INTRODUCCION

FUNDAMENTO TEORICO

FAJAS TRANSPORTADORAS

1. COMPONENTES DE LAS FAJAS TRANSPORTADORAS

Sirven para transportar el mineral a diferentes partes de la sección en forma cómoda, limpia, económica y rápida.

Las fajas son reforzadas y revestidas con caucho, para aguantar tensiones y resistir al fuerte desgaste superficial debido al rozamiento con los diferentes polines y por el mismo paso de los minerales:

Por lo que, en nuestra planta se cuentan con fajas de 15" ancho x 3/8" de espesor, las que se hallan formadas por 3 capas de lona acosada entre si por jebe para formar un solo cuerpo.

Componentes de las fajas transportadoras

Las fajas propiamente dichas y sus respectivas grampas.

Las poleas, que tienen la misión de sostener a la faja en sus extremos, tenemos 2 tipos:

a. Polea motriz o de cabeza, que lleva acoplado el motor que la mueve

b. Polea zaguera o tensora, es similar a la cabeza, no lleva motor, generalmente es la parte que recibe al mineral.

Los polines: sostiene las fajas entre las poleas como: poliones de carga, poliones de retorno y poliones de guía.

PENDIENTES DE LAS INCLINADAS

Se mantiene por debajo de ciertos valores críticos, para que así el mineral se transporte sin resbalar. Los ángulos de inclinación en nuestro caso oscila entre 15° a 20°

VELOCIDAD DE LAS FAJAS

Funcionan normalmente a velocidades constantes. El procedimiento usual de movimiento consiste en un dispositivo de mando eléctrico, su marcha comienza cuando el operador pulsa un botón respectivo.

 

2. INSTALACIÓN DE LA FAJA TRANSPORTADORA

Polea De Guía Belt Pilot

La guía centralizadora de correa BELT-PILOT inicia el centrado de la faja de retorno apenas se produce la más mínima desviación central. El efecto centralizador se logra mediante una unidad especial de rodajes dentro del rodillo que simultáneamente inclina y gira el BELT-PILOT.

Las alternativas estándar disponibles incluyen tres tubos de diámetro con recubrimiento de caucho. Se recomienda la BELT-PILOT con revestimiento de poliuretano para los trabajos más difíciles. En las aplicaciones secas y limpias, se puede utilizar superficie de acero sin recubrimiento.

Otras alternativas de recubrimiento se preparan a solicitud del cliente.

Escoja el tipo apropiado de BELT-PILOT según el tipo de operación de la correa transportadora: una sola dirección o correa reversible.

La BELT-PILOT sólo requiere un espacio pequeño en la transportadora.

Los elementos de acoplado se pueden mover a lo largo del eje del rodillo lo que facilita y acelera la instalación de la BELT-PILOT haciéndola más rápida.

La BELT-PILOT empieza a centrar la correa de retorno inmediatamente después que se produce la más ligera desviación central.

Las abrazaderas de guía tradicionales con rodajes o frenos no realizan ningún efecto centralizador hasta que la faja llega al eje guía lateral.

Faja en el Centro

El centro de gravedad de la correa y la guía se encuentran en el centro. La guía está colocada en dirección perfectamente horizontal y en el mismo sentido de la correa.

Deslizamiento de la faja a ambos lados.

Debido a la diferencia del centro de gravedad de la correa y el eje guía, el eje guía se hunde debido al peso de la correa y se desplaza en dirección diagonal a la correa.

Cuando el eje guía está en dirección oblicua a la dirección de la correa, se centra la correa. El eje guía permanecerá oblicuo hasta

que haya centrado la correa. Luego, los centros de gravedad volverán al mismo punto y el eje guía retornará a su lugar.

Instalación de la Faja Transportadora

El eje guía centralizador BELT-PILOT reemplaza un eje guía de retorno. Así, se asegura una carga suficiente sobre el eje guía para permitir que llegue suficiente poder de tracción a la correa.

La distancia desde el eje guía centralizador al siguiente eje de retorno no debe superar 3 m. El eje guía centralizador se instala al mismo nivel que el otro retorno.

NO SE DEBE permitir que el eje guía centralizador se instale en los lugares donde la correa se flexiona o ejerce presiones sobre el eje guía.

Los puntos de mayor eficiencia para el eje de tracción el mejor orden, y se presentan en el esquema.

En una correa transportadora reversible, el porcentaje (%) informa sobre la relación entre las cantidades de operación (80%/20%) y la colocación de mayor eficiencia.

TRANSPORTE DE MATERIALES

En el procesamiento de un producto industrial, agro-industrial y minero, estos están sujetos a diferentes movimientos en cualquier sentido y dirección, esto es, verticales y horizontales o inclinados.

Para cumplir este objetivo, son utilizados equipos con el nombre de transportadores o cintas transportadoras.

GeneralidadesDe todos los sistemas de transporte continuo empleados en la industria, agro-industria y minería, las cintas transportadoras ocupan un lugar muy destacado por muchas razones, entre las que podemos resaltar como principales:

a.- La gran distancia a que puede efectuarse el transporte de materiales, ya sea como una sola cinta o con varias, una a continuación de otras.

b.- Su facilidad de adaptación al perfil del terreno.c.- Su gran capacidad de transporte.d.- La posibilidad de transportar materiales muy variados en clase y granulometría.

Otras razones secundarias que justifican el empleo de las mismas son:

1.-Marcha suave y silenciosa.2.-Posibilidad de realizar la descarga en cualquier punto de su trazado.3.-Posibilidad de desplazamiento de las mismas ya sea en trayectorias fijas y horizontaleso en movimiento de vaivén.

TIPOS DE TRANSPORTADORES

1.- Fajas transportadora.2.- Elevadores o transportadores de cangilones.3.- Tornillo sinfín.4.- Transportadores neumáticos.5.- Transportadores por gravedad.

FAJAS TRANSPORTADORAS

Es un transportador muy utilizado para productos al granel (granos) y empacados.Consiste básicamente en una correa sinfín que opera entre dos poleas.

Las correas pueden ser confeccionadas de diferentes materiales como:Lona, neoprina, loneta, metálicas y que deben tener las siguientes características:

a.- Flexibilidad.- Suficiente para poder adaptarse a diferente diámetros de poleas

utilizadas, de tal manera que no se tornen quebradizas y disminuyen su durabilidad.b.- Resistencia a la tensión.- Dada que esta sujeta a altas tensiones.c.- Resistencia a la corrosión.

  TIPOS DE FAJAS TRANSPORTADORAS

a.- Fajas planas.- Estas fajas trabajan como su nombre lo indica, en forma plana.b.- Fajas acanaladas.-Estas fajas trabajan con sus bordes inclinados.

Comparando estos dos tipos de fajas, la fajas acanaladas tienen mayor capacidad que las fajas planas para un mismo ancho y velocidad.  

