Universidad Catlica Argentina Facultad de qumica e ingeniera Fray Rogelio Bacon Trabajo PrcticoELEVADOR A CANGILONES Carrera: Ingeniera IndustrialMateria: Elementos de Mquina Ao: 2011 Integrantes: Cabestrero, Maximiliano Rolt, Federico ndice I INDICE TABLA DE CONTENIDOS PRIMERA PARTE ELEVADORACANGILONES:DESCRIPCIONDELOSCOMPONENTES; FUNCIONAMIENTO YMANTENIMIENTO Pg. 1.Elevadores a Cangilones1 1.1.Introduccin1 1.2.Descripcin de los componentes2 1.2.1.Unidad de Accionamiento2 1.2.2.Tambor de Accionamiento2 1.2.3.Cabeza del Elevador3 1.2.4.Freno3 1.2.5.Ramal de Subida3 1.2.6.Ramal de Bajada4 1.2.7.Tambor de Reenvo4 1.2.8.Dispositivo de Estiramiento4 1.2.9.Pie del Elevador5 1.2.10.Correa5 1.2.11.Cangilones7 1.3.Alineacin Correa9 1.4.Uniones de Correa10 1.5.Funcionamiento y Mantenimiento10 SEGUNDAPARTE CLCULO ELEVADOR A CANGILONES 2.Clculo Elevador a Cangilones.12 2.1.Objetivos.12 2.2.Alcance.12 2.3.Consignas.12 2.4.Croquis Instalacin13 ndice II Pg. 3.Determinacin del Coeficiente de Llenado..14 4.Seleccin Cangiln..14 5.Determinacin Ancho de Banda..14 6.Clculo Paso..15 7.Velocidad Aconsejada Banda..15 8.Calculo Velocidad Banda..16 9.Clculo Banda..17 9.1.Clculo Capacidad de Elevacin..17 9.2.Clculo del Peso del Material Elevado por Metro Lineal17 9.3.Clculo del Nmero de Cangilones..18 9.4.Clculo de la Tensin Efectiva..18 9.4.1.Clculo de Tensin Efectiva en Funcin de la Carga18 9.4.2.Tensin Efectiva en Funcin del N de Cangilones19 9.5.Clculo de Tensin Mxima ..19 9.6.Clculo de la Unidad de la Tensin..20 9.7.Clculo del Nmero de Telas..20 9.8.Determinacin del Nde Telas mnimo y mximo 21 9.8.1.Nmero mnimo de telas..21 9.8.2.Nmero mximo de telas..21 9.9.Determinacin de cobertura correa..22 9.10.Indicacin de cinta elevadora..22 10Clculo del Tambor Motriz y Tensor..22 11Clculo Potencia23 12Clculo Reductor (Seleccin)24 13Acoplamientos.25 13.1.Reductor (eje de alta velocidad) - Motor.25 13.2.Reductor (eje de baja velocidad) Eje tambor motriz26 14Clculo ejes28 14.1.Clculo eje tambor motriz28 15Anillo de Fijacin35 15.1.Seleccin anillo de fijacin Tambor motriz y Tensor..35 16Rodamientos36 16.1.Seleccin rodamientos Tambor motriz y Tensor..36 ndice III Pg. 17ANEXO I (Tablas).39 18ANEXO II (Catalogos).53 Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 1 de 89 1. ELEVADORES A CANGILONES 1.1. INTRODUCCIN Loselevadoresdecorreaacangilonessonlosequiposmscomunesy econmicosparaelmovimientoverticaldematerialesagranel.Loscangilonesson los recipientesquecontienenelmaterial,tomndoloenlaparteinferiordelsistemay volcndoloenlapartesuperior,paraestecometidodebentenerunaconfiguracinadecuada.Loscangilonesvanmontadossobrelacorreaqueeslaquetrasmiteelmovimiento del tambor de accionamiento yla que debe absorber los esfuerzosprovocados por esta transmisin adems del peso efectivo delmaterial elevadoy el peso propiodeloscangilones.Lascorreasutilizadasdebenposeerunagranresistenciatransversal para garantizarlasujecin de losbulones delcangiln. Las mismasdebenserseleccionadasenfuncindelclculoarealizardeacuerdoalascaractersticasde cada elevador.

Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 2 de 89 1.2.DESCRIPCION DE LOS COMPONENTES 1.2.1.UNIDAD DE ACCIONAMIENTO Seencuentralocalizadaenlapartesuperiordelelevador,estconstituidaporunmotoryunreductorquepuedeestarligadodirectamente al eje del tambor deaccionamientooatravsdeunacole elstico o dentado.Todalaunidadsesustentaporuna plataforma construida a tal fin.

1.2.2.TAMBOR DE ACCIONAMIENTO

Eselencargadodetransmitirel movimientoalacorrea,normalmente fabricadoen fundicin ochapadeacero.Puedentenerunapequea biconicidad(bomb)a los efectosdecentrarlacorreaysiempreycuandoelcangilnlopermita.Es altamenterecomendableelrecubrimientodelmismoconcauchoalosefectosdeprotegerlodeldesgaste producido porlagrancantidaddepolvoquegeneraelsistema.Este recubrimientoevitatambineldesgasteprematurodelacorreayeficientizael usodelapotenciaahorrandoenerga. Tambinaumentaelcoeficientederozamientohaciendomsdifciluneventual patinamiento.Eldimetrodelmismosecalculaenfuncindeladescargaylavelocidadparalograrunaoperacineficiente.

Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 3 de 89 1.2.3.CABEZA DEL ELEVADOR

Tambinlocalizadaenlaparte superiordelelevadoryesunaestructurametlicaquecontienealtambordeaccionamiento,formandopartedelamismalaunidaddeaccionamiento,el frenoylabocadedescarga.Elcapotdelacabezaosombrerodebetener el perfiladecuadoparaadaptarselomsposiblealatrayectoria delmaterialelevado enel momento de producirseladescarga. Estatrayectoriadependedevariosfactores como ser el tipo de cangiln, la velocidaddelacorreayeldimetro deltambor de accionamiento. 1.2.4.FRENO

Es un sistema ligado al eje del tambor de accionamiento. Permite el libre movimiento en el sentidodeelevacin.Cuandoporcualquiermotivoelelevadorsedetieneconlos cangilonescargados,este sistemaimpideelretrocesodelacorrea,evitando asque el materialcontenidoenlosmismosseadescargadoenelfondodelelevador.Los dispositivos ms usados son: el de malacate o el de cinta.

1.2.5.RAMAL DE SUBIDA

Junto con el ramal de bajada une la cabeza con el pie del elevador. Normalmente fabricadoen chapa plegada y soldada de construccin modular. Cada cuerpo se une al siguiente con bulones. Su largo depende de la altura del elevador. Sus dimensiones debensertalesquepermitanelpasodelacorreayloscangilonesconholgura.Esteramal (tambindenominado"pantaln")contienealacorreaycangilonescargadosensu movimiento ascendente. Sobre el mismo normalmente se encuentra ubicada la puerta de inspeccin. Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 4 de 89 1.2.6.RAMAL DE BAJADA

Cabenlasconsideracionesgeneralesindicadasparaelramaldesubida.Esteramal (tambindenominado"pantaln")contienealacorreaycangilonesvacosensu movimiento descendente.

1.2.7.TAMBOR DE REENVO

Selocaliza enlaparteinferior delelevador.Sobreelejedel mismoseencuentramontadonormalmenteeldispositivode estiramiento.Su construccinserecomiendaqueseaaleteadaotipo"jauladeardilla"paraevitarqueelmaterialderramadose introduzca entreeltamboryla correaprovocandodaosalamisma. Sudimetroesgeneralmente igual al tambor de accionamiento o menor que el mismo. 1.2.8.DISPOSITIVO DE ESTIRAMIENTO

Comosunombreloindicaestedispositivo permite eltensado delacorreaparalograrun perfectofuncionamientodelsistema.Este dispositivo puede ser de dos tipos: a tornillo (el msusual)oautomtico(paraelevadoresde grandes capacidades).

Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 5 de 89 1.2.9.PIE DEL ELEVADOR

Seencuentraubicadoen laparteinferiordelelevadorycontienealtamborde reenvo.Sonpartesintegrantesdelmismolatolvadealimentacinyeldispositivode estiramiento.Estapartedelaestructuraseencuentraregularmenteprovistadepuertas de inspeccin y de limpieza. 1.2.10.CORREA Estructuralmenteyentrminosgeneraleslascorreas utilizadasenelevacinson igualesalasutilizadasentransporte.Noobstantedebetenersemuyencuentaal momentodesuseleccin,lamayorrobustezquedebenposeer.Noolvidemosquesu resistencia longitudinalsevaa verafectadaporel perforado alquees sometida para la fijacindeloscangilonesatravsdelosbulonesydebeposeermayorresistencia transversal para lograr una correcta sujecin de los mismos. Alahoradelaseleccindeunacorreaelevadorayporloexpresadoenel prrafoanterior,nosoloesimportanterealizarelclculodetensindelacorreasino quelamismadeberdimensionarseenfuncindesurobustez,desucapacidadpara soportarelarrancamientode loscangilones,desuporcentajedeestiramiento como Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 6 de 89 astambinlaforma deestirarse enfuncindeltiempo deuso,susresistencias qumicas y fsicas,sucapacidadparadisiparlaenergaestticasiemprepresenteenestossistemasdeelevacin,sunecesidaddeignifugancia,ycualquierotrofactor particulardelsistemaenestudioyquepuedainfluirdeunmododeterminanteenla seleccin de la correa. Cadamodelodecorreaposeeunaresistencianominalalarrancamientodeloscangilonesque se expresa enuna proyeccin mxima que los mismos deben tener. Este esundatoqueaportaelfabricantecomoastambineldeporcentajemximode estiramientoy la forma de producirse el mismo a travsdel tiempo de uso.Enfuncin deesteltimopuntoessiemprerecomendablelautilizacindecorreasconurdimbre (sentidolongitudinal)depolister,fibraquetieneun menorporcentajedeestiramiento (normalmentenomayordeun1,5%)yelmismose produceenlosprimerosmesesdeuso, luego del cual la correa ya no se estira. Respectoalasdimensionesdelacorreaserecomiendaobservarlossiguientesrequisitos encuantoalancho de la misma: debe ser de 10 mm. a 25mm. ms ancha que elcangilndecadalado.(Entre20mma50mmmsanchaentotalqueellargodel cangiln).Ladistanciadelbordedelacorreaallateraldelpantalndebesercomo mnimo de50 mm paraelevadores de hasta 30metrosde altura y de 75 mmparalos de mayor altura, a fin de evitar rozamiento lateral. Estambinimportantetenerencuentaeldimetromnimodetamborquela correa soportacomo elevadorayquetambin esundatoaportadoporelfabricanteparacadamodelo.Duranteelprocesodeperforadodelacorreaparael alojamientodelos bulonesdelcangiln,esimportantetenerencuentaquelosagujerosdebenserdel mismodimetroquelosbulonesautilizaryquedebenestaralineadosyescuadrados(ngulode90)respectoalalneacentraldelacorrea,para evitardistorsionesenelfuncionamiento (vaivn). Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 7 de 89 1.2.11.CANGILONES

