MEMORIA DE CLCULOCod. Doc.MC-CMX-2015-001

Fecha: Febrero 2015

Nombre del ProyectoPREDIMENSIONAMIENTO DE FAJA TRANSPORTADORA PROY. VILA VILAAiD Ingenieros - Diseo

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MEMORIA DE CLCULO

PREDIMENSIONAMIENTO DE FAJA TRANSPORTADORA PROY. VILA VILA

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Elaborado:Aprobado:Aprobado

AiD IngenierosOficina Tcnica AiDCliente

AREQUIPA - 2015

INDICE

1. Antecedentes032. Normas 033. Descripcin de los trabajos043.1 Estructuras de acero053.1.1 Cargas de diseo053.1.2 Combinaciones de Carga063.1.3 Anlisis estructural073.1.4 Diseo en acero083.1.4.1 Diseo de elementos sometidos a flexin083.1.4.2 Diseo de elementos sometidos a compresin103.1.5 Control de deformaciones123.1.6 Comprobacin final de la estructura153.2 Estructuras de concreto163.2.1 Cargas de diseo163.2.2 Diseo de zapatas de concreto174. Conclusiones y recomendaciones195. Bibliografa206. Anexos20

1. ANTECEDENTESCIMEX S.A. es una empresa dedicada a la extraccin de Mineral de Hierro, como parte de su expansin ha considerado la implementacin de un nuevo separador magntico y un sistema de fajas para separar el mineral del material estril, en la presente memoria se justificarn los diseos de ancho de faja, velocidades, y estructura para la faja.

2. NORMAS APLICABLESEl predimensionamiento de la faja obedece a las normas: CEMA (Conveyor Equipment Manufacturers Asociation)

3. DESCRIPCIN DE LOS TRABAJOSSe realizar el predimensionamiento de la faja, se calcularn las cargas en los polines, dimetro de poleas de cabeza y cola, as como tambin se har la propuesta de los motores a utilizar.

Se considerar una produccin neta de 50 ton/h de hierro, considerando que el 15% del material es hierro y el 85% restante material estril

3.1 Caractersticas del MaterialSe presentan las propiedades del material necesarias para el clculo de la faja

a) FluidezDeterminada con la tabla:

Tabla 1: Fluidez del material a transportarM. BrutoHierroM. Estril

MaterialArenaHierro Arena Est.

FluidezTipo 2Tipo 2Tipo 2

Ang. Sobrec.101010

ng. Reposo20-2920-2920-29

b) Clase de MaterialEl material se caracteriza por ser compuesto de partculas uniformes y pequeas, procedentes de una duna, el material se asemeja a una arena uniformemente graduada.M. BrutoHierroM. Estril

TMNArenaHierro Arena Est.

ng. Reposo20-2920-2920-29

AbrasividadMuy Abras.Muy Abras.Muy Abras.

Caract.Sin Sust Da.Sin Sust Da.Sin Sust Da.

Tabla 2: Descripcin de la Clasificacin de los materiales

Segn la clasificacin nos encontramos con materiales B37

c) Caractersticas del MaterialLos materiales han sido definidos como B37, de la siguiente tabla se obtendr el peso promedio, ngulo de reposo e inclinacin mxima recomendada

Tabla 3: Caractersticas del material y peso por pie3

Corroborando con los datos de laboratorio se tiene:M. BrutoHierroM. Estril

P. Prom (gr/cm3)1.642.1761.21

P. Prom (lb/ft3)102.38135.8475.53

Ang. Reposo253525

Inc. Mxima R.2018-2020

d) Tipo de RodilloSe proponen rodillos transportadores acanalados, abarquillados a 35

e) Velocidad y Ancho de la Faja TransportadoraHaciendo uso de la siguiente tabla se determinar el ancho y velocidad media de la faja.M. BrutoHierroM. Estril

V. Mx Rec.600400400

Ancho de Faja2418"18"

Tabla 4: Velocidades y anchos de Faja recomendados

f) Tonelaje por HoraSe requiere cumplir con el tonelaje de 30 000Ton/mes, o 100Ton/hr

Sabiendo que:M. BrutoHierroM. Estril

Dens. Mat. (lb/ft3)102.38135.8475.53

Cap. Deseada (Ton/h)283.3350333.33

Cap. Deseada (ft3/hr)6102.19811.629731.14

g) Capacidad Equivalente

Se Tabular la velocidad de la faja, verificando con la siguiente tabla.

