Proyecto Elevador De Canjilones

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Universidad Autónoma de Baja California

Escuela de Ciencias de la Ingeniería y Tecnología

Unidad Valle de las Palmas

Materia: Dise;o de elementos de maquinas

Diseño y Construcción de Elevador de Cangilones

para Alimentación de una Criba

Integrantes

Acosta Huerta Ángel Alam

Loa Parra Jorge Alfredo

Zermeño Lomelí Eduardo

Monroy González Franco Iván

Ortiz Cruz José Daniel

Ortiz Cruz Isael

Silva Medina Héctor Mario

Profesor: Navarro Torres Jose

Contenido: “Proyecto Final”

Fecha: Miércoles 25 de mayo del 2016

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Contenido Necesidad ............................................................................................................................................ 3

Elevador de cangilones ........................................................................................................................ 3

Funcionamiento .......................................................................................................................... .......3 Estado del arte....................................................................................................................................8

Características técnicas del elevador.................................................................................................9

Memoria de cálculos ..................................................................................................................................................12

Hojas de procesos.............................................................................................................................21

Costos................................................................................................................................................27

Planos................................................................................................................................................29

Evidencia fotográfica de la manufactura………………………………………………………………………………………30

Conclusión……………………………………………………………………………………………………………………….…………..35

Referencias........................................................................................................................................36

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Necesidad

Surge a raíz de la necesidad de elevar y transportar material en gran cantidad, para alimentar una

criba vibratoria; donde se requiere abastecer de manera eficiente y constante.

Elevador de cangilones

Un elevador de cangilones es un mecanismo que se emplea para el acarreo o manejo de materiales

a granel verticalmente (como en el caso de granos, semillas, fertilizantes, etc.). Son utilizados en la

industria para el transporte de materiales de la más variada clase, ya sea a granel, secos, húmedos

e inclusive líquidos. Constan de una cinta ó cadena motora accionada por una polea de diseño

especial (tipo tambor) que la soporta e impulsa, sobre la cual van fijados un determinado número

de cangilones. El cangilón es un balde que puede tener distintas formas y dimensiones, construido

en chapa de acero o aluminio y modernamente en materiales plásticos, de acuerdo al material a

transportar. Van unidos a la cinta o cadena por la parte posterior, mediante remaches o tornillos,

en forma rígida o mediante un eje basculante superior cuando trabajan montados sobre cadenas

para transporte horizontal. Los materiales a emplear en sus distintas partes dependerán del uso del

mismo. Por ejemplo en las plantas de lavado y fraccionado de cloruro de sodio (sal) se utilizan rolos

(tambores) de madera, cangilones plásticos, utilizando la menor cantidad de componentes

metálicos posibles. Estos elevadores cuando se utilizan para transporte vertical, deben ir provistos

de un freno de retroceso que puede ser de cuña o a trinquete, para evitar el retroceso de la noria y

su consecuente atascamiento.

Funcionamiento

La alimentación o carga se hace de forma que el material caiga en los cangilones, una vez llenos los

cangilones son elevados, y, en la parte superior, se produce la descarga aprovechando la fuerza

centrífuga en una rampa o tolva instalada al respecto.

Los cangilones suben generalmente con una carga parcial, y a una velocidad determinada.

En algunos casos es conveniente dar al aparato una velocidad superior a la requerida con el fin de

facilitar la descarga, puesto que a mayor velocidad, mayor proyección.

Partes:

1- Correa

2- Cangilones

3- Tambor de Accionamiento

4- Tambor de Reenvío

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5- Cabeza del Elevador

6- Pantalones

7- Pie del Elevador

8- Puertas de Inspección

9- Unidad de Accionamiento

10- Dispositivo tensor

11- Freno Automático

12- Descarga del Elevador

13- Tolva de Alimentación

14- Puerta de Limpieza

Fig 1.Torre de cangilones (partes)

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UNIDAD DE ACCIONAMIENTO

La cabeza (ítem 1, Fig. 1) es el componente localizado en la parte superior del elevador. Está

constituida por un motor y un reductor que puede estar ligado directamente al eje del tambor de

accionamiento o a través de un acople elástico. Toda la unidad se asienta en una plataforma

construida para tal fin.