Dentrodelsistemadeelevacinsonloselementosque alojan a lacarga en sucarrera ascendente. Segn suconstruccin,puedensermetlicosdechapasoldadao estampados,dematerialplstico,defibra,deacero inoxidable o defundicin.Existeninfinidaddeformatosydimensiones, cadafabricantedeelevadoresnormalmentecuentaconun diseoparticular.Existentambingrandesfbricasdecangilonesdediferentesmaterialesycon diseo estandarizado.Lasmedidasbsicasconlascualessedefineun cangiln,sontres:Largo,profundidadyproyeccin. Enel proceso de seleccin de los mismos, se aconseja seguirlasindicacionesdelfabricanterespectoalavelocidaddela correayaldiseodelcapotosombrerodelelevador, fundamentalmenteenloselevadorescentrfugosdondeel"momento"dedescargadelcangilnesfactordeterminante dela eficiencia delsistema yestntimamente ligadoa la velocidad de la correa y diseo del capot indicado.Loscangilonessonfijadosalacorreaatravsdebulonesespecialesdecabeza planayde grandimetro.Es aconsejable el usodearandelabombeadaytuercaautofrenante.Elcangilndebeposeerunaporcinembutidaanularala perforacinyquepermitaelalojamiento delacabezadel bulnydelacorrea paraquedichacabezano sobresalgadela superficieinternadelacorrea,hecho que puedeprovocaraflojamientodelos mismoscomoastambinprdida de adherencia al tambor de mando cuando el mismo no se encuentra recubierto. Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 8 de 89 De acuerdo a como se monten los cangilones, diseo de los mismosy velocidad delsistema, los elevadores se pueden clasificar en:

a)Elevadores de descarga centrfuga: Comosunombreloindicaladescargadel cangilnseefectaporfuerzacentrfugaal momentodegirarlacorreasobreeltamborde mando. Loscangilonesvanmontadosenunaovarias filas segn su diseo. Lacargaseefectanormalmentepordragado del material depositado en el pie del elevador. La velocidaddelacorreaesalta(entre1,2a4 m/seg.). El "paso" entre cangilones normalmente esde2a3vecessuproyeccin.Existeuna varianteaestesistema,dondeloscangilones son"sinfondo"yelespaciamientoesmnimo (entre el 10% y el 11% de su profundidad); cada un nmero determinado de cangilones sin fondo se intercalaunode igual perfilperoconfondo. Con este ltimo sistema se logra una verdadera "columna"dematerialquepermitedisear elevadoresdemenoresdimensionesparauna mismacapacidaddeelevacin.Estos Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 9 de 89 elevadores se utilizan en materiales que fluyen libremente y secos (granos, azcar).

b)Elevadores de descarga por gravedadLos cangilones estn instalados en forma continua, sinespaciamientoentreellosyladescargase efecta por gravedad utilizando la parte inferior del cangilnprecedentecomotolvadedescarga.Lacarga serealiza directamente desde tolva (no por dragado). Lavelocidad de lacorreaesbaja (entre0,5a 1,0 m/seg.). Estos elevadores se utilizan en materiales frgiles,muyhmedosodealtagranulometra (caf, arcilla, piensos). La descarga por gravedad del tipocentral(fig. 19)se realiza, en la parte interna dela carcasa, a velocidades bajas (0,4 a0,5 m/s). En este caso,lafijacindeloscangilonesserealizasobre cadenas y posee un sistema de volteo. 1.3.ALINEACIN DE LA CORREA En un sistema de elevacin, la falta de alineacin de la correa provocar problemas tales como roturay arrancamiento de cangilones,rotura decorrea y daos estructurales en el elevador. Las causas de desalineacin de correa ms comunes en un sistema de elevacin son:Uniones de correa fuera de escuadra.Fijacin de cangilones fuera de escuadra. Carga del elevador descentralizada. Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 10 de 89 Ladobleconicidaddetamboresdemandopuedeserunauxiliarimportanteenla alineacin de la correa, pero podr ser utilizada solamente en aquellos casos donde elcangiln lo permita.

