BANDA TRANSPORTADORA

REQUERIMIENTOS DE DISEÑO

En la fase de diseño de una aplicación concreta, y a fin de escoger la selección

adecuada, es crucial disponer de información fiable acerca de las condiciones de

funcionamiento y ambientales. Es importante considerar los siguientes factores:

• El tipo de sistema de bandas: de recorrido recto o de flexión lateral

• Las dimensiones generales de la banda instalada: distancia entre los ejes motriz y

conducido, anchura y cambios de altura.

• La velocidad del desplazamiento de la banda

• Las características del producto que se va a transportar:

densidad

tamaño y forma de las piezas

firmeza, resistencia, fragilidad, rigidez

textura (lisa, rugosa, granulada, irregular, esponjosa. . .)

corrosibilidad

contenido de humedad

temperatura

grado de fricción

o Los cambios sufridos por el producto durante el transporte:

calentamiento

enfriamiento

lavado, aclarado, escurrido

secado

• Los requisitos y condiciones higiénicas y sanitarias:

homologación USDA-FSIS

temperaturas extremas o químicos

limpieza en la línea de transporte

• Los métodos planeados para la carga y descarga del producto, transferencias suaves

con impacto

• Las características del entorno de funcionamiento:

temperatura

humedad

naturaleza química (ácido, base, etc.)

materiales abrasivos (arena, gravilla, etc.)

materiales peligrosos (polvos, gases, etc.)

• El tipo de sistema de accionamiento:

motores

cadenas.

MEMORIA DE CÁLCULO

Nomenclatura a utilizar en el cálculo de fajas

SÍMBOLO CONCEPTO UNIDAD TABLA

B Ancho de la banda m.

C Coeficiente en función de la longitud de transporte VI

Ct Coeficiente de conversión de la capacidad de transporte,

según el ángulo de talud

IV

e Base de los logaritmos neperianos o naturales = 2,7182

f Coeficiente de rozamiento en los rodillos de soporte de la

banda

VII

F Fuerza de accionamiento en el tambor motriz Kg.

Gg Peso por metro lineal de banda Kg/m

Gi Peso de las partes giratorias de los rodillos soporte en el

ramal inferior

Kg/m

Gm Peso de las partes móviles ( = 2 · Gg · cos + Gs + Gi )

Gs Peso de las partes giratorias de los rodillos soporte en el

ramal superior

Kg/m

H Altura vertical del transporte m.

K Coeficiente de reducción de la capacidad de transporte,

según la inclinación

III

L Longitud del transporte m.

N1 Potencia necesaria para la marcha de la instalación

descargada

CV

N2 Potencia necesaria para vencer las resistencias al

movimiento de la carga

CV

N3 Potencia necesaria para elevar la carga CV

Na Potencia total en el eje de accionamiento CV

Nm Potencia total en el motor CV

Nt Potencia absorbida en descargas intermedias (“tripper”) CV V

Qm Capacidad teórica de transporte, para velocidad de 1 m/seg. m3/h II

Qt Capacidad real de transporte Tm/h

Ri Coeficiente de reducción, por irregularidad de la carga

S Coeficiente de seguridad

Tg Tensión para soportar el peso propio de la banda Kg.

Tm Tensión máxima de la banda Kg.

Tq Tensión para vencer los rozamientos al movimiento de la

carga

Kg.

Tr Tensión para vencer los rozamientos en la instalación

descargada

Kg.

Tri Tensión para los rozamientos del ramal inferior, en la

instalación descargada

Kg.

Trs Tensión para los rozamientos del ramal superior, en la

instalación descargada

Kg.

Tv Tensión necesaria para elevar la carga Kg.

v Velocidad de la banda m/seg

z Número de lonas

Ángulo abrazado en el tambor de accionamiento grados

(rad.)

Ángulo de la artesa grados

Peso específico aparente del material Tm/m3 I

Ángulo de inclinación del transporte grados

Rendimiento del accionamiento motriz

Coeficiente de rozamiento entre la banda y el tambor motriz VIII

1. CAPACIDAD Y ANCHO DE LA BANDA

La capacidad de transporte depende básicamente del ancho y la velocidad de la

banda. Otros factores que intervienen son: el ángulo de artesa, el ángulo

de talud natural del material, su densidad y la inclinación del transporte, con la

corrección que se estime por las posibles irregularidades en la carga del

material.

La base del cálculo está en la superficie ocupada por el material sobre la banda

que, en función de la velocidad nos dá el volumen transportado.

