Post on 07-Nov-2015
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Carga y Descarga de Fajas
TransportadorasGeneralidades y calculo de trayectoria.
Cap.12 de CEMA
La CargaLa colocacin del material centradamente dentro de la cinta
constituye una de las tareas de mayor importancia, pues se desea
que el material pueda viajar lo ms cercanamente posible a la
velocidad de la faja cuando se vierte.
La diferencia de velocidad propicia turbulencia en la masa del
material con un consecuente aumento de volumen en el punto de
carga.
La operacin ideal de cargado se dara si el material y la cinta
alcanzasen la misma velocidad, ya que en estas condiciones se
lograra el mnimo desgaste de la cinta, mnima energa de operacin,
el material tomara el perfil adecuado sobre la cinta sin que
ocurriera derrame, y el material no se fragmentara levantando
polvo.
La idea es entonces alcanzar esas condiciones lo mas cercanamente
posible.
La direccin de la carga
Cargado en la direccin de la faja
Es la mejor forma
El material logra un perfil simtrico
Los faldones son de longitud mnima
Desafortunadamente, el cargado en la direccin de la cinta receptora no es la
configuracin ms usual
Hay situaciones donde se debe cargar material
sobre una larga cinta de alta velocidad, y para
evitar el desgaste sobre la cubierta de la cinta
debido a la aceleracin del material cargado, se
coloca un conveyor corto.
Cargado transversal a la direccion
de la faja.
Es el mas frecuente de los arreglos
Se presenta evidentemente un cambio de direccin del material.
A medida que es ms grande el ngulo de transferencia ms difcil ser el diseo del
chute de carga.
Requiere faldones mas largos y mas altos
Los riesgos de desgaste de cobertura de la faja y del chute de carga se incrementan.
Otros problemas:
Carga Transversa a la Direccin de Viaje
de la Faja.
Desplazamiento de la Faja transversa.
Cargado de cintas inclinadas
Impacto en el punto de cargado.
Impacto en la carga
El impacto del material cargndose en la cinta, siempre est presente ya que la velocidad del material y la de la cinta tienen magnitud y ngulo diferente.
Los materiales finos, an los pesados, no causan fuerte impacto, pero si deflexin entre polines.
Con los terrones pesados el impacto sobre la cinta es bastante apreciable; stos estrujan la cinta debilitndola.
Materiales filosos harn mella en la cinta, incluso hasta llegar a hacerle cortes.
Cuando se trata de una mezcla de gruesos y finos, el chute de carga tendr un arreglo especial, se disear con una rejilla cribadora interna que har que se forme una cama de fino amortiguando el impacto.
El Chute de Carga
Si el material es fino y contiene humedad,
el chute debe ser lo suficientemente
empinado para que el material se deslice
rpidamente.
Si el material es aterronado se debe
limitar el ngulo tal que el material deslice
satisfactoriamente sin rebotar ni dar
vueltas.
Los chutes se construyen comnmente
de metal.
Para materiales abrasivos, el chute puede
ser forrado con algn componente
resistente a la abrasin; placas removibles
o material cermico entre otros.
Para materiales corrosivos, se habla de
revestimiento de metal resistente, de
gomas sintticas.
Si el material a cargar es severamente abrasivo, se le puede hacer un arreglo al chute llamado "cama de piedra: material retenido para que el resto se deslice sobre l evitando el desgaste en el fondo espaldar del chute.
La "cama de piedra" es apropiada para el manejo de roca, mineral de hierro, y grava entre otros.
10 alimentadores mas comunes:
Alimentador de tornillo.- Alimentador tipo cinta.-
Alimentadores de pala de arrastre.-
Alimentadores de vertedero con delantal.-
Alimentador de plato reciprocante.-
Alimentador vibrante.-
Alimentador de paletas rotatorias.- Alimentador de tambor rotatorio.-
Alimentador de mesa rotatoria.-
Alimentador de plow rotatorio viajero o
Arado Rotatorio de viaje
Alimentador de compuerta de control.-
Los alimentadores de compuerta no debe ser usado si el material a
granel es variable en cuanto a tamao y naturaleza ya que sera
imposible mantener un ajuste adecuado de la compuerta.
El chute de descarga
Pueden disearse desde muy simples hasta muy complejos.
La tarea ms importante es que pueda recoger todo el material descargado desde la cinta, incluyendo el que se adhiere a ella y que se desprender luego con un raspador.
Revisar sobre Trippers y desviadores de carga
Trayectorias de descarga
La curvatura es determinada por la
velocidad de rotacin y el radio de la
polea terminal, y la fuerza de gravedad.
El perfil de la trayectoria debe ser
determinado lo mas preciso posible, ya
que de ello depende el diseo apropiado
del chute de transferencia (si se requiere)
O la ubicacin de sus cubiertas y placas
de desgaste.
Diversos autores y fabricantes han proporcionado, en publicaciones y catlogos, mtodos de clculo y ploteo de la trayectoria del material, sin embargo, observaciones y fotografas de la trayectoria real no concuerdan satisfactoriamente con esas trayectorias calculadas; esto ha llevado a la bsqueda de una metodologa de clculo lo mas acorde posible con el verdadero comportamiento del material en la descarga.