Las fajas acanaladas presentan un inconveniente por que sus bordes de la correa estarán sujetos a una mayor tensión, en relación a la parte media debido a la inclinación de los bordes.

DESCRIPCIÓN DE FAJAS TRANSPORTADORAS

Las fajas transportadoras en principio, es sencilla, constando de los siguientes Elementos:

1.- Grupo o cabeza motriz de accionamiento, cuyo tambor imprime el movimiento a la banda.2.- Cabeza o estación de retorno y tensado.3.- Rodillos superiores de soporte de la banda.4.- Rodillos inferiores.5.- Banda.6.- Bastidor soporte de los rodillos.7.- Zona de carga

DISEÑO DE LA FAJA TRANSPORTADORA

I) DATOS GENERALES

1.1) Características del material:

Tipo de material : Maíz Desgranado

Tamaño de material : Trozos de 1/2”

Peso específico : 45 lb/ pie3

Fluidez : Buena

Abrasividad : No Abrasivo

Código : C25NW

1.2) Capacidad de transporte:

Q1 = 180 TN/hr

Hras servicio = 12hr

To ambiente = 23 ºF

Angulo de sobrecarga ά = 20º

Ancho de la faja = 24

II) CALCULO DE LA FAJA TRANSPORTADORA:

2.1) TABLA 4 -1 (C.M.A.)

Asumimos una velocidad tentativa para el cálculo de la faja.

Velocidad de la faja = 200 p.p.m

2.2) Calculo de la capacidad requerida:

Q1= Q (2200/2000)

Q = 180 TN/hr

Q1= 180 (2200/2000) = 198 TN/hr

2.2.1) La Conversión de pie3/hr.

Q 1 = Q 1 (2000 lb/TN) (1/γ) ……..(F-I)

Donde:

Q1 = 198 TN/hr → (ver 2.2.a)

γ = 45 lb/ pie3 → (ver 1.1.a)

Reemplazando en la formula (I)

Q'1= 198 (2000 lb/TN)(1/45 pie3 /hr) = 8799.9 pie3 /hr

Q'1= 8799.9 pie3/hr → (2.2.1.a)

Q'1= 140 pie3/min → (2.2.1.b)

2.3) Calculo de la capacidad equivalente:

Tabla C.M.A reducción del tonelaje requerido a la base de 100 p.p.m y 100 lb/ pie3

Q'eq= Q1 (100 p.p.m/Vsa) (100 lb/pie3/Peso especifico)

Donde:

Q1 = 198 TN/hr (ver 2.2.a)

Vas = 200 p.p.m. (ver 2.1)

γ = 45 lb/ pie3 (ver 1.1.a)

Reemplazando datos en la ecuación se tiene:

Q'eq = 198 (100/200) (100/45)

Q'eq = 220 TN/hr.

2.3.1) Conversion a pie3/hr :

Q"eq = 220 TN/hr. (2000 lb / TN) (1/45 lb/ pie3)

Q"eq= 9777.7 pie3 /hr

2.4) Selección del ancho de la Faja:

2.4.1) 1era tentativa:

ά = 20º (ver 1.2.d)

β = 20º (ángulo de abarquillamiento) Pág. 50(ver tabla 4-2)

Q"eq = (ángulo de abarquillamiento) Pág. 50(ver tabla 4-2) (ver 2.3.1)

Q"eq= 9777.7 pie3 /hr

De la tabla 4 - 2 pag50

At1 = 1.822 pie2 (2.4.1A)

Q'a1= 10935 pie3 /hr (2.4.1.B)

b = 54" (2.4.1.C)

2.4.2) 2da tentativa:

ά = 20º (ver 1.2.d)

β = 35º (ángulo de abarquillamiento) Pág. 50(ver tabla 4 - 3)

Q"eq= 9777.7 pie3 /hr (ver 2.3.1)

De la tabla 4 - 3 pag50:

At2 = 1.804 pie2 (2.4.2.A)

Q'a2 = 10825 pie3/hr (2.4.2.B)

b2 = 48" (2.4.2.C)

2.4.3) 3ra tentativa:

ά= 20º (1.2.d)

β= 45º (ángulo de abarquillamiento) Pág. 51 (ver tabla 4 - 5)

Q"eq = 9777.7 pie3 /hr (ver 2.3.1)

De la tabla 4 - 4 pag51:

At3 = 1.948 pie2 (2.4.3.A)

Q'a3 = 11690 pie3 /hr (2.4.3.B)

B3 = 48" (2.4.3.C)

2.5) Análisis de tentativas:

Comparemos c/capacidad de transporte de c/(Q'a1) con la capacidad Q"eq.

2.5.1) Cálculo de la 1era tentativa: (ver tabla 4-2 pag50)

Datos:

At1 = 1.822 pie2 (ver 2.4.1A)

Q'a1 = 10935 pie3 /hr (ver 2.4.1.B)

b = 54 " (2.4.1.C)

2.5.1.1) Cálculo de la velocidad:

Va1= [Q"eq/Q'a1] x Vas

Donde:Q"eq = 9777.7 pie3 /hr (ver 2.3.1)Q'a1 = 10825 pie3 /hr (ver 2.4.2.B)Vas = 200 p.p.m. (Ver 2.1)

Reemplazando en la formula III se tiene:

Va1= [9777.7/10825] ×200Va1 =180.65 p.p.m. (2.5.1.1)

2.5.1.2) Cálculo de la velocidad mínima a estas condiciones:

V =Q'1/A Formula IV

Donde:

Q'1= 140 pie3/min → (ver 2.2.1.b)

At1= 1.804 pie2 → (ver 2.4.2.B)

Reemplazando valores en la formula IV se tiene:

Vmin = 140/ 1.804

Vmin = 77.60 p.p.m

Va1 > Vmin

180 p.p.m > 77.60 p.p.m

2.5.2) Calculo de la 2da tentativa:

Datos:

At2 = 1.822 pie2 (ver 2.4.2.A)

Q'a2 = 10935 pie3/hr (ver 2.4.2.B)

b2 = 54” (ver 2.4.2.C)

2.5.2.1) Cálculo de la velocidad:

Va2= [Q"eq/Q'a1] × Vas

Donde:

Q"eq = 9777.7 pie3/hr (ver 2.3.1)

Q'a2 = 10935 pie3/hr (ver 2.4.2.B)

Vas = 200 p.p.m (ver 2.1)

Reemplazando valores en la formula Va2 se tiene:

Va2 = [9777.7 /10935] × 200

Va2= 178p.p.m → (2.5.2.1)

2.5.2.2) Cálculo de la velocidad mínima a estas condiciones:

V = Q`1/ A2Donde:

Q´1= 140 pie3/min. → (ver 2.2.1.b)

At2= 1.822 pie2 → (ver 2.4.2.A)

Reemplazando valores en la formula se tiene:

V = 140/1.822

V = 76.83 p.p.m

Va1 > V

180 > 76 OK!