TAMBOR DE ACCIONAMIENTO

Es el encargado de transmitir el movimiento a la correa, normalmente fabricado en fundición o

chapa de acero. Pueden tener una pequeña iconicidad a los efectos de centrar la correa y siempre

y cuando el cangilón lo permita. Es altamente recomendable el recubrimiento del mismo con caucho

a los efectos de protegerlo del desgaste producido por la gran cantidad de polvo que genera el

sistema. Este recubrimiento evita también el desgaste prematuro de la correa y hace más eficiente

el uso de la potencia ahorrando energía. También aumenta el coeficiente de rozamiento haciendo

más difícil un eventual deslizamiento.

CABEZA DEL ELEVADOR

También localizada en la parte superior del elevador y es una estructura metálica que contiene al

tambor de accionamiento, formando parte de la misma la unidad de accionamiento, el freno y la

boca de descarga. El capot de la cabeza o sombrero debe tener el perfil adecuado para adaptarse lo

más posible a la trayectoria del material elevado en el momento de producirse la descarga. Esta

trayectoria depende de varios factores como son el tipo de cangilón, la velocidad de la correa y el

diámetro del tambor de accionamiento.

FRENO

Es un sistema ligado al eje del tambor de accionamiento. Permite el libre movimiento en el sentido

de elevación. Cuando por cualquier motivo el elevador se detiene con los cangilones cargados, este

sistema impide el retroceso de la correa, evitando así que el material contenido en los mismos sea

descargado en el fondo del elevador.

RAMAL DE SUBIDA

Junto con el ramal de bajada une la cabeza con el pie del elevador. Normalmente fabricado en chapa

plegada y soldada de construcción modular. Su largo depende de la altura del elevador. Sus

dimensiones deben ser tales que permitan el paso de la correa y los cangilones con holgura. Este

ramal (también denominado "pantalón") contiene a la correa y cangilones cargados en su

movimiento ascendente. Sobre el mismo normalmente se encuentra ubicada la puerta de

inspección.

RAMAL DE BAJADA

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Caben las consideraciones generales indicadas para el ramal de subida. Este ramal (también

denominado "pantalón") contiene a la correa y cangilones vacíos en su movimiento descendente.

PLATAFORMA DE SERVICIO DE LA CABEZA

Se puede observar (Ítem 9 Fig. 1) Una área de trabajo para efectuar inspecciones de rutina y

mantenimiento en la cabeza del elevador, transmisión y el motor.

PLATAFORA INTERMEDIA

Un área de descanso para cumplir con normas de seguridad requeridas por OSHA donde establece

que a cada 30 pies una plataforma en facilidades comerciales.

ESCALERA

La escalera provee acceso a las plataformas de servicio. Carteles son proveídos para instalar la

escalera a la caja del elevador en marcos a cada 5” ó 10’ pies.

MALACATE

Es una opción que provee un brazo extendido para ayudar en subir o bajar los pesados componentes

de la pesada cabeza del elevador durante el mantenimiento.

JAULA DE SEGURIDAD

La jaula de seguridad está construida de tubos y provee una estructura alrededor de la escalera.

TAMBOR DE REENVÍO

Se localiza en la parte inferior del elevador. Sobre el eje del mismo se encuentra montado

normalmente el dispositivo de estiramiento. Su construcción se recomienda que sea aleteada o tipo

"jaula de ardilla" para evitar que el material derramado se introduzca entre el tambor y la correa

provocando daños a la misma. Su diámetro es generalmente igual al tambor de accionamiento o

menor que el mismo.

PIE DEL ELEVADOR

Se encuentra ubicado en la parte inferior del elevador y contiene al tambor de reenvío.

Son partes integrantes del mismo la tolva de alimentación y el dispositivo de estiramiento. Esta

parte de la estructura se encuentra regularmente provista de puertas de inspección y de limpieza.

DISPOSITIVO DE ESTIRAMIENTO

Como su nombre lo indica este dispositivo permite el tensado de la correa para lograr un perfecto

funcionamiento del sistema. Este dispositivo puede ser de dos tipos: a tornillo (el más usual) o

automático (para elevadores de grandes capacidades). El tensor está localizado normalmente en la

bota, y es usado para guiar la banda o correa y tensar la cadena

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Fig 2. Tensor de tipo tornillo

BOTA

La bota o caja (ítem 14, Fig. 1) es el componente inferior del elevador. Recibe el material para ser

elevado, contiene la banda inferior.

Fig 3. BOTA DEL ELEVADOR. (a) bota típica. (b) Bota típica (vista de lado).