Se parte de la capacidad teórica Qm (tabla II), que corresponde a un transporte

horizontal en condiciones de alimentación y distribución del material

totalmente regular. Como se refiere a m3/h y a una velocidad de 1 m/seg.,

habrá que multiplicar este valor por la velocidad v y por el peso específico

aparente del material, γ

Este valor se corrige en función de la inclinación del transporte según el

coeficiente K (tabla III) y el ángulo de talud natural del material (tabla IV). Por

último, se reduce el resultado en el porcentaje que se estime

por irregularidad de la carga (oscila normalmente entre el 0% y el 50%).

Tabla I.- Características de algunos materiales para su transporte

Material Estado Dens.Ángulo

taludIncl. máx.

Grado

abras.

Ácido fosfórico granulado 1,00 25 13 B

Alúmina granulado 0,75 30 12 C

Arcilla seca granulado 1,75 35 21 C

Arcilla seca trozos 1,10 35 19 B

Arena de fundición granulado 1,35 45 24 A

Arena de fundición trozos 1,50 40 22 A

Arena húmeda granulado 1,95 45 21 A

Arena seca granulado 1,60 35 17 A

Arroz 0,75 20 8 C

Asbestos mineral 1,30 20 - A

Debido a que las dimensiones del material (ladrillo) transportar va a diferir de

acuerdo al tipo de boquilla que se acople a la salida del la extrusora se tendrá

que sobredimensionar el ancho de la banda y por consiguiente optamos por un

ancho de 400mm que correspondería al adecuado debido a que la banda es

horizontal plana y el material a transportar es un bloque y no a granel, con el

cual se puede realizar el cálculo de la capacidad de transporte real de la banda

transportadora.

TABLA II.- CAPACIDAD DE TRANSPORTE QM PARA V = 1M/SEG., EN M3/H

Montaje Montaje en Artesa (para valores de indicados)

Ancho Plano 20º 25º 30º 35º 40º 45º

400 23 42 47 51 54 56 58

450 30 55 61 67 70 73 76

500 38 70 77 84 89 93 96

550 48 87 96 105 111 115 119

600 58 106 116 127 134 139 145

650 69 126 139 151 160 166 173

700 81 148 163 178 188 195 203

750 94 172 189 206 218 227 235

800 108 198 217 237 251 261 271

850 123 225 247 270 286 297 308

900 139 254 280 305 323 335 348

950 156 285 314 342 362 376 391

1.000 173 318 350 381 404 420 436

1.100 212 389 428 467 494 513 533

1.200 255 467 513 560 593 616 640

1.300 301 552 607 662 701 729 756

1.400 351 644 709 773 818 850 883

1.500 406 744 818 892 944 982 1.019

1.600 464 850 935 1.020 1.080 1.122 1.165

1.800 592 1.085 1.193 1.301 1.377 1.432 1.486

2.000 735 1.348 1.482 1.617 1.711 1.779 1.846

2.200 894 1.639 1.803 1.967 2.081 2.163 2.245

TABLA III.- VALORES DE "K"

Inclinación K

0 1

2 1

4 0,99

6 0,98

8 0,97

10 0,95

12 0,93

14 0,91

16 0,89

18 0,85

20 0,81

21 0,78

22 0,76

23 0,73

24 0,71

25 0,68

26 0,66

27 0,64

28 0,61

29 0,59

30 0,56

TABLA IV.- COEFICIENTES DE CORRECCIÓN SEGÚN TALUD

Ángulo Montaje Montaje en Artesa (para valores de indicados)

Talud Plano 20º 25º 30º 35º 40º 45º

10 0,50 0,77 0,79 0,82 0,84 0,86 0,87

20 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

30 1,50 1,24 1,21 1,19 1,17 1,16 1,14

Siendo la capacidad de transporte:

Qt=Qm. K . . v

Qt=23x 1x 1.10 x

Qt=¿

2. bastidores y rodillos de del transportador de la banda

Con los cálculos previos y con ayuda del catalogo de rotrans analizaremos la

selección adecuada de los rodillos

Utilización de la fórmula:

Kr=R . L1.(¿+ Qr3.6V ) . Fc .Fi .Fv

Kr=R . L1.(¿+ Qr3.6V ) . Fc .Fi .Fv

Kr=¿

Donde :

Kr (Kp) = Carga sobre un rodillo

R (Kp) = Peso de las partes rodantes de los rodillos (Ver catálogo)

L1 ( m) = Separación entre dos estaciones consecutivas (Ver tabla A)

Gg (Kp/m) = Peso de la Banda (Ver tabla B) o cálculo del peso de la banda

Qr (Tm/h) = Capacidad de carga real Qr=Q x Peso específico (Cálculo capacidad de

transporte)

V (m/s) = Velocidad de la banda (Tabla I)

Fc = Factor de carga (Ver tabla C)

Fi = Factor de impacto (Ver tabla D)

Fv = Factor de vida del rodillo (Ver tabla E)

Una vez calculada la carga sobre un rodillo (Kr), se elige el rodillo en la tabla H.

