes por falta de la
logística apropiada.
Falta de acceso a Internet dirigido a docentes y estudiantes.
Falta de implementación en el laboratorio de dibujo asistido por computador
2.2.3. AMENAZAS.
Abrupto aumento estudiantil acelerada en los últimos años.
Un nivel académico regular o bajo en los aspirantes a ingresar en la Facultad.
Saturación de profesionales en el medio, en algunas de las carreras
7
2.2.4 OPORTUNIDADES.
Potenciación de nuevos recursos materiales y tecnológicos.
Potencial construcción del complejo petroquímico en Manabí.
Industria relacionada con los productos agrícolas y marítimos.
2.3. PRIORIZACION DE PROBLEMAS
La matriz de debilidades o problemas nos permite hacer análisis de la situación de la
Facultad y por ende de la Carrera de Ingeniería Mecánica, en este sentido, este
análisis nos pone ante un problema muy general, cual es la implementación de un
laboratorio de dibujo mecánico asistido por computador y aplicaciones informáticas,
el mismo que, por su amplitud y diversidad, se lo tiene que derivar en varios otros
sub proyectos, capaz de poder consolidar un valioso soporte académico en la Carrera
de Mecánica.
Con aplicación de este proyecto proponemos implementar un software para calcular
y diseñar transportadores de tornillo sinfín y cangilones con cinco computadores
para el Laboratorio de dibujo mecánico asistido por computador de la Carrera de
Ingeniería Mecánica
8
2.3.1. PROBLEMA
¿Con la implementación conjunta de Software para transportadores de sinfín y
cangilones y equipos para su operatividad (computadores) se consolidara el
laboratorio de dibujo mecánico asistido por computadora de la Carrera de Ingeniería
Mecánica?
9
3. JUSTIFICACION
La Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas, al igual que otras
unidades académicas tiene severas limitaciones económicas que no le permiten
invertir en los esquemas de apoyo didáctico a los docentes y más aún implementar
equipos con tecnologías de punta que están en plena aplicación en otros centros de
estudio; este recurso es muy valioso en las actividades cotidianas del docente y
estudiantes, no sólo porque es novedoso sino que permite una transmisión del
conocimiento con calidad y agilidad.
El enfoque que se le dará a este proyecto es el que sustenta la modalidad de
graduación de Trabajo Comunitario, la estrategia, a más de implementar este
importante recurso didáctico, es incorporar nuevas tecnologías en el ambiente
académico de la Carrera de Ingeniería Mecánica y aquellas que hacen uso de la
computación.
3.1. JUSTIFICACIÓN TECNOLÓGICA.
El aspecto tecnológico y de generación de nuevos conocimiento de este proyecto es
de suma importancia, a través de él se pondrán en práctica varios de los
conocimientos teóricos que tienen relación con los elementos de máquinas o diseño
de máquinas, que engloba una amplia gama de fuentes de trabajo, no sólo en lo
interno de nuestra Facultad.
10
3.2. JUSTIFICACIÓN SOCIAL.
Con la elaboración e implementación de este proyecto se lograran muchos beneficios
identificados con la Carrera de Ingeniería Mecánica, tanto los alumnos como los
docentes de esta carrera tendrán la oportunidad de capacitarse óptimamente
3.3. JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA.
El financiamiento del proyecto se conseguirá mediante la autogestión y el aporte
individual por pare de cada uno de los estudiantes, de esta manera se justifica y
asegura la factibilidad del mismo, todo lo cual lo contempla el reglamento
11
4. OBJETIVOS
Para la realización del presente proyecto de desarrollo comunitario, hemos planteado
los siguientes objetivos:
4.1. OBJETIVO GENERAL
Implementación de un software y equipos para su operatividad para calculo diseño y
selección de materiales de un transportador de tornillo sinfín y cangilones para el
laboratorio de dibujo mecánico asistido por computador de la carrera de Ingeniería
Mecánica.
4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Determinar la influencia de los transportadores sinfín y cangilones en la
industria y sus aplicaciones
Definir el modelo matemático para calcular el transportador de tornillo sinfín y
cangilones
Elaboración del software
Prueba de funcionamiento del software e instalación
Implementar los equipos necesarios para la operatividad del software
12
5. MARCO REFERENCIAL.
5.1. GENERALIDADES.
El Tornillo Sinfín es uno de los aparatos más antiguos para transportar materiales
que conoce la humanidad, el diseño original data de hace más de 2000 años desde
que el transportador de Tornillo Sinfín apareció su uso se enfocó en instalaciones
para regadío, transporte de granos, polvos finos y otros materiales al granel
Hoy en día, la tecnología moderna ha hecho del transportador de Tornillo Sinfín uno
de los métodos más eficaces y baratos para el movimiento continuo de materiales al
granel a cortas distancias.
Los transportadores de Tornillo Sinfín pueden operar sobre un plano horizontal e
incluso inclinado, con múltiples entrada y salida. Con ellos se moviliza una amplia
gama de materiales que tienen tendencia a fluir tales como granos, polvos, pellets e
incluso algunos líquidos.
El transporte continuo de materiales al granel a cortas distancias y dentro de
instalaciones industriales, se lleva de un proceso a otro el material; para lo cual una
de las soluciones ingenieriles es el empleo de transportadores de tornillo sinfín y
cangilones.
El presente tema de tesis tiene por objetivo proporcionar al ingeniero mecánico una
herramienta confiable del diseño de transportadores de tornillo sinfín y cangilón
considerando todos los aspectos técnicos involucrados en el movimiento de cualquier
clase de material granular esta herramienta será un software interactivo desarrollado
en visual Basic para el diseño y selección de los diferentes componentes de un
13
transportador de tornillo sinfín y de cangilones en el software se reunirán todos los
conocimientos que hayan sido publicados
En el programa de diseño de transportadores de tornillo sinfín y cangilón se
definirán parámetros iníciales tales como: tipo de material a transportar, capacidad
que se requiere transportar, distancia a transportar, paso del sinfin, acciones
adicionales del transportador, temperatura del material y tiempo de operación
material de elaboración del tornillo.
Una vez ingresados todos estos datos el programa efectuara los cálculos necesarios y
emitirá como resultado toda la información competente al diseño en cuestión tales
como dimensiones , tales como dimensiones, figuras, tablas y planos de las diferentes
partes constitutivas del equipo. Con estos resultados, el ingeniero podrá planear la
construcción e instalación del transportador requerido.
5.1.1. MATERIALES QUE TRANSPORTA
En la actualidad existe una gran variedad de materiales que se transportan con
transportadores de tornillo Sinfín y de cangilones en las industrias, la CEMA
(Conveyor Equipment Manufacturing Association) publica anualmente una tabla
actualizada de estos materiales manejables con transportadores de Tornillo Sinfín.
Dicha tabla detalla información sobre las características de materiales, para los
cuales se han construido satisfactoriamente transportadores.
14
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE TRANSPORTADOR
HELICOIDAL
PASO 1
Establezca factores conocidos
1.Tipo de material a transportar
2. Máximo tamaño de partículas duras
3. Porcentaje de partículas duras por
volumen
4. Capacidad requerida en pies cúbicos/h
5. Capacidad requerida en lb/h
6. Distancia del material a transportar
7. Cualquier factor adicional que pueda
afectar el transportador o las operaciones
PASO 2 Clasificación del material
Clasifique el material de acuerdo al
sistema mostrado en la tabla 1-1. si el
material está incluido en la tabla 1-2 ,
utilice la clasificación que se muestra en
la tabla 1-2 del catalogo de Martin
PASO 3 Determine capacidad el diseño
Determiné la capacidad del diseño como
se describe en las páginas h-15 h-17del
catalogo de Martín
PASO 4 Determine el diámetro y
velocidad
Utilizando la capacidad requerida
conocida en pies cúbicos/h , la
clasificación de material y él % de la
carga de artesa tabla 1-2 , determine el
diámetro y la velocidad de la tabla 6
PASO 5
Revise el diámetro mínimo de
helicoidal para limitaciones de
tamaño de trozo
Utilizando el diámetro conocido del
helicoidal y el porcentaje de partículas
duras, revise el diámetro mínimo del
helicoidal tabla 7 del catalogo de Martin
PASO 6 Determine el tipo de bujes
De la tabla 1-2, determine el grupo de
buje para colgante para el material a
transportar. localice este grupo tabla 1-
11 para el tipo de buje recomendado del
catalogo de Martin
PASO 7 Determine el hp
De la tabla 1-2 determine el factor hp
“Fm” para el material a transportar
consulte pág. h-22 y calcule el hp por el
medio del método de la formula
PASO 8
Revise rangos de torsión o de
hp con componentes de
transportadores
Utilizando el hp requerido del paso 7 ,
consulte la pago h-25 h-26 para revisar
las capacidades del tubo del
transportador ,de los ejes y de los
tornillos de ensamblaje
PASO 9 Selecciones los componentes
Seleccione los componentes básicos de
las tablas 8 ,9 y 10 de acuerdo con el
grupo de componentes enlistado en la
tabla 1-2 para el material a transportar.
Seleccione el balance de los
componentes del catalogo
PASO 10 Planeación de transportadores
Consulte página h-38 del catalogo de
Martín para detalles típicos de
planeación
15
CODIGO PARA CLASIFICACION DE MATERIAL TABLA 1-1
CLASE MAYOR
CARACTERISTICAS DE MATERIAL
INCLUIDAS
DESIGNACION DE
CODIGO
DENSIDAD DENSIDAD DE VOLUMEN , SUELTO Actual Lb/Pc
TAMAÑO
MUY FINO Malla no.200(.0029”)y por
debajo
Malla no.100(.0059”)y por debajo
Malla no.40(.016”)y por debajo
FINO malla no. 6(.132”) y por debajo
GRANULAR ½” y por debajo (malla 6 a ½”
3” y por debajo ( ½ a 3”)
7” y por debajo (3”a 7”)
TROZOS 16” y por debajo (0” a 16”)
arriba de 16” a ser especificado X=Tamaño
máximo
IRREGULAR Fibroso, cilíndrico, etc.
A200
A100
A40
B6
C ½
D3
D7
D16
Dx
E
FLUIDEZ
Fluido muy libre
Fluido libre
Fluido promedio
Fluido lento
1
2
3
4
ABRASIVIDAD
Abrasividad media
Abrasividad moderada
Abrasividad extrema
5
6
7
PROPIEDADES
MISCELANEAS
O PELIGROS
Acumulación y endurecimiento
Genera estática eléctrica
Descomposición –se deteriora en
almacenamiento
Flamabilidad
Se vuelve plástico o tiende a suavizarse
Muy polvoso
Se orea y se convierte en fluido
Explosividad
Pegajoso-Adhesión
Contaminable- Afecta uso
Degradable-Afecta uso
Expide humo o gases tóxicos peligrosos
Altamente corrosivo
Medianamente corrosivo
Higroscópico
Se entrelaza, enreda o aglomera
Presencia de aceites
Se comprime bajo presión
Muy ligero – puede ser levantado por el viento
Temperatura elevada
F
G
H
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
16
COMO LEER EL CODIGO DEL MATERIAL
DE LA TABLA 1-2
MATERIAL :GRANOS DE CERVEZA MOJADO
C1/2
Tamaño
4
Fluidez
5
Abrasividad
T
Otras Características
La tabla 1-2 muestra los materiales requeridos con mayor frecuencia en nuestro
medio la tabla será detallada más adelante en la ejecución del proyecto ya que son de
vital importancia para el cálculo y desarrollo del transportador de tornillo sinfín.
5.1.2. TRANSPORTADOR DE TORNILLO SINFIN
Los transportadores de tornillo sinfín son un sistema capaz de mover materiales al
granel prácticamente en cualquier dirección proporcionando variedad de opciones
para el manejo de manera eficaz y confiable gracias a su optimo diseño las chutas
para su carga y descarga controlada los transportadores de tornillo sinfín resuelven
sus necesidades de transporte de manera eficaz en un mínimo de espacio
El tornillo sinfín es el encargado de transportar materias solidas que son depositadas
en la criba, este tornillo puede adoptar diferentes formas dependiendo de una serie de
factores, teniendo en cuenta una serie de variantes como son el diámetro, pasó,
material, diámetro variable tipo de tracción etc.
El sinfín está definido en función de las características de trabajo como puede ser el
caudal, cantidad de solido a transportar, velocidad de transporte, inclinación del
equipo, agresividad del material a transportar, dimensiones del canal.
Estos equipos va equipados con un sistema de limpieza el cual es un cepillo
helicoidal que va solidario al sinfín en la zona de tamizado realizando la función de
17
barrido y de limpieza de la malla al mismo tiempo que gira el sinfin para transportar
los sólidos.
Este equipo está diseñado para transportar el material mediante una espiral basado en
el principio de Arquímedes, tienen la posibilidad de trabajar en diferentes ángulos
siempre y cuando este diseñado para el fin tienen infinidad de confinaciones con lo
que la capacidad de adaptarse a cualquier tipo de proceso pudiendo combinar la
posición, de la tolva de carga boca de salida y grupo de accionamiento además de
tener en cuenta la posición de trabajo.
Los transportadores sinfines están Diseñados para transportar cualquier tipo de
material bien residuos orgánicos en el tratamiento de aguas, transporte de sólidos en
infinidad de industrias y aplicaciones de toda índole, son equipos los cuales se
diseñan según necesidades: tipo material a transportar, inclinación, caudal a
transportar, velocidad de translación de los materiales, etc.
5.1.2.3. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN DE LOS
TORNILLOS SINFÍN TRANSPORTADORES Y SUS
CARACTERÍSTICAS
Primero. El sinfín del transportador es una espiral sin eje, construido en acero
inoxidable calidad aisi 304 o 316 Segundo. La concepción en espiral sin eje central
permite al sinfín tener mayor capacidad de carga de transporte.
Tercero. El comportamiento con materias fibrosas que tiendan a aglomerarse y el
transportar productos de granulometría muy variable, es muy favorable debido a que
18
ningún elemento frena el avance de los productos y se pueden llenar sin peligro de
bloqueos
Cuarto. Los sinfines transportadores, pueden trabajar “empujando o tirando”
Quinto. Las instalaciones con sinfines transportadores son muy compactas y ocupan
espacio muy reducido.
Sexto. Suplementando la espiral permite aumentar la inclinación de trabajo así como
aumentar la rigidez del sinfín transportador en grandes longitudes
Canal. De diseño especial construcción en completo acero inoxidable calidad aisi
304 o 316, lleva incorporados unos pliegues en la parte superior de la misma con la
finalidad de dar ubicación a las tapas protectoras rodeando a la misma se introducen
unos refuerzos en forma de u para garantizar el correcto funcionamiento de dicho
equipo.
