transportador sin fin

7/25/2019 Transportador sin fin

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Clculo de diseo

1. Especifcaciones tcnicas:

El transporte se llevara a cabo en el plano horizontal, no teniendo quesalvar desnivel alguno

El material a transportar ser arroz cascara de =0,6 tn/m3. La capacidad de transporte ser de 0 tn/h ! el dimensionado del

equipo se har para una distancia de transporte de ",6"m

2. Datos:

# = $ = %00 mm &'(lice normal)

3. Angulo de hlice:

=arctang ( PD

)

=arctang (1

)

=17.65

4. Calculo de la capacidad y la Velocidad:

La capacidad de transporte de un sin*+n horizontal viene dada porlasiguiente ormula-

Ct=

4(D2d2 ) . P.60 . n . C 1

iendo-

- apacidad de transporte &m3/h).

#- #imetro de la h(lice &mts)

d- #imetro del e1e de la h(lice &mts).

$- $aso de la h(lice.

n- r.p.m.

- oe+ciente de llenado


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abiendo que el material pertenece al grupo 2 podremos determinar laconstante -

$or tanto = 0.%", &se trata de un material ligero ! no abrasivo).

n= 4.Ct

. (D2d2 ) . P .60 .C1

n= 4x 16.7

x (0.420.032)x 0.4x60x (0.45)

n 12.37

n=13

. Clculo del !ea de llenado.

S= . . D2

4

= rea de relleno del canal4n

= oe+ciente de relleno de la secci4n &menor que la unidad para evitaramontonamiento)

# = #imetro de la h(lice

S=0.4xx 0.4

2

4


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S=0.05m2

". Clculo de la #elocidad de despla$a%iento del t!anspo!tado!.

V=P .n

60

5 = 5elocidad de desplazamiento del transportador

$ = $aso del tornillo &m)

= revoluciones del tornillo &rpm)

V=0.4x13

60

V=0.087 m/ s

&. Clculo del 'u(o del %ate!ial

Q=3600.S . V . . K

7 = 8lu1o de material transportado &t/h)

= rea de relleno del canal4n&m9)

5 = 5elocidad de desplazamiento del transportador &m/s)

: = oe+ciente de disminuci4n del ;u1o de material

= #ensidad del material &tn/m3)

Q=3600x 0.05x 0.087x0.6x1

Q=9.396 tn /h

). Clculo de la potencia del acciona%iento.

$= $'


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PH=Co . Q . L

367

0= coe+ciente de resistencia del material

7 = 8lu1o de material transportado &t/h)L = longitud del tornillo &m)

PH=1.2x 9.367x 15.65

367

PH=0.481kw

).2. *otencia pa!a el acciona%iento del to!nillo en #ac+o.

PN=D. L

20

# = dimetro &m)

L = longitud del tornillo &m)

PN=0.4x15.65

20

PN=0.313 kw

).3. *otencia !e,ue!ida pa!a un to!nillo sin fn inclinado.


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PN=0

P=PN+PH+PS=0.481 kw+0.313 kw+0=0.794 kw

-. Clculo del *a! a t!ans%iti!.

!=9550.P

n

$ = potencia absorbida por el e1e en :>

= revoluciones del tornillo &rpm)

!=9550x0.794

13

!=583.285Nm

1. Clculo de la potencia del /oto!!educto!.

onsideramos un rendimiento &h) de 0.?".

Pmotor=P

n=

0.794 kw

0.85=0.934kw=1.27CV=2CV

11. Diag!a%as de 0ue!$a co!tante y %o%ento 'ecto!:

Datos:

on a!uda de programa olid>or@s obtenemos los valores de laspropiedades sicas del tornillo sin +n &material 2AA 36L 2ceroinoBidable)-

#ensidad = 0.0 g/mm3

Casa = "?6?.6D g

5olumen = D6?%?." mm3

rea = 93?D33.D9 mm9

Ca!ga po! unidad de longitud:

m = "?.6?6D @g, luego tenemos-

w=m. g

"

w=158.68167 kg x9.81m /s

15m

w=103.78N/m &arga distribuida en el e1e)


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Diag!a%a de cue!po li!e del e(e del helicoidal:

Vista en el plano ideali$aci5n co%o una #iga6:

> = 03.D? /m

2F

Ga Gb

'allando las reacciones Ga ! Gb-

!#=0

$ax15m+%x7.5m=0

$a=%x7.5m

15m

$a=1556.7x 7.5m

15m

$a=778.35N

&'=0

$a+$(%=0


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$(=%$(

$(=1556.7N778.35N

$(=778.35N

7ecci5n A8A: 0) * )15m

8 = 03.D?H 2

5 C

H 2

Ga

&'=0

$aV103.78*=0

V=103.78*+778.35

!++=0

!+103.78* . *

2$a . *=0

!=778.35*51.89 . *2

Diag!a%a de co!tante


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Diag!a%a de %o%ento:

11. Calculo de la 0ue!$a a9ial y la 0ue!$a ,ue acta en la hlicedel t!anspo!tado! sin fn:

;ue!$a a9ial

$rimero haremos una pequeIa demostraci4n de c4mo obtener la uerza

aBial en el tornillo sin +n en orma general.DE;


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$arasimpli+caci4n del esquema se opt4 por equipo horizontal

#onde-

Mc= peso del con1unto

8a = uerza aBial en el co1inete

8r = uerzas radiales en los co1inetes.

Cr= momento resistivo del material.

C= momento de ricci4n en los co1inetes

C = momento eBterno.

v = velocidad de transportaci4n.

K2- i el equipo uera horizontal &a=&,

$ero como eBpresi4n general tenemos lo siguiente-

&a=&,+-c .s,n ( )(2)

El procedimiento que se seguir aqu ser el de encontrar una relaci4nentre las uerzas que surgen espec+camente en la h(lice, aplicando losconceptos de rozamiento en tornillos de rosca cuadrada.

El modelo ser implementado considerando que la h(lice es derecha !que el material se mueve hacia la derecha, como se muestra en elsegundo dibu1o de la +gura .

;igu!a 1

Luego, tenemos el esquema de la h(lice-


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En el

esquema de la h(lice, representado por un rectngulo, de un

transportador de sinn inclinado grados con respecto a la

horizontal. En el esquema se representan la uerza de empu1e 8e en la

direcci4n del e1e del equipo, la normal que e1erce el material contra lah(lice, la uerza de ricci4n O al mov(rsele material por la h(lice ! lauerza eBterna 8t aplicada en un punto de la h(lice de orma tal queproduzca un momento igual al momento resistivo del material, Cr. El

punto de aplicaci4n de 8t se halla a una distancia rt similar a la que se

encuentra el centro de gravedad del material sobre la canal, medidodesde el e1e de rotaci4n de la h(lice. #icha distancia vara en unci4n delcoe+ciente de llenado, 1, recomendado &0,"J 0,3 ! 0,%") el cual dependeeBclusivamente del tipo de material transportado. En la medida que el

coe+ciente de llenado aumente la distancia rt disminuir. El

procedimiento para hallar rt es puramente matemtico ! la eBpresi4n

hallada depende del coe+ciente de llenado ! del dimetro de la h(lice.$ara un rango de dimetros de h(lice de 00 a ?00 mm, los valores

promedio hallados de rt son-

$ara c0 = 0," implica rt=0.4

$ara c0 = 0,30 implica rt=0.3

$ara c0 = 0,%" implica rt=0.24

$ara simpli+car las eBpresiones posteriores ! estar del lado de la

seguridad se coger rt=0.4 para cualquier coe+ciente de llenado, lo

cual indirectamente quiere decir para cualquier tipo de material.

2hora se hace sumatoria de uerzas con respecto a los e1es B*!obteni(ndose-

N=&t.s,n ()+&, .cos ()(3)


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/ . N=&t. cos ()&, .s,n ()(4)

ustitu!endo la eBpresi4n &3) en la &%), conociendo que /=tan (0d)

despe1ando 8t ! haciendo transormaciones trigonom(tricas se obtiene-

&t=&, . tan (+0d)(5)

Sustituyendo la expresin (2) en la (5)

&t=(&a- c .s,n ( )) . tan (+0d ) (6)

#onde-

= Es el ngulo de inclinaci4n de la h(lice.

0d = Es el ngulo de ricci4n dinmico del material con la h(lice.