Calculo Para rodillos inferiores

la capacidad de carga Q es igual a 0.

Kr=R . L1.(¿+ Qr3.6V ) . Fc .Fi .Fv

Kr=R . L1.(¿+ Qr3.6V ) . Fc .Fi .Fv

Kr=¿

Eligiendo para nuestro diseño el rodillo liso con las siguientes especificaciones

3. CALCULO DE LA POTENCIA DE ACCIONAMIENTO

La potencia de accionamiento se calcula desglosándola en cuatro componentes:

N1 .- Potencia necesaria para mover la banda descargada. Depende del peso de las

partes móviles, el coeficiente de fricción en los rodillos de apoyo, la longitud, la

inclinación y la velocidad de la banda. Su valor en CV, viene dado por:

N 1=C . f . L.V .Gm75

N 1=C . f . L .V . ¿¿

N 1=C . f . L .V . ¿¿

N 1=CV

N2 .- Potencia necesaria para vencer las resistencias de rozamiento al movimiento de

la carga. Depende de los mismos factores del apartado anterior, con la diferencia de

que sólo se considerará el peso de la carga a transportar. Su valor en CV, viene dado

por:

N 2=C . f . L.Qt .cosδ270

N 2=C . f . L.Qt .cosδ270

N 2=CV

N3 .- Potencia necesaria para elevar la carga. Dependerá de la cantidad de material a

transportar, la velocidad y la (±) altura. La propia banda no se considera, ya que

compensa la parte ascendente con la descendente. Su valor en CV, viene dado por:

N 3=± Qt . H270

N 3=± Qtx0270

N 3=0CV

Nt .- Potencia necesaria para accionar descargas intermedias ("tripper")

La altura de elevación del "tripper" ha de sumarse a la del transporte en los cálculos

anteriores. Además, se añadirán las potencias indicadas en la siguiente tabla.

Tabla V. Potencia Absorbida por el "TRIPPER" Nt, en CV

Ancho de la Banda "Tripper" Fijo "Tripper" Móvil

hasta 650 1,00 1,70

de 650 a 800 1,70 2,70

de 1.000 a 1.200 2,90 4,30

de 1.200 a 1.600 4,70 6,80

de 1.600 a 2.000 6,00 8,60

de 2.000 a 2.400 7,30 10,00

Por Lo Tanto La Potencia Necesaria Total Esta Expresada Por:

NT=N 1+N 2+N 3+Nt

NT=N 1+N 2+0+1

NT=CV

En estas fórmulas aparece un coeficiente c que tiene por objeto compensar algunos

efectos tales como el aumento de las resistencias por suciedad en cojinetes y

rodamientos, resistencias imprevistas, etc. sus valores se resumen en la tabla vi. los

valores son empíricos.

Tabla VI .- Valores del Coeficiente “C” ( L, longitud de transporte,

en metros)

L 3 4 5 6 8 10 12,5 16 20 25 32 40

C 9 7,6 6,6 5,9 5,1 4,5 4 3,6 3,2 2,9 2,6 2,4

L 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 1000

C 2,2 2 1,85 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,05 1,05

Tabla VII .- Coeficientes de Fricción en los Rodillos (f)

Tipo de Cojinete Estado Valor de f

Favorable 0,018

Rodamiento Normal 0,020

Desfavorable 0,023 – 0,030

Fricción 0,050

4. Calculo de tensiones

La potencia de accionamiento vista en el apartado anterior, ha de traducirse en

una fuerza de accionamiento sobre el tambor motriz. Esta fuerza de accionamiento se

produce por la diferencia entre las tensiones de entrada y salida de la banda en el

tambor motriz, que dependen a su vez del coeficiente de rozamiento entre la banda y

el tambor

La fuerza y la potencia de accionamiento están relacionadas por la siguiente ecuación:

NT=75.NaV

NT=75.NaV

NT=¿

A su vez, las tensiones de entrada y salida están relacionadas por la fórmula

de Eytelwein-Euler:

