UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI 2008 ING. MECANICA ELECTRICA UNIVRSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Maquinaria industrial DOCENTE: ING. COSI BLANCAS ALUMNO: Alberth Huaman Acero Moquegua - Peru INGENIERIA MECANICA ELECTRICA DISEÑO DE UNA FAJA TRANSPORTADORA INDICE INTRODUCCION : CONDICIONES INICIALES CAPITULO II : CALCULO DE LA FAJA CAPITULO III : CALCULO DE TRANSMSION CAPITULO IV : CALCULO DEL EJE DE LA POLEA MOTRIZ CAPITULO V : CALCULO DEL EJE DE LA POLEA DE COLA CAPITULO VI : CALCULO DE RODAMIENTOS DE POLEA MOTRIZ CAPITULO VII : CALCULO DE RONDAMIENTOS DE POLEA DE COLA Página 2 CAPITULO I DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA INTRODUCCION Las rocas son materiales solidificados de la superficie terrestre, compuesto de uno o varios minerales y también de sustancias amorfas no cristalinas, que forman masas de notables dimensiones y geológicamente independientes. Se clasifican en Magmáticas, Metamórficas, y Sedimentarias en función de su proceso de génesis. Todas las rocas están sometidas a un ciclo petrogenético mas o menos completo. Las rocas pueden ser utilizados en la construcción, como agregados, materiales ornamentales, para acabados, etc. ROCAS IGNEAS Son rocas formadas por el enfriamiento y solidificación de materia rocosa fundida, conocida como magma. Las rocas ígneas, compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, suelen clasificarse según su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas, siendo el granito y la riolita ejemplos del primer grupo, y el gabro y el basalto del segundo. Por lo general, las rocas ígneas se componen de ortosa, plagioclasas, hornblenda, anfiboles, micas, etc. SUS PRINCIPALES USOS EN INGENIERÍA CIVIL SON: Página 3 - Para construir muros de contención. - Como piedra chancada para los agregados. - Para pisos ornamentales. - Para construir diques o rompeolas. - Como agregado grueso. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA PRINCIPALES ROCAS IGNEAS Granito. Es una roca ígnea con formación y textura cristalina visible. Es una piedra importante en la construcción; las mejores clases son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos. Se usa este mineral principalmente para elaborar adoquines, que son piezas labradas de forma prismática y que sirven para empedrar superficies, consiguiendo suelos que sirven de firme para una carretera, camino o espacio abierto de una ciudad (calle, plaza o parque). El tamaño de un adoquín en un modelo estándar se sitúa alrededor de 20 x 10 x 15 cm, siendo un sólido fácilmente manejable por un hombre con una mano. Diorita: Las dioritas se utilizan como material de construcción, especialmente como agregados. Riolita: Las riolitas generalmente los han usado como roca de enchapes y adoquinados, y en la fabricación de varios tipos de aislantes. Granodiorita: Se usa como agregados para la construcción. Sienita: Las sienitas se utilizan al igual que el granito especialmente como roca ornamental. Página 4 Gabros: Se usa como componente de la piedra chancada, y enrocados. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página 5 INGENIERIA MECANICA ELECTRICA DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA ROCAS SEDIMENTARIAS Son rocas compuestas por materiales transformados, formadas por la acumulación y consolidación de materia mineral pulverizada, depositada por la acción del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar. Las rocas sedimentarias se clasifican según su origen en mecánicas o químicas. Las rocas mecánicas, o fragmentarias, se componen de partículas minerales producidas por la desintegración mecánica de otras rocas y transportadas, sin deterioro químico, gracias al agua. Página 6 Los materiales que forman rocas sedimentarias pueden ser restos de organismos marinos microscópicos precipitados, sobre el suelo del océano, como es el caso de la caliza. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA CAOLINES. Proviene del chino kaolín, es un tipo de arcilla pura, blanda y blanca con plasticidad variable pero generalmente baja, que retiene su color blanco durante la cocción. CALCITA Es un mineral compuesto principalmente por carbonato de calcio (CaCO3). Después del cuarzo, es el mineral más abundante de todos los minerales de la tierra. Es un elemento importante en la fabricación del cemento. BRECHAS Es una roca de grano grueso formada a partir de fragmentos mayores de 2 mm insertados en una malla de un material más fino. Por lo general no es recomendable para hacer muros de contención, pero sí para acabados y revestimientos de edificios. TRAVERTINO Página 7 Se utiliza como roca ornamental, para la obtención del CaO, etc. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA ARENISCA Las areniscas especialmente las de granos finos y cuando las areniscas tienen como cementante el peróxido de fierro, la roca es casi indestructible, desde que esta sustancia no cambia por el agua atmosférica, de aquí el valor de la arenisca como material de construcción se utiliza en adoquinado de casas y como piedra de afilar, etc. La arenisca de cuarzo mas o menos puro se emplea como materia prima para el vidrio. LUTITA Se utiliza como materia prima para la fabricación de ladrillos, cerámica, etc. CALIZA Página 8 Las calizas tienen diversas aplicaciones. Se utiliza en la fabricación del cemento, en la fabricación del CaO, en la siderúrgica como fúndente, como material de construcción en camino, etc. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA ROCAS METAMÓRFICAS. Son aquellas cuya composición y textura originales han sido alteradas por el calor y la presión existentes en las profundidades de la corteza terrestre. El metamorfismo que se produce como resultado tanto de la presión como de la temperatura recibe el nombre de dinamotérmico o regional; el metamorfismo producido por el calor o la intrusión de rocas ígneas recibe el nombre de térmico o de contacto. MÁRMOL Es una variedad cristalina y compacta de caliza metamórfica, que puede pulirse hasta obtener un gran brillo y se emplea sobre todo en la construcción y como material escultórico. Página 9 Comercialmente, el término se amplía para incluir cualquier roca compuesta de carbonato de calcio que pueda pulirse, e incluye algunas calizas comunes; también incluyen, en términos genéricos, piedras como el alabastro, la serpentina y en ocasiones, el granito. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página 10 INGENIERIA MECANICA ELECTRICA DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA AGREGADOS Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm. AGREGADOS GRUESOS Características y usos de las gravas. Los agregados gruesos o gravas, consisten de materiales extraídos de rocas de cantera, triturados o procesados, piedra bola o canto rodado, cuyas partículas comprenden tamaños desde 4.75 mm hasta 6 pulgadas, para los fragmentos más grandes. AGREGADOS FINOS DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página Arena natural 0-3 (De 0 a 3 milímetros de tamaño máximo). Se pueden encontrar en el tipo de rocas andesítico. Se utiliza en la elaboración de: Concreto, tubos, bloques, morteros y aplanados.. Arena natural 0-5 (De 0 a 5 milímetros de tamaño máximo). Se pueden encontrar 11 Los agregados finos o arenas consisten en arena natural extraída de los ríos, los lagos, depósitos volcánicos o arenas artificiales, esto es, que han sido trituradas. Estos agregados abarcan normalmente partículas entre 4.75 y 0.075 mm. INGENIERIA MECANICA ELECTRICA en el tipo de rocas andesítico. Se utiliza en la elaboración de: Concreto, tubos, bloques y elementos prefabricados.. Arena triturada 0-5 (De 0 a 5 milímetros de tamaño máximo). Se pueden encontrar en el tipo de rocas andesítico y basalto andesítico. Se utiliza en la elaboración de: Concreto, tubos, bloques y mezclas asfálticas. NOTA: Como los agregados constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen total del concreto, su selección es importante. Los agregados deben consistir en partículas con resistencia adecuada así como resistencias a condiciones de exposición a la intemperie y no deben contener materiales que pudieran causar deterioro del concreto. Para tener un uso eficiente de la pasta de cemento y agua, es deseable contar con una granulometría continua de tamaños de partículas. Página 12 La función de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con cemento y agua . La función de la pasta cuando el concreto esta fresco es la de lubricar a las partículas de agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA El concreto es básicamente una mezcla de dos componentes: • Agregado y pasta. La pasta, compuesta de Cemento Pórtland y agua, une a los agregados: arena y grava o piedra triturada, para formar una masa semejante a una roca pues la pasta endurece debido a la reacción química entre el Cemento y el agua. • Como los agregados constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen total del concreto, su selección es importante. Los agregados deben consistir en partículas con resistencia adecuada así como resistencias a condiciones de exposición a la intemperie y no deben contener materiales que pudieran causar deterioro del concreto. Para tener un uso eficiente de la pasta de cemento y agua, es deseable contar con una granulometría continua de tamaños de partículas. • La función de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con cemento y agua . • La función de la pasta cuando el concreto esta fresco es la de lubricar a las partículas de agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla. • Si se fractura