2.5.3) Calculo de la tercera tentativa:

Datos:

At3 = 1.948 pie2 → (ver 2.4.3.A)

Q'a3 = 11690 pie3/hr → (ver 2.4.3.B)

b3 = 48" → (ver 2.4.3.C)

2.5.3.1) Cálculo de la velocidad:

Va3= [Q"eq/Qa3] × Vas

Donde:

Q"eq = 9777.7 pie3/hr → (ver 2.3.1)

Q'a3 = 11690 pie3/hr → (ver 2.4.3.B)

Va3 = 200 p.p.m → (ver 2.1)

Reemplazando a la formula Va3 se tiene:

(2.5.3.2) Cálculo de la velocidad mínima:

Donde:

Q1= 140 pie3/min. (ver 2.2.1.B)

At3= 1.948 pie2 (ver 2.4.3.A)

Reemplazando se tiene:

2.6) Calculo de la velocidad de operación

2.6.1) Analizando la 1ra tentativa

Vop= V + 20%

Donde:

Vmin = 77.60 p.p.m. (ver 2.5.1.2)

Vop = 77.60 x 1.2 = 93.12 p.p.m.

Vop1 = 93 p.p.m.

2.6.2) Analizando la 2da tentativa

Vop2= V+ 20%

Donde:

V2 = 76 p.p.m (ver 2.5.2.2)

Vop2= 76 x 1.2

Vop2= 91 p.p.m.

2.6.3) Avalizando la 3ra tentativa

Vop3= V+ 20%

Donde:

V2 = 71.86 (ver 2.5.3.2)

Vop2= 71.86 x 1.2

Vop2= 86 p.p.m.

2.7) Conclusión de las tentativas tenemos:

Analizando las tres alternativas el que más se acerca a la velocidad

asumida es la tentativa Nº 01.

Resumiendo tenemos:

Vop = 91 p.p.m. (Ver 2.6.1) velocidad de operación

b = 48” (ver 2.4.1.c) ancho de faja

B = 20º ángulo de abarquillamiento (tabla 4-2

Pág. 50 CMA)

= 20º (ver 1.2.d) ángulo de sobrecarga

At = 1.804 pie2 (ver 2.4.1.A) área transversal del material a

transportar

= 9777.7 pie3 /hr (ver 2.3.1)

capacidad equivalente

= 140 pie3/min (ver 2.2.1.b) capacidad requerida

2.8) Selección del tipo de faja y número de pliegues

2.8.1) Número de pliegues

Haciendo uso del manual de la B.F. Goodriche de acuerdo al

número de ancho de faja b= 24” y con un ángulo de

abarquillamiento de 20º de de espesor Pág. 48 o suma un PCB 50

con 4 pliegues.

CF= 0.204”

2.8.2) Tipo de cubierta nos recomienda espesores de

cubierta de acuerdo al material asumimos:

Del C.M.A. en la tabla 7-13 Pág. 194

e1 = 1/8” (2.8.2.A)

Del C.M.A. en la tabla 7-14 Pág. 194

e2 = 1/32” (2.8.2.B)

2.9) DIAMETRO DE POLEAS

Según B.F. Goodrich respecto al diámetro de las poleas está

relacionado con el número de pliegues que usa la faja: para nuestro

caso PCB43 con cuatro pliegues de tabla #34, Pág. 52 se tiene:

Datos:

Trabajando con tamaño normal de 60 – 100%.

Por lo que tenemos:

Diámetro de Polea matriz = Dpm = 20 como mínimo

* Pero para los cálculos asumo un Dpm = 24”

2.10) TRAYECTORIA DEL MATERIAL DE DESCARGA

2.10.1 Cálculo del espesor de la faja más cubierta

El espesor de la faja será:

Donde:

℮1=1/8” (ver 2.8.2.A)

℮2=1/32” (ver 2.8.2.B)

℮F=0.204” (ver 2.8.1)

Reemplazando los datos en la ec. 2.10.1 se tiene:

℮T=1/8”+ 1/32” + 0.204”

℮T=0.3603 (dato 2.10.1.A)

2.10.2 Calculo del radio al centro de gravedad del material

De tabla CMA # 12 -2 pag 291 con ángulo de sobrecarga de 20º y

ángulo de abarquillamiento 20º y un ancho de faja b= 54”

tenemos.

at = 3.0” (dato 2.10.2.A)

h = 7.5” (dato 2.10.2.B)

2.10.3) Cálculo de las RPM (N) de la polea se descarga:

Datos:

Vop = 91 p.p.m. (ver 2.6.1)

Reg = 1.28 pies (ver 2.10.2.B)

Reemplazando valores se tiene:

2.10.4) Calculo del intervalo de desplazamiento horizontal

1/20 seg.

Calculo de la velocidad tangencial

V1= 2 x π x r1 x N ec. (A)

Donde:

N = 0.2861 p.p.s. (ver 2.10.3.A)

Reemplazando valores en la ec (A) se tiene:

2.10.4.1. Calculo del intervalo del desplazamiento

horizontal 1/20 seg.

℮ = V1 x t

Donde:

V1= 1.953 p.p.s. (ver 2.10.4.B)

t = 1/20seg

* Reemplazando valores se tiene:

2.10.4.2 Cálculo del ángulo de descarga: (Pág. 292)

Reemplazando valores se tiene:

2.10.5 Intervalo de desplazamiento en el centro de

gravedad:

A) Calculo de la velocidad tangencial

Reemplazando valores en la ec. A-1 se tiene:

B) Calculo del intervalo de desplazamiento horizontal en 1/20 seg

℮2= 1.9526 x 1.2

℮2= 2.3431” (B – 1)

C) Cálculo del ángulo de descarga:

Reemplazando valores se tiene:

2.10.6) Intervalo de desplazamiento del punto superior:

A) Calculo de la velocidad tangencial V3:

V3= 6.28 x r1 x N

donde:

N = 0.2861 p.p.s.

Reemplazando valores se tiene:

Reemplazando en la ec. (A-1) se tiene:

V3= 6.28 x 1.7156 x 0.2861

V3= 3.082 p.p.s. (A- 2A)

B) Calculo del desplazamiento horizontal en 1/20 seg

e = V x t

Donde:

e = ?

V = 3.082 p.p.s. (ver A- 2A)

t = 1/20 seg

e = 3.082 x 0.05

e3= 0.154 pulg.

C) Calculo del ángulo del desplazamiento

2.10.7 Reemplazando la grafica de descarga será:

Velocidad espacio horizontal ángulo punto

1.95 p.p.s. 1.17 pulg. 54º32’ inferior (ver 2.10.4)

2.95 p.p.s. 2.34 pulg. 49º28’ medio (ver

2.10.5)

3.08 p.p.s. 0.154pulg. 48º6’ superior (ver 2.10.6)

2.10.8) TRAYECTORIA DE DESCARGA DE LA POLEA MOTRIZ

La trayectoria de la descarga del material se muestra en los

planos.