T 1T 2

≤eμ . α

T 1T 2

≤eμ . α

T 1T 2

≤

Estas tensiones serán mínimas cuando se alcance el límite de adherencia entre la

banda y el tambor, en cuyo momento la expresión anterior se convierte en igualdad

Por otra parte, tal como se aprecia en el gráfico, se cumple que:

T 1−T 2=F

T 1−T 2=F

De estas dos últimas ecuaciones, resulta:

T 1=F .(1+ 1eμ .α−1

)

T 1=F .(1+ 1eμ .α−1

)

T 1=Kg

T 2=F . 1eμ . α−1

¿

T 2=F . 1eμ . α−1

¿

T 2=Kg

Siendo:

F.- Fuerza de accionamiento en el tambor motriz, en Kg.

Na.- Potencia de accionamiento en el tambor motriz, en CV

v.- Velocidad de la banda, en m/seg.

T1.- Tensión de la banda a la entrada en tambor motriz, en Kg.

T2.- Tensión de la banda a la salida del tambor motriz, en Kg.

e.- base de los logaritmos neperianos o naturales (e = 2,7182)

.- Coeficiente de rozamiento entre la banda y el tambor motriz.

.- Ángulo del tambor motriz abrazado por la banda, en radianes

TABLA VIII .- COEFICIENTES DE ROZAMIENTO ENTRE BANDA Y TAMBOR MOTRIZ (VALOR DE )

CONDICIONES DEL TAMBOR CONDICIONES DE AMBIENTE VALOR DE

mojado 0,10

Sin Recubrir húmedo 0,10 ÷ 0,20

seco 0,30

mojado 0,25

Recubierto húmedo 0,25 ÷ 0,30

seco 0,35

TABLA IX .- VALORES DE E ·

Valor de Valor de

(grados) 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

180 1,37 1,60 1,87 2,19 2,57 3,00

190 1,39 1,64 1,94 2,29 2,70 3,19

200 1,42 ,169 2,01 2,39 2,85 3,39

210 1,44 1,73 2,08 2,50 3,00 3,61

220 1,47 1,78 2,16 2,61 3,16 3,83

230 1,49 1,83 2,23 2,73 3,33 4,08

240 1,52 1,87 2,31 2,85 3,51 4,33

250 1,55 1,92 2,39 2,98 3,70 4,61

360 1,87 2,57 3,51 4,81 6,59 9,02

370 1,91 2,63 3,64 5,03 6,94 9,59

380 1,94 2,70 3,77 5,25 7,.31 10,19

390 1,98 2,78 3,90 5,48 7,71 10,83

400 2,01 2,85 4,04 5,73 8,12 11,51

410 2,05 2,93 4,18 5,98 8,56 12,24

420 2,08 3,00 4,33 6,25 9,02 13,01

TABLA X .- VALORES DE

VALOR DE VALOR DE

(GRADOS) 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

180 2,71 1,66 1,14 0,83 0,63 0,49

190 2,54 1,55 1,06 0,77 0,58 0,45

200 2,39 1,45 0,99 0,71 0,54 0,41

210 2,26 1,36 0,92 0,66 0,49 0,38

220 2,14 1,28 0,86 0,62 0,46 0,35

230 2,02 1,21 0,81 0,57 0,42 0,32

240 1,92 1,14 0,76 0,54 0,39 0,30

250 1,83 1,08 0,71 0,50 0,37 0,27

360 1,14 0,64 0,40 0,26 0,18 0,13

370 1,10 0,61 0,38 0,25 0,17 0,12

380 1,06 0,59 0,36 0,24 0,16 0,11

390 1,03 0,56 0,35 0,22 0,15 0,10

400 0,99 0,54 0,33 0,21 0,14 0,09

410 0,96 0,52 0,31 0,20 0,13 0,09

420 0,93 0,50 0,30 0,19 0,13 0,08

El cálculo de la fuerza de accionamiento F y, por lo tanto, de las tensiones, lo haremos

siguiendo el mismo sistema que el utilizado para la potencia de accionamiento, es

decir:

Tr .- Tensión necesaria para mover la banda descargada. Depende del peso de las

partes móviles, el coeficiente de fricción en los rodillos de apoyo, la longitud, la

inclinación y la velocidad de la banda. Su valor en Kg, viene dado por:

Tr=75.N 1V

Tr=C . f . L .Gm

Tr=C . f .L .(2.≫ .cosδ+Gs+Gl)

Tr=C . f .L .(2.≫ .cosδ+Gs+Gl)