Boca de carga. Diseño y dimensiones acorde con necesidades construcción en acero
inoxidable calidad aisi 304 o 316
Tapas protectoras. Ubicación en la parte superior de la canal de transporte sección
longitudinal estas llevan incorporas unas manetas para la extracción de las mismas
construcción en acero inoxidable calidad aisi 304 o 316
Cama transporte. Polietileno anti desgaste hd_1000 de sección curva.
Patas soporte equipo. Soldadas directamente a la canal de transporte tanto la
distribución cantidad y posición de montaje estar acorde con la implantación
construcción en acero inoxidable calidad aisi 304 o 316.
Rosca helicoidal. Construcción en acero inoxidable calidad aisi 304 o 316 esta tiene
correctamente acoplados unos cepillos soldados directamente a la misma los cuales
19
tendrán el diámetro preciso para efectuar la limpieza de la zona de escurrido ubicada
en la canal de transporte.
Equipo motriz. Compuesto por un grupo moto reductor que mediante una
transmisión directa acciona el eje principal en el cual se halla sujeta la rosca
helicoidal, construida en perfiles laminados de acero inoxidables calidad aisi 304 o
316
5.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El transportador se pone funcionamiento a través del sistema motor que consta de un
reductor y le suministra el movimiento al tronillo sinfin de alas helicoidales el cual
va montado en cojinetes y chumaceras, en dependencia de la longitud del mismo
hasta 50 m máxima tendrá cojinetes intermedios que funcionaran como puntos a
apoyo para evitar flexiones o la distorsión de la espiral. La carga se realizara por un
extremo en la parte superior y la descarga se realizara por la parte inferior del otro
extremo
5.2.1. CARACTESRISTICAS DE LOS MATERIALES
La tabla de características de los materiales que se especifica más adelante enlista la
siguiente información para diseño
El dato de peso por pie cubico puede ser usado para calcular la capacidad
requerida del transportador ya sea en pies cúbicos por hora o en libras por horas
20
El código del material para cada material es tal como se describe en la tabla 1-1
del catalogo de Martín que se hace referencia más adelante
El código de selección de buje intermedio se utiliza para seleccionar
adecuadamente el colgante de la tabla 1-11 del catalogo de Martín
El código de series de componentes se utiliza para determinar los componentes
adecuados a usar como muestra en la tabla
El factor de material fm se utiliza para determinar los HP
La columna de carga de artesa indica el porcentaje adecuado al corte transversal de
carga a utilizar para determinar el diámetro y la velocidad del transportador
La tabla 1-2 del catalogo de Martín es especificada más adelante enlista varios
materiales que pueden ser transportados efectivamente por un transportador
helicoidal, si un material no se encuentra enlistado en la tabla 1-2 debe ser
clasificado de acuerdo con la tabla 1- 1 o bien remitiéndose a un material enlistado
similar en peso, tamaño de partículas y otras características
5.2.2. SELECCIÓN DEL TRANSPORTADOR TAMAÑO Y
VELOCIDAD
Para determinar la velocidad y tamaño de un transportador helicoidal es necesario en
primer lugar establecer el número de código del material se verá a continuación que
este número de código controla la carga a corte transversal que debe ser utilizada las
diversas cargas al corte transversal mostradas en la tabla de capacidades 1-6 del
catalogo de Martín son para usarse con los componentes estándar de transportadores
helicoidales
21
La tabla de capacidades las capacidades en pies cúbicos por hora a una revolución
por minuto para varios tamaños de transportadores helicoidales y para 4 al corte
transversal, también se muestran capacidades en pies cúbicos por horas a las
máximas revoluciones por minutos recomendadas.
Los valores de capacidades dados en la tabla serán encontrados satisfactoriamente
por casi todas las aplicaciones cuando la capacidad del transportador sea muy crítica
especialmente cuando se maneje un material que no se encuentre enlistado en la tabla
1-2 es mejor consultar con el fabricante.
La máxima capacidad de cualquier tamaño de transportador helicoidal (sinfín) para
un amplio rango de materiales y varias condiciones de carga pueden ser obtenidos en
la tabla 1-6 anotando los valores de pies cúbicos por hora a una velocidad máxima
recomendada.
5.2.3. LIMITACIONES EN EL TAMAÑO DE LAS
PARTÍCULAS
El tamaño de un transportador helicoidal (sinfín) de solo depende de la capacidad
requerida sino también en el tamaño y proporción de las partículas en el material a
manejar el tamaño de una partícula es la máxima dimensión que se tiene. Si una
partícula tiene una dimensión mucho mayor que su corte transversal, la dimensión
mayor o lo largo determinara el tamaño de la partícula.
Las características de las partículas también se encuentran involucradas, algunos
materiales tienen partículas duras que no pueden romperse en el transito del
transportador. En ese caso deben tomarse medidas para manejar dichas partículas
22
otros materiales pueden tener partículas relativamente duras pero degradables en el
tránsito a través del transportador helicoidal (sinfín) reduciendo por lo tanto el
tamaño de la partícula a manejar. Otros materiales tienen partículas que se rompen
fácilmente en un transportador helicoidal (sinfín) y las partículas de estos materiales
no imponen limitaciones.
Se muestran tres clases de tamaño de partículas en la tabla 1-7 del catalogo de Martín
Clase 1. Una mezcla de partículas y finos donde no más del 10% son partículas que
van del tamaño máximo a un medio del máximo y el 90% son partículas menores a
un medio del tamaño máximo.
Clase 2. Una mezcla de partículas y finos donde no más del 25% son partículas que
van del tamaño máximo a un medio del máximo y el 75% son partículas menores a
un medio del tamaño máximo
Clase 3. Una mezcla de partículas y finos donde solo el 95% o más son partículas
que van del tamaño máximo a un medio del máximo y el 5% son partículas menores
a una décima del tamaño máximo.
5.3. TRANSPORTADORES HELICOIDALES INCLINADOS Y
VERTICALES
Los transportadores helicoidales inclinados tienen un requisito de HP más grande y
un rango de capacidad menor que los transportadores verticales el incremento en la
capacidad del HP y la pérdida de HP dependen del ángulo de inclinación y las
características del material a transportar.
23
Los transportadores inclinados operan más eficazmente cuando su diseño de cubierta
es tubular o con casquillo, y cuenten con un número mínimo de colgantes
intermedios donde es posible, deben operar las velocidades relativamente altas para
ayudar a prevenir la caída de regreso del material a transportar
Los transportadores helicoidales verticales proporcionan un método eficiente para
elevar la mayoría de los materiales que pueden ser transportados por el transportador
debido a que los transportadores verticales deben estar uniformemente cargados para
prevenir un ahogo están diseñados generalmente con alimentadores integrados
Como los transportadores horizontales los transportadores verticales están
disponibles con muchos aditamentos y accesorios especiales incluyendo
componentes de acero inoxidable y otras aleaciones.
5.3.1. ALIMENTADORES HELICOIDALES
Los alimentadores helicoidales están diseñados para regular la proporción del flujo
de material de una tolva o un deposito la entrada esta generalmente saturada de
material carga 95% uno o más helicoidales de paso variable o cónico transportan el
material al rango requerido, los alimentadores helicoidales están regularmente
provistos de cubiertas de placa con casquillo o curvas para una distancia corta
posterior al extremo de la abertura de la entrada para obtener una regulación en la
alimentación.
Al haber incremento en el paso o en el diámetro más allá del casquillo el nivel del
material en el transportador disminuye a niveles de cargas normales en ocasiones se
requiere de casquillos más largos de helicoidales de paso extra cortos y otras
24
modificaciones para reducir el flujo del material de fluido libre atreves del
alimentador del helicoidal.
Los alimentadores están fabricados en dos tipos generales:
Tipo 1 con helicoide de paso regular.
Tipo 2 con helicoide de paso corto.
Ambos tipos también se encuentran disponibles con helicoidal de diámetro uniforme
y diámetro cónico.
Los alimentadores helicoidales con extensión de transportadores helicoidales son
necesario cuando se requiere de colgantes intermedios o bien cuando es necesario
transportar el material a una distancia considerable.
Los alimentadores helicoidales múltiples se encuentran generalmente en depósitos de
fondo plano para descargar material que tiene la tendencia de agruparse o
amontonarse bajo presión frecuentemente se provee a todo el fondo del depósito con
estos alimentadores que transportan el material a transportadores de recolección.
5.3.2. SENTIDO DE LOS TRANSPORTADORES
Helicoidales de mano derecha y mano izquierda
Un transportador helicoidal (sinfín) es a mano derecha o izquierda dependiendo de la
forma de la hélice el sentido del helicoidal se determina fácilmente mirando el
extremo del helicoide.
La figura del helicoidal mostrado a la derecha tiene una hélice enrollada en el tubo
en una dirección opuesta a la manecilla del reloj, o a su izquierda igual que como la
25
cuerdas izquierdas en un perno eso se denomina arbitrariamente como helicoidal
mano izquierda .
La figura del helicoidal mostrado a la derecha tiene una hélice enrollada en el tubo en
una dirección igual a las de las manecillas del reloj o a su derecha igual que como las
cuerdas derechas de un tornillo esto se denomina como helicoidal mano derecha.
Un transportador visto desde cualquier extremo mostrara la misma configuración si
el extremo del transportador helicoidal no se encuentra fácilmente visible solo
imagínese que la espiral ha sido cortada, con el extremo cortado expuesto a usted y
podrá determinar el lado del helicoidal fácilmente
5.3.3. ROTACIÓN DE UN TRANSPORTADOR HELICOIDAL
Fig. a
Los diagramas de la fig. a muestran un simple método para determinar la rotación del
helicoidal cuando el flujo del material se encuentre en dirección opuesta al extremo
visible, un helicoidal mano derecha se moverá en rotación contraria al reloj y un
helicoidal mano izquierda se moverá igual que el reloj tal y como lo muestran las
flechas de la figura
26
5.4. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TRANSPORTADOR
TORNILLO SINFÍN
Ventajas
Son compactos
Diseño modular fácil instalación
Soportes y apoyos similares
Soportan altas temperaturas
Fácil hermeticidad
Extremadamente versátiles
Varias zonas de carga y descarga
Desventajas
No grandes tamaños ( hasta 50 m)
No pueden transportar materiales frágiles delicados o abrasivos
Mayores requerimientos de potencia
Al quedar resto de materiales transportados con anterioridad existen riesgos
de contaminación
Volumen de material bajo
27
5.4.1. CLASIFICACIÓN
Los transportadores de tornillo sinfín se pueden clasificar atendiendo a distintos
aspectos, a continuación veremos algunos de ellos:
Transportador de tornillo sinfín tubular
Aptos para la extracción, la dosificación y el transporte de hormigón, barro,
materiales inertes de varios tipos, tanto en posición horizontal como inclinada hasta
llegar al transporte vertical (elevadores), utilizando varias prolongaciones
ensambladas con sólidas bridas.
Características técnicas
Longitud puede ser cualquier a solicitud del cliente
Lubricación se realiza por expresos puntos de engrases, ha pedido se puede
realizar un sistema de engrase a control remoto
El sinfín consta de un moto reductor directo con un árbol, ensamblado con
bridas, con posibilidad de montaje en zona de carga como en zona de descarga
Potencias de motores desde 1.1 hasta 15 Kw que pueden adoptar distintas
relaciones de reducción 1:5, 1:7. 1:10, 1:15, 1:20 dependiendo de las exigencias del
cliente.
Transportador de tornillo sinfín de canal
Pueden ser utilizados como alternativas de la serie tubular para la extracción,
dosificación y el transporte de cemento, cal, hormigón, barro y materiales
semejantes.
28
Características técnicas
Longitud puede ser cualquiera a solicitud del cliente
El sinfín consta de un moto reductor directo con árbol, ensamblado con bridas
con posibilidades de montaje tanto en zona de carga como en zona de descarga
Potencias de motores desde 1.1 hasta 15 Kw que pueden adoptar distintas
relaciones de reducción 1:5, 1:20 Dependiendo de las exigencias del cliente
5.4.2. TIPOS DE TORNILLOS SINFIN DEL
TRANSPORTADOR
El tornillo sinfín es el elemento principal de los transportadores de tornillo sinfín, son
los encargados de la transportación de la carga y se pueden construir de distintas
formas en dependencia del material a transportar, del ángulo de inclinación, de las
condiciones de trabajo o las capacidades para las cuales se requieran a continuación
mencionamos algunos tipos:
Tornillo sinfín de hélice helicoidal
Tornillo sinfín de hélice seccional
Tornillo sinfín de paletas cortadas
Tornillo sinfín de paletas tipo cintas
Tornillo sinfín con palas
Tornillo sinfín de paletas plegadas y cortadas
Tornillo sinfín de paso corto de paletas cortadas con palas
Tornillo sinfín de paletas con palas
29
Tornillo sinfín de paletas distribuidas formando un cono
Tornillo sinfín de diámetro escalonado
Tornillo sinfín de paso escalonado
Tornillo sinfín de paso largo
Tornillo sinfín de doble paleta
5.4.3. HELICOIDES BÁSICOS DE TRANSPORTADORES Y
TIPOS DE PASO
Paso estándar, helicoide sencillo. Los transportadores helicoidales con paso
igual al diámetro del helicoide son considerados estándar son apropiados para una
gran variedad de materiales en la mayoría de las aplicaciones convencionales
Paso corto, helicoide sencillo. El paso del helicoide es reducido a 2/3 del
diámetro se recomienda para aplicaciones inclinadas o verticales utilizados en
material en alimentadores de tornillo el paso corto retarda el flujo de los materiales
que se fluidifican
30
Paso medio, helicoide sencillo. Similar al paso corto excepto que este paso
es reducido a ½ del paso estándar útil para aplicaciones inclinadas o verticales para
alimentadores de tornillo y para manejar materiales extremadamente líquidos
Paso alargado, helicoide sencillo. El paso es igual a 11/2 veces el diámetro
útil para agitación de materiales con alta fluidez o para movimiento rápido de
materiales que fluyan rápido
Paso variable, helicoide sencillo. Los helicoides tienen un paso que
incrementa y se utilizan en alimentadores de tornillos para proporcionar una
31
extracción uniforme de materiales finos y de flujo libre a través de la longitud total
de la entrada de la abertura
Helicoide doble, paso estándar. El helicoide doble con tornillos de paso
estándar proporciona un flujo de material suave y regular y un movimiento uniforme
de cierto tipos de materiales
Ahusado, paso estándar, paso sencillo. Los helicoide de tornillo
incrementan de 2/3 a diámetro total se usan en alimentadores de tornillo para
proporcionar una extracción uniforme de materiales con protuberancia generalmente
equivalentes y más económicos que el paso variable.