III. SELECCIÓN DE RODILLOS

3.1)Calculo del peso del material

El peso del material en libros por pie de longitud la podemos

determinar por medio de la siguiente formula dada en d. CMA

pag. 72.

Wm =

Donde:

Reemplazando en la formula se tiene:

Wm =

Wm =

3.2)Peso promedio de la faja (Wb)

Del CMA nos da una tabla para obtener el peso promedio de

faja y es la Tabla 6-1 pag. 73.

Para nuestro material que está de 30 - 74 libras/pie .

El ancho de la faja es de 24”

Wb = 4.5

3.3)Espaciamiento entre polines

Del CMA tabla 5-2 pag 60 nos recomienda para una faja 24”

(ver 2.4.1.c) y = 75 lb/pie2 (ver 1.1.a) nos da

Si = 4.5 pies (espaciamiento entre polines de carga)

Si = 10 pies es el espaciamiento entre polines de retorno A y

B)

3.4)Calculo de la carga actuante sobre los Polines IL

Del C.M.A. pag 64 se tiene la fórmula:

Carga de rodillo real = IL = (Wb + Wm) Si ec (3.4)

Donde:

Wb = 4.5 lb/pie (ver 3.2)

Wm = 71 lb/pie (ver 3.1)

Si = 10 pies (ver 3.3)

Reemplazando valores en la ec. (3.4) se tiene:

IL= (4.5 + 71) x 10 = 114.75lb

IL= 755 Lb

3.5)Calculo de la carga corregida AL

Del C.M.A. pag 64 se tiene la siguiente formula para la carga

ajustada

AL = (IL x K1 x K2 x K3 x K4) ec (3.5)

Donde:

K1 = factor de ajuste x tamaño de trozo = 1.0 (ver tabla 5-4

CMA )

K2 = factor de mantenimiento = 1.10 (ver tabla 5-5 CMA)

promedio

K3 = factor de servicio = 1.1 (ver tabla 5-6 CMA/ Hs= 12 hs

ver 1.2.6)

K4 = factor de corrección de faja = 0.83 (ver tabla 5.7)

De donde obtenemos:

K1 = 1.0 consideramos este valor ya que el tamaño de nuestro

material es> ½” = 4”

K2 = 1.10 Consideramos un mantenimiento moderado y

promedio

K3 = 1.1 para un servicio de 12 horas (ver 1.2)

K4 = 0.83 debemos interpolar para polines de 4 pulg. de

diámetro

Reemplazando los valores obtenidos de tabla en la ec. anterior

(3.5)

AL = (IL x K1 x K2 x K3 x K4)

AL = (755 x 1.0 x 1.10 x 1.1 x 0.83) 759.24 Lb

AL = 759.24 Lb (3.5.1)

AL > IL

3.6)Selección del tipo de polines

Usando AL entramos a las tablas del 5-8 a la 5.12 del CMA pag

65

El polin será Clase A con ángulo de abarquillamiento 20º (ver

2.7) y un ancho de faja 24” soporta una carga de AL = 759.24

Lb por lo que selecciono un polin A con diámetro 5” es decir un

polin clase A- 5

3.7)Determinación del peso de polin de carga

De la tabla 5.13 del CEMA (pag 67) para un polin clase A5

tenemos un ancho de faja 24”= A5 = 21.2 lb. Clasificación del

rodillo CEMA:

Wpc= 21.2 lb.

3.8)Determinación del peso del Polin de retorno

Del C.M.A. tabla 5.14 pag 67 para un polin de clase A-5 con un

ancho de faja de 24” obtenemos:

Wpc= 19.2 lb.3.9)Conclusión

Usar polines serie 7501-24 del Lin Belt pag 493 con ángulo

de abarquillamiento de 20º para material abrasivo, con

ancho de faja 24” y con diámetro de polin 5”, para polines

de carga.

Para polines de impacto en la carga del chute usar la serie

7504-24 con abarquillamiento de 20º, para material

abrasivo

Usar polines de retorno serie 7513-24 link belt pag 496

plano

3.10)Dimensiones principales de los faldones

3.10.1) Longitud del faldón

Puesto que la longitud de las guías laterales está en

función de la velocidad de carga del material y la

velocidad de faja pero no menor de 3 pies de longitud,

por lo que tenemos:

3 < lb < V/50

Vop = 93 ppm - (ver item 2.7)

3 <lb< 93/50 = 1.86’

Ancho y altura de los faldones

Los faldones deben tener dimensiones adecuadas para

contener el volumen del material cuando esta es

cargada sobre la caja por lo que es recomendación del

CEMA en la tabla 12-1 (PAG. 272)

Considerar las siguientes dimensiones para polines:

Un arreglo de abarquillamiento 20º de 3 rodillos iguales.

Ancho de faja de 24” y material transportado de 4” por

lo que tenemos:

aa = 5.5”

x = 2/3 b

x =

x= 16” ancho del faldón

IV. CALCULO DE LA TENSIÓN DE LA FAJA

Para el cálculo de las tensiones de faja usaremos las formulas de

CEMA lo cual calcularemos la (T) tensión efectiva Pág. 70:

Te= Lkt (Kx + KyWb + 0.015Wb) +Wm (1Kg± H)

+Tp+Tam+Tac

Donde:

L = Longitud del transportador en pies

Kt = factor de corrección de la temperatura ambiental (ver figura

6.1)

Kx = factor usado para calcular la fuerza de fricción de los rodillos

y la resistencia al deslizamiento entre la faja y los rodillos, el

lb./pie.

Ky = Factor de transporte usado para calcular la resistencia de la

faja en combinación con la resistencia de la carga en flexión

Wb = Peso de la faja en lb/pie de longitud de la faja

Wm = Peso del material en lb/pie de longitud de la faja

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 = tabla de las resistencias de los accesorios del transportador

en lbs.

4.1)Selección del factor de corrección de Temperatura

Del CEMA Pág. 72 de la figura 6.1 para una corrección de Tº =

23 ºF

Kt = 1.0

4.2)Calculo de la fuerza de fricción en los rodillos

Según CEMA Pág. 73 ec (3) da la siguiente formula para el

calculo del factor:

Kx= 0.00068 (Wb+Wm)+ ec. (4.2)

Donde: de la ec. (4.2)

Wb= 4.5 lb/pie (ver tabla 6.1 pag 73 CEMA b= 24”)

b= 24” (ver 2.4.1.c) ancho de faja

* Reemplazando valores en la ec (4.2) se tiene:

Kx = 0.00068 (4.5+71))+

Kx= 71.40 lb/pie (4.2.A)

4.3) Calculo de la tensión resultante de la resistencia de fricción de

los rodillos:

Del CMA se tiene la siguiente ec. Pag. 71 para cálculo Tx:

Tx= L * Kx *Kt ec (4.3)

Donde:

L= 270 pies (ver anexo plano P - 01)

Kx = 71.40 lb/pie (ver item 4.2.A)

Kt = 1.0 (ver 4.1)

* Reemplazando valores en la ec. (4.3) se tiene:

Tx = 270 x 71.40 x 1.0

Tx = = 18278 lb (4.3.A)

4.4) Calculo de la sumatoria total de tensiones resultantes de la

faja:

Del CMA de la pag 71 se tiene la siguiente ec.