una piedra se reducirá su tamaño y aparecerá nuevas superficies, ya que la pasta debe cubrir totalmente las superficies de los agregados, en los agregados de menor tamaño se tendrá que proporcionar una mayor cantidad de pasta, para que el concreto sea trabajable. • En estas condiciones se hacen los cálculos de dosificación para elaborar concreto. • Sin embargo en los acopios puede tener cualquier contenido de humedad. • Si la humedad es inferior a la absorción se deberá agregar más agua al concreto, para compensar lo que absorberán los agregados. • Por el contrario, si la humedad supera la absorción, habrá que quitar agua al hormigón ya que los agregados estarán aportando agua. • La verificación permanente de la calidad de los agregados contribuye a mantener controlada la demanda de agua y la homogeneidad de las mezclas, favoreciendo inmediatamente a la uniformidad del proceso de producción y a propiedades de interés del hormigón como: • La estabilidad dimensional. • La resistencia mecánica. • La durabilidad. • En resumen, mejorará el beneficio técnico y económico derivado de la utilización del hormigón. Página • 13 AGREGADOS PARA EL CONCRETO DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Página 14 I. CONDICIONES INICIALES DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1. CARACTERISTICAS DEL MATERIAL 1.1 TIPO DE MATERIAL Roca chancada D26 (ver anexo 1, tabla 3.3 pág. 50 CEMA) 1.2 TAMAÑO DEL MATERIAL Menor o igual a ½” (ver anexo 2, tablas 3.2 pág. 34 CEMA) 1.3 PESO ESPECIFICO Entre 125 y 145 lb pie3 (ver anexo 1, tabla 3.3 pág. 50 CEMA) 1.4 ANGULO DE REPOSO Entre 20º y 29º (ver anexo 2, tablas 3.2 pág. 34 CEMA) 1.5 ANGULO DE SOBRECARGA De 10º (ver anexo 3, tablas 3.1 pág. 32 CEMA) 1.6 ABRASIVIDAD Material abrasivo (ver anexo 2, tablas 3.2 pág. 34 CEMA) 1.7 PENDIENTE MAXIMA Página 15 De 18º DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI ING. MECANICA ELECTRICA 2. CROQUIS 5'-3N'' 17'+N' 250'+3N' N=1 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI ING. MECANICA ELECTRICA 3. CAPACIDAD A TRANSPORTAR Según las condiciones de diseño de nuestra faja transportadora, debe estar diseñada para transportar 150 Tn/h además se va a operar por más de 16 horas diarias a una temperatura ambiente de 20º C. 4. CONSIDERACIONES PRELIMINARES DE DISEÑO 4.1. Debido a la alimentación y tamaño del material La faja transportadora será alimentada desde una tolva situada a 57” con respecto al suelo, se considerara que el tamaño del material estará por debajo de ½”. 4.2. Ancho de la faja Según el tipo de material que tenemos asumimos un ancho de faja adecuado que permita soportar nuestra carga y cargas excesivas que podría tenerse en la tolva de alimentación, entonces podemos decir que existe una relación entre el ancho de la faja y el flujo del material. 4.3. Velocidad de la faja La velocidad de la faja va directamente relacionada con la característica del material, la capacidad requerida y la tensión que puede soportar la faja. Para materiales, se necesita velocidades moderadas ya que nuestro material no posee aristas agudas y esto hará que no haya un desgaste en la cubierta. Ya que en nuestro caso no vamos a tener que la velocidad de nuestro material sea igual o cercana a la velocidad lineal de la faja. Esta velocidad también incluirá en nuestra descarga ya que de acuerdo a nuestra velocidad considerada vamos a tener para nuestro caso una mayor o menor longitud de faja y el ángulo de inclinación de esta. 5. CONSIDERACIONES DE DISEÑO Tabla Nº 1 consideraciones de diseño CONDICION SIMBOLO VALOR Menor a ½” Tamaño de material 125 Peso especifico 29 Angulo de reposo 10º Angulo de sobrecarga Abrasivo Abrasividad 20º Temperatura ambiente 16 Horas de servicio 150 Tn/h Capacidad a transportar Q 18º Pendiente máxima INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Página 18 II. CALCULOS DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1. SELEECCION DE LA VELOCIDAD DE LA FAJA Para tener una velocidad moderada para el diseño de nuestra faja transportadora recurrimos al manual de CEMA (pág. 46, tabla Nº 4-1, anexo 4) Teniendo estos rangos de velocidades se selecciona una velocidad tentativa de acuerdo al material a transportar. V 350 ppm 2. CALCULO PARA LA CAPACIDAD REQUERIDA ( Q ' ) 2.1. Capacidad requerida en toneladas cortas ( Q1 ) Considerando que nuestra capacidad es de 150 Tn/h, que esta dada en toneladas métricas y como para nuestros cálculos estamos usando el manual CEMA necesitamos trabajar con toneladas cortas lo cual tenemos la siguiente fórmula: Q1 Q * 2200 2000 Donde: Q1 : Capacidad requerida en toneladas cortas [Tn/h] Q : Capacidad a transportar (ver tabla Nº 1) [Tn/h] Sus valores respectivamente son: Q : 150 Tn/h Reemplazando en la formula se tiene: Q1 150* (en toneladas cortas) Página 19 Q1 165Tn / h 2200 2000 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 2.2. Capacidad requerida en Convirtiendo a pie3 h pie3 h ( Q ' ) con la siguiente fórmula: Q ' Q1 * 2000 Donde: pie3 h ] Q' : Capacidad requerida [ Q1 : Capacidad requería en toneladas cortas (ver II-2.1) [Tn/h] : Peso especifico del material (ver tabla Nº 1) [ lb / pie3 ] Reemplazando los valores respectivos se tiene: Q1 : 165 Tn/h : 125 lb / pie3 Reemplazando en la formula se tiene: Q ' 165* 2000 125 Q ' 2640 pie3 h 2.3. Capacidad requerida en pie3 min ( Q '' ) La capacidad requerida expresada en pie3 h también la podemos expresar en 3 pie min Página 20 Q '' 44 pie3 min DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 3. CALCULO DE LA CAPACIDAD EQUIVALENTE ( Qeq ) Se convertirá la capacidad deseada en pie3 h a la capacidad equivalente a una velocidad de faja de 100ppm. Se utilizara la siguiente fórmula (ver CEMA pág. 50): 100 ppm Qeq Q '( pie3 h) * V Donde: Qeq : es la capacidad equivalente a la base de 100ppm [ pie3 h ] 3 Q ' : Capacidad requerida [ pie h ] (ver II-2.2) V : Velocidad de la faja [ppm] (ver II-1) Reemplazando los valores respectivos: 3 Q ' : 2640 pie h V : 350 ppm Reemplazando en la formula se tiene: 100 Qeq 2640* 350 Página 21 Qeq 754.29 pie3 h DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 4. SELECCIÓN DEL ANCHO DE LA FAJA Y ANGULO DE ABARQUILLAMIENTO Para seleccionar el ángulo de abarquillamiento se tomaran tentativas hasta que se cumplan las condiciones deseadas. Para determinar el ángulo de sobrecarga se usara la tabla 3-1 del manual CEMA pág. 32 (anexo 5) Donde: = Angulo de abarquillamiento = de 10º, ángulo de de sobrecarga c = 0.055*b+0.96 (distancia al extremo del material y al extremo de la faja) [pulg] b = es el ancho de la faja [pulg] Ab = área de sobrecarga del material [pie^3] AS = área de la base trapezoidal [pies^3] At Ab AS 4.1. TENTATIVAS PARA SELECCIONAR EL ANCHO DE LA FAJA Y ANGULO DE ABARQUILLAMIENTO DEL RODILLO DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página Con la capacidad equivalente encontrada (ver II-3) y haciendo referencia a la tabla 4-2 hasta la tabla 4-5 del manual CEMA (ver anexo 6), se encontrara un ancho de faja apropiado para esta condición. 22 Para el cálculo del ángulo de abarquillamiento y ancho de la faja transportadora tomaremos tentativas buscando alguna que se asemeje a nuestra capacidad equivalente, esto haciendo cálculos para los diferentes ángulos de abarquillamiento de los rodillos, como el ancho de la faja. INGENIERIA MECANICA ELECTRICA a) Primera tentativa =10° =20° De la tabla 4-2 pág. 50 CEMA, se obtienen los siguientes datos Tabla II-4.1.a b At Qt 18 0.128 769 OBS: Cumple por capacidad equivalente b) Segunda tentativa =10° =35° De la tabla 4-3 pág. 50 CEMA, se obtienen los siguientes datos Tabla II-4.1.b b At Qt 18 0.177 1066 OBS: Cumple por capacidad equivalente c) Segunda tentativa =10° =45° Tabla II-4.1.c b At Qt 18 0.199 1198 Página 23 OBS: Cumple por capacidad equivalente DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 4.2. CALCULO DE LAS VELOCIDADES, MINIMA Y DE OPRACION. La velocidad asumida es de 350 ppm (ver II-1) Para el cálculo de estas velocidades se utilizara la siguiente fórmula: Vtentativa Qeq Qt *Vasumida Donde: Qeq = es la capacidad equivalente (ver II-3) [pie^3/h] Qt = es la capacidad equivalente que se obtienen de las tablas 4-2 al 4-3 anexo 6 [pie^3/h] Vasumida = es la velocidad de la faja (ver II-1) [ppm] Para el cálculo de la velocidad mínima se utilizara la siguiente fórmula: Vmin ima Q '' At Donde: 3 Q '' = es la capacidad requerida (ver II-2) [ pie min ] At = es el área del material [pie^2] Vminima = velocidad mínima [ppm] Calculo de la velocidad de operación Voperacion 1.2*Vmin ima Donde: Voperacion =es la velocidad de operación [ppm] Vminima =es la velocidad mínima [ppm] Este análisis de velocidades se hará a las tentativas tomadas: Página 24 a) Primera tentativa DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 754.29 *350 769 343.30 ppm Vtentativa Vtentativa La velocidad mínima será: 44 0.128 343.75 ppm Vmin ima Vmin ima La velocidad de operación será: Voperacion 1.15*343.75 Voperacion 395.31 ppm b) Segunda tentativa 754.29 *350 1066 247.65 ppm Vtentativa Vtentativa La velocidad mínima será: 44 0.177 248.59 ppm Vmin ima Vmin ima La velocidad de operación será: Voperacion 1.15* 248.59 Voperacion 285.88 ppm c) Segunda tentativa 754.29 *350 1198 220.37 ppm Vtentativa Vtentativa La velocidad mínima será: 44 0.199 221.11 ppm DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página Vmin ima 25 Vmin ima MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA La velocidad de operación será: Voperacion 1.15* 220.37 Voperacion 254.27 ppm 4.3. EN CONCLUSION De todos estos resultados se tomara la tentativa a) , ya que la velocidad de