32
Helicoide sencillo de cintas. Excelente para transportar materiales pegajosos
el espacio abierto entre el helicoide y el tubo elimina la recolección y el
amontonamiento de material
Paso estándar con paletas. Palas ajustables posicionadas entre los espirales
de los helicoidales opuestos al flujo para proporcionar una acción de mezcla suave
pero a fondo
33
5.5. CASQUILLO PARA LOS TRANSPORTADORES
La cubiertas de casquillos para transportadores se usan para formar una sección
transversal tubular dentro de la artesa del transportador este arreglo proporciona los
rasgos de una artesa tubular permitiendo la disposición del casquillo para un fácil
acceso y limpieza las cubiertas planas o con ceja pueden usarse sobre la cubierta del
casquillo cuando es inconveniente que el hueco en el casquillo sea expuesto a polvo
o al medio ambiente se abastecen diferentes tipos de casquillos para ajustarse a las
diversas aplicaciones estos tipos se describen a continuación
Tipo1. La cubierta del casquillo tiene lados con cejas en la parte superior del
riel y extremos con cejas se usa cuando el casquillo es del largo total de la artesa o
se usa entre los colgantes
Tipo 2. La cubierta de casquillo tiene lados con cejas en la parte superior de
los rieles y ceja en un extremo sobre el extremo de la artesa el otro extremo es
sencillo este tipo de casquillo se usa en una abertura de entrada o junto al colgante en
el extremo plano.
34
Tipo 3. La cubierta del casquillo tiene lado con cejas en la parte superior del
riel y ambos extremos cerrados y no tiene cejas sobre los extremos este tipo de
casquillo se usa entre o colgantes.
Tipo 4. La cubierta de casquillo no tiene cejas en los lados ni en los extremos
se proporcionan perforaciones para tornillos a lo largo del casquillo para atornillar el
lado de la artesa esto permite un montaje nivelado con la parte superior de la artesa y
puede usarse una cubierta sobre el casquillo este casquillo se usa generalmente para
longitudes cortas cuando es instalado delante de una abertura de entrada.
35
5.5.1. CUBIERTAS
Tenemos varios tipos de cubiertas a continuación varios ejemplos:
Cubierta de desborde. De desborde se usan como un medio de seguridad para
manejar el desborde de la descarga en casos donde la descarga pueda atorarse es una
sección corta de una cubierta rebordeada o plana abisagrada a lo largo hasta la
cubierta adyacente la cubierta no está fijada a la artesa para que pueda ser levantada
por presión de dentro de la artesa.
Las cubiertas de casquillos. Están diseñadas para embonar dentro de una artesa
estándar de transporte de un alimentador helicoidal o de un transportador inclinado o
para crear un efecto tubular de artesa. Está cubierta tiene una ventana sobre la artesa
tubular ya que se combina la facilidad de acceso con la conveniencia de usar
colgantes y accesorios estándar puede requerirse una cubierta plana adicional sobre
el casquillo para prevenir la acumulación de agua o polvo en la porción de receso de
la cubierta de casquillo.
36
Las cubiertas de rejillas. Pueden ser abastecidas donde se requiera una cubierta
para seguridad y una de inspección visual constante.
Las cubiertas estándar. De cualquier diseño pueden ser abastecidas en calibres más
gruesos cuándo necesite soportar peso.
Las cubiertas de domo. Son domo de medio circulo enrollados al mismo diámetro
interior que la parte inferior de la artesa y tienen cejas para atornillarse a los rieles
superiores de la artesa se utilizan cuando se requiere una ventilación de gases o calor
del material transportado las secciones de extremo tienen una palanca de extremo
soldada y las juntas intermedias están conectadas tubos de ventilación o líneas de
succión pueden ser fijadas a la cubierta.
37
Las cubiertas selladas resistentes al polvo. Tienen cejas en sus cuatro lados para
igualar las secciones del canal fabricadas a los lados en los extremos y canales
transversales de la artesa especial sellada y resistente al polvo la longitud de la
cubierta no debe exceder la longitud de la sección de la artesa.
Las cubiertas con bisagras. Pueden ser fabricadas a partir de cubiertas planas
convencionales o de la mayoría de las cubiertas especiales están equipadas con una
bisagra de uno de sus lados para fijarse a la artesa y están atornilladas o aprensadas a
la artesa en el otro de sus lados las cubiertas con bisagras se usan en aplicaciones
donde no es deseable tener una cubierta floja como en casos de áreas de mucha altura
sobre andaderas donde la cubierta pueda caerse.
38
Las cubiertas a dos aguas. Son similares a las cubiertas con cejas convencionales
excepto que están un tanto anguladas para formar un borde a través del centro de la
cubierta una placa de extremo soldada cierra la sección angulada en cada extremo de
la artesa mientras que las juntas intermedias se conectan generalmente por medio de
soleras a tope las cubiertas a dos aguas se recomiendan normalmente para
instalaciones exteriores para prevenir la acumulación de humedad.
39
5.5.2. ARTESAS
Tenemos varios tipos de artesa a continuación especificaremos varios tipos:
La artesa de espacio libre ancho. Es de construcción convencional excepto que
tiene un espacio libre más ancho entre el exterior del transportador helicoidal y el
interior de la artesa este tipo de artesa se utiliza cuando se desea formar una capa de
material transportado en la artesa al utilizar una artesa de espacio libre o de mayor
tamaño puede obtenerse una mayor capacidad usando un transportador helicoidal
estándar cuando se requiera de una artesa de espacio libre es más económico utilizar
un transportador helicoidal estándar y una artesa estándar.
La compuerta. Es una placa o división moldeada del interior de la artesa y esta
normalmente soldada o atornillada de seis o doce pulgadas del extremo de la artesa la
compuerta protege la chumacera en tapa y la unidad de transmisión de calor al
40
manejar materiales calientes la compuerta puede ser utilizada de la misma manera
para prevenir daños a los sellos y rodamientos al manejar materiales
extremadamente abrasivos.
La junta de expansión. Es una conexión dentro de la longitud de la artesa para
permitir la expansión causada por materiales calientes transportados.
La artesa con fondo perforado. Está equipada con un fondo perforado y se utiliza
como una operación de cribado o sección de colado cuando existen líquidos en el
material transportado.
41
La artesa rectangular. Está hecha con un fondo plano y puede ser formada a partir
de una sola lámina o de lados y fondo de piezas separadas este tipo de artesa se usa
frecuentemente al manejar materiales abrasivos capaces de formar una capa de
material en el fondo de la artesa el material por lo tanto se mueve sobre si mismo
protegiendo la artesa del desgaste.
La artesa de fondo cónico. Se usa para prevenir un espacio muerto en la artesa en el
extremo pequeño de un transportador helicoidal cónico con algunos materiales la
artesa cónica es necesaria para prevenir el acumulamiento en la artesa o la
contaminación del materia.
42
La artesa tubular. Esta abastecida en construcción de tubo solido o bipartido con
cejas para atornillar o prensar las dos mitades esta artesa es una armazón tubular
completa y se utiliza para aplicaciones que deban ser resistentes al medio ambiente
para la carga a secciones transversales y para aplicaciones inclinadas o verticales
donde la caída obliga a la artesa a operar una carga total.
La artesa con canal lateral. Está hecha con fondos de artesas desmontables
separados, atornillados o prensados a canales de acero de rodillo o formados estos
canales pueden ser de cualquier longitud razonable para abarcar soportes
ampliamente espaciados este tipo de artesa se usa ocasionalmente para el fácil
remplazo de fondos de artesa y para facilitar las reparaciones cuando el transportador
helicoidal o los colgantes no son accesibles desde la parte superior.
43
La artesa con parte lateral alta. Es de construcción convencional excepto que los
lados de la artesa se extienden más arriba de lo estándar de la línea del centro a la
parte superior de la artesa este tipo de artesa se usa frecuentemente para transportar
materiales que se juntan y viajan en masa en la parte superior, la artesa con parte
lateral alta mantendrá este tipo de material dentro de la artesa dando así mismo el
suficiente espacio para expansión.
La artesa enchaquetada. Consiste en una chaqueta formada continuamente soldada
a la artesa este tipo de artesa se usa para el calentamiento secado o enfriamiento de
materiales las conexiones de tubo se proporcionan para el abastecimiento o descarga
44
del medio de enfriamiento o calentamiento una construcción especial debe ser
abastecida para presiones más altas.
Los ángulos de sostenimiento. Se usan para sostener el transportador helicoidal en la
artesa cuando el transportador es operado sin colgantes intermedios o cuando
pedazos de material tienden a moverse bajo el transportador helicoidal y empujarlo
hacia arriba el ángulo está construido de hierro de ángulo regular o formado y esta
sujeto a uno de los lados de la longitud total de la artesa lo suficientemente arriba del
transportador para permitir aproximadamente un espacio libre de media pulgada
entre el ángulo inferior y el transportador helicoidal.
La artesa de transportador aislado. Se usa al manejar materiales caliente o fríos
existen muchos tipos de materiales de aislación y arreglos que pueden ser utilizados.
Las barra de manejo. Son barras planas de una media pulgada de ancho montadas en
la longitud parcial o total de la artesa se usan normalmente dos o cuatro barras y se
colocan a una separación igual entre ellas a través del fondo curveado de la artesa las
barras se usan para soportar el transportador helicoidal para prevenir el desgaste de la
45
artesa cuando no se utilizan colgantes internos las barras de manejo de denominan en
ocasiones barras de rayado.
Las placas de uso de tipo silla. Son placas curveadas al contorno del interior de la
artesa y de un grosor un tanto menor que el espacio libre entre el transportador
helicoidal y la artesa estas placas están hechas de longitudes de aproximadamente 1 y
½ veces el paso del transportador helicoidal y normalmente se separan en intervalos
iguales a la distancia entre los colgantes.
5.5.3. DESCARGAS
Se conocen varias configuraciones del tipo de descarga tomaremos en cuenta las
siguientes:
Las descargas angulares. Pueden ser adquiridas cuando sea necesario para ciertas
aplicaciones este tipo de descarga se utiliza normalmente en transportadores
46
inclinados cuando es necesario que la descarga sea paralela al nivel del suelo o bien
cuando el material deba ser descargado a uno de los lados.
Las boquillas de descarga más largas que a lo estándar. Son aproximadamente de
una a media veces la longitud de las boquillas de descarga estándar esta descarga se
utiliza con materiales difíciles de descargar debido al intento del material de moverse
más allá de la abertura de descarga esta descarga se utiliza también al operar
transportadores de alta velocidad.
Las boquillas de descarga circular. Se adquieren cuando se requieren fijar uniones
tubulares o cuando un transportador se descarga a otro transportador en un ángulo
47
que no sea recto al utilizar una descarga circular y una entrada circular la conexión se
realiza fácilmente.
Las boquillas de descarga por flujo. Se adquieren con una placa en la tapa de la
artesa especial construida en el lado extremo de la artesa con boquilla este tipo de
boquilla ofrece una descarga completa sin un borde en la placa de tapa para la
aglomeración de material se usa principalmente para manejar productos alimenticios
donde puede ocurrir una infestación.
Las compuertas de operación por aire. Son similares en acción y propósito a las
compuertas de cremallera y piñón el movimiento de la compuerta se obtiene a partir
de un cilindro de aire estas compuertas se usan normalmente cuando se desea una
operación automática o de control remoto.
Las compuertas de operación con palanca. Son una modificación de descarga
estándar de placa con una palanca añadida para abrir y cerras las compuertas esta
unión proporciona un acoplamiento para facilitar la operación y un medio
conveniente para abrir y cerrar rápidamente las compuertas.
48
Las boquillas de descarga de cremallera y piñón resistentes al polvo y al medio
ambiente. Pueden ser adquiridas en placa plana o curva similares en construcción a
las compuertas de cremallera y piñón excepto que la placa la cremallera y el piñón
están completamente encerrados en una cobertura.
Las compuertas de operación por aire. Son similares a las compuertas estándar de
cremallera y piñón excepto que se operan con un cilindro de aire la compuerta de
operación con aire se utiliza para operaciones automáticas o de control remoto estas
compuertas también pueden ser adquiridas en construcción a prueba de polvo.
5.6. ENTRADAS
A continuación detallaremos varios tipos:
Las entradas con cámara acojinada (entradas de cámara muerta). Sirven para el
mismo propósito que el de las entradas de placa o deflexión pero están construidas
con un borde que forma un cojan para los materiales alimentados al transportador.
49
Las entradas laterales. Están equipadas con una compuerta para adquirir un medio
de regulación de paro de flujo e la entrada para aligerar el transportador helicoidal
de presiones excesivas de material cuando utilice la entrada lateral la rotación del
helicoidal debe ser hacia la abertura de entrada para asegurar una porción constante
de flujo.
Las entradas con jaladera deslizante. Se utilizan normalmente cuando se requieren
de múltiples entradas estas entradas deben ser ajustadas o cerradas manualmente para
asegurar la adecuada alimentación del transportador.
50
Las boquillas circulares de entrada. Se utilizan para uniones tubulares o cuando se
conecta a la descarga de un transportador a la entrada de otro en un ángulo que no
sea recto este tipo de conexión se realiza fácilmente con descargas y entradas
circulares.
Las entradas de placa de deflexión. Se usa cuando los materiales caen
verticalmente en la entrada creando la posibilidad de un daño por impacto o por
abrasividad al transportador helicoidal la entrada regularmente viene equipada con
placas de deflexión o con bafles que reducen el impacto del material para alimentar
más suavemente el transportador.
51
Las bolsas para colgantes. Se utilizan con una artesa tubular montadas en la parte
superior de la artesa tubular en puntos donde existen los bujes para colgantes la
bolsa del colgante forma una sección de figura U para una longitud corta
permitiendo el uso de colgantes estándar de transportador y proporcionando un fácil
acceso a estos.
La placa de contacto (bafle de casquillo). Es una placa sencilla atornillada
verticalmente a la porción superior de la artesa y está cortada al contorno del
helicoidal esta placa se usa para regular el flujo del material de una entrada evitando
el desbordamiento a lo largo de la parte superior del transportador helicoidal.
52
5.6.1. RECOMENDACIONES PARA OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO DE LOS TRANSPORTADORES
HELICOIDALES (SINFÍN)
OPERACIÓN
Lubrique todos los rodamientos y transmisiones por instrucciones de servicio
generalmente se abastecen sin lubricantes los reductores de engranes.
En el arranque del transportador opérelo vacío durante varias horas revise si hay un
incremento en la temperatura en bujes ruidos inusuales o desalineación en la
transmisión si ocurre cualquiera de estos revíselos y tome los pasos correctivos
necesarios (los bujes colgantes no lubricados pueden causar algún ruido.)
Cuando use bujes anti-fricción revise la adecuada lubricación la lubricación
insuficiente o excesiva causara altas temperaturas de operación
La desalineación de extremos de artesa de helicoidales y de colgantes pueden
ocasionar un mantenimiento excesivo y una vida de operación muy corta.
