Tipo de abrasividad Escala de MOHS

Material Abrasivo 6 a 10

Material medianamente abrasivo 3 a 5

Material no abrasivo 1 a 2

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS MATERIALES A TRANSPORTAR:

ABRASIVIDAD: Es la capacidad de un material de desgastar a otra superficie. Se clasifican de acuerdo a la escala de MOHS de la siguiente manera:

Tabla Nº 1. Tipo de abrasividad

CORROSIVIDAD: Se mide mediante el factor de acidez (PH) de la siguiente forma:

Tipo de Corrosividad Factor (PH)

Sustancia corrosiva 1 a 6

Sustancia medianamente corrosiva 7

Sustancia no corrosiva (básica) 7 a másTabla Nº 2. Tipo de corrosividad

FRIABILIDAD: Es la compactación que sufre un material a través del tiempo. Se manifiesta sobre todo cuando un material se almacena a la intemperie y absorbe la humedad del ambiente a través del tiempo, lo que tiende a endurecer su superficie.

Fig. Nº 1. Ángulo de reposo

FLUIDEZ: Es la factibilidad que tiene un material de deslizarse sobre superficie se mide mediante el ángulo de reposo o ángulo de rozamiento

Tipo de Fluidez Ángulo de reposo

Livianamente fluido 0º - 15º

Fluidamente bueno 15º - 30º

Medianamente Fluido 30º - 45º

Fluidez pesada 45º - 70º

Tabla Nº 3. Tipo de fluidez

)(

TEMPERATURA DE TRABAJO: Es la temperatura del material a transportar y la temperatura en la que opera el transportador.

Tipo de temperatura Temperatura ( ºF )

Temperatura fría Menor a 32 ºF

Temperatura ambiente 32 ºF a 150 ºF

Temperatura caliente 150ºF a 300 ºF

Temperatura muy caliente 300 ºF a 900 ºF

Alta temperatura Mayor a 900 ºF

Tabla Nº 4. Tipo de temperatura

Tipo de tamaño Tamaño

Tamaño fino Malla 100 a malla 250

Tamaño palpable Malla menor a 400

Tamaño granular Malla 100 hasta ¼”

Tamaño guijarro ¼” a 2”

Tamaño pequeño 2” a 4”

Tamaño mediano 4” a 6”

Tamaño grande 6” a 12”

Tamaño muy grande Mayor de 12”

Tabla Nº 5. Tipo de tamaño

Nota: Cuando se tiene diferentes tamaños de material, para calcular la capacidad se debe tomar las partículas de menor tamaño.

Definiciones

Es una máquina especial utilizada

para elevar y transportar en forma

continúa materiales a granel o en

terrones, a lo largo de una trayectoria

vertical o ligeramente inclinada con

respecto a la vertical hasta un ángulo

de 30º.

Fig. Nº3. Elevador de cangilones (fajas)

• Existen también los elevadores de cangilones que se montan

igualmente espaciados sobre fajas o cadenas.

• Este tipo de elevador ocupa poco espacio pudiendo elevarse

materiales hasta una altura de 50 ó 60 metros, en la práctica

las alturas que más se utilizan están comprendidas entre 7 a

23 metros.

• La capacidad de transporte puede llegar de 500 a 600

m3/h.

• Las velocidades de trabajo normalmente están

comprendidas entre 0.5 m/s hasta 4 m/s (0 98 pies /min.

hasta 780 pies/min).

El elevador de cangilones consta de las siguientes partes:

un cuerpo, un chute de carga, un chute de descarga, una

plataforma de inspección; una polea superior y una polea inferior en

caso de utilizar fajas o un sprocket superior y un sprocket inferior

en el caso de utilizar cadenas, una faja o cadena donde se montaran

los cangilones, un sistema de transmisión consiste en un

motorreductor con una transmisión por cadena de rodillos, ubicada

en el cabezal superior, un eje superior, un sistema antiretorno

(trinquete o frenos) ubicados en el cabezal superior, un templador

ubicado en el cabezal inferior, un eje inferior, chumaceras de

rodamientos, etc.