Tyb = Tyc + Tyr ec. (4.4)

Donde:

Tyc = tensión que resulta de la resistencia de la faja a la

flexión cuando correo sobre los rodillos de transporte

en lb.

Tyr = Tensión resultante de la resistencia de la faja a la

flexión cuando corre sobre los rodillos de retorno lb.

4.4.1)Calculo de Tyc

Del CMA Pág. 72 se tiene la siguiente ec:

Tyc = L. Ky. Wb. Kt

Donde:

L = 270 pies (ver anexo Plano P - 01)

Ky = 0.027 (ver tabla 6-2 pag 75 CMA) (Item

4.4.1)

Grados = 14º (ver plano P-01)

Vop = 93 p.p.m. (ver 2.6.1)

Wb = 4.5 lb/pies (ver 4.2.1)

Kt = 1.0 (ver 4.1)

* Reemplazando valores se tiene:

Tyc = 270 x 0.027 x 4.5 x 1.0

Tyc = 32.805 lb (4.4.1 - A)

4.4.2)Calculo Tyr:

Del CMA pag 72 se tiene la siguiente ecuación.

Tyr = L x 0.015 x Wb x Kt ec. (4.4.2)

Donde: ec (4.4.2)

L = 270 pies (ver anexo Plano)

Wb = 5.5 lb/pie (ver 4.2.1)

Kt = 1.0 (ver 4.1)

* Reemplazando valores en la ec. (4.4.2) se tiene:

Tyr = 270 x 0.015 x 4.5 x 1

Tyr = 18.225 lb (4.4.2-A)

* Suman total de la ec. 4.4.1. + 4.4.2 en la ec. General

(4.4) se tiene

Tyb = 32.805 + 18.225

Tyb = 32.805 lb (4.4.A)

4.5)Calculo de la resistencia del material cuando correo

sobre los rodillos

Del CMA Pág. 72 se tiene la siguiente ec.

Tym = L x Ky x Wm ec. (4.5)

Donde:

L = 270 pies (ver Plano )

Kg. = 32.805 (ver 4.4.1)

Wm = 71 lb/pie (ver 3.1)

* Reemplazando valores en la ec (4.5) se tiene:

Tym = 270 x 32.805 x 71

Tym = 628872 lb ver (4.5.A)

4.6)Cálculo de la fuerza necesaria para elevar o bajar el

material

De CMA pag 71 se tiene la siguiente ec.

Tm = H x Wm

Donde:

H = 35.8756 pies (ver Plano)

Wm = 71 lb /pie (ver 3.1)

* Reemplazando valores se tiene:

Tm = 35.8756 x 71

Tm = 254715 ver (4.6)

4.7)Calculo de la tensión que resulta para elevar o bajar la

faja en lb.

Del CMA pag 71 se tiene la siguiente ec. Para elevar el

material

Tb = H x Wb

Donde:

H = 35.8756 pies (ver plano)

Wb = 4.5 lb/ pie (ver 4.2)

* Reemplazando valores en la fórmula se tiene:

Tb= 35.8756 x 4.5

Tb= 1614.37 lb ver (4.7)

4.8)Calculo de la resistencia de la faja alrededor de las

poleas

Del CMA tabla 6-5 cm. ángulo de arrollamiento 150º a 240º

Tp = 200 lb/ por polea

Polea= 5 poleas (ver plano)

Tp = 200 x 5

Tp = 1000 lb ver (4.8)

4.9)Cálculo para acelerar el material mientras es

alimentado:

Del CMA Pág. 80 se tiene la siguiente ec. Para el cálculo del

material mientas es alimentado.

Tam =

Donde:

= 198 TN/hr (ver 2.2.a)

Vop = 93 p.p.m. (ver 2.6.1)

Vo = 0 p.p.m.

* Reemplazando datos en la fórmula anterior se tiene:

4.10)Calculo de las tensiones por accesorios

Del CMA pag 71 se tiene la siguiente ec.

Tac = Tsb+Tpl+Tb + Tbc

Donde:

Tsb = tensión resultante de la fuerza para superar la

fricción de los faldones en lb.

TpL = tensión resultante de la resistencia de fricción de las

desviadas lb. (Lb.)

TB = tensión que resulta de la fuerza necesaria para elevar

o bajar la faja (Lb.)

Tbc = tensión que resulta de la tracción de la faja requerida

por los dispositivos limpiadores de faja como los

rascadores.

4.10.1) Calculo del Tsb

Del CMA pag 83 se obtiene la siguiente ec.

Tsb = Lb (Cs hs2+6)

Donde:

Lb = b= 24” (ver 2.4.1.c)

Lb = 16”

e.c. (I)

Ho = profundidad del material

Donde:

dm= densidad del material 45 lb/pie3 (ver 1.1.a)

= ángulo de reposo 21º (ver CMA pág 39 maíz

desgranado)

* Reemplazando valores se tiene (I)

Cs =

Cs = 0.1518 (4.10.1-

A)

* Reemplazando en la ec. (4.10.1)

Hs= 5.5 pulg. (ver 12-1

pag 272)

Cs= 0.1518 (ver

4.10.1 -A )

Lb=

Lb= 16”

Tsb=

Tsb= 7.337 Lb ver

(4.10.1 - B)

4.10.2) Calculo de TpL:

Del CMA tabla 6-6 pag 82 se tiene:

TpL= factor x ancho de faja

Donde:

Factor = 5.0 (ver CMA

Tabla 6.6)

TpL= 5 x 24

TpL= 120 Lb

ver(4.10.2)

4.10.3) Calculo de Tbc:

De CMA Tabla 6-6 Pag. 82

Tbc = factor x ancho de faja

Tbc = 5.0 x 24 = 120lb

Tbc= 120 lb ver

(4.10.3)

* Reemplazando los valores en la fórmula (4.10) según

los siguientes datos:

Tsb = 7.337 (ver 4.10.1-B)

TpL = 120 lb (ver 4.10.2)

Tb = 169.29lb (ver 4.7)

Tbc = 120 lb ver (4.10 A)

Tac= 7.337 + 120 + 169.29 + 120

Tac= 416.6 LB ver (4.10.A)