Revise el armado y montaje de los tornillos apriételos de ser necesario, no
sobrecargue el transportador, no exceda la velocidad del transportador, la capacidad,
la densidad el material ni la proporción de flujo para el cual fue diseñado el
transportador y la transmisión, si el transportador no va a ser operado por un periodo
de tiempo largo opere el transportador hasta liberarlo de todo el material esto es
particularmente importante cando el material transportado tiende a endurecerse o
convertirse viscoso o pegajoso si se le deja sin movimiento durante un largo tiempo,
53
puede ser necesario el recentar los bujes de colgante después de manejar materiales
en el transportador .
5.6.2. MANTENIMEINTO
Practique un buen mantenimiento mantenga limpia y libre de obstáculo el aérea
alrededor del transportador y de la transmisión para proporcionar un fácil acceso y
para evitar interferencias con la función del transportador y de la transmisión
establezca inspecciones periódicas de rutina de todo el transportador para asegurar
una actuación máxima y continua de operación para remplazar la sección del
transportador helicoidal proceda de la siguiente manera.
El desmontaje de una o más secciones generalmente debe proceder del extremo
opuesto a la transmisión asegúrese de que la transmisión y la corriente estén
desconectadas antes de comenzar el desmontaje.
Remueva el extremo de la artesa la secciones de tornillos los ejes de acople y
colgantes hasta que las secciones hayan sido removidas o hasta que la sección
dañada sea alcanzada y removida.
Para rearmar siga los pasos anteriores en orden reversible.
Los transportadores helicoidales de desmontaje rápido pueden ser removidos en
locaciones intermedias sin primero remover las secciones adyacentes,
Las piezas de remplazo pueden ser identificadas a partir de una copia de la lista
original de empaque o de la factura los tornillos de ensamblaje contienen una
tuerca de seguridad que puede ser dañada al removerse se recomienda su
54
remplazo en vez de utilizarlas nuevamente al cambial las secciones del
transportador helicoidal.
5.6.3. OPERACIONES PELIGROSAS
Los transportadores helicoidales no se fabrican o diseñan normalmente para manejar
materiales peligrosos o bajo condiciones peligrosas los materiales peligrosos pueden
ser aquellos que sean explosivos, flaméales, tóxicos o que resulten peligrosos para el
personal si no se encuentran completamente sellados en la cobertura del
transportador en ocasiones puede usarse una construcción especial de cobertura del
transportador o de helicoidal con juntas y cubiertas especiales atornilladas para
manejar este tipo de material los transportadores especiales no se fabrican o se
diseñan para cumplir con los códigos locales estatales o federales para equipos que se
aplique cualquier clase de presión.
5.7. SEGURIDAD
Debe considerarse en todo momento la seguridad como un factor básico de operación
de maquinaria la mayoría de los accidentes son el resultado de descuidos o
negligencia la mayor fuente de estas normas de seguridad es LA SOCIEDAD
AMERICANA DE INGENIEROS MECÁNICOS en donde encontraremos normas
como:
Estándar ANSI B20.1
Estándar ANSI B15.1
55
Estándar ANSI A12.1
Estándar ANSI B20-1ª1990
5.7.1. TIPOS DE CONFIGURACIONES PARA
TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFÍN
(a) Horizontal, con 1 entrada y 3 salidas
(b) Horizontal, con 3 entradas y 1 salida
(c) Horizontal, con 1 entrada y 1 salida
(d) Inclinado, con 1 entrada y 1 salida
CONFIGURACIONES DE LAS ENTRADAS Y DESCARGA DE
LOS TRANSPORTADORES HELICOIDALES
56
TRANSPORTADOR HELICOIDAL DE ARTESA TUBULAR
57
TRANSPORTADOR HELICOIDAL INCLINADO
58
TRANSPORTADOR HELICOIDAL ESTÁNDAR DE UNA
ENTRADA Y UNA DESCARGA
59
5.7.2. TRANSPORTADOR DE CANGILONES
Son utilizados en la industria para el transporte de materiales de la más variada
clase, ya sea a granel, secos, húmedos e inclusive líquidos.
Constan de una cinta ó cadena motora accionada por una polea de diseño especial
(tipo tambor) que la soporta e impulsa, sobre la cual van fijados un determinado
número de cangilones.
El cangilón es un balde que puede tener distintas formas y dimensiones, construido
en chapa de acero o aluminio y modernamente en materiales plásticos, de acuerdo al
material a transportar.
Van unidos a la cinta o cadena por la parte posterior, mediante remaches o tornillos,
en forma rígida o mediante un eje basculante superior cuando trabajan montados
sobre cadenas para transporte horizontal.
Los transportadores o elevadores de cangilones: Son máquinas de transporte
continuo que se emplean para la manipulación de materiales a granel como talcos
granulados y en pedazos pequeños por una traza vertical o inclinada (más de 60
grados sobre la horizontal, sin que se produzcan paradas entre la carga y descarga del
material transportado
5.7.3. GENERALIDADES
Los transportadores o elevadores de cangilones están compuestos por un órgano de
tracción que puede ser de banda o cadenas, en el cual se fijan los cangilones. Todo el
conjunto se moverá alrededor de la tambora motriz y de atezado, colocado en el
60
extremo superior e inferior respectivamente, en el caso de emplearse cadenas como
lo órgano de tracción, el lugar de tamboras se emplearán catalinas. Todo lo anterior
va encerrado una armadura metálica compuesto de tres partes: superior, intermedia e
inferior.
En la parte superior se coloca el sistema propulsor compuesto por reductor, el freno y
el motor eléctrico; en la parte inferior se sitúa el sistema de atezado. Estos se
construyen estacionarios e inmóviles.
En ocasiones además de elevar la carga, garantizan un determinado proceso
tecnológico, por ejemplo la extracción del material sumergido en el fluido separando
de él. Solamente pueden transportar la carga desde un punto inferior hasta el final del
elevador sin entradas o salida de este entre puntos intermedios
5.8. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El Transportador de cangilones se ponen funcionamiento a través del sistema
propulsor el cual por mediación de la tambora motriz o catalina, en dependencias del
órgano de tracción que se utilice proporciona movimiento al mismo, en el que van a
ir acoplado los cangilones que son los encargados de recoger la carga de la parte
inferior y elevar la hasta el punto de descarga, el material se introduce al elevador
por un conducto que se encuentra en la parte inferior y se descarga por la parte
superior.
61
5.8.1. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TRANSPORTADOR
DE CANGILONES
Ventajas
Variedad de manipulación de materiales.
Amplio rango de capacidades.
Amplio rango de longitudes de transportación.
Gran facilidad para la carga y descarga del material.
Estructura liviana.
Trazas horizontales y verticales.
Desgate mínimo y fácil mantenimiento.
Bajo consumo de energía.
Posibilidad de transportación por el ramal superior e inferior y si fuera necesario
por ambos a la vez.
Bajos niveles de ruido.
Construcción y montaje simple comparado con otros transportadores.
Desventajas
Son muy sensibles a las sobrecargas.
62
5.8.2. USOS
El trabajo con estas máquinas es ampliamente difundido ya que su utilización es
cotidiana prácticamente en toda industria para manejo de materiales a granel como
talcos granulados y en pedazos pequeños por una traza vertical o inclinada (más de
60 grados sobre la horizontal).
Se utilizan en la industria química, metalúrgica, alimenticia, de construcción de
maquinarias, de materiales de construcción y otras.
5.8.3. CLASIFICACIÓN
Los transportadores o elevadores de cangilones se pueden clasificar atendiendo a
distintos aspectos, a continuación veremos algunos de ellos:
5.9. SEGÚN EL TIPO DE CARGA
Directamente desde tolva: se emplean para el transporte de materiales de
pedazos grandes y abrasivos. La velocidad desplazamiento del órgano de tracción
es bajo.
Por degradado: se emplean para el transporte de materiales que no ofrecen
resistencia a la extracción, pulvurulentos y de granulación fina
63
5.9.1. SEGÚN EL TIPO DE DESCARGA
Centrifuga:
a) Es el tipo más utilizado.
b) Grandes velocidades de desplazamiento (1. 2 y 1. 4 m/s).
c) La carga se efectúa generalmente por dragado del material depositado en la parte
inferior del transportado.
d) La distancia de separación entre cangilones es de dos a tres veces la altura del
cangilón.
Gravedad o continúa:
a) Baja velocidades de desplazamiento (0. 5 y 1.0 m/s).
b) Se aprovecha al propio peso del material para la descarga del mismo.
Clasificación:
Por gravedad libre: Es necesario desviar el ramal libre del elevador mediante
estrangulamiento o inclinar el propio elevador.
Por gravedad dirigida: Los cangilones se sitúa de forma continua sin separación entre
ellos. La descarga del material se efectúa por el efecto de la gravedad utilizando la
64
parte inferior del cangilón precedente como tolva de descarga. La carga se realiza
directamente desde la tolva de alimentación.
Positiva: El elevador es parecido al de tipo centrifuga salvo que los cangilones están
montados los extremos por dos cordones o torones de cadenas.
La velocidad de los cangilones es lenta y apropiada para materiales livianos, aireados
y pegajosos.
5.9.2. PARTES COMPONENTES
Los transportadores o elevadores de Cangilones constan de diferentes partes
componentes que permiten el funcionamiento de los mismos, a continuación
relacionamos las principales
Estructura
Es la encargada de encerrar y sostener todo 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 se hacen de 2 a 2. 5 m.
El mencionado de las diferentes partes del armazón estén función del ancho y largo
dará sesión transversal y depende del tipo de descarga y de cangilón para lo cual se
va diseñar.
65
Tamboras y catalinas
Son las encargadas de sostener el órgano de tracción y trasmitir movimiento al
mismo. El diámetro de la tambora motriz ésta función del número de capas y
generalmente en un rango de 400 a 150 mm. El diámetro de la tambora de atezado es
del diámetro de la tambora motriz y suelen construirse de tablillas transversales con
el objetivo evitar que material se deposite en la banda y la tambora particularmente si
el mismo está húmedo.
El diámetro dará Catalina ésta función del paso de la cadena seleccionada y el
número de dientes, que generalmente es de 6 a 20 para los rangos de velocidades
angulares de 4. 75 a 75. 5 r/min. Análogamente el diámetro dará catalina motriz es
igual al dará catalina de atezado.
Órgano de tracción
El órgano de tracción puede ser banda o cadena en dependencias de la capacidad,
altura del elevador y naturaleza del material transportado. Una banda sostienen los
cangilones o menor rigidez y soporta por lo tanto menos esfuerzos que las cadenas.
66
Sin embargo la banda se comporta muy bien para altas velocidades y se desgasta
menor que las cadenas cuando se manipula materiales abrasivos.
Las bandas utilizan para elevadores de alta velocidad y de baja y media capacidad
(hasta 80 metros cúbicos/h) elevaciones medias (hasta 30 metros cúbicos/h) en lo que
se manipula materiales pulverizados y de trozos pequeños con bajo y medio pesos a
granel. En los mismos el material puede ser depositado en el fondo donde es paleado
y elevado por los cangilones. Las velocidades de la banda están en un rango de 0.8 a
2. 5 m/s.
Las cadenas emplean preferentemente en elevadores de alta capacidad (hasta 160
metros cúbicos/h), donde se manipulan materiales muy pesados y que se elevan a
gran altura. También suelen emplearse para manipular materiales muy calientes u
otros materiales que afecten la banda al entrar en contacto con ella. Las velocidades
de las cadenas oscilan entre 0. 4 y 1. 25 m/s
Cangilones
Esto son los encargados de transportar material, pueden construirse estampados o
soldados, de hierro fundido o maleable. Suelen tener en su borde delantero un
refuerzo metálico para proteger los del rápido desgaste. Existen cuatro tipos los
cuales son:
Redondeado profundo: tiene un frente a 65º y poseen gran volumen. Se
emplean para manipular materiales a granel, fluidos y secos.
Redondeado llano: tiene un ángulo frontal del 45 º que los hacen poco
profundos; se emplean para la transportación de materiales a granel, húmedos, en
67
forma de casos bajos y pocos fluidos. El borde bajo permite la salida fácil de este
tipo de material.
Ángulo en forma de V: se emplean solamente cuando la descarga es
gravitacional, principalmente en el acarreo de materiales a granel pesados en
trozos medianos y grandes y que sean abrasivos.
Redondeado con rebordes: se emplean solamente cuando la descarga es
gravitacional, de materiales a granel pesados, en trozos medianos y grandes y que
sean abrasivos.
Sistema propulsor
Es encargado de dar movimiento a la tambora o catalina motriz en dependencias del
sistema de transmisión que se utilice. Suele ocupar muy poco espacio se sitúa la parte
superior del equipo. Para prevenir accidentes siempre se coloca un freno que evita la
reversión del movimiento de las partes móviles y la caída de la carga nuevamente en
el fondo del equipo.
Cuando el freno es de trinquete se coloca en el eje de la tambora o catalina y cuando
este tipo centrifugó se sitúa entre el motor y el reductor.
Sistema de atezado
El sistema de atezado que se utiliza los elevadores de cangilones 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 metálica. La regulación del
atezado se halla en un rango de 200 a 500 mm
68
Los elementos que complementan el elevador son:
Bandejas de carga y descarga del material
Plataforma de mantenimiento del cabezal
Riendas tensoras con muertos de anclaje
Distribuidor con comando a nivel de piso
Compuertas laterales para mantenimiento de la banda, limpieza y remplazo de
cangilones
5.9.3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL ELEVADOR DE
CANGILONES
Elevadores de cangilones Centrífugos con Banda o Cadena
Los elevadores de cangilones de cadena centrífugos tienen un rendimiento menor
en /hrs del 20% del valor indicado
Capacidades basadas en un cangilón lleno entre 75 y 90%
Los elevadores pueden ser construidos en acero al carbón con recubrimiento
epóxido – acero, inoxidable y acero galvanizado.
La altura se fabrica según la necesidad del cliente.
Los elevadores son de descarga centrifuga.
Las poleas de los extremos pueden ser tipo jaula de ardilla plana o
vulcanizada para elevadores de banda o de correa.
Polea dentada tipo engrane para elevadores de cadena.
69
5.10. TIPOS DE ELEVADORES DE CANGILONES
Tenemos los siguientes tipos de elevadores:
Descarga centrifuga. Los elevadores de tipo de descarga centrifuga se
ofrecen como serie 100( tensor en bota) y series 200 (tensor en cabeza) ambas series
se encuentran disponibles con cangilones montados en cadena o banda y manejan
materiales de flujo libre con protuberancias pequeñas o medianas el conducto
estándar de la entrada y la placa estándar de fondo curvo dirigen el material a los
cangilones y reducen la acción de “excavación” la velocidad del elevador es
suficiente para descargar el material mediante fuerza centrífuga.