operación se aproxima a la velocidad de la faja. Donde la velocidad de operación es de 395.31ppm aproximadamente 400 ppm Voperacion 400 ppm 4.4. RESUMIENDO TENEMOS Tabla II-4.4 CARACTERÍSTICA Velocidad de operación Ancho de la faja Angulo de abarquillamiento Angulo de sobrecarga SÍMBOLO Área transversal del material a transportar At Capacidad requerida Q '' b Qeq 0.128 REFERENCIA Ver II-4.3 Ver Tabla II-4.1.a Ver Tabla II-4.1.a Tabla Nº I-1 pie2 Ver Tabla II-4.1.a 44 pie3 min 3 754.29 pie h Ver II-2.3 Ver II-3 Página 26 Capacidad equivalente Voperacion VALOR 400ppm 18” 20º 10º DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 5. SELECCIÓN DEL TIPO DE FAJA Y NUMERO DE PLIEGUES 5.1. NUMERO DE PLIEGUES Y TIPO DE FAJA Del manual BF GOODRICH de acuerdo al ancho de faja de 18” y con un ángulo de abarquillamiento de 20º, seleccionamos una faja PCB 50 de 5 pliegues. El espesor de la faja será de (ver pág. 48 BF GOODRICH, anexo 7): e 'f = 0.255pulg Faja PCB (polyester/cotton blend) llevan refuerzos combinados de polyester y algodón en ambas caras, poseen buena resistencia al impacto y flexibilidad transversal al acanalado. Faja PNC (polyester Nycorn) tienes refuerzos combinados de pliegues con cordones de polyester tejido con nylon poseen excelente resistencia al impacto, flexibilidad transversal para un buen acanalamiento, provisto de cuerdas para proteger la carcasa del acido y resistente a la humedad no es afectado por el moho. 5.2. TIPO DE CUBIERTA DE LA FAJA De libro CEMA de la tabla 7-13 y 7-14 pág. 194 (anexo 8), recomienda espesores mínimos, la tabla 7-13 recomienda espesores mínimos para la cubierta superior, y la tabla 7-14 recomienda espesores mínimos para la cubierta inferior. De acuerdo a nuestro material asumimos: e1 3 /16" e2 1/16" Donde e1 es el espesor mínimo para la cubierta superior y e2 es el espesor mínimo para Página 27 la cubierta inferior. (Anexo 8) DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 5.3. PESO DE LA FAJA SELECCIONADA Para el cálculo del peso aproximado de la faja se utilizará la siguiente formula Wb b *( K1 K 2 K3 ) Donde: K1 =factor de peso de la cubierta superior (ver BF GOODRICH pág. 47) K 2 = factor de peso de la cubierta inferior (ver BF GOODRICH pág. 47) K 3 =factor de peso de la carcasa /ver BF GOODRICH pág. 47 tabla 27) b= es el ancho de la faja Tabla II-4.4 [pulg] De las respectivas tablas (anexo 9) ya especificadas se sacan los factores, estos son: K1 =0.051 K 2 = 0.034 K 3 =0.122 b= 18 pulg Reemplazando en la formula: Wb 18*(0.051 0.034 0.122) Wb 3.726 lb pie 6. DIAMETRO DE POLEAS Según B.F GOODRICH con respecto al diámetro de las poleas está relacionado con el número de pliegues que usa la faja PCB 50 con 5 pliegues de la tabla 34 pág. 52 (ver anexo 10), se obtiene el diámetro mínimo de la polea motriz. Trabajando con un porcentaje de tensión normal de 80-100%, se tiene un diámetro mínimo de 24 pulg. Para los cálculos se trabajara con un diámetro de 30 pulg. Página Del manual LINK-BELT pág. 518 (anexo 24) se escogerá una polea TL30 con un diámetro de 30” y un ancho de 20”. 28 Dpm 30 pu lg DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 7. TRAYECTORIA DEL MATERIAL DE DESCARGA 7.1. CALCULO DEL ESPESOR DE LA FAJA MAS CUBIERTA Para calcular el espesor de la faja se utilizara la siguiente fórmula: e f e1 e2 e'f Donde: e1 = es el espesor mínimo para la cubierta superior (ver II-5.2) e2 = es el espesor mínimo para la cubierta inferior (ver II-5.2) e 'f = es el espesor de la faja (ver II-5.1) e f = es el espesor de la faja mas cubierta Sus valores respectivamente son: e1 = 3/16” e2 = 1/16” e 'f = 0.255” Reemplazando los valores respectivos en la formula: e f 3/16 1/16 0.255 Página 29 e f 0.505 pu lg DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 7.2. CALCULO DEL RADIO AL CENTRO DE GRAVEDAD ( Rcg ) De la tabla 12-2 pág. 291 de CEMA (anexo 11), con un ángulo de sobrecarga de 10º, un ángulo de abarquillamiento de 20º y un ancho de faja de 18”, se hallaran los valores de la altura de carga y centro de gravedad en la polea de descarga. at = centro de gravedad del material h =es la altura del material De la tabla 12-2 se obtienen los siguientes valores a1 0.6 pu lg h 1.6 pu lg Para el cálculo del radio de centro de gravedad se utilizara la siguiente fórmula: Rcg D pm 2 e f a1 Donde: Dpm = diámetro de la polea motriz (ver II-6) [pulg] e f = es el espesor de la faja total (ver II-7-7.1) [pulg] a1 = centro de gravedad del material [pulg] Sus valores respectivamente son: 30 Dpm = 30 pulg Página e f = 0.505 pulg a1 = 0.6 pulg DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Reemplazando en la formula se obtiene el siguiente valor. 30 0.505 0.6 2 Rcg 16.105 pu lg Rcg 7.3. CALCULO DE LAS RPM (N) DE LA POLEA DE DESCARGA Para el cálculo de las rpm se utilizara la siguiente fórmula: N Vop 2* * Rcg Donde: N= son las rpm de la polea de descarga o polea motriz [rpm] Vop = es la velocidad de operación de la faja (ver II-4.3) [ppm] Rcg = es el radio de centro de gravedad (ver II-7.2) [pies] Sus valores respectivamente son: Vop = 400 ppm Rcg = 16.105/12 pies Reemplazando los valores respectivos en la formula se obtiene: N 400 2* *16.105 12 N 47.44rpm Esta velocidad calcula la podemos expresar en rps 47.44 60 N 0.7907rps Página 31 N DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 7.4. CALCULO DEL ANGULO DE DESCARGA Para el cálculo del ángulo de descarga en el centro de gravedad del material se utilizara la siguiente fórmula: cos Vop 2 g * Rcg Donde: = es el ángulo de descarga Vop = es la velocidad de operación de la faja (ver II-4.3) [ppm] Rcg = es el radio de centro de gravedad (ver II-7.2) [pies] g = es la gravedad [pies/s^2] Sus valores respectivamente son: Vop = 400 ppm Rcg = 16.105 pulg g = 32.2pies/s^2 Reemplazando los valores respectivos en la formula se obtiene: 2 400 60 cos 32.2*16.105 12 cos 1.0284 cos sale mayor que 1 por lo tanto el ángulo será cero Página 32 El DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 7.5. CALCULO DE LA VELOCIDAD Y EL ANGULO DE DESCARGA EN EL PUNTO INFERIOR 7.5.1.VELOCIDAD DE DESCARGA EN EL PUNTO INFERIOR Para el cálculo de la velocidad en el punto inferior se utilizara la siguiente formula V1 2* * r1 * N Donde: V1 =es la velocidad en el punto inferior [pps] r1 =es el radio de la polea mas el espesor de la faja (ver II-6 y II-7.1) [pies] N = son las rpm de la polea de descarga Hallando la distancia del centro de la polea al punto superior de la faja: Para determinar esta distancia se usara la siguiente fórmula: r1 D pm 2 ef Donde: Dpm =es el diámetro de la polea motriz (ver II-6) [pulg] e f = es el espesor de la faja (ver 7.1) [pulg] Sus valores respectivamente son: Dpm =30 pulg e f = 0.505 pulg Reemplazando en la formula se tiene: 30 0.505 2 r1 15.505 pu lg Página Teniendo esta distancia se reemplazara en la formula anterior para determinar la velocidad. 33 r1 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 15.505 V1 2* * *0.7907 12 V1 6.42 pps 7.5.2.ANGULO DE DESCARGA EN EL PUNTO INFERIOR Para hallar el ángulo de descarga se utilizara la siguiente formula cos V12 g * r1 Donde = es el ángulo de descarga en el punto inferior V1 = es la velocidad en el punto inferior (ver II-7.5.1) [pps] r1 = es el radio de la polea mas el espesor de la faja (ver II-6 y II-7.1) [pies] g = es la gravedad [pies/s^2] Reemplazando los valores respectivos: 6.422 30 2 0.505 32.2 * 12 cos 1 cos cos sale mayor que 1 por lo tanto el ángulo será cero Página 34 El DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 7.6. CALCULO DE LA VELOCIDAD Y EL ANGULO DE DESCARGA EN EL PUNTO SUPERIOR 7.6.1.VELOCIDAD DE DESCARGA EN EL PUNTO SUPERIOR Antes se hará el cálculo de r3 utilizando la siguiente formula r3 D pm 2 ef h Donde: Dpm =es el diámetro de la polea motriz (ver II-6) [pulg] e f = es el espesor de la faja (ver 7.1) [pulg] h =es la altura del material (ver II-7.2) [pulg] Reemplazando los valores respectivos se tiene 30 0.505 1.6 2 r3 17.105 pu lg r3 Para el cálculo de la velocidad en el punto inferior se utilizara la siguiente formula V3 2* * r3 * N Donde: V1 =es la velocidad en el punto inferior [pps] r3 =es el radio de la polea mas el espesor de la faja y la altura del material (ver II-6 , II- 7.1 y II-7.2) [pies] N = son las rpm de la polea de descarga Sus valores respectivamente son: r3 =17.105 pulg N = 0.7907 rps Página 35 Reemplazando los valores respectivos en la formula tenemos DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 17.105 V1 2* * *0.7907 12 V1 7.08 pps 7.6.2.ANGULO DE DESCARGA EN EL PUNTO SUPERIOR Para hallar el ángulo de descarga se utilizara la siguiente formula cos V12 g * r1 Donde = es el ángulo de descarga en el punto inferior V1 = es la velocidad en el punto inferior (ver II-7.5.1) [pps] r1 = es el radio de la polea mas el espesor de la faja (ver II-6 y II-7.1) [pies] g = es la gravedad [pies/s^2] Reemplazando los valores respectivos: 7.082 17.105 32.2* 12 cos 1.09 cos El cos sale mayor que 1 por lo tanto el ángulo será cero 7.7. GRAFICA DE LA CAIDA DEL MATERIAL Para realizar esta grafica se utilizo la siguiente fórmula: Desplazamiento en X: X VX * t Desplazamiento en Y: son las componentes de la velocidades halladas anteriormente, en el punto 36 inferior, en el centro de gravedad y en el punto superior, para hallar estas componentes se usa la siguiente fórmula: Página 1 Y VY * t * g * t 2 2 VX y VY DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA VX Vi *cos VY Vi * sen Donde Vi en la velocidad hallada en el punto inferior, centro de gravedad y punto superior el ángulo también fue hallado. Para determinar la trayectoria del material se tomo un rango del tiempo t de 0 a 1 segundo. Página 37 La trayectoria del material nos servirá para ubicar nuestra polea motriz a una cierta altura. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI Vx1 Vy1 ING. MECANICA ELECTRICA Vy2 V1 V3 Vx3 Vy3 t 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.05 3.83734198 -0.13437703 3.98477879 -0.13437703 4.23183508 -0.1127624 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.1 7.67468395 -1.23475406 7.96955758 -1.23475406 8.46367015 -1.19152481 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.15 11.5120259 -3.30113109 11.9543364 -3.30113109 12.6955052 -3.23628721 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.2 15.3493679 -6.33350812 15.9391152 -6.33350812 16.9273403 -6.24704962 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.25 19.1867099 -10.3318851 19.923894 -10.3318851 21.1591754 -10.223812 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.3 23.0240519 -15.2962622 23.9086728 -15.2962622 25.3910105 -15.1665744 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.35 26.8613938 -21.2266392 27.8934515 -21.2266392 29.6228455 -21.0753368 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.4 30.6987358 -28.1230162 31.8782303 -28.1230162 33.8546806 -27.9500992 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.45 34.5360778 -35.9853933 35.8630091 -35.9853933 38.0865157 -35.7908616 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.5 38.3734198 -44.8137703 39.8477879 -44.8137703 42.3183508 -44.597624 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.55 42.2107617 -54.6081473 43.8325667 -54.6081473 46.5501859 -54.3703865 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.6 46.0481037 -65.3685243 47.8173455 -65.3685243 50.7820209 -65.1091489 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.65 49.8854457 -77.0949014 51.8021243 -77.0949014 55.013856 -76.8139113 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.7 53.7227877 -89.7872784 55.7869031 -89.7872784 59.2456911 -89.4846737 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.75 57.5601297 -103.445655 59.7716819 -103.445655 63.4775262 -103.121436 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.8 61.3974716 -118.070032 63.7564607 -118.070032 67.7093612 -117.724198 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.85 65.2348136 -133.660409 67.7412395 -133.660409 71.9411963 -133.292961 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.9 69.0721556 -150.216787 71.7260183 -150.216787 76.1730314 -149.827723 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 0.95 72.9094976 -167.739164 75.7107971 -167.739164 80.4048665 -167.328486 0.581038285 6.42 6.39556996 0.55953987 7.08 7.05305846 0.61706266 76.7468395 -186.227541 79.6955758 -186.227541 84.6367015 -185.795248 0 1 x1 y1 x2 y2 x3 y3 0 0 0 0 0 0 INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 50 0 Desplazamiento en Y 0 20 40 60 80 100 -50 Punto inferior Centro de gravedad Punto superior -100 -200 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página 39 -150 Desplazamiento en x MAQUINARIA INDUSTRIAL UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI ING. MECANICA ELECTRICA 8. SELECCIÓN DE POLINES La selección apropiada de los polines con sus respectivos rodillos, tamaño de los apoyos y ejes están basados en el tipo de servicio, condiciones de operación, carga transportada y velocidad de faja. Para la selección apropiada de los polines se seguirá el método recomendado por el CEMA. 8.1. PESO DEL MATERIAL ( Wm ) El peso del material en libras por pie de longitud la podemos determinar por medio de la siguiente formula de CEMA pág. 72 Wm Q1 * 2000 60 *Vop Donde: Q1 = Capacidad requerida (en toneladas cortas) [Tn/h] Vop = es la velocidad de operación de la faja (ver II-4.3) [ppm] Wm =es el peso del material [lib/pie] Reemplazando en la formula se tiene: 165* 2000 60* 400 Wm 13.75 lb pie Wm 8.2. PESO PROMEDIO DE LA FAJA ( Wb ) El libro de CEMA tabla 6-1 pág. 73 (anexo 12), nos da una tabla para obtener un peso promedio de faja. Entrando a la tabla con un ancho de faja de 18 pulg. y un peso especifico que varía entre 125 y 145 lb pie3 se obtiene el peso aproximado de la faja de: Wb 4.5 lb pie Pero si nos remitimos a la sección II-5.3 tenemos como peso de faja 3.726 lb trabajara con un peso de faja aproximado de 4.5 lb pie pie , se INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Wb 4.5 lb pie 8.3. ESPACIAMIENTO ENTRE POLINES La tabla 5-2 del CEMA pág. 60 (anexo 13) nos recomienda espaciamientos para rodillos, con un ancho de faja de 18 pulg. y un peso especifico de 12 5 lb pie3 Se obtiene: Si 4.5 pies (espaciamiento entre los polines de carga) Sr 10 pies (espaciamiento entre los polines de retorno) 8.4. CALCULO DE LA CARGA ACTUANTE SOBRE POLINES ( I L ) Del libro CEMA pág. 64 se obtiene la siguiente formula I L (Wb Wm )* Si Donde: I L =carga actuante sobre polines Wb =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ] Wm =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ] Si = espaciamiento entre los polines de carga (ver II-8.3) [pies] Reemplazando los valores respectivos se obtiene: I L (4.5 13.75)* 4.5 I L 82.125lb 8.5. CALCULO DE LA CARGA AJUSTADA O CORREGIDA ( AL ) Del libro CEMA pág. 64 se obtiene la siguiente fórmula: AL ( I L * K1 * K 2 * K3 * K 4 ) K 2 =factor de medio ambiente y mantenimiento (ver tabla 5-5 CEMA, anexo 15) K 3 =factor de servicio (ver tabla 5-6 CEMA, anexo 15) DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página K1 =factor de ajuste por tamaño de trozo (ver tabla 5-4 CEMA, anexo 14) 41 Donde: INGENIERIA MECANICA ELECTRICA K 4 =factor de corrección de la velocidad de la faja (ver tabla 5-7, anexo 15) De tablas se obtienen los siguientes valores Con un tamaño menor a ½” y un peso especifico de 125l lb/pulg^3 K1 = 1 Con un mantenimiento bueno y condiciones ambientales moderados K 2 =1.06 Con un tiempo de trabajo de 16 horas K 3 =1.1 Suponiendo un diámetro de 4 pulg. de los polines y una velocidad de faja de 400 ppm K 4 =0.95 Reemplazando en la formula se tiene AL 82.125*1*1.06*1.1*0.95 AL 90.97lb AL I L 8.6. SELECCIÓN DEL TIPO DE POLINES Usando la carga ajustada AL , de las tablas 5-8 al 5-12 del libro CEMA pag. 65 y 66 Página 42 (anexo 15), con un valor de carga de 90.97 se va a las tablas mencionadas para seleccionar el tipo de rodillo, vemos que el polin clases A con ángulo de abarquillamiento de 20º y un ancho de faja de 18 pulg. soporta una carga de 300 lb que es mayor a 90.97 lb y el polín de retorno soporta 150 lb por lo que seleccionamos un polín CEMA A con diámetro de 4 pulg. es decir un polin clase A-4. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 8.7. DETERMINACION DEL PESO DEL POLIN DE CARGA SELECCIONADO Del CEMA tabla 5-13 pág. 67 (anexo 16) para un polin clase A-4 y con un ancho de faja de 18”, se tiene un peso promedio de WPC 12.7lb 8.8. DETERMINACION DEL PESO DEL POLIN DE RETORNO SELECCIONADO Del CEMA tabla 5-14 pág. 67 (anexo 16) para un polin clase A-4 y con un ancho de faja de 18”, se tiene un peso promedio de WPR 11.9lb 8.9. CONCLUSION Se usaran polines serie 7501-18 del catalogo 1050 link belt pág. 493 (anexo 26), con un ángulo de abarquillamiento de 20º, con un ancho de faja de 18 pulg. y con diámetro del polín de 4 pulg. para polines de carga. Para polines de impacto en la carga del chute se usara la serie 7504-18(aneo 26), con un ángulo de abarquillamiento de 20º. Para los polines de retorno se usara del catalogo 1050 link belt la serie 7417-18 pág. 497 (anexo 27). 9. DIMENSIONES PRINCIPALES DE LOS FALDONES 9.1. LONGITUD DEL FALDON Puesto que la longitud de las guías laterales está en función de la velocidad de carga del material y la velocidad de la faja se debe considerar una longitud de 1 pie por cada 50 ppm de velocidad de la faja, pero no menor de 3 pies de longitud, por lo que tenemos: 3 l f V / 50 si se tiene una velocidad de operación de 400 ppm entonces se tiene una longitud del faldón de: 400 50 l f 8 pies 43 lf DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página O MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA l f 96 pu lg 9.2. ANCHO Y ALTURA DE LOS FALDONES Los faldones deben tener dimensiones adecuados para contener el volumen del material cuando este es cargado sobre la caja. Por lo que es recomendación del CEMA en la tabla 12-1 pág. 272 (anexo 17). Considerando las siguientes dimensiones para polines con 20º de abarquillamiento, con un ancho de faja de 18” y el material a ser transportado es menor a 2” se tiene: aa 5 pu lg Con respecto al ancho recomendado por el CEMA se tiene: 2 X *b 3 Donde b= es el ancho de la faja Reemplazando tenemos: 2 X *18 3 X 12 pu lg 10. CALCULO DE LAS TENSIONES DE LA FAJA Para el cálculo de las tensiones en especial de la tensión efectiva necesitaremos evaluar los valores de E que están incluidos en la siguiente formula, que sirve para calcular la tensión efectiva dada por el manual CEMA pág. 70. Te L * Kt * K x K y *Wb 0.015*Wb Wm *( L * K y H ) Tp Tam Tac Donde: L = distancia entre centros en pies (ver I-3) Kt = factor de corrección de la temperatura ambiental (ver fig. 6.1 CEMA) deslizamiento entre la faja y los rodillos [lib/pies] Página K y = factor de transporte usado para calcular la resistencia de la faja en combinación con la resistencia de la carga en flexión. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) 44 K x = factor usado para calcular la fuerza de fricción de los rodillos y la resistencia al MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Wb =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ] Wm =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ] H = Distancia vertical que el material es elevado Tp = tensión resultante de la resistencia de la faja a la flexión alrededor de las poleas. Tam = tensión que resulta de la fuerza para acelerar el material continuamente mientras es alimentado la faja. Tac = total de las tensiones de los accesorios del transportador. Donde se tiene: L= 258.33 pies H=22 pies Wb 4.5 lb pie Wm 13.75 lb pie A continuación se hará el cálculo de los factores: 10.1. SELECCIÓN DEL FACTOR DE TEMPERATURA ( Kt ) Del CEMA pág. 72 la fig 6.1(anexo 18) para una temperatura de 20ºC se tiene: Página 45 Kt 1 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 10.2. FACTOR USADO PARA CALCULAR LA FUERZA DE FRICCIÓN DE LOS RODILLOS Y LA RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO ENTRE LA FAJA Y LOS RODILLOS ( K x ) Según libro CEMA pág. 73 ecuación (3) se tiene. K X 0.00068*(Wb Wm ) Ai Si Donde: Wb =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ] Wm =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ] Si = espaciamiento entre los polines de carga (ver II-8.3) [pies] El valor de Ai se obtiene de la pág. 74 (anexo 19) y se tiene: Ai =2.3 para rodillos de 4 pulgadas de diámetro. CEMA A4, B4, C4 K X 0.00068*(4.5 13.75) 2.3 4.5 K X 0.5235 Factor de transporte usado para calcular la resistencia de la faja en combinación con la resistencia de la carga en flexión 10.3. FACTOR DE TRANSPORTE USADO PARA CALCULAR LA RESISTENCIA DE LA FAJA EN COMBINACIÓN CON LA RESISTENCIA DE LA EN FLEXIÓN ( K y ). Del libro CEMA pág. 75 y pág. 77 se usaran las tablas 6-2 y la tabla 6-3 (anexo 20). Se tiene los siguientes datos: L = distancia entre centro =inclinación de la faja Si = espaciamiento entre los polines de carga (ver II-8.3) [pies] 46 Wb =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ] Página Wm =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ] Sus valores respectivos son: DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA L = 258.33 pies =5º Si = 4.5 pies Wb =4.5 lb pie Wm =13.75 lb pie Y Wb Wm =18.25 lb pie De la tabla 6-2 se tiene: K y 0.031 Luego procedemos a hallar el valor de K y corregido para polines con un espaciamiento de 4.5 pies, de la tabla 6-3 se tiene: Wb Wm Menor de 50 VALORES DE REFERENCIA DE Si 4.5 K y PARA LA INTERPOLACION 0.03 0.032 0.03 0.032 Se tiene: K y 0.031 10.4. CALCULO DE LA TENSIÓN RESULTANTE DE LA RESISTENCIA DE FRICCIÓN DE LOS RODILLOS ( Tx ). Del libro CEMA se tiene la siguiente ecuación pág. 71: Tx L * K x * Kt retorno [lb] DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página Tx = tensión resultante de la resistencia de fricción de los rodillos de transporte y de 47 Donde: INGENIERIA MECANICA ELECTRICA K x = factor usado para calcular la fuerza de fricción de los rodillos y la resistencia al deslizamiento entre la faja y los rodillos (ver II-10.2) [lib/pies] Kt = factor de corrección de la temperatura ambiental (ver II-10.1) L = distancia entre centros en pies Reemplazando de la formula los valores respectivos se tiene: Tx 258.33*0.5235*1 Tx 135.24lb 10.5. CALCULO DE LA SUMATORIA TOTAL DE TENSIONES RESULTANTES DE LA FAJA ( Tyb ) Del libro CEMA de la pág. 71 se tiene la siguiente ecuación: Tyb Tyc Tyr Donde: Tyc = tensión que resulta de la resistencia de la faja a la flexión cuando corre sobre rodillos de transporte. [lb] Tyr = tensión resultante de la resistencia de la faja a la flexión cuando corre sobre rodillos de retorno. [lb] 10.5.1. CALCULO DE Tyc Del libro CEMA pág. 72 se tiene la siguiente ecuación: Tyc L * K y *Wb * Kt Donde: Wb =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ] Kt = factor de corrección de la temperatura ambiental (ver II-10.1) L = distancia entre centros en pies K y = factor de transporte usado para calcular la resistencia de la faja en 48 combinación con la resistencia de la carga en flexión. (ver II-10-3) Página Los valores respectivos son: DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Wb =4.5 lb pie Kt = 1 L = 258.33 pies K y =0.031 Reemplazando en la formula se tiene: Tyc 258.33*0.031* 4.5*1 Tyc 36.04lb 10.5.2. CALCULO DE Tyr Del libro CEMA pág. 72 se tiene la siguiente ecuación: Tyr L *0.015*Wb * Kt Donde: L = longitud del transportador en pies Wb =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ] Kt = factor de corrección de la temperatura ambiental (ver II-10.1) Los valores respectivos son: L = 258.33 pies Wb =4.5 lb pie Kt = 1 Reemplazando en la formula se tiene: Tyr 258.33*0.015* 4.5*1 Tyr 17.44lb 49 Reemplazando en la formula se tiene: DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página Tyb Tyc Tyr MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Tyb 36.04 17.44 Tyb 53.48lb 10.6. CALCULO DE LA RESISTENCIA DEL MATERIAL CUANDO CORRE SOBRE RODILLOS ( Tym ) Del libro CEMA pág. 72 se tiene la siguiente fórmula: Tym L * K y *Wm Donde: L = longitud del transportador en pies K y = factor de transporte usado para calcular la resistencia de la faja en combinación con la resistencia de la carga en flexión. (ver II-10-3) Wm =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ] Sus valores respectivamente son: L = 258.33 pies K y = 0.031 Wm =13.75 lb pie Reemplazando en la formula se tiene: Tym 258.33*0.031*13.75 Tym 110.11lb 10.7. TENSIÓN QUE RESULTA DE LA FUERZA NECESARIA PARA ELEVAR O BAJAR EL MATERIAL TRANSPORTADO ( Tm ) Del libro CEMA pág. 71 se tiene la siguiente fórmula: Tm H *Wm Donde: 50 H = distancia vertical que el material es elevado o bajado [pies] DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página Wm =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ] MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Sus valores respectivamente son: H =22 pies Wm =13.75 lb pie Reemplazando en la fórmula se tiene Tm 22*13.75 Tm 302.5lb 10.8. TENSIÓN QUE RESULTA DE LA FUERZA NECESARIA PARA ELEVAR O BAJAR LA FAJA ( Tb ) Del libro CEMA pág. 71 se tiene la siguiente fórmula: Tb H *Wb Donde: H = distancia vertical que el material es elevado o bajado [pies] Wb =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ] Sus valores respectivamente son: H =22 pies Wb =4.5 lb pie Reemplazando en la fórmula se tiene Tb 22* 4.5 Tb 99lb 10.9. CALCULO DE LA RESISTENCIA DE LA FAJA ALREDEDOR DE LAS POLEAS. Del libro CEMA tabla 6-5 pág. 79 (anexo 33), se considerara un ángulo de arrollamiento de 150º a 240º. De esa tabla se tiene: 51 Tp 200 lb polea Página Si se considera un número de poleas de 5 se tiene: DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Tp 200 lb polea *5 polea Tp 1000lb 10.10. CALCULO DE LA FUERZA PARA ACELERAR EL MATERIAL CONTINUAMENTE MIENTRAS SE ALIMENTA HACIA LA FAJA ( Tam ). Del libro CEMA pág. 80 se tiene la siguiente fórmula: Tam Q * 2000 V Vo * 3600*32.2 60 Donde: Q1 Toneladas cortas (ver II-2) Vop = es la velocidad de operación de la faja (ver II-4.3) [ppm] Sus valores respectivamente son: Q1 165Tn / h (en toneladas cortas) Vop = 400ppm Reemplazando en la formula se tiene: 165* 2000 400 * 3600*32.2 60 Tam 18.98lb Tam 10.11. TENSIÓN DEBIDA A LA RESISTENCIA GENERADA POR LOS ACCESORIOS DEL TRANSPORTADOR ( Tac ). Del libro CEMA pág. 71 se tiene la siguiente fórmula: Tac Tsb Tpl Tb Tbc Tpl = tensión resultante de la resistencia de fricción de los desviadores [lb] DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página Tsb = tensión resultante de la fuerza para superar la fricción de los faldones [lb] 52 Donde: INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Tb = tensión que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar la faja (ver II-10.8) [lb] Tbc = tensión que resulta de la tracción de la faja requerida por los dispositivos limpiadores de faja como los rascadores [lb] 10.11.1. CALCULO DE Tsb Del libro CEMA pág. 83 se obtiene la siguiente fórmula: Tsb Lb *(Cs * hs 2 6) Donde: Lb = ancho del faldón (ver II-9.1) Cs = factor de fricción con el faldón hs =profundidad del material en contacto 10.11.1.1. CALCULO DE Cs Para hallar el factor de fricción con el faldón, del libro CEMA pág. 83 se tiene la siguiente fórmula: Cs 2 * d m 1 sen * 288 1 sen Donde: d m = densidad aparente del material [ lb pie3 ] (ver tabla 1.1) = ángulo de reposo del material [grados] (ver tabla 1.1) Sus valores respectivamente son: d m = 125 lb pie3 = 29º Página 53 Reemplazando se tiene: DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 2*125 1 sen29 * 288 1 sen29 Cs 0.3012 Cs 10.11.1.2. CALCULO DE hs Ver tabla 12-1 pág. 272, del libro CEMA, se tiene: hs = 5 pulg Reemplazando en la formula se tiene: Tsb Lb *(Cs * hs 2 6) 12 *(0.3012*52 6) 12 Tsb 13.53lb Tsb 10.11.2. CALCULO DE Tpl Del libro CEMA tabla 6-6 pág. 82 (anexo 28) se tiene la siguiente fórmula: Tpl factor * b De la tabla 6-6 se tiene un factor de 5 lb/pulg, el ancho de faja es de 18 pulg. Reemplazando en la formula se tiene: Tpl 5*18 Tpl 90 pu lg 10.11.3. CALCULO DE Tbc De la pág. 82 del libro CEMA se tiene la siguiente fórmula: Tbc factor * b 54 Reemplazando se tiene: Página Tpl 5*18 Tpl 90 pu lg DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Reemplazando todas las tensiones halladas en: Tac Tsb Tpl Tb Tbc Se tiene: Tac 13.53 90 99 90 Tac 292.53lb 10.12. CALCULO DE ( Te ) Se tiene la siguiente fórmula: Te L * Kt * K x K y *Wb 0.015*Wb Wm *( L * K y H ) Tp Tam Tac Te Tx Tyb Tym Tm Tp Tam Tac Reemplazando las tensiones calculadas anteriormente se tiene: Te 135.24 53.48 110.11 302.5 1000 18.98 292.53 Te 1912.84lb Redondeando se tiene: Te 2000lb 11. CALCULO DE LA TENSION EN EL LADO FLOJO SIN DERRAMAMIENTO ( T2 ) Del libro CEMA tabla 6-8 pág. 86 (anexo 29), primeramente debemos considerar que la polea matriz se va ha considerar en forma tentativa un ángulo de contacto de 