4.11)Cálculo de la Te

Según CMA pag 70

Te= Lkt (Kx+Ky.Wb+0.015.Wb)+Wm (Lky+H)+Tp+Tm+Tac

Te=

Lkt.Ky+LktKyWb+Lk+0.015Wb+WmLKg+WmH+Tp+Tm+Tac

Te= Tx + Tyb + Tym + Tm + Tp + Tam + Tac … ec (B)

Donde:

Tx = 18278 lb (ver 4.3.A)

Tyb= 32.805 lb (ver 4.4.A)

Tym= 268872 (ver 4.5.A)

Tm= 254715 lb (ver 4.6)

Tp= 1000 lb (ver 4.8)

Tam= 5.29 lb (ver 4.9)

Tac= 416.6 lb (ver 4.10.A)

* Reemplazando en la ec B se tiene:

Te = 18278+ 32.805 + 268872 + 254715 + 1000+5.29 +

416.6

Te= 543319.6 Lb ver (4.11.A)

4.12)Calculo de la tensión en el lado flojo sin

derramamiento

Del CMA tabla 6-8 Pag 86

Cw= 0.42 (polea recubierta)

= 200º ver (4.14.-A)

T2= Te x Cw

T2= 0.42 x 543319

T2= 22819 lb

4.13)Calculo de la tensión mínima

Según el CMA pag 95 de tabla 6-10 cm. ángulo de

abarquillamiento 20º (ver 2.7) le corresponde una flecha de

3%.

De la Pág. 94 C.M.A. con 3% la fórmula será:

To= 4.2 Si (Wb + Wm)

Donde:

Si = 4.5 pies (ver 3.2.B)

Wb= 4.5 lb/pie (ver item 4.2.1)

Wm= 71 lb/pie2 (ver 3.1)

* Reemplazando en To se tiene:

To = 4.2 x 4.5 (4.5 + 71)

To= 1426.9 lb (ver 4.13)

4.14)Cálculo de la T2’ del lado tenso

Del C.M.A. pag 05 considerando To mínimo, Tb y Tyr según la

ec., será:

T’2 = To + Tb – Tyr Ec. (I)

T’o= 1426.9 lb (ver 4.13)

Tb= 169.29 lb (ver item 4.7)

Tyr = 18.225 lb (ver 4.4.2-A)

* Reemplazando valores en la ec (I) se tiene:

T’2 = 1426.9 + 169.29 – 18.225

T’2 = 1577.9 lb (ver 4.12)

Según CMA recomienda pag 93 en tensión mínimo entre T2 y

T2’ se tomará el mayor en nuestro caso T2= 1577.9 lb (ver

4.12)

4.15)Cálculo de la máxima tensión

Según CMA pag 85 nos da la Ecuación para el cálculo de la

tensión máxima:

Te = T1 – T2

Respetando T1 = Tmax

Tmax = T1 =Te– T2 ec. (4.15)

Donde:

Te = 543319.6 lb (ver 4.11.A)

T2 = 1577.9 lb (ver 4.12)

* Reemplazando en la ec. (4.15) se tiene:

Tmax = 543319.6 + 1577.9

Tmax = 544897.595 lb

4.16)Tensión para diseñar el tensor

T2o= T2 – 3.5 (Wb)

Donde:

T2= 1193 lb (ver 4.12)

Wb= 5.5 lb/pie (ver 4.2.2)

Reemplazando valores se tiene:

T2o=1577.9 – 3.5 (4.5)

T2o=1562.15 lb

4.17)Comparación del resbalamiento para SB tensiones

= 200º (ver 4.12.A)

F= 0.35 (ver pag 00 faja recubierta CMA)

CfӨ= C(3.1416x0.3)

No habrá resbalamiento ya que son iguales

4.18)Chequeo del # de pliegues

Numero de pliegues = Tmax/ (b x resistencia cada pliegue)

donde:

Tmax= 3578 lb (ver item 4.15)

b= 24” (ver 2.4.1.c)

Resist. de pliegue= 132 (ver tabla 32 Goodrich pag 49)

* Reemplazando valores se tiene:

# Pliegues =

Estamos bien con lo admitido de 4 pliegues PCB 43 OK!

4.19)Cálculo de la tensión 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 x T1

Donde:

T1= 3578 lb (ver item 4.15)

Asumiendo un 70%

* Reemplazando valores tenemos:

Tarranque = 1.7 x 3578 = 6082.6 lb

Tarranque = 6082.6 lb

4.20)Cálculo del Hp del motor

* Reemplazando valores se tiene

* Calculo de hp2 de la polea motriz

Se agrega el 5% para perdidas del reducto de velocidad

Perdida = 0.05 (21 + 1.78)= 1.14

* La potencia en el eje del motor será:

Peje motor= (21+ 1.78+ 1.14)= 23.92

Peje motor ≈ 24 hp

4.21)Selección del motorreductor

Con la potencia calculada de 24 hp y con el catálogo de

Delcrosa seleccionamos un motorreductor trifásico jaula de

ardilla, con ventilación exterior la cual tiene las siguientes

características:

Datos:

Potencia = 24 hp

Tensión máxima = 600v

Frecuencia = 60Hz

RPM salida = 57 rpm

Tipo de motor = 160 14

Reductor = P- 29

Peso = 389 Kg.

V. CALCULO DE LA TRANSMISIÓN POR CADENA AL EJE DE LA

POLEA MOTRIZ

Para nuestro cálculo de cadena de transmisión nos basaremos por

el libro de Hori.

5.1) Simbología usad para el cálculo

mg = relación de transmisión

Np = r.p.m. del piñón a la salida del motor reductor

Nc = rpm de la catalina del a polea motriz

Z1 = número de dientes del piñón

Z2 = # de dientes de la catalina

Pd = Potencia de diseño

Pe = Potencia equivalente

Fs = Factor de servicio

Fm = Factor de modificación

Dp = diámetro de paso de la catalina

dp = diámetro de paso del piñón

P = Paso de cadena

V = velocidad tangencial Pies/mm

Lp = Longitud de paso de la cadena (pulg.)

5.2) Cálculo de la relación de transmisión

mg =

* Calculo de Nc:

* Reemplazando valores en la ec. I se tiene:

* Con estos valores calculo mg en la ec. (5.2)

5.3) Calculo del número de dientes de la rueda: rango <17;

25 ver Hori pag 89

Según el Hori nos recomienda un rango lo cual asumiremos

19 dientes

Z1 = 19 dientes

Z2 = Z1 x mg

Donde:

Z1= 19 dientes asumido

Mg = 1.27 (ver Item 5.2.A)

* Reemplazando se tiene:

Z2 = 19 x 1.27 = 24.13

Z2 = 24 dientes Item (5.3)

N2 =

5.4) Calculo de la potencia nominal equivalente:

Determinamos la potencia equivalente multiplicando la

potencia a transmitir por un factor de servicio de la tabla #2

y con un factor de servicio de 1.0 para fajas transportadoras

cargadas uniformemente.