Alta velocidad centrifuga para granos. Los elevadores cangilones de
descarga centrifuga de alta velocidad serie 500 (doble pierna) y serie 400 (pierna
sencilla) están diseñados especialmente para manejar económicamente granos y otros
materiales de flujo libre estos elevadores no son auto soportables por lo tanto otros
deben proporcionar un soporte inmediato.
Descarga continua. Los elevadores de descarga continua se ofrecen como
serie 700 ( tensor en bota) y serie 800 (tensor en cabeza) ambas series se encuentran
disponibles con cangilones montados en cadena o banda y pueden manejar material
de flujo libre material pesado, o materiales que son abrasivos los cangilones
fabricados con espacios cerrados y con partes laterales extendidas forman un
conducto para dirigir el material al cangilón en la descarga la configuración del
70
cangilón permite al material descargarse mediante gravedad sobre la parte posterior
del cangilón siguiente.
Alta capacidad. Los elevadores serie 1000 (de alta capacidad) son un tipo de
descarga continua con cangilones montados entre dos cadenas este tipo d elevador se
usa donde se requieren de mayores capacidades de un servicio severo o de mayores
centros de ejes los elevadores tipo gran capacidad no se encuentran enlistados en
catálogos ya que se diseñan bajo pedido para cada aplicación.
PARTES DE UN ELEVADOR DE CANGILONES
Tambor de accionamiento
Tolva de descarga
Caja o envoltura
Órgano tractor
Tambor tensor
Bota
Cabeza
Motor
Cangilón tolva de descarga
71
72
73
6. BENEFICIARIOS
Como se dijo antes, este proyecto en la modalidad de trabajo comunitario es un
instrumento mediante el cual los proponentes se graduarán como Ingenieros
Mecánicos, una vez que el mismo se haya ejecutado siguiendo los lineamientos
expuestos y cumpliendo con las exigencias del mismo reglamento. A partir de este
evento los beneficiarios serán en su orden
6.1. BENEFICIARIOS DIRECTOS
Estudiantes de la Carrera de Ingeniería Mecánica.
Docentes de la Carrera de Ingeniería Mecánica y afines al
Software.
La Carrera de Mecánica y la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y
Químicas que experimentará un mejoramiento en todos los niveles de su accionar.
6.2. BENEFICIARIOS INDIRECTOS
Universidad Técnica de Manabí.
El conglomerado de Ingenieros mecánicos otros profesionales a fines al
diseño de elementos de máquinas.
74
La misma comunidad manabita y nacional se beneficia al mejorar la calidad
de enseñanza, factor que sin duda alguna permitirá obtener profesionales de
calidad.
75
7. METODOLÓGIA
Para dar respuesta al objetivo general como al tema planteado se ha tomado la
decisión de adquirir un proceso de investigación que brinde todas las respuestas
requeridas para la comprobación o no para ello se investigara en el campo de la
materia
7.1. ACTIVIDADES DESARROLLADAS
Investigación participativa.
Investigación bibliográfica
Escogitamiento y prueba del modelo matemático para calcular
el transportador de tronillo sinfín y cangilones
Estudio de las condiciones o capacidad del recurso a implementar, es decir, lo
que tiene que ver con la capacidad, resolución de problemas
Creación del Software y sus aplicaciones en el laboratorio de dibujo asistido
por computador de la carrera de mecánica.
Selección e instalación de la 5 computadoras
Instalación y prueba de software
Entrega de equipos
76
8. RECURSOS
El desarrollo de este proyecto contará con los siguientes recursos
8.1. RECURSOS HUMANOS
tres estudiantes del décimo semestre de la Carrera de Ingeniería Mecánica
Un Director de Tesis, docente de la carrera elegido por el H. Consejo
Directivo, es responsable de la calidad del trabajo de tesis y el cumplimiento del
cronograma de ejecución del proyecto, su accionar lo lleva a aclaraciones o respaldo
de las actuaciones de los estudiantes ejecutores y defensores del trabajo de tesis.
Tres docentes de la Facultad que integran el Tribunal de Revisión y
Evaluación de la tesis. sus funciones son el control y seguimiento del proyecto
mediante el cronograma denunciado y aprobado por estudiantes y director, además,
es el nexo entre los ejecutores de la tesis y autoridades de la Facultad. también
pueden resolver cambios en el cronograma, sin afectar el fondo de la propuesta.
En forma puntual podrán participar técnicos de otras carreras como apoyo y
complemento a las acciones no especializadas.
77
8.2. RECURSOS MATERIALES
Cinco computadores y sus periféricos básicos
Mueble soporte
CPU
Monitor
Teclado
Dos parlantes
mouse
Regulador de voltaje
Software para calcular transportadores de tornillo sinfín y cangilones
Programa de AUTOCAD
Software regulares en la plataforma de Windows
8.3. RECURSOS ECONOMICOS
La financiación del proyecto está garantizada por los estudiantes mediante
autogestión y aportes personales equitativos, monto que debe cubrir el costo del
proyecto que asciende a la cantidad de $, (4600/100 dólares americano),
aproximadamente.
Dicho costo se justificara en la adquisición de los siguientes equipos, materiales y
demás recursos para la realización de este proyecto:
78
DESCRIPCIÓN
COSTO USD
$
1 software para transportador de tornillo sinfín y uno para
cangilones de cangilón
800,00
5 kit de muebles para las computadoras 500,00
5 computadores 3000,00
Recursos materiales elaboración del proyecto 300,00
TOTAL 4600
79
9. EJECUCION DEL PROYECTO
Para la ejecución de este proyecto se tomaron en cuanta los siguientes aspectos
El proyecto inicio a partir de la fecha en que el H consejo directivo aprobó el
proyecto.
Consecutivamente se designó al director de tesis con lo cual se procedió a tener la
primera reunión entre los ejecutores del proyecto y el guía del mismo para empezar
a determinar las variables del proyecto y elaboración del cronograma de trabajo el
tiempo de ejecución de nuestro proyecto de tesis fue de seis meses como lo dicta el
reglamento.
Los estudiantes egresados realizamos nuestro trabajo en la ciudad de Portoviejo en el
laboratorio de dibujo mecánico asistido por computadora de la cerrera de Ingeniería
Mecánica de la Universidad Técnica De Manabí.
La siguiente actividad realizada fue la revisión del marco teórico de acuerdo a lo
programado en el cronograma seguido de las investigaciones participativas e
investigativas del nuestro modelo matemático a utilizar.
En conjunto acuerdo con nuestro director de tesis se determinó elaborar los modelos
matemáticos utilizando varias opciones entre las cuales figuran modelos matemáticos
del catálogo de Martin.
En la cual también se delimita la capacidad modelo ya que para la elaboración de un
transportador helicoidal y de cangilones existen varias maneras de modelos
matemáticos y procedimos a diseñar nuestro propio modelo matemático usando
varias fórmulas de referencia de catálogo de Martin
80
La ejecución de este proyecto es muy valioso para el pensum de estudio de la carrera
de ingeniería mecánica ya que en la actualidad no se imparte el conocimiento de
elaboración de transportadores ya sea sinfín o de cangilones teniendo en cuenta que
en nuestro medio existen muchos productos que demandan ser transportados por este
tipo de transportadores.
9.1 . IMPLEMENTACION DE COMPUTADORES
Sin ser expertos en esta rama, la globalización del conocimiento de computador y su
aprovechamiento en las actividades de la Ingeniería Mecánica, nos permiten, con un
poco de asesoramiento, acceder a las características técnicas de sus componentes con
el fin utilitario de aprovechar sus bondades en una de las tantas aplicaciones de la
mecánica.
Partimos de una necesidad, cual es el manejo de información y muchos software que
demandan un computador con amplia capacidad, además su funcionalidad y calidad
son importantes en la tarea de seleccionar un excelente equipo.
El computador seleccionado tiene las siguientes características técnicas que
satisfacen las necesidades exigidas, no sólo en lo referido al software sino, también
en lo concerniente a los componentes que constituyen el hardware
81
Características del PC
Computador PENTIUM DUAL- CORE 3.0 GHZ en color negro y rojo
CASE / TECLADO / MOUSE/PARLANTES.PROCESADOR DUAL - CORE 3.0
GHz.
MOTHERBOARD BIOSTAR
MEMORIA RAM DE 4 GB.
DISCO DURO DE 500 GB.
DVD WRITER
LECTOR DE MEMORIAS
MONITOR LG DE 19”
REGULADOR DE VOLTAJE 1200 VA
Computador de
escritorio
Fig. M. Partes del Computador
82
El software o sistema operativo con el que va a funcionar el computador es
Windows.
El hardware Es un término genérico para todos los componentes físicos de la
computadora. Fig.M. Toda la información es procesada electrónicamente por
hardware
Componentes electrónicos son los responsables de su correcto funcionamiento
Unidad central de procesos (CPU): es el cerebro del PC. Procesa las instrucciones y
los datos con los que trabaja la computadora. El procesador es el dispositivo más
importante y el que más influye en la velocidad al analizar información
Memoria RAM o memoria principal: es la memoria de acceso aleatorio, en la que se
guardan instrucciones y datos de los programas para que la CPU pueda acceder a
ellos directamente a través del bus de datos externo de alta velocidad.
Memoria ROM: es la memoria solo para lectura. Es la parte del almacenamiento
principal de la computadora que no pierde su contenido cuando se interrumpe la
energía. Contiene programas esenciales del sistema que ni la computadora ni el
usuario pueden borrar, como los que le permiten iniciar el funcionamiento cada vez
que se enciende la computadora.
Disco duro: es el dispositivo de almacenamiento secundario. Usa varios discos
rígidos cubiertos de un material magnéticamente sensible. Está alojado, junto con las
cabezas de lectura, sellado en forma hermética, en él se guardan los programas y
todos los archivos creados por el usuario.
A mayor capacidad del disco duro, más información y programas podrán almacenar
en el PC. La capacidad se mide en gigabytes (GB). Un GB equivale a 1.024
megabytes (MB) aproximada mente.
83
El computador viene con un mueble soporte funcional y con espacios apropiados a
cada uno de los llamados periféricos del equipo.
9.2. MODELOS MATEMATICOS PARA EL CÁLCULO Y
DIDEÑO DE LOS TRANSPORTADORES DE TORNILLO
SINFÍN Y CANGILONES
9.3. MODELO MATEMÁTICO PARA DESARROLLO DEL
SOFTWARE DE TRANSPORTADOR DE TORNILLO SINFÍN
9.2 . ALGORITMO PARA EL CÁLCULO DEL
TRANSPORTADOR SINFÍN
CAPACIDADES DEL TRANSPORTADOR SINFÍN
Capacidad requerida en metros cúbicos por hora
[ ⁄ ]
Capacidad requerida en pie cúbicos por hora
⁄
Capacidad Real:
84
Velocidad del transportador. [rpm]
Deflexión del transportador D (pulg)
( )
Expansión térmica del transportador (Pulg)
( )
Potencia para operar en vacío o sin carga.
[ ]
Potencia para transportar la carga
[ ]
Potencia requerida para el transporte horizontal del material
Potencia corregida para transportar el material en forma horizontal
( )
Potencia para elevar el material HP
( )
[ ]
Potencia total de un transportador inclinado
(( ) )
Torque crítico transportador horizontal
85
Torque crítico de un transportador inclinado
9.2.1. SOFTWARE PARA EL CALCULO Y DISEÑO DE
TRANSPORTADORES HELICOIDALES (TORNILLO SINFÍN)
Este proyecto se a elaborado en una aplicación de java usando framework swing
como marco de trabajo el objetivo principal de la aplicación es disminuir el tiempo
en el procedimiento manual para calcular y diseñar los transportadores de tornillo
sinfín
La aplicación no permitirá determinar cada uno de los parámetros en el calculo de los
transportadores sinfín al final se genera un reporte con los parámetros del calculo
Este proyecto fue desarrollado con el IDE 6.5.1 que es un entorno integrado de
desarrollo compatible con:
Windows
Mac
Linux
Solaris
El proyecto NecBeans consiste en de código abierto y una plataforma de
aplicaciones que permiten a los desarrolladores crear rápidamente aplicaciones de
escritorio utilizando la plataforma java así como.
Java FX
JavaScrip
86
Ruby
9.2.2. MANUAL DEL USUARIO DEL SOFTWARE DEL
TRANSPORTADOR DE TORNILLO HELICOIDAL (SINFÍN)
1. Abrimos la carpeta Sinfín Final; dando doble clic sobre la misma.
2. Damos doble clic en la aplicación Tornillo Sinfín (Executable Jar File) para
ejecutar el sistema.
Doble clic a
la carpeta
87
3. Nos encontramos con la ventana de inicio de nuestro sistema.
4. A continuación tenemos la pantalla donde se ingresará la información general
del proyecto.
88
Una vez ingresado todos los campos se activará y se deberá dar clic en el botón
siguiente.
Clic en
Siguiente
89
5. Procedemos a ingresar los datos iniciales del ejercicio propuesto. Se deberán
ingresar los siguientes datos: Capacidad Requerida, Longitud de Transportación,
Tipo de carga, Trabajo y Tiempo de Operación.
Luego de ello se deberá escoger de la tabla el material deseado; automáticamente los
valores se copiaran en las respectivas cajas de texto.
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
90
6. En la pantalla 3 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el factor CF1 a
trabajar en el ejercicio.
Clic en
Siguiente
91
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
7. En la pantalla 4 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el factor CF2 a
trabajar en el ejercicio.
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
8. En la pantalla 5 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el factor CF3 a
trabajar en el ejercicio.
Adicionalmente en esta pantalla se podrá observar el resultado del cálculo para los
valores de:
92
Capacidad Requerida
Capacidad Real
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
9. En la pantalla 6 del sistema se deberá seleccionar de la tabla la capacidad
requerida por el transportador; automáticamente los valores se copiaran en las
respectivas cajas de texto.
93
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
10. En la pantalla 7 del sistema se deberá escoger el grupo de componente y
seleccionar de la tabla respectiva los otros elementos del transportador.
94
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto. Una vez
completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en
el botón Siguiente.
95
11. En la pantalla 8 del sistema se deberá escoger los datos relacionados a la
deflexión del transportador.
Se deberá escoger los datos relacionados al peso del helicoide.
96
Se deberá escoger los datos relacionados al módulo de elasticidad.
Y finalmente se deberá escoger los datos relacionados al momento de inercia del
tubo.
97
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá
calculado el valor de D (deflexión del transportador). Una vez completos todos los
datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón Siguiente.
12. En la pantalla 9 del sistema se deberá completar los datos relacionados a la
Expansión Térmica del Transportador. Para ello deberá realizar las siguientes
acciones:
Ingresar los valores de: límite inferior de temperatura y límite superior de
temperatura.