1.4.UNIONES DE CORREA Segn su forma, definiremos tres tipos de uniones bsicas:En nguloPor superposicinPor yuxtaposicin ("poncho") 1.5.FUNCIONAMIENTO Y MANTENIMIENTO

Elfuncionamientosatisfactorioysegurodependedelatensindelabanda,del desgasteyroturadeloscangilones,delcontroldealimentacin,delasdescargassin obstruccionesydelalimpieza.Muchosproblemasdefuncionamientoprovocan descargaspocoeficientes.Estodacomoresultado sobrecargas parael motor,portillos dedescargaobstaculizados,bandasdelelevadorestiradas,bajacapacidad,daoalos cangilones,cangilonesarrancadosdelabanda,quemadurasenlapoleadecabezay problemas asociados con las maquinas.Lista de control para la inspeccin de mantenimiento Banda:seestaresbalando,sesaledelcentro,estamuydesgastada,desgarradapor pernos? Primera Parte: Descripcin de Componentes, Mantenimiento y Funcionamiento 11 de 89 Cangilones: hay algn cangiln gastado, deformado, suelto o se atora en la cubierta? Poleas:asegresedequeelejeestehorizontalyquelapoleaesteenlaposicin correcta. Examine los cojinetes y sus tornillos de montaje. Cubierta de la cabeza: controle el desgaste y la salida de polvo del ducto de descarga. Motor propulsor: se mantiene limpio? Inspeccione la caja de engranajes, los engranajes, losacoplamientos,elfrenoqueimpidelareversa,pernosdemontajepuntosde lubricacin. Electricidad:controleelabastecimientodeenerga,conexionesatierra,controles, aparatosdeseguridad(porejemplo,interruptores,sensorestrmicos,proteccionesde sobrecarga e interruptores del motor en movimiento.) Pie del elevador: examine los claros, el desgaste del ducto de entrada, placas deslizantes de control, paneles de acceso, limpieza. Ramales de subida y bajada: estn distorsionadas? Busque pernos y rebordes corrodos. Controle los paneles de alivio de explosiones y paneles de acceso. Estructura: examine los soportes, las escaleras de acceso, plataforma de servicio, guarda y rieles Enloslugaresdondeeldesgasteescausadoporeldeslizamientodelproducto,se puedencolocarrevestimientosdeaceroespecialodeplsticoduroresistentesala abrasin. Donde el desgate es causado por el impacto del grano se tiene como posibles soluciones:poneruncolchndegrano(estoesbarato,peroproducemezclassise maneja un tipo diferente de grano), o coloque colchones de hule o losetas de cermica. Unabandadebereemplazarse antesdeque sutrama de soporteeste expuestapor el desgaste sedebecambiarantesdeque secaiga porlapiernadelelevador;debidoal peligro de que se produzcan chispas y una explosin de polvo. La causa mas comn de que la banda se caiga es la falla de la junta de la banda. Las juntas con traslapos y las juntasdeextremosempalmados sonigualmenteresistentes,perolasinstruccionesdel fabricante deben seguirse cuidadosamente. Mantengalapoleaenserviciolimpia.Elgranoaplastadosobreellapuedecrearuna nuevacoronafueradelcentro,quefuercelabandahacia afueradesualineamientoy friccionalasguardasdeacero.Losaceitesenelgranoaplastadotambincorroenla cubierta de la banda. Sisenotacualquierhundimientoenunsilootechumbreadyacente,verifiquequeel elevador contine completamente vertical. Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 12 de 89 2.CALCULO ELEVADOR A CANGILONES 2.1.OBJETIVOS El presente trabajo tiene como objetivo la aplicacin de los conceptos desarrollados en la ctedra Elementos de mquinas as como de otras ctedras afines, con el propsito de calcular y disear un elevador de cangilones. 2.2.ALCANCE Elpresentetrabajocomprende:seleccindecomponentes,diseoyclculode componentesnetamentemecnicosconstituyentesdelelevadordecangilonesen cuestin, excluyendo el clculo estructural, las especificaciones elctricas, de comando y operacin del mismo. 2.3.CONSIGNAS Realizareldiseoyclculodeunelevadordecangilonesconlassiguientes caractersticas: Capacidad: Q = 700 Tn/h Altura de elevacin: h = 60 m Tipo de Carga: por dragado Tipo de descarga: por fuerza centrifuga Material a transportar: semilla de soja Granulometra: 4 a 20 mm Peso especifico: = 0,728 Tn/m Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 13 de 89 2.4. CROQUIS INSTALACIN Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 14 de 89 3.DETERMINACIN DEL COEFICIENTE DE LLENADO Seentiendeporcoeficientedellenadoalarelacinentreelvolumendelcangilon ocupado por el material y el volumen total del mismo. El mismo depende del material, la forma del cangilon y la velocidad de la banda. Segn tabla Mercurio N 55 (Pg. 49), el coeficiente de llenado a adoptar para soja es = 0,7 0,8 4.SELECCIN DEL CANGILN Del catalogo Volante Hnas (ver pg. N55) seleccionamos el modelo de cangiln que posea la mayor capacidad de carga disponible. ANCHOPROY.PROF.Perf.Dim/BUL.Dist.AGUJ/mmMX. U.VOL. (A)(B)(C)(E)(F)x metroLitros 520 x 215 x 16353/81105,808,7 *Las dimensiones se encuentran expresadas en mm. 5.DETERMINACIN ANCHO DE BANDA (B) El ancho de banda (B)se determina en base al nmero de filas de cangilones que se van a utilizar y el ancho de los mismos.Elnmerodefilasesunavariablequesurgedeldimensionamientodelequipoyse encuentra directamente relacionada con la capacidad de carga que debe cubrir el equipo. Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 15 de 89 B F A DB 2 520 60B 1100 mm= += += Donde, F = Nmero de filas A = Ancho del cangiln D = Distancia entre fila de cangiln (30 a 100 mm) 6.CLCULO PASO (P) El fabricante de cangilones brinda como dato la cantidad de unidades por metro lineal de banda. Este valor se utiliza para calcular el paso entre cangilones y definir as el perforado de la banda. m 0,172u/m 5,81Z1PP1Z = = = = Donde, Z = Cantidad de cangilones por m 7.VELOCIDAD ACONSEJADA BANDA De la experiencia surge que la velocidad aconsejada del transporte debe ser de sgm3 v =Con este valor se han obtenidos resultados apreciables en la practica ya que se evitan problemas en la descarga del equipo (altas velocidades) as como tambin el retorno de material por el pantaln del elevador (bajas velocidades).Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 16 de 89 Cabe destacar que segn la bibliografa las velocidades que se manejan en este tipo de transporte (descarga por fuerza centrifuga) son del orden de entre los 2 y 4 m/sg. 8.CLCULO VELOCIDAD BANDA