CAJA

La caja o envoltura del elevador (ítem 11, Fig. 1) es manufacturado en secciones. Forma la estructura

para soportar la cabeza, la plataforma de servicio, escalera, jaula, etc., provee protección contra el

polvo e impermeabilidad contra el agua para la banda del elevador, o cadena o cangilones. La caja

puede ser diseño simple o doble.

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LA PUERTA DE SERVICIO

Es una sección de la caja con paneles removibles para permitir acceso para el mantenimiento a la

banda/cadena y cangilones.

BOCA DE DESCARGA

El nombre indica su función.

TOLVA DE ALIMENTACIÓN

El nombre indica su función.

BANDAS – CADENAS

Este es el componente que lleva los cangilones llenos desde la bota a la cabeza. La banda estándar

provee pernos fuertes con la habilidad de soportar y resistentes a estiramientos. Es también

resistente al aceite, desgaste, y tiene una cubierta especial que resiste las cargas estáticas.

BANDA

Estructuralmente y en términos generales las correas utilizadas en elevación son iguales a las

utilizadas en transporte horizontal. No obstante debe tenerse muy en cuenta al momento de su

selección, la mayor robustez que deben poseer. No olvidar que su resistencia longitudinal se va a

ver afectada por el perforado al que es sometida para la fijación de los cangilones a través de los

bulones y debe poseer mayor resistencia transversal para lograr una correcta sujeción de los

mismos.

Estado del arte

En silos para granos diversos, en silos de otros productos de diversas granulometrias, en fábricas de

cemento para almacenar cemento y clinker, en silos de granalla, etc... rilladora de doble criba, de

principios del siglo XX.

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Fig 4. En esta imagen se puede ver la utilización de

una noria de cangilones dentro de una máquina.

Fig 5. Guirnalda de cangilones o sarilla, para elevar agua

destinada al consumo humano o animal. El dibujo está basado

en el realizado por al-Jazar, ingeniero iraquí de finales del siglo XII.

Características técnicas del elevador

-Consiste en un canjilón cuya función es transportar material.

-Cuenta con una cadena para transmitir la potencia y los canjilones desplazarse.

-Un medio para dirigir el movimiento.

-La velocidad en el llenado y descarga centrifuga se logran con (Reductores de velocidad

helicoidales)

-Se hacen de Lamina de acero al carbono pintada o acero inoxidable (Facilita su mantenimiento e

instalación y extiende su resistencia al desgaste y corrosión)

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-Sobre los ejes de acero se montan los tambores de cabeza y cola, buffin o magnitud cónico que

junto con el tensor por tornillo garantizan el tiraje de la banda y evitan el desplazamiento de

partes

En caso de transporte vertical deben

--Tener un freno de retroceso

--Depender de la fuerza centrifuga o velocidades un poco altas

En caso de cargar inclinada

--Llevar la descarga sobre la polea conductora

--Su velocidad puede ser un poco lenta

--No dependen de la fuerza centrifuga

Tipos de cargas del elevador de cangilones

A. Directamente desde tolva

-Para materiales de pedazos grandes y abrasivos.

-velocidad de desplazamiento del órgano de tracción es baja.

B.- Por dragado

- Para materiales que no muestran resistencia a la extracción, pulverulentos y de granulación fina

Tipos de descarga del elevador de cangilones

C.- Centrifuga

- Grandes velocidades de desplazamiento (1.2 – 4 m/s).

- La carga se efectúa generalmente por dragado del material depósito en la parte inferior del

transportador.

- La distancia de separación entre cangilones es de 2 a 3 veces la altura del cangilón.

D.- Gravedad o continua

- Bajas velocidades de desplazamiento (0.5 y 1.0 m/s).

- Se aprovecha el propio peso del material para la descarga del mismo.

E.- Positiva

-Parecido al tipo centrífugo pero los cangilones están montados en los extremos con dos cordones.

o torones de cadena.

- Velocidad de los cangilones lenta y apropiada para materiales livianos, aireados y pegajosos.

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Selección del material del cangilón

TIPO A

-Para descarga centrifuga.

-Para elevar cereales, cemento, carbón, pulpa y materiales similares.

TIPO A-A

-Para condiciones más severas de desgaste con materiales más pesadas.

-Para piedra, grava y materiales de alta agresividad.