'aciendo un anlisis energ(tico, si la uerza 8t se multiplica por ladistancia entre el e1e motor ! su lugar de ubicaci4nJ ! por la velocidadangular del e1e, dar una potencia igual a la suma de dos de los tresmiembros por donde se calcula la potencia total en los transportadoresde sinn, o sea-

V . . "

3600.( KmK1 . Kh. K2+s,n ( ))=&t.0.4 .dh .

. n

30

#onde-

8t = uerza circunerencial en @.

dh= dimetro de la h(lice en m.

@m = coe+ciente del material.

@p= coe+ciente de proporci4n.

@h= coe+ciente de h(lice.

@i= coe+ciente de inclinaci4n.

ustitu!endo la eBpresi4n &6) en la eBpresi4n anterior ! despe1ando 8a,no es dicil llegar a obtener que-

&a=

V . . " .( KmK1 . Kh . K2 +s,n ())48. . dh . n . tan (+0d )

+- c .s,n ( )(7)

K2- La eBpresi4n &D) es una ecuaci4n general para obtener la uerzaaBial

De acue!do a nuest!os datos tene%os lo siguiente:

Datos:


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"=15.65m

0=0,6 tn/m 3

$or ser el transportador horizontal

K1=1

$or ser la h(lice continPa

Kh=1

$or ser el paso ! el dimetro de la h(lice iguales

K2=1

oe+ciente de resistencia del material

Km=1.2

=17.65

0d=36(2ara ," arro3 )

=0(Por 45, ," trans2ortador sin61nno ,sta1nc"1nado)

?uego@ hallando V y si%plifcando la ecuaci5n &6:

V=Q

0

V=9.396 tn /h0,6 tn /m3

V=15.66m3/h

=0 . g

=( 0.6 tnm3 ) .(1000Kg

1tn ).( 9.81ms2 )=5886N/m3

ee%pla$ando los #alo!es:


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&a= V . . " . (Km )

48. . dh . n . tan ( +0d)

h

15.66m

3

/m

3

5886N/

x (15.65m)x (1.2)

&a=

&a=1.62KN

K2- $or ser una transportador sin +n horizontal &,=1.62KN

;ue!$a en no!%al en la hlice

&t=1.62KN . tan (17.65+36 )

&t=2.2KN

N=&t.s,n ()+&, . cos ()

N=2.2KN . s,n (17.65 )+1.62KN . cos (17.65 )

N=2.21KN

12. Es0ue!$os p!incipales@ es0ue!$o co!tante %9i%o y planosp!incipales so!e los ele%entos di0e!enciales A y B: C!o,uis!e0e!encial ,ue %uest!a los ele%entos di0e!enciales6


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omo sabes el e1e del tornillo sin +n est sometido a torsi4n, uerza aBial! las reacciones.

*a!a el ele%ento di0e!encial A

/o%ento de


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!x=$a x d :

!x=778.35N x7.5m

!x

=5837.625Nm

Es0ue!$o 'e9ionante p!oducido po!

;x=!x . c

7

;x=5837.625Nm .0.015m

3.98x108

m4

;x=

2200.11!Pa&Elemento sometido a compresi4n)

Es0ue!$o po! tensi5n p!oducido po! la 0ue!$a a9ial

;3=&ax1a"

+

;3= 1.62KN

. (0.03m)2/4

;3=2.29!Pa

Es0ue!$o co!tante p!oducido po! el %o%ento to!so!

+=3 . c

9

+=583.285Nm .0.015m

7.95x108

m4

+=110.05!Pa

?uego:

;x=2200.11!Pa &Elemento sometido a compresi4n)

;3=2.29!Pa (Por ana"og1aa "as 6orm5"as "o d,nom1nar,mos ;8)

+=110.05!Pa(Por ana"og1a a "as 6orm5"as "o d,nom1nar,mos x8)


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;1,2=( ;x+;82 )< 2(

;x;82 )

2

+(x8)2

;1,2

=

(2200.11!Pa+2.29!Pa

2

)P)= 2x110.05!Pa

2200.11!Pa2.29!Pa

;8=2.29!Pa

x8=110.05!Pa

A;x=2200.11!Pa


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2>P1=5.71

>P1=2.855

2>P2=174.29

>P2=87.145

$ara- >P1=2.855

;*

:=;*+;?

2+

;*;?2

. cos (2> )+*?. s,n(2>)

;?:=;2=2205.59!Pa &Este valor corresponde al esuerzo principal enla direcci4n QRS)

$ara- >P2=87.37

;*

:=;*+;?