Fig. Nº4. Elevador de cangilones (cadena)

Fig. Nº5. Elevador de cangilones (componentes)

ELEVADORES DE CANGILONES DE DESCARGA CETRÍFUGA (ESPACIADOS)

Es el tipo de elevador que se utiliza con mayor frecuencia, con cangilones de acero o de hierro maleable, montados sobre fajas o cadena, espaciados a intervalo ligeramente mayores que la profundidad de los cangilones, para evitar interferencias en la carga y la descarga (de 2 a 3 veces la profundidad del cangilón)Este tipo de elevador opera por lo general verticalmente y manipula materiales en terrones finos y pequeños de hasta 2” y que fluyen libremente tales como: cereales, carbón, arena, azúcar, etc. Operan a 82% de la velocidad crítica.Los cangilones son cargados por la acción simultanea de 2 movimientos: uno es el material que fluye hacia los cangilones y el otro, la acción de recoger que realizan los cangilones del fondo del elevador.Las velocidades son relativamente altas, entre 200 y 400 pies/ minuto (de 1 a 2 m/s); asegurando así por lanzamiento del material contenido, el vaciado completo del material del cangilón al dar la vuelta en la polea motriz. Se diseña con frecuenta para capacidades hasta de 60 ton/h.

ELEVADORES DE CANGILONES DE DESCARGA POSITIVA

Este es un tipo especial de elevador de cangilones similar al elevador de descarga de cangilones centrífuga, excepto que los cangilones espaciados están montados entre 2 filas de cadena, las cuales después de dar vueltas por las ruedas de la polea superior pasan sobre un eje o árbol que los empuja hacia adentro para invertir los cangilones y aumentar el intervalo de descarga produciendo un vaciado completo del material. La velocidad de operación es baja alrededor de 100 a 120 pies/min., se emplea para manipular materiales livianos, aereados, polvorientos o pegajosos, los cuales no descargan fácilmente en elevadores de descarga centrífuga. Los cangilones deben ser grandes o espaciados a corta distancia para producir así capacidades iguales a aquellas de un elevador de descarga centrífuga.

ELEVADORES DE CANGILONES CONTINUOS

Este tipo de elevador de cangilones es utilizado para manipular materiales en terrones más grandes de 2” a 5” y materiales que presenten dificultades de manipulas con un elevador de descarga centrifuga. Operan a velocidades de 40 a 50% de la velocidad crítica; correspondiente a 100 pies/min. o menos. Usualmente se utiliza para materiales pegajosos difíciles de desprenderse de los cangilones, materiales frágiles o materiales muy pesados.

ELEVADORES DE CANGILONES DE SUPER CAPACIDAD

Este tipo de elevador se utiliza para las más altas capacidades y materiales pesados, tales como: carbón, piedra, minerales, etc. Los cangilones se montan sobre cadenas con descarga normal, continuos. La diferencia es que son mas grandes, y para darle mayor resistencia los cangilones se fijan a la cadena mediante ejes transversales de acero que sirven como pines de la cadena, operan de 25% 30% de la velocidad crítica.

Sirve para determinar la trayectoria de las partículas al momento de la descarga, así como también para el cálculo de la velocidad límite denominada velocidad crítica. Para casos, generales las velocidades de trabajo fluctúan entre el 80 a 82% de la velocidad crítica, existiendo otros casos en los cuales se puede trabajar con un tipo de elevador denominado de supercapacidad y que van a trabajar entre el 100 y 120% de la velocidad crítica.

Fig. Nº5. Dinámica del Elevador

.cangilones los de gravedad de centro del línea la a eje, del centro el desde RadioR gc ..

Fuerza Centrífuga )( CF

1.12) (ecuaciónR

V

g

w

R

VmF

gcgcC

..

2

..

2

Velocidad Tangencial de los cangilones (V)

1.13) (ecuaciónND

V gc

60

..

Reemplazando la ecuación 1.13; en la ecuación 1.12

1.14) (ecuación

R

ND

g

wF

gc

gcC

..2

2..

)60(

La descarga sed produce cuando:

WFC La descarga sed produce cuando:

Entonces:

1.15) (ecuaciónR

ND

g

wW

gc

gc

..

22..

2

3600

)(

La velocidad crítica de la polea superior viene dada por:

1.16) (ecuaciónRPMDR

Ngcgc

)(

6.7619.54

....

1.17) (ecuaciónxfaja la de espesorRR canguilónpoleagc ..