Pd = HPm x f.5

Pe= Pd x fm

Donde:

HPm = 24 Np (ver item 4.21)

f.5 = 1.0 (ver tabla Hari N; 3)

Fm = 1.0 (ver tabla Hari Nº 2) con 19 dientes

* Reemplazando en las ec. Anteriores se tiene:

Pd = 24 x 1.0 = 24 hp

Pe = 24 x 1.0 24 hp

Pe= 24 hp item (5.4)

5.5) Selección de la cadena

Con la potencia equivalente (Pe) y las rpm del piñón

seleccionamos la cadena para dichos datos:

Pe = 24 hp ver item (5.4)

rpm = 57 rpm ver item (4.21)

De la figura 1 Hori pag 95 se tiene

Se ubica la cadena ASA 160 – 1 hilera

* Reduciendo el paso y aumentando el número de hileras se

tiene:

Asumiendo hilera 4 factor 3.3. Pag 95

Pe =

Entrando el gráfico será cadena Asa 120 – 4 hileras

5.6) Cálculo del diámetro de paso de las ruedas

Del Hori tabla # 1 hallamos el valor del paso con ASA 120 – 4

hileras

Donde:

P= 1 ½”; Z1= 19 (ver item 5.3) Z2= 24 ( ver item 5.3)

Dp=

dp =

Dp = 11.45 pulg.

dp = 9.11 pulg.

5.7) Cálculo de la velocidad tangencial

Dp= 9.12pulg (ver item 5.6)

Np= 57 rpm (ver item 4.22)

* Reemplazando valores en la ec. Se tiene

V =

V= 136 pies/min

* De la tabla Nº 1 Hori pag 92 se observa que para una

lubricación por goteo termine una velocidad máxima de 430

pies/min.

5.8) Longitud de la cadena

Par esto asumo que C 15 pulg. para efectos de cálculos:

donde:

P= 1.5 (ver item 5.6)

C= 15 pulg. asumido

* Reemplazando en la ec.

* Calculo de la longitud g

Lp = cp + 0.53 (Z1 + Z2) ec. (5.8.1.)

Donde:

Cp= 10 pasos (ver item 5.8)

Z1 = 19 dientes (ver item5.3)

Z2= 24 dientes ( ver item 5.3)

* Reemplazando valores en la ec. (5.8.1) se tiene:

Lp= 2 x 10 + 0.53 (19 +24) = 43 p

Lp= 40 p Item (5.8.1.A)

* Recalculando la distancia entre centros:

Lp = 2cp +

5.9) Conclusión

Usar 43 pasos de cadena ASA 120 -4 con rueda dentadas de

19 y 24 dientes con centro de 17 pulg.

VI. CALCULO DE EJES

6.1) Calculo de la cabeza del eje de descarga

Datos:

Material acero SAE 1045

Su= 97000 PSI

Sy= 58000 PSI

Hp= 24 hp (ver item 4.21)

T1= 3578 Lb (ver item 4.12)

T2= 1193 Lb (ver item 4.15)

D= 24 pulg (ver link belt 1050 pag 519 Polea TL30)

Wp= 244Lb (ver link belt 1050 pag 518)

N= 45 rpm (ver item 5.2.A)

E= 30 x 106 PSI Modulo de elasticidad del Acero

Dp= 11.5 pulg. (ver item 5.6)

dp= 9.11 pulg (ver item 5.6)

c = 17 pulg (ver item 5.9)

6.1.2 Calculo de la tensión de la cadena

Tc =

Tc =

Tc= 5824 Lb

6.1.3 Calculo del ángulo de la cadena

tag-1=

* Reemplazando datos se tiene:

tag-1=

6.1.4 Calculo de la fuerza de la cadena

Dato

Tc=5824 lb (ver item 6.1.2)

= 4º (ver item 6.1.3)

* Descomponiendo la fuerza Tc tanto vertical como horizontal

Fy = Fc Cos = 5824 x Cos 4 = 5809.81 Lb

Fx= Tc Sen = 5824 x Sen 4 = 406.26 Lb

6.1.5) Calculo de las fuerzas de la faja transportadora

Donde:

T1 = 3578 Lb (ver item 4.12)

T2 = 1193 Lb (ver item 4.15)

* Descomponiendo la fuerza “T” tanto vertical como

horizontal

Dato:

= 7º (ver item P- 02)

Tx1= T Cos = 2386 x Cos 7 = 2368 Lb

Ty1= T Sen = 2386 x Sen 7 = 291 Lb

6.1.6 Diagrama de cargas de la polea motriz

6.1.6.1 Diagrama de carga en el plano vertical

A) Calculo de las reacciones:

- Ra + Ro = 6636 Lb

RAy= 624.5 Lb

RBy= 9260.5 Lb

B) Cálculo el momento

M1= 0

M2= - 624.5 x 2.75 = - 1717.38 Lb pulg

M3= (-624.5 x 14) – (291 x 11.25) = - 12016.75 Lb- pulg

M4= (-624.5x28)-(291x22.5)-(244x11.25) =-25061.13 Lb –pulg

M5= (-624.5x28)- (291 x 25.25)- (244x14) – (291 x 275)= - 29050

Lb – pulg

M6=0

6.1.6.2 Diagrama de carga del Plano horizontal

A) Calculo de las reacciones

RAH+ RDH = 4330 Lb

RDH= 1889.5 Lb

RAH= 2440.5 Lb

B) Calculo del diagrama de momento

M1= 0

M2= 2440.5 x 2.25 = 6711.38 Lb-pulg.

M3= (2440.5 x 25.25) – (2368 x 22.5)= 8342.63 Lb-pulg.

M4= (2440.5 x 28) – (2368 x 25.25) – (2368 x 2.25)= 2030 Lb-

pulg.

M5= 0

6.1.7 Diagrama de momentos de plano vertical como

horizontal

6.1.8 Diseño del eje según el máximo esfuerzo

Formula para eje macizo

Donde:

Ss= esfuerzo permisible a corte

Mt = Momento torsión Lb – pulg.

Mb= Momento flexión Lb – pulg.

Kb= Factor combinado de choque y fatiga aplicado al momento

flector

Kt= factor combinado de choque aplicado al momento torsión

* De tabla Hori pag 219 Kb= 1.5; Kt= 1.0 (eje giratorio)

Calculo de Mt

Mt = (T1- T2) R

T1 = 3578 Lb (ver item 4.12)

T2= 1193 Lb (ver item 4.15)

R= 12 pulg (ver item 6.5-A)

Mt= 28620 Lb – pulg

* Cálculo del esfuerzo permisible

Ssd= 0.35g = 0.3 x 58000 = 17400 PSI

Ssd= 0.85u = 0.18 x 97000= 17460 PSI

* De los dos se recomienda tomar el menor (con canal chavetero)

25% Ssd según Hori pag 217.