TIPO AA-RB

- Usado normalmente para elevar cemento y fertilizantes.

-Tiene bordes reforzados que permite aumentar la resistencia del cangilón.

-Usado para productos altamente abrasivos.

TIPO B

-Para cangilones del tipo inclinado.

-Para materiales altamente quebrados piedras minerales etc.,

TIPO SC

-Para la manipulación de materiales secos o húmedos.

-Los cangilones son lisos, sin fisuras y de manera uniforme emitidos para resistir el desgaste por

abrasión, la corrosión y el óxido.

TIPO HF

-Para uso en descargas continuas tienen frentes de alta y proporcionada para la alta capacidad.

- El interior liso permite que el material sea transportado de manera fácil y descarga rápida

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Memoria de cálculos

Longitud de la banda

∅1 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑙𝑒𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧

∅2 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑙𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟

𝐿 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎

𝑌1 = 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜𝑠

𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 = 0.008 𝑚

𝐿 = 2𝑌1 + 𝜋∅1

2+

𝜋∅2

2

𝐿 = 2 𝑥 0.7 𝑚 + 𝜋(0.108 𝑚)

2+

𝜋(0.112 𝑚)

2

𝑳 = 𝟏. 𝟕𝟒𝟓 𝒎

Velocidad angular ideal

d= Distancia del eje a la bandeja

h= Distancia del cangilon a la bandeja

r1= Radio de la polea + Espesor de la banda +

distancia de la banda al centroido del cangilon

Radio de polea =0.054m Espesor = 0.008m y centroide = 0.05 m

r1= (0.054 + 0.008 + 0.05)m = 0.112

Velocidad lineal

𝑉0 =𝑑

𝑡

Donde t es tiempo en segundos.

𝑡 = (2ℎ

𝑔)

12

𝑉0 = 𝑑 (𝑔

2ℎ)

12

𝑉0 = 0.6 (9.81

2(0.3))

12

= 𝟐. 𝟒𝟐𝟔𝒎

𝒔

Fig 6. Banda de los cangilones

Fig 7. Equilibrio entre la

fuerza centrifuga y el peso

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Velocidad angular

𝜔 =𝑉0

𝑟1=

2.426

0.112= 19.88

𝑟𝑎𝑑

𝑠

𝝎 = 𝟏𝟖𝟗. 𝟖𝟒 𝒓𝒑𝒎

𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕 𝐕𝐕 𝐕𝐕 𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕 𝐕𝐕𝐕 𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕

𝑉𝑏 = 𝜔∅1

2

𝑉𝑏 = 19.880.108

2= 𝟏. 𝟎𝟕𝟑

𝒎

𝒔

Tiempo que demora la polea motriz en dar 1 revolución:

𝑡1 =1

𝜔=

1

189.84= 0.00526𝑚𝑖𝑛

𝑡1 = 𝟎. 𝟑𝟏𝟓𝟔 𝒔𝒆𝒈

Longitud que recorre la banda en 𝑡1 = 0.3156 𝑠𝑒𝑔:

%𝐿 = 𝑉𝑏𝑡1

%𝐿 = (1.073)(0.3156) = 𝟎. 𝟑𝟑𝟖𝟔 𝒎

Si se coloca 1 cangilón por cada revolución de la polea motriz se tiene:

𝐿

%𝐿=

1.745 𝑚

0.3386𝑚= 𝟓. 𝟏𝟓𝟑 𝒄𝒂𝒏𝒈𝒊𝒍𝒐𝒏𝒆𝒔

Calculo de distancia entre cangilones

𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 =1.745

9= 0.193 m espacio entre cangilones

Cada cangilón debe estar montado a 0.19 metros de distancia.

Cantidad de cangilones que pasan sobre la polea por cada revolución:

%𝐿

𝐸𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠=

0.3386

0.193= 1.754 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠

Diseño del cangilón

Se necesita alimentar 1200 kg/hr = 0.333 kg/s

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El flujo de material que pasara en t1= 0.3156 segundos cuando la polea de accionamiento da una

revolución es:

(0.333𝑘𝑔

𝑠) (0.3156 𝑠) = 0.105 𝑘𝑔

Fig 8. Tabla fabricante de cangilones 4B

Volumen útil del cangilón

𝑉 =𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎

𝑉 =0.105 𝑘𝑔

1600𝑘𝑔𝑚3

= 𝟔. 𝟓𝟔(𝟏𝟎)−𝟓𝒎𝟑

Consideran que parte del material se riega en el momento de llenado al pasar por la bota y que el

llenado de la excavación no es perfecto se aumenta un 40% mas al volumen del cangilón, lo que

nos da un volumen útil de:

𝑽 = 𝟗. 𝟏𝟖𝟒(𝟏𝟎)−𝟓𝒎𝟑

Calculo de la tensión en la banda

El cálculo de los valores de tensión y potencia es el sigue, previo conocimiento de:

𝐺 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑟 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑟 (𝑘𝑔

ℎ)

𝑉0 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 (𝑚

𝑠)

𝑌1 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑟 (𝑚)

𝑎: 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑖𝑛𝑡𝑎 (𝑐𝑚)

A continuación se calcula la carga lineal del elevador

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𝑃𝑚 =𝐺

3600𝑉0(

𝑘𝑔

𝑚) =

1200

3600(1.073)= 0.31 kg/m

La tensión efectiva será:

𝑇𝑒 = 𝑃𝑚(𝑌1) = 0.31(0.7)

𝑇𝑒 = 0.217 𝐾𝑔

La tension maxima en las cintas es:

𝑇𝑚 = (1 + 𝐾)𝑥 𝑇𝑒

𝑇𝑚 = (1 + 2) x 0.217 =0.651 kg

Calculo de potencia requerida

Calculo de canjilón

𝐿𝑏 = (𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛 + 𝑨𝒃 + 𝑨𝒑)

Donde:

𝑳𝒃 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑑𝑜𝑟

𝑨𝒃 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛 𝑦 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎

𝑨𝒑 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑦 𝑝𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑜𝑛

𝑳𝒂𝒓𝒈𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒏𝒈𝒊𝒍𝒐𝒏 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑢𝑡𝑖𝑙 + 2(𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛)

Por lo tanto:

𝑳𝒂𝒓𝒈𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒏𝒈𝒊𝒍𝒐𝒏 = 0.08𝑚 + 2(0.003)𝑚

𝑳𝒂𝒓𝒈𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒏𝒈𝒊𝒍𝒐𝒏 = 0.083𝑚

𝑳𝒃 = 0.083𝑚 + 2(0.07)𝑚 + 2(0.075)𝑚

𝑳𝒃 = 0.373𝑚

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Volumen de la bota

𝑽𝒇 = 𝝅(𝑟3)2𝐿𝑏

donde:

𝑽𝒇 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑡𝑎

𝒓𝟑 = 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑠𝑒 𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎

𝒓𝟑 =𝜙2

2+ 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 + 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛 + 𝑙𝑢𝑧 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑔. 𝑦 𝑏𝑜𝑡𝑎

𝒓𝟑 = 0.17𝑚 + 0.003𝑚 + 0.08𝑚 + 0.04𝑚

𝒓𝟑 = 𝟎. 𝟐𝟗𝟑𝒎

𝑳𝒃 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑑𝑜𝑟

𝑽𝒇 = 𝝅(0.293)20.373𝑚

𝑽𝒇 = 0.100𝑚3*0.3 (El 0.3 ya que para cálculos se considera que siempre está a 30%)

𝑽𝒇 = 𝟎. 𝟎𝟑𝒎𝟑

Fuerza de excavación

𝑾𝟐 = 𝜌𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎. 𝑔. 𝑉𝑓

donde:

𝑾𝟐 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑑𝑜𝑟

𝝆𝒂𝒓𝒆𝒏𝒂 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎

𝒈 = 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑

𝑽𝒇 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑡𝑎

𝑾𝟐 = 1600𝑘𝑔/𝑚3 ∗ 𝑔 ∗ 0.03𝑚3

𝑾𝟐 = 𝟒𝟕𝟎𝑵

Fig 9. Diagrama de fuerza

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Fuerza de excavación

(1) ∑𝑭𝒏 = 𝑀𝑎𝑛

(2) 𝑵𝟑 − 𝑾𝟐 = 𝑴𝒂𝒏

donde:

𝑵𝟑 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙

𝒂𝒏 = 𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙

𝑾𝟐 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑑𝑜𝑟

Despejando N3

𝑵𝟑 = 𝑀𝑎𝑛 + 𝑊2

donde:

𝑴 =𝑊2

𝑔 𝑦 𝒂𝒏 =

𝑉02

𝑟𝑐

donde:

𝒓𝒄 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑙 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜𝑖𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛 𝑎 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑡𝑎

𝒓𝒄 =𝜙2

2+ 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 + 𝑑𝑖𝑠𝑡. 𝑒𝑠𝑡. 𝑎𝑙 centroide del cangilon.

