Ejercicio de Fajas CEMA
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UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” ICA
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Escuela de Mecánica y Eléctrica
Curso: Diseño de Equipo Mecánico.
Ciclo: 2012 – I
Tema del Curso: Faja Transportadora.
Docente: Victor H. Camasca Chacaliaza.
Alumnos: Fernandez Cardenas, Silvestre Paul
Vargas Pillaca, José Enrique
Primer Trabajo a Desarrollar y Presentar: Diseño y Calculo de Faja Transportadora.
Condiciones de Operación:
Material: Piedra Chancada. Tamaño: 3” Capacidad de Transporte Requerida: 350 TMPH. Longitud de la Faja Transportadora: 350’ Pendiente de Operación: 6° Servicio: 12h/d Altura de Operación: 2500 msnm.
El alcance del trabajo incluye la presentación de los cálculos y de sus anexos (primera nota), y planos de ensamble general y de fabricación de la faja transportadora con las especificaciones técnicas de los componentes requeridos (segunda nota).
1° Paso: Entramos a la T 3-1, con los datos de las características del material.
Vemos que según nuestros datos se adaptan a la característica 4:
-Fluidez Promedio: 3-Angulo de sobrecarga: 25°-Angulo de Reposo: 35° - 39°
2° Paso: Entramos en la T 3-2, con las características del material para darle un código: D36
3° Paso: En la T 3-3 buscamos el peso específico del material en lb/pieᶟ.
Material Peso promedio(lbs por pie3)
Angulo de reposo
(grados )
Inclinación máxima recomendada
Código
Piedra ,chancada(Limestone, crashed)
85 - 90 35-39 D-36
Vemos que el que los datos de peso específico y elegimos el más critico que es el menor valor, entonces el peso específico es 85 lb/pieᶟ.
4° Paso: Consideramos un ancho de faja según el tamaño de trozo y ángulo de sobrecarga.
Para sobrecarga 20°, todo trozos: Trozo = b/5 → b = 15”
Para sobrecarga 30°, todo trozos: Trozo = b/10 → b = 30”
Tenemos que nuestro ancho de faja esta en el rango de 18, 24, 30 pulgadas.
5° Paso: En la T 4-1 vemos velocidades máximas para anchos de faja y según las características del material.
Vemos que para nuestro material piedra chancada hay una velocidad máxima de 500 ppm para fajas de 24-36, nosotros elegimos faja de 24 pulgadas.
6° Paso: Hacemos los cálculos necesarios para hallar la capacidad equivalente para entrar en T 4-2. Para esto asumimos un factor de diseño de 1.1.
→Capacidad Requerida = 350 TMPH x 1.1 = 385TMPH
→Convirtiendo unidades = 385TMPH x 2200lb
85 lb / pieᶟ = 9965 pieᶟ/Hr
→Hallando la capacidad Equivalente = 9965 x100500
= 1993 pieᶟ/Hr , con este valor entramos en
tabla.
Hallamos la velocidad teórica de la faja:
2155 ------------ 100
9965 ------------ V V = 462.4 ppm
7° Paso: En la T 5-2 tenemos los espaciamientos recomendados entre rodillos (Si).
Tenemos un Si = 4 – 4.5 pies.
8° Paso: Hallamos la serie CEMA para el rodillo según los siguientes cálculos:
→ AL = IL x K1 x K2 x K3 x K4
IL = (Wb + Wm).Si , Wb (T 6-1)
Wb = 5.5 lb/pie
Wm=Q x220060 xV
=385 x220060x 462.4
=30.5 lb / pie
K1 = 1.0
K2 = 1.1
K3 = 1.1
K4 = 0.973
IL = (5.5 + 30.5) x 4 = 144 lb
→AL = 144 x 1 x 1.1 x 1.1 x 0.973 = 169.5 lb
Entramos a Tablas:
Tenemos Rodillos CEMA serie A – 20°
9°Paso: Hallamos la Tensión Efectiva (Te):
→ Te = L . Kt .(Kx + Ky . Wb + 0.015 Wb) + Wm . (L . Ky + H) + Tp + Tam + Tac
Kt = 1.0
Kx=0.00068 (Wb+Wm )+ AiSi
=0.00068 (5.5+30.5 )+ 2.34
=0.599
Tp = 200 + 2(150) = 500
Tam = despreciable
Tac = Los accionamientos usados son el faldon.
Resistencia del Faldon: El faldon es de 10 pie de largo, con una separación de 2/3 de “b”.
T°1 = Cs.Lb.hs² = 0.1280 x 10 x 2.4² = 7.37 lb
T°2 = 3 x 20 = 60
Tac = T°1 + T°2 = 7.37 + 60 = 67.37 lb
Hallamos el Ky, Te por el método del tanteo:
Ky = (Wm + Wb)*A*10^-4 + B*10^-2
Para una Tensión promedio de 2240 lb y rodillos de 4 pies:
A = 1.5253 , B = 1.8902 , Ky = 0.2521
Entonces hallamos la tensión efectiva:
→Te = L . Kt .(Kx + Ky . Wb + 0.015 Wb) + Wm . (L . Ky + H) + Tp + Tam + Tac
→ Te = 350x1x(0.599+0.02521x5.5+0.015x5.5) + 30.5(350x0.02521+36.58) + 500 + 67.37
Te = 2239.2
Los valores de Tprom y Te son muy cercanos asi q se toma Te = 2240 lb
10° Paso: Hallamos el T2, T1, Cw lo sacamos de tabla y por fórmula:
Cw = 0.8
T2 = Cw x Te = 0.8 x 2240 = 1792 lb
T1 = Te + T2 = 2240 + 1792 = 4032 lb
11° Paso: Hallamos la tensión en la polea de cola Tt , To:
→T4 = T1 – Tx – Tb – Tm – Tyc – Tf
Tx = L*Kx*Kt = 350*0.599*1 = 209.7 lb
Tb = H*Wb = 36.58*5.5 = 201.2 lb
Tm = H*Wm = 36.58*30.5 = 1115.7 lb
Tyc = L*Ky*Wb*Kt = 350*0.02521*5.5*1 = 485.3 lb
→T4 = 4032 – 209.7 – 201.2 – 1115.7 – 485.3 – 67.37 = 1952.7 lb
→To (1%) = 8.4*Si*(Wb + Wm) = 8.4*4*(5.5+35.92) = 1391.7 lb
HP1 = Te xV33000
=2240 x 462.433000
=31.4
HP2 = Tpx V33000
=200x 462.433000
=2.8
HP = 34.2 HP = 25.5 KW
Escogiendo Faja:
MP35 = 35x5x24 = 4200 lb → Dp min = 24
Velocidad en el eje de la polea motriz:
V= π .D . N12
→N=12x 462.4π x24
=73.6 RPM
Torque en la Polea:
T=HPx330002πxN
=34.2 x330002 π x 73.6
=2440.5 lb−pie=35.6KN−m
Selección del Motor y Reductor:
Motor de 4 Polos – 30 KW – Tamaño 9030 – FS 1.25 – N=1500 RPM (Catalogo Sumitomo)
Reductor R=20 – Nb=75
Modelo del Alimentador:
-Es un Alimentador Vibrador: F – 55DT
Selección de Polines de Carga:
-Serie 5000 – 20° – Diametro 4” – Numero 5401-24 (pag 181)
Selección de Polines de Retorno:
-Serie 5000 – Plano – Diametro 4” – Numero 5417-24 (pag 192)