Seleccionar de la tabla el material y la expansión lineal respectiva.
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá
calculado el valor del Incremento en el cambio de longitud. Una vez completos todos
los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá dar clic en el botón
Siguiente.
98
13. En la pantalla 10 del sistema se deberá completar los datos relacionados a las
Potencias del Transportador. Para ello deberá realizar las siguientes acciones:
Potencia para operar en vacío o sin carga: Se debe escoger el Factor por Tipo
de Transmisión Fb y el Factor por Tipo de Transmisión Fd tal como lo muestran las
figuras.
Selección del Factor por Tipo de Transmisión Fb
Selección del Factor por Tipo de Transmisión Fb
99
100
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá
calculado el valor de HPf (Potencia para operar en vacío o sin carga).
Potencia para transportar la carga: Se debe escoger el Factor de Potencia por
el Tipo de Helicoide Ff y el Factor de Potencia por Paletas Fp tal como lo muestran
las figuras.
Selección del Factor de Potencia por el Tipo de Helicoide
101
Selección del Factor de Potencia por Paletas
102
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá
calculado el valor de HPm (Potencia para transportar la carga) y HPh (Potencia
requerida para el transporte horizontal del material).
Si HPh es menor a 5 se deberá corregir esta potencia para prevenir sobrecargas; para
ello se activarán las siguientes cajas de texto donde se deberá ingresar el factor de
sobrecarga Fo y seleccionar de la tabla el factor por el tipo de transmisión.
Automáticamente los valores se copiaran en las respectivas cajas de texto y aparecerá
calculado el valor de HPch (Potencia corregida) y HPte (Motor Elegido).
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
103
14. En la pantalla 11 del sistema se deberá completar los datos relacionados a la
Potencia para elevar el Material y el Torque Crítico requerido para dicha elevación.
Potencia para elevar el material: Se deberá ingresar H (altura de
transportación) y la potencia extra para compensar la eficiencia del transporte debido
a la agitación y vibración del material en tránsito (HPext).
Automáticamente el sistema hará los cálculos y aparecerán los valores calculados de:
HPem (Potencia para elevar el material), HPti (Potencia total de un transportador
inclinado), Torque Crítico para el Transportador Horizontal y Torque Crítico para el
Transportador Inclinado.
104
15. Procedemos a dar clic en el botón imprimir reporte para de esta manera
generar el mismo.
Clic en Imprimir
Reporte
105
16. Observamos nuestro reporte listo para poder trabajar con él.
106
Dando clic en el ícono del disquete ubicado en la parte superior izquierda del reporte
se lo podrá guardar en cualquier lugar de nuestro computador y en el formato que
deseamos, siendo los más comunes PDF y Word.
Y si queremos imprimir nuestro reporte de forma directa, damos clic en el ícono de
la impresora ubicado al lado del disquete, procedemos a elegir la impresora instalada
en el computador y damos aceptar.
107
17. Finalmente si deseamos salir de la aplicación, nos dirigimos a la pestaña de
Salir en el sistema y escogemos la opción Salir o si prefiere simplemente se podrá
dar clic en el botón Finalizar o Cancelar.
108
NOTAS:
1. En cualquier momento se podrá dar clic en el botón Atrás para navegar entre
las pantallas del sistema.
2. En la pestaña Ayuda del sistema se muestra información general del proyecto.
9.2.3. INSTALACION DEL SOFTWARE A LOS
COMPUTADORES
La instalación del software a las computadoras se realizo bajo las condiciones
acordadas y con la presencia de un técnico
La instalación del software no es más que la transferencia de datos por lo cual se
transmiten los nuevos programas al computador y seguidamente configurados para
poder ser usados en el fin para cual fueron desarrollados estos software
El programa estuvo sometido a las distintas fases de instalación cumpliendo en cada
una de ellas con su objetivo.
109
Desarrollo : cada programa instalado necesita de las herramientas para su
correcto funcionamiento estas herramientas son los códigos las fuentes y banco de
datos para poder modificar el programa
Prueba : antes de concluir con la entrega del software a los usuarios fue
sometido a distintas evaluaciones dando como resultado el optimo funcionamiento
Producción : utilización por el consumidor final estudiantes de la carrera de
ingeniería mecánica de la facultad de ciencias matemáticas físicas y químicas
9.3. PRUEBA DEL SOFTWARE Y LOS EQUIPOS
La prueba de los equipos y del software se realizo según lo establecido de la manera
más correcta y el resultado fue que ni los equipos de operatividad del software y el
software presentaron inconvenientes
La prueba se realizo utilizando como materia a transportar el cacao en pepas dando
como resultado las diferentes variables en del diseño del transportador helicoidal y la
exactitud del software se la comprobó con un ejercicio manual dando como resultado
el optimo funcionamiento del software
9.3.1. EJERCICO DE PRUEBA PARA EL CÁLCULO Y
DISEÑO DE TRANSPORTADORES HELICIODALES
Simbología
L = Longitud de transportación
Peso especifico
110
Factor de matrial
Porcentaje de carga
Capacidad
Capacidad real
= Factor d capacidad
p = Paso
Revoluciones máximas permitidas
d = Diámetro del sinfín
Velocidad del transportador
Deflexion del transportador
DATOS DE ENTRADA
1. Material a transportar:
2. Capacidad requerida:
En toneladas por hora: [ ⁄ ]
En libras por hora: [ ⁄ ]
3. Longitud de transportación
CALCULOS
La siguiente tabla nos ayuda a entender la codificación en la tabla de las
características de los materiales
111
COMO LEER EL CODIGO DEL MATERIAL
DE LA TABLA 1-2
MATERIAL :GRANOS DE CERVEZA MOJADO
C1/2
Tamaño
4
Fluidez
5
Abrasividad
T
Otras Características
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 5
1. CAPACIDAD REAL.
Con el dato del material “Cacao en pepas” entramos a la TABLA 1
TABLA 1 determina los siguientes parámetros:
Material Peso
⁄
Código
mate.
Rodamiento.
Intermedio
Serie de
componente
Factor
mater.
Carga
%
Almendras 29 C1/2 35Q H 2 0.9 30A
Asfalto ½ 45 C1/2-45 H 2 2.0 30A
Corteza de madera 15 E-45TVY H 3 2.0 30A
Cebada molida 31 B6-35 L-S-B 1 0.4 30A
Cebada entera 42 B6-25N L-S-B 1 0.5 45
Habichuela 48 C1/2-15 L-S-B 1 0.5 45
Habichuela mojada 60 C1/2-25 L-S-B 1 0.8 45
Cemento portland 94 A100-26M H 2 1.4 30B
Cacao en pepas 40 C1/2-25 Q L-S 1 0.5 45
Cacao en escamas 35 C1/2-25 H 2 0.5 45
Cacao en polvo 32 A100-45XY S 1 0.9 30A
Café en grano 29 C1/2-25PQ L-S 1 0.5 45
Café molido 25 A40-35P L-1 1 0.6 30A
Café tostado 25 C1/2-25PQ S 1 0.4 45
Café en polvo 19 A40-35PUY S 1 0.4 45
Maíz en semilla 45 B6-25P L-S-B 1 0.7 45
Maíz en mazorca 14 E-35 L-S 2 - 30A
Maíz en harina 36 B6-35P L-S 1 0.5 30A
Maíz en semilla 45 C1/2-25PQ L-S-B 1 0.4 45
Algodón en semilla 43 C1/2-45HW L-S 1 1.0 30A
Harina de pescado 38 C1/2-45HP L-S-B 1 1.0 30A
Pescado desperdicio 43 D7-45H L-S-B 2 1.5 30A
Trigo harina 37 A40-45PL S 1 0.6 30A
Hielo triturado 40 D3-35Q L-S 2 0.4 30A
Hielo en cubitos 34 D3-35Q S 1 0.4 30A
Arroz entero 20 B6-35NY L-S-B 1 0.4 30A
Arroz molido 44 B6-35Q L-S 1 0.4 30A
Arroz en cascara 47 C1/2-25P L-S-B 1 0.4 45
Sal gruesa 85 B6-36TU H 3 2.1 30B
Sal pulverizada 75 B6-36TU H 3 1.7 30B
112
Referencia catálogo de Martín, sección H es una tabla miscelánea ya que de la real se
escojio los materiales que más se encuentran en nuestro medio las tabla se encuentran desde
las pág. 6-14
Deben aparecer los siguientes parámetros:
Peso especifico ⁄
Código material: C1/2 – 25Q
Rodamiento intermedio: L – S
Serie componente: 1
Factor del material:
Porcentaje de carga:
Capacidad requerida en metros cúbicos por hora
[ ⁄ ]
Capacidad requerida en pie cúbicos por hora
⁄
Capacidad Real:
TABLA 3 Factor de Capacidad debido al paso
Paso Descripción Factor
Estándar 1.00
Corto
1.50
Medio
2.00
Largo
0.67
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 16
113
En la TABLA 3 Elige el paso:
Paso estándar (considerar las otras opciones)
Debe aparecer:
TABLA 4 Factor de Capacidad por el tipo de helicoide
Tipo de Helicoide Carga del transportador
15% 30% 45%
Helicoide con corte 1.95 1.57 1.43
Helicoide con corte y doblez - 3.75 2.54
Helicoide de cinta 1.04 1.37 1.62
Otro helicoide no indicado 1.00 1.00 1.00
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 16
En la TABLA 4 Elige el tipo de helicoide:
Helicoide estándar
Con el porcentaje de carga 45%
Se determina:
TABLA 5 Factor de Capacidad por número de paletas
Paletas estándar de paso
invertido a 45°
Paletas por paso
0 1 2 3 4
1.00 1.08 1.16 1.24 1.32
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 16
En la TABLA 5 Elige el número de paletas:
Número de paletas 0
Se escoge
⁄
114
2. DIÁMETRO DEL TRANSPORTADOR
TABLA 7 Capacidades de Transportadores de Tornillo Sinfín
carga en la artesa
Diámetro del
sinfín en
pulgadas
Capacidad en pie3/h (paso
estándar) Máximo rpm
recomendadas A 1 rpm A Max. rpm
15 %
30%A
4 0.21 15 72
6 0.75 45 70
9 2.72 150 75
10 3.80 210 55
12 6.40 325 50
14 10.40 520 50
16 15.60 700 45
18 22.50 1010 45
20 31.20 1250 40
24 54.60 2180 40
4 0.41 53 130
6 1.49 180 120
9 5.47 545 100
10 7.57 720 95
12 12.90 1160 90
14 20.80 1770 85
16 31.20 2500 80
18 45.00 3380 75
20 62.80 4370 70
24 109.00 7100 65
30% B
45%
4 0.41 29 72
6 1.49 90 60
9 5.45 300 55
10 7.60 418 55
12 12.90 645 50
14 20.80 1040 50
16 31.20 1400 45
18 45.00 2025 45
20 62.80 2500 40
24 109.00 4360 40
4 0.62 114 184
6 2.23 368 165
9 8.20 1270 155
10 11.40 1710 150
12 19.40 2820 145
14 31.20 4370 140
16 46.70 6060 130
18 67.60 8120 120
20 93.70 10300 110
24 164.00 16400 100
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 17
115
Entra en LA TABLA 7 con el porcentaje de carga: 45%
Entra en la columna “capacidad a máx. Rpm”.
Con valor igual o superior a ⁄
Como respuesta debe aparecer
Diámetro del Sinfín
Capacidad a 1rpm ( ⁄ ) ⁄
Máxima revoluciones admitidas
Otros elementos del transportador:
Debe haber 3 alternativas (estas van vinculadas con la tabla 1 en la columna “serie de
componentes)
Componentes grupo 1 Componentes grupo 2 Componentes grupo 3
Componentes grupo 1 (nos lleva a LA TABLA 8)
Componentes grupo 2 (nos lleva a LA TABLA 9)
Componentes grupo 3 (nos lleva a LA TABLA 10)
116
TABLA 8 Componentes del Transportador para materiales del GRUPO 1
Ø Sinfín
pulg
Ø Eje
pulg
Código del Sinfín Espesor
Volado
Helicoidal
Volado
Seccional Artesa Cubierta
6 1.5 6H304 6S307 16 cal 16 cal
9 1.5 9H306 9S307 14 cal 14 cal
9 2 9H404 9S407 14 cal 14 cal
12 2 12H408 12S409 12 cal 14 cal
12 2.4375 12H508 12S509 12 cal 14 cal
14 2.4375 14H508 14S509 12 cal 14 cal
16 3 16H610 16S612 12 cal 14 cal
18 3 - 18S612 10 cal 14 cal
20 3 - 20S612 10 cal 14 cal
24 3.4375 - 24S712 10 cal 14 cal
30 3.4375 - 30S712 10 cal 14 cal
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 20
TABLA 9 Componentes del Transportador para materiales del GRUPO 2
sinfín
(pulg.)
eje
(pulg.)
Código del Sinfín Espesor (pulg.)
Volado
helicoidal
Volado
seccional Artesa Cubierta
6 1.5 6H308 6S309 14 cal 16 cal
9 1.5 9H312 9S309 10 cal 14 cal
9 2 9H412 9S409 10cal 14 cal
12 2 12H412 12S412 0.1875 14 cal
12 2.4375 12H512 12S512 0.1875 14 cal
12 3 12H612 12S612 0.1875 14 cal
14 2.4375 - 14S512 0.1875 14 cal
14 3 14H614 14S612 0.1875 14 cal
16 3 16H614 16S616 0.1875 14 cal
18 3 - 18S616 0.1875 14 cal
20 3 - 20S616 0.1875 14 cal
24 3.4375 - 24S716 0.1875 14 cal
30 3.4375 - 30S716 0.1875 14 cal
Referencia catálogo de Martín, Sección H. pág. 20
117
TABLA 10 Componentes del Transportador para materiales del GRUPO 3
sinfín
pulgadas
eje
pulgadas
Código del Sinfín Espesor
Volado
helicoidal
Volado
seccional
Artesa
pulg Cubierta
6 1.5 6H312 6S312 10cal 16cal
9 1.5 9H312 9S312 0.1875 14cal
9 2 9H414 9S416 0.1875 14cal
12 2 12H412 12S412 0.25 14cal
12 2.4375 12H512 12S512 0.25 14cal
12 3 12H614 12S616 0.25 14cal
14 3 - 14S624 0.25 14cal
16 3 - 16S624 0.25 14cal
18 3 - 18S624 0.25 12cal
20 3 - 20S624 0.25 12cal
24 3.4375 - 24S724 0.25 12cal
30 3.4375 - 30S724 0.25 12cal
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 20
El cacao en pepas clasifica en la serie de componentes 1 (pasa a LA TABLA 8)
Entra a LA TABLA 8con el diámetro del Sinfín de 6”
De la tabla se obtiene
Diámetro del eje: 1.5pulg = 38.1 mm
Código del volado helicoidal: 6H304
Espesor de la artesa: 16 cal
Espesor de la cubierta: 16 cal
3. VELOCIDAD DEL TRANSPORTADOR. [rpm]
( ⁄ )
( ⁄ ) ⁄
118
4. [ ]
( )
[ ⁄ ]
[ ]
[ ]
ó [ ⁄ ]
[ ]
W se toma de LA TABLA 11
TABLA 11
PESO DEL SINFÍN CONTINUO ESTANDAR w
Ø del Sinfín
(pulg.) Código
Ø exterior
del tubo
(pulg)
Espesor de
la hélice
(pulg.)