𝒓𝒄 = 0.123𝑚

Se obtiene

𝑵𝟑 = 𝑊2 +𝑊2

𝑔+

𝑉0

𝑟𝑐

2

𝑵𝟑 = 𝑊2 + (1 +𝑉0

𝑟𝑐 . 𝑔

2

)

𝑵𝟑 = 𝟗𝟏𝟔. 𝟐𝑵

--Entonces la Fuerza de excavación es:

𝑭𝒂 = 𝑁3. µ𝑠

Fig 10. Diagrama de fuerza del elevador

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𝑭𝒂 = 916𝑁 ∗ 0.85

𝑭𝒂 = 𝟕𝟕𝟖. 𝟖 𝑵

Fuerza total del elevador

𝑷𝟏 = 𝑊1 + 𝐹𝑎

𝑷𝟏 = 𝑊1 + 778.8𝑁

donde:

𝑾𝟏 = 16(𝑊𝑐 + 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛)

donde:

𝑾𝒄 = 𝜌ℎ𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜 . 𝑔. 𝑉𝑚

𝑽𝒎 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎 ℎ𝑒𝑐ℎ𝑜 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛.

𝑉𝑚 = (𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑𝑖𝑛𝑎𝑙 + 𝐴𝑟𝑒𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙𝑒𝑠)(𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜)

𝑽𝒎 = (0.016𝑚2 + 0.0128𝑚2)(0.003𝑚)

𝑽𝒎 = 8.12 ∗ 10−5𝑚3

por lo tanto:

𝑾𝒄 = (1200𝑘𝑔

𝑚3) (9.8𝑚/𝑠2)(8.12 ∗ 10−5𝑚3)

𝑾𝒄 = 1.01𝑁

Entonces:

𝑾𝟏 = 16(1.01 + 1)

𝑾𝟏 = 32𝑁

Sustituyendo en la ec. de fuerza total del elevador:

𝑷𝟏 = (32𝑁) + 778.8𝑁

𝑷𝟏 = 810.96𝑁

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La potencia necesaria para que el elevador pueda trasportar los cangilones cargados es:

𝑷𝒐𝒕 = 𝑷𝟏 ∗ 𝑽𝟎

𝑷𝒐𝒕 = 810.96𝑁(1.07𝑚/𝑠)

𝑷𝒐𝒕 = 𝟏. 𝟏𝟔𝒌𝒘 = 𝟏. 𝟓𝑯𝒑

Tabla de cálculos

Longitud de la banda 1.745 m

Velocidad lineal aproximada 2.426 m/s

Revoluciones por minuto aproximada 189.84 rpm

Tiempo de la polea matriz en dar 1 Rev. 0.3156 seg

Alimentación 0.333 kg/s

Volumen útil del cangilón 6.56E-5 m3

Tensión efectiva 0.217 kg

Largo de cangilón 0.083 m

Volumen de la bota 0.03 m 3

Peso de la arena en el fondo del elevador 470 N

Fuerza normal 916.2 N

Tensión en la banda

Un tensado correcto en las correas de transmisión sin duda trae muchos beneficios y evita diversos

inconvenientes. Debemos recordar siempre algunas reglas básicas:

● La tensión ideal es la mínima posible, sin que la banda se deslice o “patine” sobre la polea,

considerando las condiciones cuando el equipo sea sometido a la torsión más alta.

● La tensión excesiva disminuye la vida útil de las bandas, de los rodamientos/bujes y puede causar

daños internos en el motor/equipo; por otro lado, una baja tensión provocará el deslizamiento,

ocasionando fallas prematuras.

● Después del cambio de bandas, verificar la tensión de las mismas en las primeras 48 horas de

operación.

● Hacer inspecciones periódicas en el conjunto de transmisión, tensionando correctamente las

bandas cuando sea necesario.

Tabla 9. Se muestran los cálculos realizados previos a la

manufactura.

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Tabla 10. Se muestra la fuerza

correcta de tensar una banda por

medio de el diámetro menor.