Para ello se ha tomado en cuenta:
1. El cambio de perfil sobre una cinta acanalada observndose el desparrame del material hacia los bordes de la correa cuando ste entra en la parte plana de la correa sobre la polea de descarga.
2. Para efectos prcticos, el perfil de la seccin transversal de la carga se toma como un segmento de crculo.
3. El rea de la seccin transversal de este segmento es igual al rea de la seccin transversal promedio de la carga en la porcin acanalada del conveyor.
4. Las fuerzas que actan sobre el material cuando ste alcanza la polea sern tomadas en el centro de gravedad.
Calculo y Trazando las
Trayectorias de Materiales
Normales
El mtodo de calculo y trazado de las trayectorias de materiales normales involucra una atencin cuidadosa a las siguientes cinco consideraciones:
1. Centro de masa.
2. Velocidad de la faja
3. Inicio de la trayectoria
4. Forma de carga (abarquillamiento)
5. La direccin tangente angular.
Perfil de la carga
Perfil aproximado a un segmento de crculo en el punto de tangencia entre la cinta y la polea cuando la carga corre por una cinta acanalada (fig. 12.39) y (figura 12.40 cuando la cinta es plana). Para las dimensiones ver la tabla 12-2 (aqu se aplica la distancia de borde estndar)
El centro de gravedad de la seccin transversal de la carga en una faja llana puede determinarse como en la figura 12.39 y 12.40.
La altura de este punto a1, y la altura de h se da en Tabla 12-2. Nota: la distancia del borde normal se aplica aqu.
Relacin Velocidad-Fuerza
fundamental (Centrifuga)
Vs, pie por segundo (pps)g es la aceleracin debido a la gravedad (32.2 pies por seg2)r es la distancia radial, pies, delcentro de la polea al centro de masa (es decir, el centro de gravedad de la seccin transversal de la forma de carga del material)
W es el peso de la fuerza de gravedad actuando en el centro de masa
g.r
W.VCentrifuga Fuerza
2s
Trayectorias en la faja transportadora horizontal
Si la faja transportadora est horizontal a la polea de descarga, hay dos condiciones
para considerar:
1. Si la velocidad tangencial es suficientemente alta (es decir, cuando la fuerza
centrfuga es igual a o mayor que W), el material dejar la faja en el punto
inicial de tangencia de la faja con la polea, como se muestra en la figura 12.41.
1.
2
rg
Vs
Donde:
et = el punto dnde el material abandona
la faja
Vs = la velocidad tangencial, pps, del
centro de gravedad de la seccin
transversal del perfil de carga
g = la aceleracin de gravedad, pie por
sec
r = el radio, pie, del centro de polea al
centro de gravedad de la seccin
transversal del perfil de carga.
Trayectorias en la faja transportadora horizontal
2. Si la velocidad tangencial no es lo bastante alta para el material para dejar la
faja en el punto inicial de tangencia (es decir, cuando Vs 2/g r es menos de 1),
entonces el material seguir parte del camino alrededor de la polea una
distancia angular g:
cos.
2
rg
Vs
Donde:
et = el punto dnde el material
abandona la faja
g = el ngulo, en grados, entre la
lnea central vertical, a travs de la
polea, al punto, e, dnde el
material inicia su trayectoria.
Trayectorias en faja transportadora inclinada
Hay cuatro condiciones para considerar:
(1) si la velocidad tangencial es suficientemente alta, o cuando Vs2/g r > 1,
el material abandona la faja en el punto inicial de tangencia de la faja y
polea, como se muestra en la figura .43,
donde:
et = el punto dnde el material
abandona la faja
f =ngulo (grados)de inclinacin de
la faja transportadora a la horizontal.
Trayectorias en faja transportadora inclinada
(2) Si la combinacin de la faja inclinada, el dimetro de la polea, la
profundidad de la carga, y la velocidad de la faja tangencial es tal que
Vs2/gr > cos f pero todava es menos que 1, el material puede que
abandone en el punto inicial de tangencia de la faja y la polea. Sin
embargo, la superficie curvada de la faja en la polea puede
interferir con la ruta de la trayectoria terica del material. El material
puede reocupar la faja y ser transportado alrededor de la polea antes
de que asuma su trayectoria final. Vea la condicin (4).
Trayectorias en faja transportadora inclinada
(3) si la velocidad tangencial es tal que Vs2/g r = 1, el material dejar la
faja en la lnea central vertical a travs de la polea, como se muestra
en la figura .44,
et = el punto dnde el
material abandona la
faja
Trayectorias en faja transportadora inclinada
(4) Si la velocidad tangencial es suficientemente baja, o cuando Vs2/g r <
cosf el material viajar parcialmente alrededor de la polea una distancia
angular, g, ms all de la cima del centro al punto dnde Vs2/g r = cos g.
Esto se muestra en Figura .45, donde:
et = el punto dnde el material
abandona la faja
f= ngulo (grados) de inclinacin
de la faja transportadora a la
horizontal
g = el ngulo, en grados, entre la
lnea central vertical, a travs de la
polea al punto, e, dnde el material
inicia su trayectoria.