Radio desde el centro del eje hasta l línea del centro de gravedad de los cangilones ..gcR

(pies) c.g. del línea la hasta DiámetroD

(pies) c.g. de línea la hasta RadioR

pies/s 32.3 gravedad la de nAceleracióg

canguilón del gravedad de centro x

Donde

c.g.

gc

2

..

:

Peso de la carga en cada cangilón )(G

1.18) (ecuaciónkglG )(

0.9 :pequeños pedazos Para

0.6 :grandes pedazos Para

cangilón del relleno de ecoeficient

(kg/litro) carga la de granel a peso

(litros) cangilón del volumenl

Donde

:

Productividad del elevador de cangilones

1.19) (ecuaciónhtont

VGQ

)/(6.3

(m) cangilones entre pasot

(m/s) elevador del lineal VelocidadV

(kg) cangilón el en carga la de PasoG

Donde

:

Paso entre cangilones )(t

cangilón del dprofundida o altura h

:Donde

cadena de paso del múltiplo t

:cadenas utilizan que elevaodres Para

ht

:escama de o continuos cangilones Para

h3) ó (2t

:centrífuga descarga de cangilones Para

Elevador cargado por arriba, por el chute de carga, este tipo de carga utilizan los elevadores de cangilones continuos tipo de escama.

Fig. Nº 6. Carga por arriba del chute de carga

Carga mixta, por el chute de carga y sacando del fondo. Este sistema utilizan los elevadores espaciados normales.

Fig. Nº 7. Carga mixta por carga y por el fondo

Descarga por lanzamiento por acción de la fuerza centrífuga, este tipo de descarga se da en los elevadores de cangilones que utilizan fajas y giran a alta velocidad.

Fig. Nº 8. Descarga por lanzamiento

Descarga por derrame utilizando un piñón de descarga, se utilizan en los elevadores de cangilones de marcha lenta que utilizan cadenas.

Fig. Nº 9. Descarga por derrame usando cadenas

Descarga por derrame utilizando cangilones continuos tipo escama, adecuado para elevadores que utilizan fajas y de marcha lenta hasta de 0.8 m/s.

Fig. Nº 10. Descarga por derrame usando fajas

Cangilones tipo A: generalmente se utilizan en elevadores de cangilones de descarga centrifuga, que pueden utilizar fajas o cadena. Se fabrican de planchas metálicas laminadas y soldadas. En algunos casos se puede fabricar por fundición de espesor uniforme tienen ángulos adecuados con la finalidad de facilitar la descarga. Es el tipo de cangilón más utilizado, es adecuado para elevar: cereales, cemento, carbón, pulpa y materiales similares.

Fig. Nº 11.Cangilón tipo “A”

Cangilones tipo AA, es similar al tipo “A” pero posee un borde de mayor espesor que el cuerpo en sí, para resistir condiciones más severas de desgaste se utilizan para elevar materiales pesados como: piedra, grava, así como también materiales bastante abrasivos.

Fig. Nº 12.Cangilón tipo “AA”

Cangilones tipo “AA – RB”, se utilizan sobre todo para condiciones severas en la industria minera, también en la industria del cemento y fertilizante. Los bordes reforzados permiten aumentar la resistencia del cangilón para contrarrestar la fuerza que tiene a separar los cangilones y las cadenas debido a que pueden alojarse en dichos espacios, el material en sí. De igual manera se prolongará el tiempo de servicio.

Fig. Nº 13.Cangilón tipo “AA-RB”

Cangilones tipo “B”, este tipo de cangilón es usado para materiales altamente quebrados, piedras, minerales, etc. Pero su aplicación principal es preferentemente en elevadores de cangilones inclinados

Fig. Nº 14.Cangilón tipo “B”

Cangilones tipo “SC”, se utilizan para elevar materiales pegajosos tales como: azúcar, arcilla, minerales húmedos y finamente pulverizados que tienen a pegarse a los cangilones

Fig. Nº 15.Cangilón tipo “SC”

Es un dispositivo especial, que permite la rotación de la polea superior en un solo sentido, para evitar el retroceso del “lado de la carga” del elevador de cangilones.

Considerando esta posición se efectúa el cálculo del borde de la pendiente de la rueda y del trinquete al aplastamiento por la presión lineal.