Tr=Kg

Para confeccionar los diagramas de tensión, se debe diferenciar esta tensión entre

el ramal superior (Trs) y el inferior (Tri), de modo que:

Trs=C . f .L .(2.≫.cos δ+Gs)

Trs=C . f .L .(2.≫.cos δ+Gs)

Trs=Kg

Tri=C . f .L .(2.≫. cosδ+Gl)

Tri=C . f .L .(2.≫. cosδ+Gl)

Tri=Kg

Tq .- Tensión necesaria para vencer las resistencias de rozamiento al movimiento

de la carga. Depende de los mismos factores del apartado anterior, con la

diferencia de que sólo se considerará el peso de la carga a transportar. Su valor

en Kg, viene dado por:

Tq=75.N 2V

Tq=C . f .L .>.cosδ3,6V

Tq=C . f .L .>.cosδ3,6V

Tq=Kg

Tv .- Tensión necesaria para elevar la carga. Dependerá de la cantidad de material

a transportar, la velocidad y la (±) altura. Su valor en Kg, viene dado por:

Tq=75.N 3V

Tq=± Qt .H3,6.V

Tq=± Qt .03,6.V

Tq=0Kg

En este caso, para confeccionar los diagramas de tensión, sí habrá que tener en

cuenta el peso propio de la banda ya que, cuando el transporte es inclinado, habrá

de soportarlo el tambor situado en la parte más alta. La tensión que supone,

vendrá dada por:

Tg=H .≫¿

Tg=0KG

La fuerza de accionamiento necesaria, será:

F=Tq+Tr ±Tv

F=Tq+Tr ±Tv

F=Kg

5. Diagrama de tensiones

Como el transporte plano horizontal

a) Accionamiento en Cabeza

F=Tq+Tr ±Tv

T 2=F . 1eμ . α−1

¿

T 1=F .(1+ 1eμ .α−1

)

T 3=T 2+Tri

T 4=T 3

6. SELECCIÓN DEL TIPO DE BANDA

Una vez conocida la tensión máxima que ha de soportar la banda, puede pasarse a

seleccionar el tipo y resistencia de la carcasa que habrá de soportarla.

Coeficiente de Seguridad

En las bandas transportadoras se consideran coeficientes de seguridad elevados, ya

que deben tener en cuenta los esfuerzos adicionales en servicio, tales como

la flexión en los tambores, las irregularidades de reparto de las tensiones sobre la

carcasa, las irregularidades en la carga, sobretensiones de arranque, pérdida

de resistencia en empalmes, impactos en la carga, envejecimiento de la banda, etc.

La norma DIN 22101 recomienda los siguientes, para bandas de carcasa textil:

Tabla XI - Coeficientes de Seguridad para Bandas de Carcasa textil

Número de Capas (z) de 3 a 5 de 6 a 9 más de 9

Coeficiente Seguridad (S) 11 12 13

Lo normal es que el número de capas no sea superior a 5, por lo que en general se

toman coeficientes del orden de 11 ó 12. Es preferible además, que el número de

capas sea el menor posible, ya que con ello se consigue mayor flexibilidad de la banda

y mejor acoplamiento de las capas durante el trabajo.

El coeficiente de seguridad depende también del tiempo en que la banda completa su

recorrido, ya que de él dependen el número de flexiones en los tambores y los

impactos de carga. En general, si no hay otros factores que puedan influir, puede

disminuirse hasta en dos unidades, si el tiempo de recorrido es superior a 5 minutos.

Para las bandas de carcasa metálica, el coeficiente de seguridad que se recomienda,

debe ser igual o superior a 8. También en este caso, si el tiempo de recorrido

es superior a 10 minutos, este coeficiente puede disminuirse en una unidad.

Con ello, el número de capas textiles de refuerzo en una banda, vendrá dado por:

T 1= S .Tm100.B . R1

T 1= S .Tm100.B . R1

T 1=¿

En el caso de banda de carcasa metálica, la resistencia nominal de la banda vendrá

dada por:

Rn= S .Tm100.B

Rn= S .Tm100.B

Rn=¿

Siendo:

z.- Número de capas textiles

S.- Coeficiente de seguridad

Tm.- Tensión máxima de trabajo de la banda, en kilos

B.- Ancho de la banda, en metros

Rl.- Resistencia nominal de cada capa textil

Rn.- Resistencia nominal de la banda de carcasa metálica

7. SELECION DEL LOS RODAMIENTOS

8. SELECION DEL MOTOR DE ACCIONAMIENTO