Tabla 5: Secciones transversales y capacidad de fajas con 35 de abarquillamientoTabulamos las velocidades y anchos de faja para cada materialMaterial Bruto7179.06 ft3/hr

A. FajaAng. Sob.V (fpm)C.E.Cap. Mx

18"201007179.061274

18"201504786.04

18"202003589.53

18"202502871.63

18"203002393.02

18"203502051.16

18"204001794.77

24"201007179.062438

24"201504786.04

24"202003589.53

24"202502871.63

24"203002393.02

24"203502051.16

24"204001794.77

24"204501595.35

24"205001435.81

24"205501305.28

24"206001196.51

Hierro811.62 ft3/hr

A. FajaAng. Sob.V (fpm)C.E.Cap. Mx

18"25100811.621381

18"25150541.08

18"25200405.81

18"25250324.65

18"25300270.54

18"25350231.89

18"25400202.90

Mat. Estril8271.45 ft3/hr

A. FajaAng. Sob.V (fpm)C.E.Cap. Mx

18"201008271.451274

18"201505514.30

18"202004135.73

18"202503308.58

18"203002757.15

18"203502363.27

18"204002067.86

24"201008271.452438

24"201505514.30

24"202004135.73

24"202503308.58

24"203002757.15

24"203502363.27

24"204002067.86

24"204501838.10

24"205001654.29

24"205501503.90

24"206001378.58

Se escogen las velocidaddes y anchos de faja de: M. BrutoHierroM. Estril

Cap. Deseada (ft3/hr)7179.06811.628271.45

ng. Sobrecarga202520

Ancho de Faja24"18"24"

Veloc. Faja (fpm)300100350

h) Espaciamiento entre rodillosSe elige la separacin recomendada en la siguiente tabla

Tabla 7: Espaciamiento recomendado de rodillos

M. BrutoHierroM. Estril

Dens. Mat. (lb/ft3)102.38135.8475.53

Ancho Faja (in)24"18"24"

SI Rodillos (in)4.04.54.5

SI Retorno (in)10.010.010.0

i) Carga de los Rodillos Definida por la siguiente frmula

DondeWbPeso de la correa en lb/ftWmPeso del material en lb/ftSIEspaciamiento del Bastidor

M. BrutoHierroM. Estril

WmDens. Mat. (lb/ft)40.8318.3829.75

WbPeso Correa (lb/ft)5.504.005.50

SISI Rodillos (in)4.04.54.5

ILResultado185.3100.7158.6

j) Tipo de Rodillo

Tabla 8: Clasificacin de los rodillos segn usoCarga Ajustada

1. Factor K1

Tabla 9: Factor K1M. BrutoHierroM. Estril

Dens. Mat102.38135.8475.53

D. Rodillo4"4"4"

K11.01.01.0

2. Factor K2

Tabla 10: Factor K2Para un mantenimiento medio en un ambiente moderado, para todos los casosK21.1

3. Factor K3

Tabla 11: Factor K3Para un servicio de 20hrs diarias en todos los casosK31.2

4. Factor K4

Tabla 11: Factor K4M. BrutoHierroM. Estril

D. Rodillo4"4"4"

V (fpm)300.00100.00350.00

K40.9000.8000.925

En resumen:M. BrutoHierroM. Estril

IL185.3100.7158.6

K11.001.001.00

K21.101.101.10

K31.201.201.20

K40.9000.8000.925

Reemplazando en:

M. BrutoHierroM. Estril

IL185.3100.7158.6

K11.001.001.00

K21.101.101.10

K31.201.201.20

K40.9000.8000.925

IML0.0000.0000.000

L220.16106.33193.68

Comprobamos con los valores de carga para los rodillos para la clase A.

Tabla 12: Capacidad de rodillos en lb para polines clase A

k) Peso de Polines

l) Tensin Efectiva de accionamiento de la FajaLa cual se calcula en base a:

1. Longitud del TransportadorL=2. Factor de Correccin de temperatura ambiental (Kt)

Para la ciudad de Tacna, las temperaturas fluctan entre: 50F y 89.6 F

Por lo cual se escoge el factor K=1.0, para todos los casos

3. Peso de la faja en lb/pie (Wb)

M. BrutoHierroM. Estril

Dens. Mat (lb/ft3)102.4135.875.5

Ancho de Faja24"18"24"

Wb (lb/ft)5.54.55.5

4. Peso del material por longitud de faja (Wm)

M. BrutoHierroM. Estril

Q (Ton/hr)333.350.0283.3

V (fpm)300.00100.00350.00

Wm (lb/ft)40.8318.3829.75

5. Friccin del rodillo (lb/ft)

Donde Ai=2.3 para rodillos de 4 de las Clases A4, B4, y C4M. BrutoHierroM. Estril

Wb (lb/ft)5.54.05.5

Wm (lb/ft)40.8318.3829.75

Ai2.302.302.30

Si4.04.54.5

Kx0.6070.5260.535

6. Factor de transporte

Sabiendo que:(Wm+Wb)= 41.25 lbL=Pend.=

7. Distancia vertical que el material es elevado (H)H=

8. Tensin Resultante en las poleas (Tp)

Tp=200 lb por polea; 2 poleas 400 lb

9. Tensin que resulta de la fuerza necesaria para elevar o bajar el material transportado (tam)

Q= 100 Ton/hrV= 100 fpmVo=0 (Cada Vertical)

10. Total de Tensiones de los accesorios (Tac)