220º y para nuestro diseño una polea revestida, para la cual se tiene: Cw =0.35 Para determinar la tensión en el lado flojo se utilizara la siguiente fórmula: 55 T2 Cw *Te DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página Reemplazando sus valores respectivos se tiene: MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA T2 0.35* 2000 T2 700lb 12. CALCULO DE LA TENSION MINIMA Según el libro CEMA pág. 95 de la tabla 6-10 (anexo 30), con ángulo de abarquillamiento de 20º le corresponde usar una flecha de 3%, por lo tanto se usara la siguiente fórmula: To 4.2* Si *(Wb Wm ) Donde: Si = espaciamiento entre los polines de carga (ver II-8.3) [pies] Wb =peso de la faja (ver II-8.2) [ lb pie ] Wm =peso del material (ver II-8.1) [ lb pie ] Sus valores respectivamente son: Si = 4.5 pies Wb =4.5 lb pie Wm =13.75 lb pie Reemplazando en la formula se tiene: To 4.2* 4.5*(4.5 13.75) To 344.93lb 13. CALCULO DE LA T2 ' Del libro CEMA pág. 95 considerando To mínimo, Tb y Tyr según la ecuación será: T2' To Tb Tyr Donde: Tb = Tensión que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar la faja (ver II-10.8) [lb] DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página Tyr = tensión de retorno debido a la fricción (ver II-10-5-2) 56 To = tensión mínima (ver II-12) [lb] MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Sus valores respectivamente son: To = 344.93 lb Tb = 99 lb Tyr = 17.44 lb Reemplazando en la formula se tiene: T2 ' 344.93 99 17.44 T2 ' 426.49lb 14. CALCULO DE LA MAXIMA TENSION Según el libro CEMA pág. 85 se tiene la fórmula para el cálculo de la tensión máxima: Te T1 T2 Donde T1 es la tensión máxima, despejando se tiene: Tmax T1 Te T2 Tmax Te T2 Donde: Te = tensión efectiva de accionamiento de la faja (ver II-10.12) [lb] T2 = tensión en el lado flojo sin derramamiento (ver II-11) [lb] Sus valores respectivamente son: Te = 2000 lb T2 = 700 lb Reemplazando en la formula se tiene: Tmax 2000 700 Página 57 Tmax 2700lb Para el cálculo de T3 y T4 se utilizara las siguientes formulas: DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA T4 T1 TX Tyb Tym Tb Tm Donde: T1 = es la máxima tensión calculada TX = tensión resultante de la resistencia de fricción de los rodillos (ver II-10.4) Tyb = sumatoria total de tensiones resultantes de la faja (ver II-10.5) Tym = resistencia del material cuando corre sobre rodillos (ver II-10.6) Tb = tensión que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar la faja (ver II-10.8) Tm = tensión que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar el material transportado (ver II-10.7) Sus valores respectivamente son: T1 = 2700lb TX = 135.24lb Tyb = 53.48lb Tym = 110.11lb Tb = 99lb Tm = 302.5lb Reemplazando en la formula se tiene: T4 2700 135.24 53.48 110.11 99 302.5 T4 2000lb Para hallar el valor de T3 se usara la siguiente fórmula: T3 T4 200 Reemplazando los valores respectivos se tiene: 58 T3 2000 200 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página T3 1800lb MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 15. RESBALAMIENTO PARA ESTAS TENSIONES Resbalamiento en la polea motriz Para calcular el resbalamiento se tiene: T1 e f T2 Para que no haya resbalamiento se tiene que cumplir que: T1 e f T2 Donde: T1 = es la tensión máxima (ver II-14) [lb] T2 = tensión en el lado flojo sin derramamiento (ver II-11) [lb] f = es la fricción (ver pág. 86 CEMA faja recubierta, anexo 29) = es el ángulo de las poleas Sus valores respectivamente son: T1 = 2700 lb T2 = 700 lb f = 0.35 = 220 Reemplazando en la formula se tiene: 0.35*220* 2700 180 e 700 3.86 3.83 OK!!! 16. CHEQUEO DEL NUMERO DE PLIEGUES Tmax ancho de la faja * carga de trabajo DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página # pliegues 59 Para calcular el número de pliegues mínimo se usara la siguiente fórmula: INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Se escogió una faja PCB 50 que tiene una capacidad de carga de 40 lb/pulg/pliegue, reemplazando en la formula se tiene: 2700 18 * 40 # pliegues 3.75 # pliegues El número de pliegues asumido es de 5. 17. CALCULO DE LA TENSION DE ARRANQUE Al momento de arranque hay un incremento de tensión que esta por el orden de 50-70% más de la tensión máxima. Tarranque 1.7*Tmax Reemplazando en la formula se tiene: Tarranque 1.7 * 2700 Tarranque 4590lb 18. RESITENCIA ADMISIBLE DE LA FAJA PARA EL ARRANQUE Para el cálculo de la resistencia admisible se usara la siguiente fórmula: Rarranq 1.4* RF Donde: Rarranq =resistencia admisible de la faja al arranque RF = es la capacidad de carga de la faja (ver II-16) Reemplazando en la formula se tiene: Rarranq 1.4* 40 Página 60 Rarranq 56lb / pu lg* pliegue DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 19. NUMERO DE PLIEGUES PARA EL ARRANQUE Para calcular el número de pliegues mínimo se usara la siguiente fórmula: # pliegues Tarranque ancho de la faja * R arranque Se escogió una faja PCB 50 que tiene una capacidad de carga de 40 lb/pulg/pliegue, reemplazando en la formula se tiene: 4590 18 * 56 # pliegues 4.55 # pliegues El número de pliegues asumido de 5 cumple con el espesor mínimo para el arranque, por lo tanto se usara una faja PCB 50 de 5 pliegues 20. PORCENTAJE DE LA TENSION ADMISIBLE DE LA FAJA SELECCIONADA Este porcentaje es la relación entre la tensión máxima y la tensión admisible: % Tmax Tadmisible *100 Donde la tensión admisible será: Tadmisible b * RF *# pliegues Reemplazando se tiene: Tadmisible 18* 40*5 Tadmisible 3600lb Entonces el porcentaje de la tensión admisible será: 2700 *100 3600 % 75% DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página Según el anexo 10 el diámetro mínimo para esta relación de tensión es de 24 plug. 61 % INGENIERIA MECANICA ELECTRICA El diámetro seleccionado es de 30 pulg. 21. CALCULO Y UBICACIÓN DEL TENSOR DE GRAVEDAD Se considerara los siguientes diámetros para las poleas: Diámetro de la polea motriz Diámetro de la polea de cola Diámetros de las poleas deflectoras (2/3 Dpm) Diámetro de la polea de contrapeso (4/5 Dpm) : : : : T2” 30 pulg. 24 pulg. 20 pulg 24 pulg T2” Wp Ahora el peso de la polea de contrapeso de 24 pulg. de diámetro para poleas tensoras por gravedad, según el manual LINK-BELT pag. 518 (anexo 24) se tiene: Wcp 178lb T2' T2 200 T2" T2' 200 TCP 2* T2" * T2 = tensión en el lado flojo sin derramamiento (ver II-11) [lb] Página 62 Reemplazando se tiene: DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA T2' 700 200 T2" 900 200 TCP 2*1100 TCP 2200lb El peso del contrapeso será: PC TCP Wcp PC 2200 178 PC 2022lb Para el contrapeso usaremos planchas de 2’*1’*1/2”, con una densidad de 0.28 lb / pu lg3 El peso por cada plancha será: WPL (2*12*12*0.5) *0.28 WPL 40.32lb Por lo tanto el número de planchas que se necesitara será: # de. planchas PC WPL 2022 40.32 # de. planchas 50.14 # de. planchas Página 63 Se necesitara 50 planchas de 2’*1’*1/2” para el contrapeso respectivo DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 22. CALCULO DE LAS HP DEL MOTOR 22.1. CALCULO DE LA POTENCIA NECESARIA MOVIMIENTO DE LA FAJA TRANSPORTADORA PARA EL Para calcular la potencia se utilizara la siguiente fórmula: HP1 Te *V 33000 Donde: Te = tensión efectiva de accionamiento de la faja (ver II-10.12) [lb] V = velocidad de operación de la faja (ver II-4.3) [ppm] Sus valores respectivamente son: Te = 2000 lb V = 400 ppm Reemplazando en la formula se tiene: 2000* 400 33000 HP1 24.24hp HP1 22.2. POTENCIA NECESARIA PARA PONER EN MOVIMIENTO LA POLEA MOTRIZ HP2 Tp *Vop 33000 Reemplazando se tiene: 200* 400 33000 HP2 2.42hp Página 64 HP2 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 22.3. POTENCIA DE TRABAJO HPT ( HP1 HP2 ) napoyos * ntransmision * nreduccion Reemplazando se tiene: (24.24 2.42) 0.95*0.95*0.95 HPT 31.09hp HPT 23. SELECCIÓN DEL MOTOREDUCTOR Con la potencia calculada de 31.09 hp se seleccionara un motorreductor, donde el motor es asíncrono, trifásico, jaula de ardilla, de construcción cerrada con ventilación exterior, y el reductor es de engranajes rectos tipo planetario con las siguientes otras características. Con 36 hp y 870 rpm entramos al catalogo LINK-BELT pág. 287 (anexo 31) y seleccionamos un reductor de acuerdo a las hp y rpm. 36 hp 600 vol 870 rpm 179 rpm NV225CM8 RSSF33 5.5 A 1 348 Kg 2.3 Página 65 Potencia Tensión máxima Velocidad de entrada Velocidad de salida Tipo de motor Tipo de reductor reducción peso Par de arranque DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Página 66 III. CALCULOS DE TRANSMISION DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1. CALCULO DE LA TRANSMISION POR CADENAS AL EJE DE LA POLEA MOTRIZ Para el cálculo de la transmisión nos basaremos por el método recomendado por el libro de HORI. 1.1. CALCULO DE LA TRANSMISION POR CADENAS AL EJE DE LA POLEA MOTRIZ Rt N1 N2 Donde: Rt = relación de la transmisión N1 = rpm de la salida del reductor, piñón (ver II-22) N2 = las rpm de la polea motriz, catalina ( Ver II-7.3) Sus valores respectivamente son: N1 = 179rpm N2 = 47.44 rpm Reemplazando en la formula se tiene: 179 47.44 Rt 3.773 Rt 1.2. NUMERO DE DIENTES DEL PIÑON Y LA CATALINA Se asumirá un número de dientes de preferencia entre 17 y 25 dientes. Para obtener el numero de dientes de la catalina, se multiplicara el numero de dientes del piñón por la relación de transmisión y se redondeara al numero entero mas próxima, y se recalculara la relación de transmisión en base a los números de dientes escogidos. Para hallar el número de dientes se usara la siguiente fórmula: Rt Z2 Z1 67 Donde: Página Rt = relación de transmisión (ver III-1.1) Z 2 = numero de dientes de la catalina DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Z1 = numero de dientes del piñón Asumiendo un número de dientes del piñón ( Z1 ) de 22, el número de dientes de la catalina será de: Z 2 Rt * Z1 Reemplazando se tiene: Z 2 3.773* 22 Z 2 83.006 Entonces se tiene un numero de dientes de la catalina de ( Z 2 ) 83. La nueva relación de transformación será: Rt Z2 Z1 Reemplazando los valores de: Z1 =22 Z 2 =83 Se tiene: 83 22 Rt 3.772 Rt 1.3. POTENCIA NOMINAL EQUIVALENTE Para determinar la potencia equivalente de diseño esta se multiplicara por el factor de servicio de la tabla N° 3 pág. 93 y 94 (anexo 21). MAQUINAS MOVIDAS Transportadores alimentados o cargados uniformemente. CLASE A B C 1 1 1.2 Donde: Página 68 A: motores de combustión interna con acoplamiento hidráulico B: motores eléctricos y turbinas C: motores de combustión interna con acoplamiento mecánico Se tendrá un factor de servicio de 1 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Entonces la potencia equivalente es: HPe HPN * f s HPe 36*1 HPe 36hp 1.4. SELECCIÓN DE LA CADENA Página 69 Se escogerá una cadena adecuada de la fig. N° 1 pág. 95 HORI (anexo 22), con los valores de la potencia equivalente y las rpm del eje más rápido. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA De la grafica se puede seleccionar la cadena ASA 140, pero esta no cumpliría con la velocidad. Entonces se aumentara las hileras a 2, con esto se logra que la potencia 1.7. 36 1.7 HPe 21.2hp HPe Página 70 Con esta nueva potencia se ingresa a la fig. 1 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Se seleccionara una cadena ASA 120-2. 1.5. DIAMETRO DE PASO DE LAS RUEDAS Primero se determinara el paso de la tabla N° 1 pág. 92 HORI (anexo 23). De la tabla N° 1 para una cadena ASA 120-2 se tiene un paso de 1 ½” . Para calcular el diámetro de paso se usara las siguientes formulas: dp P 180 s en Z1 Dp P 180 s en Z2 Donde: P = paso de la cadena (ver tabla N° 1, pág. 90 HORI) Z1 = numero de dientes del piñón (ver III-1.2) Z 2 = numero de dientes de la catalina (ver III-1.2) d p = diámetro de paso del piñón Dp = diámetro de paso de la catalina Diámetro de paso del piñón: 1.5 180 s en 22 d p 10.54" dp Diámetro de paso de la catalina: 1.5 180 s en 83 D p 39.64" Dp 1.6. VELOCIDAD TANGENCIAL * d p * np Página V 71 Para el cálculo de la velocidad se utilizara la siguiente fórmula: 12 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Donde: d p = diámetro de paso del piñón (ver III-1.5) n p = numero de rpm del piñón V = velocidad tangencial Reemplazando se tiene: V *10.54*179 12 V 493.93 ppm De la tabla N° 1 pág. 90 HORI (anexo 23), se observa que para una lubricación por salpicadura tiene una velocidad máxima de 1200ppm. 1.7. LONGITUD DE LA CADENA Se asumirá una distancia entre centros, ya que no existe limitación se puede tomar. C p 30 50 pasos Se calculara la longitud aproximada de la cadena en número de pasos por la siguiente expresión: Z Z 2 Z1 Z 2 LP 2* C p 1 2 4* 2 * C p 2 Reemplazando los valores respectivos se tiene: 22 83 22 83 LP 2*30 2 4* 2 *30 LP 115.64 pasos 2 Aproximadamente LP 116 pasos Hallando la distancia real entre centro Z Z 2 Z1 Z 2 LP 2* C p 1 2 4* 2 * C p DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página 72 2 MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Reemplazando y hallando C p se tiene: 22 83 22 83 116 2* C p 2 4* 2 * C p 2 C p 30.2 pasos De aquí: C Cp * P Reemplazando se tiene: C 30.2*1.25 C 37.75 pu lg 1.8. CONCLUSION Página 73 Se debe usar una cadena ASA 120-2 de 1 ½” de paso con ruedas dentadas de 22 dientes y 10.54” de diámetro (piñón), y una rueda de 83 dientes y 39.64” de diámetro (catalina), con una longitud de cadena de 116 pasos y una distancia entre centros de 37.75 pulg. DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Página 74 IV. CALCULO DE EJES POLEA MOTRIZ DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1. CALCULO DE LA CABEZA DEL EJE DE DESCARGA 1.1. Calculo de la tensión de la cadena Se utilizara la siguiente formula TC 33000* HP V Donde: TC = tensión de la cadena HP = es la potencia nominal del motor V = es la velocidad tangencial (ver III-1.6) Sus valores respectivamente son: HP = 36 hp V = 493.93ppm Reemplazando en la formula: 33000*36 493.93 TC 2405.2lb Página 75 TC DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1.2. Calculo del ángulo de la cadena Para hallar el ángulo de la cadena se usara la siguiente fórmula: DP d P 2* C tg 1 Donde: = ángulo de la cadena con respecto a la horizontal d p = diámetro de paso del piñón (ver III-1.5) Dp = diámetro de paso de la catalina (ver III-1.5) C = distancia entre centros (ver III-1.7) Sus valores respectivamente son: d p = 10.54pulg Dp = 39.64pulg C = 37.75pulg Reemplazando en la formula: 39.64 10.54 2*37.75 tg 1 21 1.3. CALCULO DE DE LA FUERZA DE LA CADENA POLEA MOTOR Página 76 Tc DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Tcy Tc Tcx 20º Para el cálculo de las componentes de la tensión de la cadena se utilizara la siguiente fórmula: TCX TC *cos TCY TC *s en Componente en el eje X TCX 2405.2*cos 20 TCX 2260lb Componente en el eje Y TCY 2405.2*s en20 TCY 822lb Y el toque producido será: HP *63000 47.44 31*63000 T 47.44 T 41167.8lb pu lg T Página 77 1.4. TRASLADANDO LAS CARGAS AL EJE DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA T 41167.8lb pu lg 2260lb 822lb 1.5. CALCULO DE LAS TENSIONES EN LA POLEA MOTRIZ T1 T2 1.6. CALCULO DE FUERZAS 1.6.1.DESCOMPONIENDO LA TENSIÓN T1 T1x 5° T1y T1 Para el cálculo de las componentes de la tensión de la faja se utilizara la siguiente fórmula: 78 T1 X T1 *cos Página T1Y T1 *s en Componente en el eje X DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA T1 X 2700*cos 5 T1 X 2690lb Componente en el eje Y T1Y 2700*s en5 T1Y 235lb 235lb 2690lb T 41167.8lb pu lg 1.6.2.DESCOMPONIENDO LA TENSIÓN T2 T2 T2y 35° T2x Para el cálculo de las componentes de la tensión de la faja se utilizara la siguiente fórmula: T2 X T2 *cos T2Y T2 *s en Página 79 Componente en el eje X DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA T2 X 700*cos 35 T2 X 573lb Componente en el eje Y T2Y 700*s en35 T2Y 402lb Trasladando al eje T 41167.8lb pu lg 573lb 402lb Del ITEM II-6 se escogió una polea TL-30, si se asume un diámetro interior de la polea de 3 ½ ” (donde ira el eje). Del anexo 24 se tiene un peso de 371 lb Entonces la fuerza resultante será 371lb T 41167.8lb pu lg 573lb Página 80 402lb DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA T 41167.8lb pu lg 573lb 31lb Estas fuerzas estarán ubicadas de la siguiente manera, del libro LINK BELT pág. 519 (anexo 25). Se tiene las siguientes dimensiones Hallando las componentes horizontal y vertical 235lb 573lb 2690lb 31lb + Fx 2690+573= 3263 lb Fy 31-235= -204 lb T 41167.8lb pu lg 3263lb Página 81 204lb DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Donde: A= 2 pulg. B= 1 13/16 pulg C= 2 13/16 pulg. Ancho = 20 pulg. X=A/2+3/4 Y=Ancho-2*X A 3 2 4 Página 82 X DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 2 3 2 4 X 1.75 pu lg X Entonces Y : Y ancho 2* X Y 20 2*1.75 Y 16.5 pu lg 30pulg 16.5pulg 28pulg 35pulg 1.7. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (DCL) 1631.5lb 102lb 102lb RA 1631.5lb 5.75 pu lg 16.5 pu lg 2260lb RB 5.75 pu lg 822lb Página 83 7 pu lg DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1.8. CALCULO DE LAS REACCIONES 1.8.1.PLANO VERTICAL MB 0 + RAV *(28) 102*(22.25) 102*(5.75) 822*(7) 0 RAV 307.5lb MA 0 + 102*(5.75) 102*(22.25) RBV *(28) 822*(35) 0 RBV 925.5lb + Página MB 0 84 1.8.2.PLANO HORIZONTAL DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA RAH *(28) 1631.5* 22.25 1631.5*5.75 2260*7 0 RAH 1066.5lb MA 0 + 1631.5*(5.75) 1631.5* 22.25 RBH *(28) 2260*(35) 0 RBH 4456.5lb 1.9. CALCULO DE MOMENTOS FLECTORES 1.9.1.PLANO VERTICAL M 1V 0 M 2V 307.5*(5.75) 1768.125lb pu lg M 3V 307.5*22.25 102*16.5 5158.875lb pu lg M 4V 307.5*28 102*22.25 102*5.75 5754lb pu lg Página 85 M 5V 0 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1.9.2.PLANO HORIZONTAL M 1H 0 M 2 H 1066.5*5.75 6132.375lb pu lg M 3 H 1066.5*22.25 1631.5*16.5 3190.125lb pu lg M 4 H 1066.5*28 1631.5*22.25 1631.5*5.75 15820lb pu lg Página 86 M 5H 0 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1.9.3.MOMENTOS RESULTANTES M1 0 M 2 6382.19lb pu lg M 3 6065.55lb pu lg M 4 16833.92 M5 0 2. CALCULO DEL DIAMETRO DEL EJE 2.1. METODO ASME * F * do * 1 K 2 2 Km * M Kt * T 8 ACERO SAE 1045 97000 psi 58000 psi DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página Material Su (esfuerzo de rotura) Sy (esfuerzo de fluencia) 87 2 16 S sd * 3 * do * 1 K 4 MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA E (modulo de elasticidad) 30*10^6 psi 1.1. Calculo de S sd (ver. Pag 217 hori) S sd 0.3 * S y Reemplazando: S sd 0.3*58*103 S sd 17.4*103 psi S sd 0.18 *S u Reemplazando S sd 0.18*97 *103 S sd 17.46*103 psi Se selecciona S sd menor de los calculados Ssd 17.4*103 psi Porque no es hueco el eje 0 porque no hay carga axial Km 1.5 se obtiene de tablas con la condición de “Eje giratorio carga constante” (ver pág. 219 Hori anexo 32) Kt 1.5 se obtiene de tablas con la condición de “Eje giratorio carga constante” (ver pág. 219 Hori anexo 32) DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página K 0 88 1.2. Calculo de K , , Km, Kt INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1.3. Calculo de M y T M T será el momento máximo en las zonas criticas en este caso en el punto 4 será el torque en los puntos críticos 0* F * do * 1 02 2 1.5*16833.92 1* 41167.8 8 2 16 17.4*103 * 3 * do * 1 04 do 2.4" 3. METODO POR TORSION El ángulo de torsión es: º 584 * Ti * li …………….