Ssd= 0.75 x 17400= 13050 PSI

Ssd= 13050 PSI

* Reemplazando valores en la fórmula para eje macizo se tiene:

d = 2 15/16”

6.19) Diseño del eje por rigidez torsional

Donde:

G= modulo de elasticidad de torsión

Mt= momento torsión

L = Longitud

Datos:

G= 12 x 106 PSI

Mt= 28260 (Ver Item 6.5- A)

Según Hori nos recomienda pag 218 1º por cada 20 d

* Por lo tanto reemplazando valores se tiene en la ec.

1º =

d =

d= 3 pulgadas

6.1.10) Conclusión

Usar diámetro de cabeza 3” por una polea de D= 24”

6.2) Calculo del eje de la cola de la faja

Datos:

Material acero SAE 1045

S4= 97000 PSI

Sy= 58000 PSI

T1= 3578 Lb (ver item 4.12)

T2= 1193 Lb (ver item 4.15)

D= 20 pulg (ver link belt 1050 pag 519)

Wp= 191LB (ver link belt 1050 pag 518)

N= 45 rpm (ver item 5.2.A)

E= 30 x 106 PSI Modulo de elasticidad del acero.

6.2.1 Calculo de las tensiones en el eje de cola

* Descomponiendo la fuerza en horizontal y vertical se tiene:

TxL= T Cos = 2386 Cos1 = 2368 Lb

TyL= T Sen = 2386 Sen1 = 291 Lb

TxL= 2368 Lb

TyL= 291 Lb

6.2.2) Traslado de las fuerzas al eje de cola

6.2.3 Diagrama de carga del plano vertical

6.2.4 Calculo de las reacciones

RA + RO = 37116

6.2.5 Calculo del momento:

M1 =0

M2 = -195.5 x 2.75 = - 537.625 lb – pulg.

M2 = -537.625 lb – pulg.

M3 = (-195.5x14) + (291 x 11.25) = 536.75 lb- pulg

M3 = 536.75 lb-pulg.

M4 = (-195.5x 25.25) + (291x22.5) – (191x11.25) = -537.625 lb-

pulg.

M4 = -537.625 lb- pulg.

M5 = 0

6.2.6 Diagrama de carga en el plano horizontal

6.2.7 Calculo de las reacciones

Ra + Ro = 4735 lb

6.2.8 Calculo del diagrama de momento

M1 =0

M2 = 2368 x 2.75 = 6512 lb – pulg.

M2 = 6512 lb – pulg.

M3 = (2368 x 25.25) - (2368 x 22.5) = 6512 lb- pulg

M3 = 6512 lb-pulg.

M4 = 0

6.2.9 Diagrama de momento de la polea de cola

6.3 Diseño del eje según el máximo esfuerzo de la cola

Donde:

Ss = esfuerzo permisible a corte

Mt= momento torsor Lb – pulg.

Mb momento flexión lb-pulg.

Kb = Factor combinado de choque y fatiga aplicado al momento

flector

Kt = Factor combinado de choque aplicado al momento torsión

De tabal Hori. Pag. 219 Kb = 1.5 Kt = 1.0 (eje giratorio)

Mt =

Calculo del máximo esfuerzo permisible

Sad = 0.3 Sy Sy = 58000 PSI (ver item 6.1)

Sad = 0.8 Su Su = 97000 PSI (ver item 6.1)

Reemplazando valores se tiene

Sad = 0.3 x 58000 = 17400 PSI

Sad= 0.8x 97000 = 17400 PSI

Se recomienda tomar el valor menor con canal chavetero 75%

Ss = 0.75 x 17400 = 13050 PSI

Ssd= 13050 PSI

De reemplazando en la ec. General de eje macizo

6.4.- Diseño del eje por torsión:

Donde:

T1 = Modulo de elasticidad de torsión

Mt = momento tensor

L = Longitud

Datos:

G = 12x 106 PSI

Mt = 23850 lb – pulg (ver item 6.3)

Según Hori recomienda pag. 218 por cada 20 d.

reemplazando datos en la ecuación se tiene

Conclusión:

De un diámetro de eje de 2 15/10” para un diámetro de polea

de 20 pulg.

VI Selección de rodamientos de la cabeza:

Para el diseño de los rodamientos utilizaremos datos de Hori del

cual seleccionaremos de acuerdo a la capacidad requerida

utilizando 3000 horas de trabajo con 12 horas de trabajo diario.

Datos:

RAV = 642.5 lb. (Ver item 6.1.7)

RAH = 2440.5 lb

RBV = 9260.5 lb ( ver item 6.1.7)

RBH= 1889.5 lb

6.1 Calculo de la resultante

Solución:

6.2 Duración expresada en millones de revoluciones

L = 60x10-6 m.lhr.

L = 60x10-6 x 45 x 3000

L = 8.1

6.3 Seguridad de carga requerida

1/3 = pone rodamiento de bolas

C/P = 8.1 (1/3)

C/P = 2

6.4 De tabla Nº 6 pag. 256 72 B 73 B pone una hilera e1 =

e2 = 1.14

De tabla Nº 9 condiciones de carga donde Ka 0

e1 fr1 e2 fr2

6.5 Cargas axiales inducidos

6.6 Relaciones entre las cargas axial y radial

6.7 Selección de factores

6.8 Calculo de la carga dinámica requerida:

P1 = 33.371 x 1 = 33.371 FN

P1 = 33.371 KN

P2 = 0.35 x 11.225 + 0.57 x 38 = 25.59 KN

P2 = 25.59 KN

C1 = 33.371 x 2 = 66.74 KN

C2 = 25.59 x 2 = 51.18 KN

6.9 Selección del soporte

Del libro de Hori pag. 287 el soporte será serie 7315 D.

6.10 Selección del rodamiento de cola.

Utilizaremos también el libro Hori con 3000 hr de trabajo

Datos:

RAV = 195.5 lb. (Ver item 6.2.9)

RAH = 2368 lb

RBV = 195.5 lb

RBH= 2368 lb

Factor de conversión 4.4482 N

6.11 Calculo de la resultante:

6.12 Calculo de duración expresada en millones de

revoluciones

L = 60x10-6 x 45 x 3000

L = 8.1

6.13 Calculo de la seguridad de carga

C/P = 8.1 (1/3)

C/P = 2

De tabla Nº 6 pag. 258 72 B 73 B por una hilera e1 = e2 =

1.14

De tabla Nº 9 condición de carga donde K0 >= 0

e1fr = c2 fr2

6.14 Carga Axial inducida.

6.15 Relación entre carga axial.

P1 = 10.57 x 1 = 10.57 KN

P2 = 10.57 x 2 = 21 KN

De tabla de Hori seleccionamos 7215 D; C= 55 KN