Aplicando la velocidad de banda de 3 m/sg nos encontramos que no es suficiente para cubrir nuestros requerimientos. Esto nos obliga a calcular una velocidad que se ajuste a nuestro diseo utilizando los datos suministrados por el enunciado y los obtenidos de las distintas selecciones hechas hasta el momento. cang1Q= 3,6V v 2 Z; Z =P Donde, Q =Capacidad en Tn / hs; 3,6 =Factor de conversin, para convertir Kg. a Tn. y Seg. a Hs. (1 Tn / 1000 kg) x (3600 seg. / 1 hs.) Vcang =Capacidad de cada cangiln (litros); P =Paso de los cangilones (metros); v =Velocidad de la banda o cadena (m/seg.); =Coeficiente de llenado de cada cangiln que vara entre 0,75 y 0,8. Dependerdelmaterialqueseeleva,laformadelcangilnyla velocidad de la banda. =Peso especfico del material (Tn / m3 ) Z =Cantidad de cangilones por m De la ecuacin de capacidad de carga (Q), despejamos la velocidad de banda (v). cang3 3Q Pv =3,6 V 2700 Tn / h 0,172 mv =3,6 8,7 dm 0,8 0,728 Kg / dm 2v =3,3 m/ Sg Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 17 de 89 9.CLCULO BANDA Laespecificacincorrecta de unabandaparaelevador envuelveuna seriedeclculos fundamentales. 9.1.CLCULO CAPACIDAD DE ELEVACIN (Q) Atravsdela siguienteformulapodremosverificarlacapacidadde elevacin(Q),en funcin de los datos presentados. 160 v p nQ=e Donde, v =Velocidad de la banda o cadena (m/mn.); p1 =Peso del material contenido en cada cangiln, en Kg; n =Nmero de filas de cangilones; e =Distancia entre centros de cangilones, en mm. ( )( )360 3,3 m/ Sg 60 Sg / mn 0,8 0,728 Kg / dm 8,7 dm 2Q=172 mmQ= 700 Tn / h 9.2. CLCULO DEL PESO DEL MATERIAL ELEVADO (Pm) POR METRO LINEAL TPm =17v Donde, v =Velocidad de la banda o cadena (m/mn.); T =Toneladas por hora elevadas, en tn/h. Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 18 de 89 700 Tn / hPm =173,3 m/ sg 60 sg / mnPm =60,1Kg/ m 9.3. CLCULO DEL NMERO DE CANGILONES (N) 1000 Ca nN=e Donde, Ca =Longitud de la correa abierta, en m (por el dimetro ver item 10.); e =Distancia entre centros de cangilones, en mm. n =Nmero de filas de cangilones; ( )1000 60 m 2 + 1,05 m 2N=172 mmN=1433,7 185 Kw = PMOK Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 25 de 89 MODELO SELECCIONADO: PHD9080R3-LBFB-25 (con ventilador y tope de detencin) 13. ACOPLAMIENTOS 13.1.REDUCTOR (EJE DE ALTA VELOCIDAD) MOTOR Acoplamiento Elstico Tipo A - Marca Gummi (Ver pag.76) Seleccin: Datos necesarios Potencia en HP, CV Kw Velocidad de giro en rpm Dimetro de los ejes Factor de servicio (conforme a tabla II, ver pag.79) Seleccin rpida: Multiplicar la potencia por el factor de servicio: HP x Fs CV x 1.014 x Fs Kw x 1.34 x Fs El valor obtenido, igual o superior, se compara en la tabla I (ver pag.78), en la columna develocidades(rpm)correspondiente.La parte superior delacolumnaindicaeltamao deacopleautilizar.VerificarenlatablaIII(verpag.80)eldimetro decada unode los ejes en funcin del mximo y del mnimo. Elevador a cangilones accionado por motor elctrico de 185Kw y 1490rpm (1500rpm) Segn la tabla II, utilizamos Fs (factor de servicio) = 2 185Kw x 1,34 x 2 = 495,8 HP Seleccionamos: acoplamiento elstico Gummi A-95 Gummi A-95 Mx. Alesaje [mm]90 Aguj. Piloto [mm]40 Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 26 de 89 Una vez definido el acoplamiento debemos corroborar los dimetros mximos y mnimos de alesaje de las masas del mismo. Dimetro [mm] Reductor (Eje Alta Velocidad)60 m6 Motor75 m6 Como podemos ver el acoplamiento admite los dimetros de los ejes del motor y del reductor (eje alta velocidad). 13.2.REDUCTOR (EJE DE BAJA VELOCIDAD) RBOL MOTRIZ Acoplamiento Elstico Tipo BR - Marca Gummi (ver pag.80) El mtodo de seleccin en este punto difiere del anterior, ya que para realizar la eleccin del acoplamiento nos basaremos en el clculo del torque nominal (tn).Se utiliza la siguiente formula conforme a la unidad de potencia. 