Trayectorias en faja transportadora declinada
Si la faja transportadora esta declinada hacia la polea de descarga, hay dos
condiciones para considerar:
(1) si la velocidad tangencial es suficientemente alta, o cuando Vs2/g r >=
cos , el material dejar la faja en el punto inicial de tangencia de la faja y la polea, como se muestra en la figura .46,
et = el punto dnde el material
abandona la faja
= ngulo (grados) en declive de la faja transportadora a la
horizontal
Trayectorias en faja transportadora declinada
(2) si la velocidad tangencial es insuficientes para hacer que el material
deje la faja en el punto inicial de tangencia de la faja y polea, el material
seguir en parte alrededor de la polea hasta Vs2/g r = cos g, como se
muestra en la figura .47
et = el punto dnde el material
abandona la faja
g = ngulo, en grados, entre la lnea
central vertical a travs de la polea
al punto et..
Trazado de la trayectoria
Antes de que la trayectoria de la descarga del material pueda
ser ploteada, es necesario calcular los valores de Vs y r para
calcular Vs/(g*r); tambin es necesario encontrar la altura de la
carga aplanada del material sobre la cinta para poder plotear el
lmite superior de la ruta del material.
Con:
a1= la altura, pulgadas, sobre la superficie de la faja del centro de gravedad de la
forma de la seccin transversal de la carga, en el punto dnde la polea es
tangente a la faja,
h = la altura, pulgadas, sobre la superficie de la faja de la cima de la carga, al
punto dnde la faja es tangente a la polea,
r = el radio, pie, del centro de la polea al centro de gravedad de la seccin
transversal de segmento circular.
Se han clasificado los valores de a1 y h para los varios anchos de faja, ngulos de
rodillos terminales del poln, y ngulos de sobrecarga, para fajas transportadoras
abarquilladas cargadas a la distancia del borde estndar (0.055b + 0.9 pulgada),
como se lista en la Tabla 12-2.
piesen expresado ,
60
2
r
RPMrVs
Determinacin de Posicin Angular de Lnea Tangente
Resolver la expresin:
Esto nos permite definir el ngulo de salida segn sea el caso.
Si se da:
Para preparar el diagrama grfico, dibuje, a una escala conveniente , el
borde de la polea; el espesor de la faja; la ruta de la faja, horizontal,
inclinado, o declinada; y un crculo, con el radio, r, desde el centro de
la polea.
Medida del intervalo de tiempo
La determinacin del intervalo de tiempo a lo largo de la lnea tangente
depende de la velocidad tangencial calculada, Vs (al radio r).
Realizar el trazado del diagrama
de trayectoria, para reconocer
el incremento de distancia para
cada 1/20 de un segundo de
tiempo que le corresponda 0.6
pulgadas por cada pie por
segundo (pps) de velocidad
tangencial , Vs. Por ejemplo, si la
velocidad tangencial calculada,
Vs, es 1 pps, marque los
intervalos de tiempo
en la lnea tangente del punto e,
a 0.6 pulgadas,; si la velocidad
tangencial es 2 pps, marque los
intervalos a 1.2 pulgadas; si 3
pps, a 1.8 pulgadas; etc.
Ejemplo 1:
Faja horizontal de 12pulgadas de radio, 30 pulgadas de ancho, 7/16" de
espesor, operando a 400 pies por minuto en polines abarquillados estndares
de 20 grados de tres rodillos iguales, cargado a 20 grados de sobrecarga.
Polea a 61,4 rpm = 1,023 rps
De la tabla 12-2
h = 3,8 pulgadas
a1 = 1,6 pulgadas
r = 3.8+7/16+12 = 14,038 pulgadas, o 1,1697 pies
Velocidad tangencial V = (1,023)(2p)(1,1697) = 7,52 pps
Vs2
-------- = 1,502 que es mayor que 1
g r
Ver figura .41, Descarga en la cima de la polea.
La velocidad se espacia en la lnea tangencial (7,52)(0,6 pulgadas) = 4,52
pulgadas
Ejemplo 2:
Si la misma faja horizontal (12pulgadas de radio, 30 pulgadas de ancho,
7/16" de espesor, polines abarquillados estndares de 20 grados de tres
rodillos iguales, cargado a 20 grados de sobrecarga) opera a 250 pies por
minuto.
Polea a 38,4 rpm = 0,64 rps
De la tabla 12-2
h = 3,8 pulgadas
a1 = 1,6 pulgadas
r = 3.8+7/16+12 = 14,038 pulgadas, o 1,1697 pies
Velocidad tangencial V = (0.64)(2p)(1,1697) = 4.7 pps
Vs2
-------- = 0.586 que es menor que 1 = cosg g = 54.12 (54 7)
g r
Ver figura .42, Descarga mas all de la cima de la polea.
La velocidad se espacia en la lnea tangencial (4.7)(0,6 pulgadas) = 2.82
pulgadas
Pregunta:
Como estimar el la trayectoria y el alcance de las partculas externas e
internas del material en la faja?