2+

;*;?2

. cos (2> )+*?. s,n(2>)

;*:=;

1=7.78!Pa &Este valor corresponde al esuerzo principal en la

direcci4n QHS)

*lano del es0ue!$o co!tante %9i%o

tan (2>S)=(;*;?)

2 .*?

tan (2>P )=(2200.11!Pa2.29!Pa)

2x 110.05!Pa

2>P1=84.29

>P1=42.145

$ara- >P1=42.145

*

:?

:=;*;?

2.s,n (2> )+*?.cos(2>)


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*:?:

=1106.69!Pa &Esuerzo cortante mBimo es positivo para el

ngulo >P1=42.145

)

K2- El esuerzo promedio actPa perpendicular a la cara del elemento

que contiene el esuerzo cortante mBimo, en este caso ser un esuerzopor compresi4n.

;Prom,d1o=;*+;?

2

;Prom,d1o=1098.91!Pa

*a!a el ele%ento di0e!encial B

/o%ento de


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Q#= . r

2

2.4.r

3

Q#=2x r

3

3

Q#=2x (0.015m)3

3

Q#=2.25x 106

m3

$ero, cuando- H = D."m entonces 5 = 0 &5er diagrama de cortante)

+=0

/o%ento /9Ve! secci5n A8A6

!x=$a x d :

!x=778.35N x7.5m

!x=5837.625Nm

Es0ue!$o 'e9ionante p!oducido po! a

;x=

!x . c

7

$ero- c = 0 &5er secci4n transversal del e1e)

;x=0

Es0ue!$o po! tensi5n p!oducido po! la 0ue!$a a9ial

;3=&ax1a"

+


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;3= 1.62KN

. (0.03m)2/4

;3=2.29!Pa

Es0ue!$o co!tante p!oducido po! el %o%ento to!so!

+=3 . c

9

+=583.285Nm .0.015m

7.95x108

m4

+=110.05!Pa

?uego:

;8=0

;3=2.29!Pa (Por ana"og1aa "as 6orm5"as "o d,nom1nar,mos ;x )

+=110.05!Pa(Por ana"og1a a "as 6orm5"as "o d,nom1nar,mosx8)

;1,2=(;x+;8

2

)P )= 2.*?

;*;?

tan (2>P )= 2x110.05!Pa

2.29!Pa0!Pa

2>P1=89.4

>P1=44.7

2>P2=269.4

>P2=134.7

$ara- >P1=44.7

;*

:=;*+;?

2+

;*;?2

. cos (2> )+*?. s,n(2>)

;*:=;

1=111.0!Pa &Este valor corresponde al esuerzo principal en la

direcci4n QHS)

$ara- >P2=130.28

;*

:=;*+;?

2+

;*;?2

. cos (2> )+*?. s,n(2>)

;?:=;

2=108.91!Pa &Este valor corresponde al esuerzo principal en

la direcci4n QRS)

*lano del es0ue!$o co!tante %9i%o

;x=2.29!PaB


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tan (2>S)=(;*;?)

2 .*?

tan (2>P )=(2.29!Pa0!Pa)

2x110.05!Pa

2>P1=0.59

>P1=0.295

$ara- >P1=0.59

*

:?

:=;*;?

2.s,n (2> )+*?.cos(2>)

*:?:

=110.06!Pa &Esuerzo cortante mBimo es positivo para el

ngulo >P1=20.67

)

K2- El esuerzo promedio actPa perpendicular a la cara del elementoque contiene el esuerzo cortante mBimo, en este caso ser un esuerzopor tensi4n.

;Prom,d1o

=;*+;?

2

;Prom,d1o=1.145!Pa

13. elaciones de t!ans%isi5n *i5n Cadena6 Datos

= D"0 G$C &velocidad del motor)

9= 3 G$C &5elocidad requerida por el tornillo sin +n)

allando el n%e!o de dientes del pi5n conducido

N1=1750$P!

40

N1=43.75$P! &Geducci4n de la velocidad por la ca1a reductora,

velocidad del piI4n conductor)

N1

N2=

@2

@1


23/23

@2=@

1.(

N1

N2)

@2=@1.(

43.75$P!

13$P! )

@2=15 &Pmero de dientes del piI4n conducido)

transportador sin fin

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