946,27 Kw fstnRPM =(ver pag.79) Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 27 de 89 Donde, Kw (N) =Potencia, en Kw; fs = Factor de servicio; RPM (n) =Velocidad, en RPM Se busca en tabla (ver pag.81) el modelo cuyo torque nominal sea igual o superior al calculado, verificar el dimetro de los ejes en funcin del mximo y el mnimo. Aplicando la formula del torque nominal (tn), obtenemos: ==946,27 185 Kw 2tn60 RPMtn 5835,33 Nm El valor obtenido nos determina que el acoplamiento elstico apto para nuestra aplicacin es un Gummi BR 110. Gummi BR-110 Mx. Alesaje [mm]100 Aguj. Piloto [mm]40 Pero nos encontramos que el dimetro mximo de alesaje del acoplamiento no se ajusta a nuestras necesidades debido a que es menor al definido por el eje. Entonces debemos buscaraquelmodeloqueseajustedimensionalmentealejedeltambormotrizydel reductor(bajavelocidad)peroalavezcumplimenteconelvalordeltorquenominal obtenido de clculo. Seleccionamoselacoplamiento elsticoGummiBR180,quecomo podemosverel alesaje mximo que permite se ajusta a nuestro requerimiento adems de tener un torque nominal 5 veces mayor al calculado. Gummi BR-180 Mx. Alesaje [mm]165 Aguj. Piloto [mm]50 Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 28 de 89 Dimetro [mm] Reductor (Eje Baja Velocidad)165 m6 Eje Tambor Motriz165 n6 14.CLCULO ARBOL 14.1.CLCULO ARBOL TAMBOR MOTRIZ REFERENCIAS A: Acoplamiento B; E: Rodamiento C; D: Anillo de fijacin Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 29 de 89 Comoprimera medidaparallevaracaboelclculo del rboldebemosdeterminarlas propiedadesdelmaterialaemplear.NosotrosemplearemosunAISI4140OQT(oil quenchedandtempered;bonificado)1.000F.DelafiguraA4-4(verpag.51), sy=154.000 psi,,Wu=168.000psiyelporcentaje de elongacin=18%.Entonces el material tiene una buena ductilidad. Mediante la figura 5-8 (ver pag.52) se puede estimar sn = 58.000 PSI = 58 KSI. Sedebeaplicarunfactorportamaoalaresistenciaporfatiga,porqueelejeser bastante grande para transmitir los 250 HP. Aunque no se conoce el tamao real en este momento,sepodraseleccionarCs=0,7,delafigura5-9(verpag.52),comouna estimacin. Tambin se debe especificar un factor de confiabilidad. Es una decisin de diseo. Para este caso, se diseara para una confiabilidad de 0,99 y se manejar CR = 0,81 (ver tabla 5-1. pag.52). Ya se puede calcular la resistencia a la fatiga modificada (sn): = n n R SS S C C Donde, sn =Resistencia a la fatiga en funcin de la resistencia a la tensin; CR = Factores de confiabilidad aproximados; CS =Factor por tamao. nnS 58.000 psi 0,81 0,7S 32.886 psi= = Se supondr que el factor de diseo es N = 3. Esto es debido a la incertidumbre que se tiene con respecto a las cargas dinmicas o solicitaciones a las que puede estar expuesto el elevador en caso de un atascamiento o un enganche. Ahora se calculara el par torsional (T) en el eje, con la ecuacin: 63.000 PTn=Donde, P =Potencia, en HP; n = Velocidad, en RPM Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 30 de 89 63.000 250 HPT60 RPMT 262.500 Lb.Pulg== Fuerzas: el siguiente paso es indicar las solicitaciones a las que se encuentra sometido eleje,ensusplanosdeaccincorrectosyenladireccincorrecta.Secalculanlas reaccionesenlosrodamientos,ysepreparanlosdiagramasdefuerzacortantey momento flexionante. Fuerzas en los puntos C y D: ParadefinirlasfuerzasqueactanenlospuntosCyDdebemosconsiderarlas solicitacionesgeneradas porelpesopropiodeltambor motriz(envolvente,tapas,etc)y las provocadas por utilizartransmisin con banda plana (ref. banda del elevador). Fuerza flexionante sobre el eje, para transmisiones con bandas planas (FB) =B2.0 TFD/ 2 Donde, T =Par torsional del eje, en Lb.Pulg; D = Dimetro del tambor; en Pulg.; 2.0 =Constante == =BB 12.0 262.500 Lb.PulgF41,34 Pulg/ 2F 25.350,75 Lb 11500 Kg =F Segunda Parte: Clculo Elevador a Cangilones 31 de 89 Peso tambor motriz = = == = = = =33AceroAcero3 32V 0,12 m7870 Kg / mmVm Vm 7870 Kg / m 0,12 mm 944,5 Kg 2082,3 Lb F Entonces, la fuerza flexionante total (F) es: = += +=