(1) G * do4 Pero mi ángulo de torsión debe cumplir: 1º por cada 20 diametros º 1 ………(2) 20 * do Igualando ambas ecuaciones (1) y (2) tenemos: 89 584 * Ti * l i G * do 4 1º ………(3) li 20 * do Página DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 584* 41167.8* 29.25 1º 12*106 * do 4 29.25 20* do 20*584* 41167.8 12*106 do 3.42 pu lg do 3 Página 90 Entonces el eje para la polea motriz será de 3 ½ “ DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Página 91 V. CALCULO DE EJES DE LA POLEA DE COLA DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1. CALCULO DE LAS TENSIONES EN LA POLEA DE COLA T4=2000lb T3=1800lb Wp Se selecciono una polea de 24 pulg. del catalogo LINK BELT hallamos un peso aproximado para una polea de 24 pulg y un ancho de 20 pulg. De la pag. 518 del catalogo LINK-BELT (anexo 24) se selecciona la polea TL30 con un peso aproximado de 187 lb. 2. CALCULO DE LAS FUERZAS RESULTANTES Página 92 Se considerara un ángulo de contacto de 200° DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA T3=1800lb T4=2000lb 25° 5° Wp Calculo de Fx Fx 2000*cos 5 1800*cos 25 Fx 3623.74lb Calculo de Fy Fy 2000* sen5 1800* sen25 187 Fy 748.02lb Calculo del momento torsor Para el cálculo del momento torsor o torque se utilizara la siguiente fórmula: M t (T4 T3 ) * D pc 2 Reemplazando los valores respectivos M t (2000 1800)* 24 2 93 M t 2400lb pu lg Página 3. DISTRIBUCION DE LAS FUERZAS EN EL EJE DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Del catalogo LINK-BELT pag. 519 (anexo 25) tenemos las dimensiones de la polea seleccionada Donde: A= 2 pulg. B= 1 13/16 pulg C= 2 13/16 pulg. Ancho = 20 pulg. X=A/2+3/4 Y=Ancho-2*X X A 3 2 4 2 3 2 4 X 1.75 pu lg DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página 94 X MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Entonces Y : Y ancho 2* X Y 20 2*1.75 Y 16.5 pu lg 30pulg 16.5pulg 28pulg 4. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (DCL) RA 1811.87lb 374lb 1811.87lb 5.75 pu lg 374lb 16.5 pu lg RB 5.75 pu lg 5. CALCULO DE REACCIONES Página 95 5.1 PLANO VERTICAL DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA MB 0 + RAV *(28) 374* 22.25 375*5.75 0 RAV 374lb MA 0 + 374*5.75 374* 22.25 RBV *(28) 0 RBV 374lb PLANO HORIZONTAL MB 0 + RAH *(28) 1811.87 * 22.25 1811.77 *5.75 0 RAH 1811.87lb MA 0 + 1811.87 *5.75 1811.87 * 22.25 RBH *(28) 0 Página 96 RBH 1811.87lb DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA CALCULO DE MOMENTOS FLECTORES PLANO VERTICAL M 1V 0 M 2V 374*(5.75) 2150.5lb pu lg M 3V 374*22.25 374*16.5 2150.5lb pu lg M 4V 0 PLANO HORIZONTAL M 3 H 1811.87*22.25 1811.87*16.5 10418.25lb pu lg DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL Página M 2 H 1811.87*5.75 10418.25lb pu lg 97 M 1H 0 INGENIERIA MECANICA ELECTRICA M 4H 0 MOMENTOS RESULTANTES M1 0 M 2 2150.52 10418.252 10637.88lb pu lg M 3 2150.52 10418.252 10637.88lb pu lg Página 98 M4 0 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA CALCULO DEL DIAMETRO DEL EJE METODO ASME * F * do * 1 K 2 2 Km * M Kt * T 8 2 16 S sd * * do3 * 1 K 4 Material ACERO SAE 1045 Su (esfuerzo de rotura) 97000 psi Sy (esfuerzo de fluencia) 58000 psi E (modulo de elasticidad) 30*10^6 psi Calculo de S sd (ver. Pag 217 hori) S sd 0.3 * S y Reemplazando: S sd 0.3*58*103 S sd 17.4*103 psi S sd 0.18 *S u Reemplazando S sd 0.18*97 *103 S sd 17.46*103 psi 99 Se selecciona S sd menor de los calculados DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página Ssd 17.4*103 psi MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Calculo de K , , Km, Kt K 0 Porque no es hueco el eje 0 porque no hay carga axial Km 1.5 se obtiene de tablas con la condición de “Eje giratorio carga constante” (ver pág. 219 Hori anexo 32) Kt 1.5 se obtiene de tablas con la condición de “Eje giratorio carga constante” (ver pág. 219 Hori anexo 32) Calculo de M y T M T será el momento máximo en las zonas criticas en este caso en el punto 4 será el torque en los puntos críticos 0* F * do * 1 02 2 1.5*10637.88 1* 2400 8 2 16 17.4*103 * 3 * do * 1 04 Página 100 do 1.67" DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA METODO POR TORSION El ángulo de torsión es: º 584 * Ti * li …………….(1) G * do4 Pero mi ángulo de torsión debe cumplir: 1º por cada 20 diametros º 1 ………(2) 20 * do Igualando ambas ecuaciones (1) y (2) tenemos: 584 * Ti * l i G * do 4 1º ………(3) li 20 * do 584* 2400*16.5 12*106 * do 4 1º 16.5 20* do 20*584* 2400 12*106 do 1.33 pu lg do 3 Página Por el método ASME se tiene un eje de 1.67” y por el método de torsión se tiene una diámetro minimo de 1.33 pulg. La polea asumida para realizar estos cálculos fue la TL30 de 24 pulg de diámetro y un diámetro interior asumindo de 3 pulg. el nuevo diámetro será de 2 pulg. 101 Conclusión DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Página 102 VI. CALCULO DE RODAMIENTOS DE LA POLEA MOTRIZ DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1. PLANO VERTICAL MB 0 + RAV *(28) 102*(22.25) 102*(5.75) 822*(7) 0 RAV 307.5lb MA 0 + 102*(5.75) 102*(22.25) RBV *(28) 822*(35) 0 RBV 925.5lb 2. PLANO HORIZONTAL + 103 MB 0 RAH *(28) 1631.5* 22.25 1631.5*5.75 2260*7 0 MA 0 Página RAH 1066.5lb + DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1631.5*(5.75) 1631.5* 22.25 RBV *(28) 2260*(35) 0 RBV 4456.5lb 3. HALLANDO LA CARGA RADIAL EN LOS RODAMIENTOS 3.1. EN EL RODAMIENTO A FR 307.52 1066.52 FR 1109.94lb 3.2. EN EL RODAMIENTO B FR 925.52 4456.52 FR 1445.2lb 4. SELECCIÓN DE RODAMIENTOS 4.1. DURACION NOMINAL EXPRESADO EN MILLONES DE REVOLUCIONES L 60 *10 6 * n * Lh ………………………..(1) Donde: Lh: duración nominal en horas de servicio n: velocidad en rpm de la polea motriz Lh 20000 L 60*106 *47.44*40000 L 56.93millones rev 104 4.2. SEGURIDAD DE CARGA REQUERIDA DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página 1 C L P ………………………….. (2) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Donde: C= capacidad de carga dinámica P= carga dinámica equivalente sobre el rodamiento p= exponente; p=3 para rodamientos de bolas y p=10/3 para rodamientos de rodillos Hallando RODAMIENTO A X * FR Y * Fa …………………………………(3) Solo hay carga radial y no hay carga axial entonces X 1,Y 0 De la ecuación (3) X * FR Reemplazando los valores respectivos 1*1109.94 1109.94lb Reemplazando en la ec. (2) 1 C 56.93 3 1109.94 C 4269.86lb Con esta capacidad de carga calculada seleccionamos un rodamiento de bolas del manual LINK BELT pag. 400 y 372 (anexo 34 y 35). Este rodamiento tiene que permitir la acoplacion a un eje de 3 ½”. Página 105 NUMERO P255 SERIE (COJINETE) P200 BALL PILOW BLOCKS DIÁMETRO MAXIMO 3 7/16 PERNOS 2 DIÁMETRO DE LOS PERNOS 7/8” PESO 29 lb DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA RODAMIENTO B X * FR Y * Fa Donde no hay fuerza axial X * FR 1*1445.2 1445.2lb Hallando la capacidad de carga dinamica C L P 1 Reemplazando sus valores respectivos 1 C 1445.2* 56.93 3 C 5560lb Con esta capacidad de carga calculada seleccionamos un rodamiento de bolas del manual LINK BELT pag. 400 y 372 (anexo 34 y 35). Este rodamiento tiene que permitir la acoplacion a un eje de 3 ½”. Página 106 NUMERO P255 SERIE (COJINETE) P200 BALL PILOW BLOCKS DIÁMETRO MAXIMO 3 7/16 PERNOS 2 DIÁMETRO DE LOS PERNOS 7/8” PESO 29 lb DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Página 107 VII. CALCULO DE RODAMIENTOS DE LA POLEA DE COLA DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA 1. PLANO VERTICAL MB 0 + RAV *(28) 374* 22.25 375*5.75 0 RAV 374lb MA 0 + 374*5.75 374* 22.25 RBV *(28) 0 RBV 374lb 2. PLANO HORIZONTAL MB 0 + RAH *(28) 1811.87 * 22.25 1811.77 *5.75 0 RAH 1811.87lb + 108 MA 0 1811.87 *5.75 1811.87 * 22.25 RBH *(28) 0 DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) Página RBH 1811.87lb MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA HALLANDO LA CARGA RADIAL EN LOS RODAMIENTOS EN EL RODAMIENTO A FR 3742 1811.77 2 FR 1850lb EN EL RODAMIENTO B FR 3742 1811.77 2 FR 1850lb SELECCIÓN DE RODAMIENTOS DURACION NOMINAL EXPRESADO EN MILLONES DE REVOLUCIONES L 60 *10 6 * n * Lh ………………………..(1) Donde: Lh: duración nominal en horas de servicio n: velocidad en rpm de la polea motriz Lh 20000 L 60*106 *47.44*40000 L 56.93millones rev SEGURIDAD DE CARGA REQUERIDA 109 1 C L P ………………………….. (2) Página Donde: C= capacidad de carga dinámica DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA P= carga dinámica equivalente sobre el rodamiento p= exponente; p=3 para rodamientos de bolas y p=10/3 para rodamientos de rodillos Hallando RODAMIENTO A X * FR Y * Fa …………………………………(3) Solo hay carga radial y no hay carga axial entonces X 1,Y 0 De la ecuación (3) X * FR Reemplazando los valores respectivos 1*1850 1850lb Reemplazando en la ec. (2) 1 C 56.93 3 1850 C 7116.81lb Con esta capacidad de carga calculada seleccionamos un rodamiento de bolas del manual LINK BELT pag. 400 y 372 (anexo 34 y 35). Este rodamiento tiene que permitir la acoplacion a un eje de 2” NUMERO P232 SERIE (COJINETE) P200 BALL PILOW BLOCKS DIÁMETRO MAXIMO 2” PERNOS 2 DIÁMETRO DE LOS PERNOS 5/8” PESO 8.7 lb 110 RODAMIENTO B Página X * FR Y * Fa Donde no hay fuerza axial DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL INGENIERIA MECANICA ELECTRICA X * FR Reemplazando los valores respectivos 1*1850 1850lb Reemplazando en la ec. (2) 1 C 56.93 3 1850 C 7116.81lb Con esta capacidad de carga calculada seleccionamos un rodamiento de bolas del manual LINK BELT pag. 400 y 372 (anexo 34 y 35). Este rodamiento tiene que permitir la acoplacion a un eje de 2” Página 111 NUMERO P232 SERIE (COJINETE) P200 BALL PILOW BLOCKS DIÁMETRO MAXIMO 2” PERNOS 2 DIÁMETRO DE LOS PERNOS 5/8” PESO 8.7 lb DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA (ALBERTH HUAMAN ACERO) MAQUINARIA INDUSTRIAL