Peso del sinfín
⁄
4 4H204 1.625 1/8 3
4 4H206 1.625 3/16 4
6 6H304 2.375 1/8 5
6 6H308 2.375 ¼ 6
6 6H312 2.375 3/8 7
9 9H306 2.375 3/16 7
9 9H312 2.375 3/8 10
9 9H406 2.875 3/16 9
9 9H412 2.875 3/8 12
9 9H414 2.875 7/16 13
10 10H306 2.375 3/16 8
10 10H412 2.875 3/8 1
12 12H408 2.875 ¼ 12
12 12H412 2.875 3/8 15
12 12H508 3.5 ¼ 14
12 12H512 3.5 3/8 17
12 12H614 4 7/16 19
14 14H508 3.5 ¼ 14
14 14H614 4 7/16 22
16 16H610 4 5/16 19
16 16H614 4.5 7/16 24
18 18H610 4 5/16 20
Referencia catálogo de Martín, sección H pág.
119
I se toma de LA TABLA 12
Tabla 12
MOMENTO DE INERCIA DE LOS TUBOS I
TUBO CEDULA 40
Tamaño(pulg) 2 5/2 3 7/2 4 5 6 8 10
( ) 0.67 1.53 3.02 4.79 7.23 15.2 28.1 72.5 161
TUBO CEDULA 80
Tamaño(pulg) 2 5/2 3 7/2 4 5 6 8 10
( ) 0.87 1.92 3.89 6.28 9.61 20.7 40.5 106 212
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 28
Tabla 13
MODULO DE ELASTICIDAD
Material Módulo de elasticidad ⁄
Acero al carbono 2.90
Acero aleado 2.98
Acero fundición 2.49
Aluminio 0.96
5. [ ]
( )
[ ]
(Valor a ingresar)
(Valor a ingresar)
ó ⁄
120
TABLA 14
COEFICIENTE DE EXPANSION LINEAL ⁄
Material Expansión lineal
Acero al carbono 0.0000065
Acero inoxidable 0.0000099
Aluminio 0.0000128 .
6. [ ]
Esta constituida por dos componentes:
Potencia para operar en vacío o sin carga.
[ ]
( )( )
TABLA 15
(Tiene relación con LA TABLA 1, rodamiento intermedio) de acuerdo a eso se entra
en la columna uno y se seleccionan los demás elementos
FACTOR POR EL TIPO DE TRANSMISIÓN
Grupo de
Buje Tipo de Buje Acoplamiento Factor
B Rodamiento de bolas Estándar 1.0
L Bronce Estándar 1.7
S
Bronce autolubricado
Bronce grafito
Nailon
Teflón
Melanina
Estándar
Estándar
Estándar
Estándar
Estándar
2.0
H Hierro duro autolubricado
Hierro duro
Endurecido 3.4
Endurecido 4.4
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 22
121
TABLA 16
FACTOR POR EL TIPO DE TRANSMISIÓN
Diámetro del sinfín pulg Factor
4 12
6 18
9 31
10 37
12 55
14 78
16 106
18 135
20 165
24 235
30 300
Potencia para transportar la carga
[ ]
TABLA 17
FACTOR DE POTENCIA POR EL TIPO DE HELICOIDE
Tipo de helicoide Carga del transportador
15% 30% 45% 95%
Helicoide estándar 1.00 1.00 1.00 1.00
Helicoide con corte 1.10 1.15 1.20 1.30
Helicoide con corte y doblez NR 1.50 1.70 1.20
Helicoide de cinta 1.05 1.14 1.20 -
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 23
NR = No Recomendado
122
TABLA 18
FACTOR DE POTENCIA POR PALETAS
Paletas estándar de
paso invertidas a 45º
Paletas por paso
0 1 2 3 4
Factor de paletas ( ) 1.00 1.29 1.58 1.87 2.16
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 23
( )( )
Potencia requerida para el transporte horizontal del material
Debe considerarse que:
Si es menor que 5
Entonces, ésta potencia se multiplica por un factor para prevenir sobrecargas,
especialmente en motores pequeños.
El factor de sobrecarga (se obtiene de la Fig. 1)
Este valor se ingresa manualmente)
Esto determina la:
123
Potencia corregida para transportar el material en forma horizontal, además, la
potencia debe considerar un factor por el tipo de transmisión que se va a instalar
(TABLA 17).
( )
TABLA 19
FACTOR POR EL TIPO DE TRANSMISIÓN
Transmisión
montada en eje
con banda
Transmisión de banda
en V a engranaje
helicoidal y
acoplamiento
Motoreductor con
acoplamiento
Motoreductor con
transmisión de
cadena
0.88 0.87 0.95 0.87
Referencia catálogo de Martín, sección H pág. 23
Se elige:
Motoreductor con acoplamiento:
( )
Se elige un motor de
124
7. [ ]
( )
[ ]
( ) [ ]
A esta potencia debe adicionarse una potencia extra para compensar la eficiencia del
transporte debido a la agitación y vibración del material en tránsito. El valor varía de
acuerdo al material que se transporta y se asigna de acuerdo a la experiencia.
[ ]
Potencia total de un transportador inclinado es:
(( ) )
(( ) )
Se elige una potencia del motor:
125
8. [ ]
Para el transportador horizontal:
( )
Para el transportador inclinado:
( )
126
9.3.2. MODELO MATEMÁTICO PARA EL
DESARROLLO DEL TRANSPORTADOR DE CANGILONES
9.3.3. ALGORITMO PARA EL CÁLCULO DEL SOFTWARE
DEL TRANSPORTADOR DE CANGILONES
CALCULO DEL ELEVADOR DE CANGILONES
DATOS DE ENTRADA.
Material a transportar: Maíz en grano
Peso específico del material:
Altura de elevación:
Sistema de descarga: Centrifuga
Cangilón: Tipo Profundo
Coeficiente de llenado:
Velocidad tangencial:
Transportador:
Diseño de los cangilones
Altura:
Ancho:
Profundidad:
Volumen: [ ]
Capacidad real del cangilón: [ ⁄ ]
127
Selección de la banda
Se extrae de LA TABLA 2
Se selecciona una banda de 4 telas
Se admite hasta 300 mm de ancho de la banda
Espesor de la banda: [ ]
Ancho de la banda: [ ]
Cálculo de las ruedas o tambores
Se parte del supuesto que los dos tambores o poleas, del pie y la cabeza del elevador
son iguales en toda su estructura y formas.
Con la ayuda de la tabla 3 se elige el diámetro del tambor, que se considera igual
para pie y cabeza.
Diámetro del tambor:
Longitud del tambor:
Longitud de la banda
( ) [ ]
128
Número de cangilones:
El paso de los cangilones se toma de acuerdo a la experiencia, material a transportar
y condiciones de carga de los cangilones. Adoptamos:
Peso del material en el ramal cargado:
Peso de los cangilones y de la banda
[ ]
Velocidad de rotación del tambor
Como se ha elegido una descarga centrifuga, el valor de la velocidad debe ser mayor
que el calculado por la siguiente fórmula.
√ [ ]
Velocidad tangencial
[ ⁄ ]
129
Cálculo de la capacidad del elevador
[ ⁄ ]
Potencia necesaria
[ ( ) ]
[ ]
Calculo de la estructura de los tambores
Diámetro del eje: √
Espesor del tambor:
Número de brazos:
Espesor del cubo: ( )
Diámetro del cubo:
Longitud del cubo:
130
9.4. SOFTWARE PARA EL CÁLCULO DE EL
TRANSPORTADOR DE CANGILONES
Este proyecto se a elaborado en una aplicación de java usando framework swing
como marco de trabajo el objetivo principal de la aplicación es disminuir el tiempo
en el procedimiento manual para calcular y diseñar los transportadores de tornillo
sinfín
La aplicación no permitirá determinar cada uno de los parámetros en el calculo de los
transportadores sinfín al final se genera un reporte con los parámetros del calculo
Este proyecto fue desarrollado con el IDE 6.5.1 que es un entorno integrado de
desarrollo compatible con:
Windows
Mac
Linux
Solaris
El proyecto NecBeans consiste en de código abierto y una plataforma de
aplicaciones que permiten a los desarrolladores crear rápidamente aplicaciones de
escritorio utilizando la plataforma java así como.
Java FX
JavaScrip
Ruby
131
9.4.1. MANUAL DEL USUARIO DEL SOTFWARE DEL
TRANSPORTADOR DE CANGILONES
1. Abrimos la carpeta Elevador de Cangilones Final; dando doble clic sobre la
misma.
2. Damos doble clic en la aplicación Elevador De Cangilones (Executable Jar File)
para ejecutar el sistema.
Doble
Clic
132
3. Nos encontramos con la ventana de inicio de nuestro sistema.
4. A continuación tenemos la pantalla donde se ingresará la información general del
proyecto.
133
Una vez ingresado todos los campos se activará y se deberá dar clic en el botón
siguiente.
5. Procedemos a ingresar el dato inicial del ejercicio propuesto. Se deberá ingresar el
siguiente dato: Altura de Elevación.
Clic en
Siguiente
134
Luego de ello se deberá escoger de la tabla el peso del material a transportar;
automáticamente los valores se copiaran en las siguientes cajas de texto: Material a
Transportar, Peso Específico y Característica.
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
135
6. En la pantalla 3 del sistema se deberá seleccionar de la tabla la característica del
Elevador de Cangilones guiándose por el material elegido en la pantalla anterior.
Clic en
Siguiente
136
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
7. En la pantalla 4 del sistema se deberán ingresar los siguientes datos requeridos
para el diseño del Cangilón: Altura, Ancho y Profundidad.
137
Adicionalmente en esta pantalla se podrá observar el resultado del cálculo para los
valores de:
Volumen
Capacidad Real del Cangilón
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
8. En la pantalla 5 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el número de telas en
función del material a trabajar en el ejercicio.
Adicionalmente en esta pantalla se podrá observar el resultado del cálculo para los
valores de:
Espesor de la Banda
Ancho Real de la Banda
138
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
9. En la pantalla 6 del sistema se deberá seleccionar de la tabla el diámetro del
tambor en función del número de telas de la banda; automáticamente los valores
se copiaran en las respectivas cajas de texto. Automáticamente el sistema
calculará el resultado de la Longitud del Tambor y la Longitud de la Banda.
139
Una vez completos todos los datos requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
10. En la pantalla 7 del sistema se deberá ingresar el paso de acuerdo a la
experiencia y escoger el espesor del acero con el que se trabajará.
140
Automáticamente se realizan los cálculos internos del sistema y se mostrarán los
resultados para: Número de Cangilones, Peso del Material, P (re-calculado), Peso de
Cangilones en el Ramal Cargado, Peso de Banda en el Ramal Cargado, Va, Pcb,
Velocidad de Rotación del Tambor, Velocidad Tangencial y Capacidad del Elevador.
Una vez completos todos los valores requeridos en la pantalla se activará y se deberá
dar clic en el botón Siguiente.
11. En la pantalla 8 del sistema se deberá ingresar el valor del Rendimiento del
Elevador que estará en un rango de (0.75 – 0.90).
141
Automáticamente se realizan los cálculos internos del sistema y se mostrarán los
resultados para: Potencia Necesaria; y la Estructura de los Tambores que consta del
diámetro del eje, espesor del tambor, número de brazos, espesor del cubo, diámetro
del cubo y la longitud del cubo.
Procedemos a dar clic en el botón imprimir reporte para de esta manera generar el
mismo
Clic en Imprimir
Reporte
142
12. Observamos nuestro reporte listo para poder trabajar con él.
143
Dando clic en el ícono del disquete ubicado en la parte superior izquierda del reporte
se lo podrá guardar en cualquier lugar de nuestro computador y en el formato que
deseamos, siendo los más comunes PDF y Word.
Y si queremos imprimir nuestro reporte de forma directa, damos clic en el ícono de
la impresora ubicado al lado del disquete, procedemos a elegir la impresora instalada
en el computador y damos aceptar.
144
13. Finalmente si deseamos salir de la aplicación, nos dirigimos a la pestaña de
Salir en el sistema y escogemos la opción Salir o si prefiere simplemente se podrá
dar clic en el botón Finalizar o Cancelar.
Dar clic
145
NOTAS:
1. En cualquier momento se podrá dar clic en el botón Atrás para navegar entre las
pantallas del sistema.
2. En la pestaña Información del sistema se muestra información general del
proyecto.
9.4.2. INSTALACION DEL SOFTWARE A LOS
COMPUTADORES
La instalación del software a las computadoras se realizo bajo las condiciones
acordadas y con la presencia de un técnico
146
La instalación del software no es más que la transferencia de datos por lo cual se
transmiten los nuevos programas al computador y seguidamente configurados para
poder ser usados en el fin para cual fueron desarrollados estos software
El programa estuvo sometido a las distintas fases de instalación cumpliendo en cada
una de ellas con su objetivo.