Fig. Nº 16. Trinquete

Compresión o aplastamiento del trinquete debido a la presión lineal (q)

1.20) (ecuaciónqb

Pq

) 7 Nº Tabla ( trinquete del diente del borde el en admisible lineal esiónq

trinquete del diente del borde del anchurab

ncialcircunfere FuerzaP

Donde

Pr

:

Fuerza circunferencial (P)

1.21) (ecuaciónmZ

M

D

MP TORTOR

22

trinquete. del rueda la de árbol el en actúa que torsor momentoM

trinquete. del rueda la de engrane de módulom

trinquete. del rueda la de dientes de númeroZ

trinquete. del rueda la de exterior diámetroD

:Donde

TOR

Relación entre la anchura del diente (b) y el módulo (m)

1.22) (ecuaciónm

b

mm) 4 a (2 rueda la de diente del ancho diente de Anchura

m

b (kg/cm) q

Material de la ruedadel trinquete

Margen de seguridad

Acero fundido o acero gris 1.5 a 6 150 5

Acero SAE 1025 1.5 a 4 300 4

Acero SAE 1035 1.5 a 4 300 4

Acero (St 37) 1 a 2 350 3

Acero SAE 1045 1 a 2 400 3

Tabla Nº 7. Parámetros para el diseño de un trinquete

Cálculo del módulo (m)

mm m

1.23) (ecuacióncm qZ

Mm TOR

6

2

Considerando el diente de la rueda del trinquete como una viga cantilever empotrada a la distancia: h = m; sección de encastres:

1.24) (ecuaciónmQ 5.1

Momento de resistencia a la flexión (W)

1.25) (ecuaciónmba

W

6

25.2

6

22

Momento flector que flexiona al diente (MFLEX):

1.26) (ecuaciónZ

Mm

mZ

MmPhPM TORTOR

FLEX

22

Tensión de flexión actuante (σFLEX)

1.27) (ecuaciónmZ

M

W

MFLEX

TORFLEXFLEX

325.2

12

material del admisible flexión de tensión

Donde

FLEX :

Considerando los valores admisibles de la tensión de flexión según los márgenes de seguridad (n) indicados en la Tabla Nº 7

1.28) (ecuación(cm) Z

Mm

FLEX

TOR

375.1

Para las ruedas de trinquetes interiores:

1.29) (ecuaciónma 3

El módulo se determina por:

1.30) (ecuación (cm) Z

Mm

FLEX

TOR

31.1

Nota: se recomienda fabricar el trinquete solo de acero.

Tensión en la sección peligrosa del gatillo (n - n)

Se produce un esfuerzo complejo:

1.31) (ecuación' B

lP

B

PFLEX

2

6

material del admisible compleja flexión de tensión

6n

trinquete del anchoB

:Donde

FLEX

'

Nota: Para mejorar las condiciones de operación se puede colocar un segundo gatillo, si el elevador es muy alto y muy cargado se puede colocar dos trinquetes, a ambos lados del eje superior.

Fig. Nº 17. Polea superior

(pulg) polea la de terminales discos entre distanciab

(pulg) srodamiento entre distanciaL

(lb) polea la en total cargaP

(lb/pulg) actuante flector MomentoM

Donde

:

Momento flector actuante en la polea superior (M)

Se produce un esfuerzo complejo:

1.32) (ecuaciónbLP

M

4

)(

Momento torsor actuante (T)

1.33) (ecuaciónTTT )( 21

(pulg) superiorpolea la de exterior Radio

(lb) )flojo (lado cargade de lado el en TensiónT

(lb) tenso) (lado carga de lado el en TensiónT

pulg)(lb actuante torsor MomentoT

Donde

2

1

:

A veces es más conveniente calcular el momento torsor haciendo uso de las siguientes fórmulas:

1.34) (ecuaciónpulg)(lb N

HPT

63000

superiorpolea la de RPMN

polea la por atransmitid PotenciaHP

Donde

:

1.35) (ecuación)m(kg N

kWT

974

superiorpolea la de RPMN

polea la por atransmitid PotenciaWk

Donde

:

1.36) (ecuación)cm(kg N

CVT

71700

superiorpolea la de RPMN

polea la por atransmitid PotenciaCV

Donde

:

Notas:•En la práctica se considera un pliegue de faja por cada 150 mm de diámetro de polea.•No se recomienda la utilización de untas vulcanizadas para unir las fajas.•Se recomienda colocar una ventanilla de inspección en el cabezal superior.