Desarrollo : cada programa instalado necesita de las herramientas para su
correcto funcionamiento estas herramientas son los códigos las fuentes y banco de
datos para poder modificar el programa
Prueba : antes de concluir con la entrega del software a los usuarios fue
sometido a distintas evaluaciones dando como resultado el optimo funcionamiento
Producción : utilización por el consumidor final estudiantes de la carrera de
ingeniería mecánica de la facultad de ciencias matemáticas físicas y químicas
9.4.3. PRUEBA DEL SOFTWARE Y LOS EQUIPOS
La prueba de los equipos y del software se realizo según lo establecido de la manera
más correcta y el resultado fue que ni los equipos de operatividad del software y el
software presentaron inconvenientes
La prueba se realizo utilizando como materia a transportar maíz en grano dando
como resultado las diferentes variables en del diseño del transportador de cangilones
y la exactitud del software se la comprobó con un ejercicio manual dando como
resultado el optimo funcionamiento del software
147
9.5. EJERCICO DE PRUEBA PARA EL CÁLCULO Y DISEÑO
DE TRANSPORTADORES HELICIODALES
Simbología
= peso especifico del material
= altura de elevación
= coeficiente de llenado
v = velocidad tangencial
a
Profundidad
Volumen
Capacidad real del cangilón
Espesor de la banda
Ancho de la banda
D= Diámetro del tambor
r = Radio del tambor
Longitud del tambor
Longitud de la banda
p = Paso
= Numero de cangilones
= Peso del material en el ramal cargado
= Peso de los cangilones y la banda
= peso de los cangilones en el ramal cargado
148
Volumen del acero
n = Velocidad del tambor
Capacidad del elevador
= Potencia
Coeficiente de rozamiento
= Rendimiento del elevador
Diámetro del eje
Espesor del tambor
Numero de brazos
= Espesor del cubo
= Diámetro del cubo
= Longitud del cubo
= Altura de la chaveta
= Espesor de la chaveta
= Longitud de la chaveta
1. DATOS DE ENTRADA.
Material a transportar: Maíz en grano
Peso específico del material: 720
(dato se toma de la tabla 2)
Altura de elevación:
149
TABLA 1 CARACTERISTICAS DE LOS ELEVADORES DE CANGILONES
Producto a transportar Tipo de Elevador
Material Características Descarga Cangilón Velocidad [ ⁄ ] Tipo Llenado con Banda con Cadena
Polvo , carbón Polvoriento Por gravedad P 0.85 - 0.6 – 0.8
Cemento ,yeso,
fosfato ,fertilizante Polvoriento Centrifuga P 0.75 1.25 – 1.8 -
Cereales, Serrín ,
arcilla seca en
trozos , carbón
Granular con
pequeños trozos
<60mm
medianamente
abrasivos
Centrifuga P 0.75 1.25 – 2 0.8 – 1
Grava mineral
Granular con
pequeños trozos
<60mm muy
abrasivos
Por gravedad V 0.80 0.8 – 1 0.8 – 1
Arena, ceniza ,
tierra, rocas
Granular con
pequeños trozos
<60mm muy
abrasivos
Centrifuga P 0.75 1.6 – 1.8 -
Carbón
Tamaños medios
>60mm
medianamente
abrasivos
Por gravedad V 0.70 - 0.6 – 0.8
Tamaños medios
>60mm
medianamente
abrasivos
Centrifuga P 0.60 - 1.25 – 1.4
Rocas trituradas ,
minerales
Tamaños medios
y grandes >60mm
muy abrasivos
Por gravedad V 0.70 0.6 – 0.8
Coke En trozos frágiles
y friables Centrifuga V 0.70 - 0.6 – 0.8
Tierra ,arena
húmeda, yeso
polvoriento
Polvorientos con
granos húmedos Centrifuga A 0.60 1.25 – 1.8 1.25 – 1.6
Productos
químicos
Polvorientos con
granos húmedos Por gravedad A 0.60 - 0.6 – 0.8
P= producto V=tipo en V A=abierto
Sistema de descarga: Centrifuga
Cangilón: Tipo Profundo
Coeficiente de llenado:
Velocidad tangencial:
Transportador:
150
TABLA 2 PESO DE LOS MATERIALES A TRANSPORTAR
Material Peso kg/m3
Almendras 464
Asfalto ½ 720
Cabada molida 496
Cebada entera 673
Habichuela 769
Habichuela mojada 961
Cemento portland 1505
Cacao entero 608
Cacao en escamas 560
Café en grano 464
Café molido 400
Café tostado 401
Café en polvo 305
Maíz en grano 720
Maíz en mazorca 224
Maíz en harina 576
Maíz en semilla 720
Algodón en semilla 688
Harina de pescado 608
Pescado desperdicio 688
Trigo harina 593
Hielo triturado 641
Hielo en cubitos 544
Arroz entero 320
Arroz molido 705
Arroz en cascara 752
Sal gruesa 1361
2. DISEÑO DE LOS CANGILONES.
El diseño de los cangilones puede tomar algunas variantes.
Primero, puede adoptarse la construcción de los cangilones con materiales que oferta
el mercado local siguiendo un diseño especificado previamente.
151
Segundo, se puede recurrir a cangilones prefabricados normalizados que son
proveídos por empresas especializadas, los materiales pueden ser acero o material
sintético.
En nuestra tesis escogemos cangilones a ser construidos con láminas de acero y las
dimensiones se adoptan de acuerdo a las condiciones de los anchos de banda que se
disponen en el mercado y necesidades de carga, es decir, la experiencia.
Considerando que se puede aplicar una banda que tenga un ancho entre 200 y 300
mm (TABLA 2) se determinan las siguientes medidas para el cangilón
Altura:
Ancho:
Profundidad:
Volumen : [ ]
c = (180 200 150) mm
c = 5.4 lit
Capacidad real del cangilón: [ ⁄ ]
( )
152
3. SELECCIÓN DE LA BANDA.
Se extrae de LA TABLA 2
TABLA 2 NUMERO DE TELAS EN FUNCION DEL MATERIAL
Ancho de la banda
[mm]
Material ligero
como cereales
Materiales medios
carbón Materiales pesados
mineral trozos
Hasta 300 4 4-5 5
300-500 5 5-6 6
500-800 5 6 7
Mas 800 6 7 8
Espesor por tela
[mm] 1.6
Se selecciona una banda de 4 telas
Se admite hasta 300 mm de ancho de la banda
Espesor de la banda: [ ]
( )
Ancho de la banda: [ ]
(200 + 50) mm
4. CÁLCULO DE LAS RUEDAS O TAMBORES.
Se parte del supuesto que los dos tambores o poleas, del pie y la cabeza del elevador
son iguales en toda su estructura y formas.
Con la ayuda de la tabla 3 se elige el diámetro del tambor, que se considera igual
para pie y cabeza.
153
TABLA 3
Diámetro del Tambor en Función del Número de Telas de
la Banda
Número telas Diámetro mínimo del tambor
Mm
4 500
5 600
6 750
7 900
8 1100
Diámetro del tambor:
r = 250 mm
Longitud del tambor:
1.1 (250)+0.05 (250) mm
= 287.5 mm
5. LONGITUD DE LA BANDA:
( ) [ ]
2 (10+ 3.1416 0.25) m
21.1 m
Asumimos un paso de:
154
6. NÚMERO DE CANGILONES:
El paso de los cangilones se toma de acuerdo a la experiencia, material a transportar
y condiciones de carga de los cangilones. Adoptamos:
Peso del material en el ramal cargado:
Peso de los cangilones y de la banda
( )
( ( ) ( ) ) ( cm)
(
)
155
(
)
[ ]
( )
7. VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL TAMBOR:
Como se ha elegido una descarga centrifuga, el valor de la velocidad debe ser mayor
que el calculado por la siguiente fórmula.
√ [ ]
√ rpm
8. VELOCIDAD TANGENCIAL:
[ ⁄ ]
v = 1.75 m/seg
156
9. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DEL ELEVADOR:
[ ⁄ ]
55.6 ⁄
Capacidad del cangilon [ ]
Coeficiente de llenado del cangilon
[ ⁄ ]
[ ⁄ ]
[ ]
10. POTENCIA NECESARIA
[ ( ) ]
[ ]
[( ) ( ) ]
( )
[ ⁄ ]
[ ]
[ ⁄ ]
[ ]
157
11. CALCULO DE LA ESTRUCTURA DE LOS TAMBORES
Diámetro del eje: √
√
Espesor del tambor:
( )
Número de brazos:
Espesor del cubo: ( )
( )
4.11 mm
Diámetro del cubo:
158
Longitud del cubo:
( )
375 mm
159
9 . RESULTADOS OBTENIDOS
Hay muchos acontecimientos importantes como resultado de este proyecto, que si los
ubicamos como logros alcanzados, constituyen un éxito especialmente para la
Carrera de Ingeniería mecánica, sólo el hecho de contar con un laboratorio de
computación, que antes no lo tenía, es para sentirse seguro del trabajo fecundo de
nuestro trabajo de tesis, entre los más relevantes en el orden material tenemos:
10.1. RESULTADOS PARA LA FACULTAD
1. Creación del laboratorio de computación para la carrera de ingeniería mecánica
2. Implementación de 5 computadores con sus respectivos periféricos y muebles de
soporte
3. Un software para calcular transportadores de tornillo sinfín y de cangilones
4. Programa de AUTOCAD 2012
5. Plataforma Windows con sus utilitarios más comunes
6. Documentación de tesis
160
10.2 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
10.2.1 CONCLUSIONES
La modalidad de graduación de Desarrollo Comunitario es una vía para enlazar los
conocimientos profesionales con los problemas de la comunidad y darles solución.
La Carrera de Ingeniería Mecánica necesita implementar software en todas las
problemáticas de su currículo, el camino recién se inicia.
Es casi nulo el uso de computador en las tareas docentes, más aún lo es el empleo de
software en la clase.
El software implementado simplifica el tiempo de cálculo y análisis de alternativas,
para diseñar y calcular transportadores de tornillo sinfín (helicoidales) y
transportadores de cangilones
En este trabajo se logró conocer los materiales y dimensiones para la elaboración de
transportadores de tornillo sinfín y cangilones
161
10.2.2 RECOMENDACIONES
Que se mantenga el esquema del proceso de graduación actual en lo estructural.
Mejorar en la regulación y control del desarrollo de la tesis, motivando una
participación más activa de los docentes involucrados.
Que todas las asignaturas y en cada una de las temáticas se generen software para
analizar problemáticas de manera más eficiente, ante la exigencia de los conceptos
tecnológicos actuales y el ritmo de la información.
Que la acción académica del docente este direccionada al empleo del computador
con ayuda y los sistemas informáticos actualizados.
Mejorar el sistema eléctrico de conexión de la computadoras ya que el actual está en
contra de las normas de seguridad se recomienda que por lo menos e dividan las
alimentaciones de las 25 computadores en 3 líneas
162
11. SUSTENTABILIDAD Y SOSTENIBILIDAD
11.1 SUSTENTABILIDAD
La implementación del software para cálculo y diseño de transportadores
helicoidales (sinfín) y de cangilones es sustentable porque el esfuerzo y
emprendimiento de este grupo de trabajo teniendo como resultado la concientización
de la comunidad universitaria en adquirir conocimientos informáticos por nuestra
iniciativa
El trabajo de software es sustentable ya que al momento de realizar cálculos
manualmente existe riesgo de errores el software nos elimina al cien por ciento este
margen de erros aparte de hacer los cálculos más óptimos y eficientes en menos
tiempo en relación al tiempo r que nos llevaría diseñar un transportador de forma
tradicional
El presente trabajo comunitario es sustentable porque permitió la aportación
económica de los estudiantes egresados de la carrera de ingeniería mecánica para la
adecuación pedagógica del laboratorio de diseño mecánico asistido por computador
que consistió en la implementación de herramientas informáticas para dicho
laboratorio
163
11.2 SOSTENIBILIDAD
El presente trabajo comunitario es sustentable debido a que la implementación de los
software para el cálculo y diseño de transportadores de tornillo sinfin y de cangilones
incentivará a superarse en el aspecto personal académico y profesional a los
estudiantes de la carrera de ingeniería mecánica ya que al adquirir estos
conocimientos lo pueden aplicar en su vida profesional como en su vida cotidiana.
El desarrollo de trabajo comunitario es sostenible porque conocidos los problemas y
necesidae4s de la carrera de ingeniería mecánica los grupos de los egresados
posteriores podrán afianzar sus conocimientos relacionados con este tema.
Un aspecto importante de la sostenibilidad es que la adecuación del ambiente
pedagógico en la facultad de ciencias matemáticas físicas y químicas de la carrera de
ingeniería mecánica se mejorara la optimización de la formación profesional de
nuestros sucesores acreditándoles una enseñanza superior en todos los aspectos un
excelente aprendizaje y exclusivo desenvolvimiento en lo práctico y en lo teórico.
164
12. PRESUPUESTO
El siguiente argumento nos ayudó a la realización de nuestro proyecto de tesis de una
manera eficaz y controlada
Recursos Cantidad Valor unitario Valor total
Recursos humanos
Egresado 3
Director de tesis 1
Miembro del tribunal 1
Recursos materiales
Resma de papel bond
A4 2 5,00 10,00
Cuaderno de apuntes 1 2,00 2,00
Marcadores 12 1,00 12,00
Sobres manila 10 0,15 1,50
Copias
Especies valoradas 7 2 14,00
Empastada de tesis 3 25 75,00
CD”s 10 0.75 7,50
Carpetas 12 0.40 4,80
Recursos tecnológicos
Computadoras 5 600,00 3000,00
Escritorios 5 65 325,00
Software 2 400,00 800,00
Sillas 5 35,00 175,00
Otros
Placa 1 45,00 45,00
Movilización 5 2,00 10,00
Refrigerios 2 50,00 100,00
Total
4581.8
165
13. CRONOGRAMA VALORADO
Tiempo
Actividades
Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Recursos
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2
Humano Material Costo
Presentación del
proyecto x
Autores del
proyecto
Computadora
internet 25.00
Aprobación del
proyecto x x x x x
H consejo
directivo
Actualización del
proyecto x x x x x x
Autores y
director del proyecto
Computadora ,
internet 30.00
Revisión del
marco teórico x x x x x x x x x x x x x x x
Autores y
director del proyecto
Computadora ,
internet 35.00
Definición del
modelo matemático
x x x x x x x x x x x x
Autores y
director del proyecto
Computadora, internet
50.00
Elaboración del software
x x x x x x x x x x x x x
Autores y
director del
proyecto
Computadora , internet
800.00
Adquisición de los equipos
x x
Autores y
director del
proyecto
Computadora , internet
3500.00
Prueba y socialización del
software
x x
Autores y director del
proyecto
Computadora ,
internet 50.00
Instalación y prueba de los
equipos
x
Autores y director del
proyecto
Computadora ,
internet 30.00
Entrega del
proyecto
concluido y
funcionando
x
Autores y
director del
proyecto
Computadora ,
internet 130
sustentación
x autores Computadora, proyector
50
total
4700
166
14. BIBLIOGRAFÍA
(1) pino salazar, eduardo paúl
(2) www.wikipedia .com
(3) www.monografias.com
(4) Manual de ingeniería mecánica de marks mc grawhill
(5) Manual de ingeniería mecánica de MARTIN SPROCKET &GEAR
(6) Oriol Guerra, José M. "http://www.ecured.cuMáquinas de transporte
continuo"http://www.ecured.cuTomo I, (Ciudad Habana): Editorial Pueblo y
Educación, 1988.
(7) Transportadores de Cangilones’’ – Departamento de Ingeniería Mecánica.
Madrid 2003.
(8) Anyang Gemco Energy Machinery Co.,Ltd All rights reserved.
TEL: 0086 372 5080869 Fax:0086 372 5910386 EMAIL: info@biodiesel-
machine.com ISTRACCION EN LAS ACCIONES EDUCATIVAS E
INVESTIGACION
167
ANEXOS
168
INTALACION DE LOS EQUIPOS
169
170
171
172
173