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HOJA DE PROCESO

Proyecto: Elevador de cangilones Dimensiones: Curso(Grupo): 567

PIEZA ENCARGADOS MATERIALES HERRAMIENTAS TIEMPO EJECUCIÓN

Polea tipo ardilla Isael Ortiz Cruz Acero A36 Varias 260 min

Croquis pieza Cantidad Útiles y herramientas Operaciones y observaciones Tiempo

2 Cortadora de plasma Protección: Guantes,bata y lentes para cortar con plasma.

Cortar un redondo en placa de 4 x 4 in en el centro de la placa con un diámetro de 100mm.

15 min en 1 pieza

16 Cortadora de acero Protección: Lentes de seguridad, bata y guantes

Cortar perfil cuadrado solido de acero en la cortadora prensándola a longitud de 153 mm

28 min

2 Cortadora de plasma Protección: Guantes, bata, lentes para cortar con plasma.

Cortar cuadrados de 4.9mm en las placa redonda con una separación de 9mm entre cada uno con una inclinación de 22.5º de las paredes

32 min en 1 pieza

2 Taladro de banco Broca 3/4" 2 Prensas

Asegurar con las prensas la placa y barrenar por el centro con el taladro

5 min por pieza

16 Maquina de soldar Electrodos 6011 Protección: Careta, guantes , bata y botas

Soldar perfil cuadrado dentro de cada cortes

8 min por pieza

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Proyecto:Elevador de cangilones Dimensiones: Curso(Grupo): 567


Cangilon Jose Daniel Ortiz Acero Galvanizado Varios 48 min

Croquis pieza Cantidad/op Útiles y herramientas Operaciones y observaciones Tiempo

3 Barrenos

-Pieza de trabajo -Taladro de banco -Broca de 31/64

El centro de los barrenos estan cituados a 20mm de la linea superior y con separciones de 15mm entre barrenos

5 minutos

3 Avellanados

-Pieza de trabajo -Taladro de banco -Avellanador

Avellanados en los barrenos realizados

3 minutos

1 Doblez

-Pieza de trabajo -Superficie con vorde redondeado

Debe utilizarce fuerza para doblar la lamina en un borde redondo

10 minutos

1 Doblez

-Pieza de trabajo -Maquina dobladora

El angulo a realizar es de 90 grados y es necesario que dos peronas para operen esta maquina

10 minutos

1 Corte

-Lamina -Roedora

El corte se marca con la pieza de trabajo en la lamina y se procede a cortar con tolerancia +1cm

10 minutos

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HOJA DE PROCESO


2 Soldadura

-Fuente de soldadura con arco -Electrodo

Soldar en zona marcada de color rojo

10 minutos


Base 2 Jose Daniel Ortiz Acero y galvanizado Varios 100 minutos

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HOJA DE PROCESO



16 Barrenos

-Angulo de 70cm de 1¨ -Angulo de 60cm de 1¨ -Taladro de banco -Broca de 7/16

Para angulo de 70cm Izq. y d. primer barreno (45 ±1.8)mm Segundo a (215 ±1.8)mm Para angulo de 60cm izq. y d. primer barreno (40 ±1.8)mm Segundo a (200 ±1.8)mm

5 minutos por ángulo

4 Uniones

-Fuente de soldadura con arco -Electrodos

Soldar todas las uniones 10 minutos

1 Corte

-Lamina de 70cmx60cm -Roedora

Del lado de 600mm (corte de 100mm) 250±2mm

10 minutos


Polea de tambor Mario Silva Aluminio Torno 2 horas aproximadamente


1 pieza Torno Buril Vernier

-Se carean las dos caras circulares del cilindro.

10 minutos


-Se da la cilindrada de 100 mm para esto se debe tener un cilindro cercano al ideal con sus respectivas tolerancias. -Medir

20 minutos

1 pieza Torno Vernier Buril Vernier

-Dejar el cilindro con una longitud de 152.4 mm para cumplir con el plano planteado. -Medir

20 minutos

1 pieza Torno Broca Vernier

-Se barrena el cilindro a 19.05 mm en el centro hasta atravesar la pieza por completo. -Medir.

20 minutos

1 pieza Torno Broca Vernier

-Llevar a cabo 4 barrenos de 4 milímetros alrededor del barreno mayor. - Medir.

20 minutos


-Se matan los filos de la pieza -Medir.

10 minutos

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HOJA DE PROCESO

Proyecto: Dimensiones: Curso(Grupo):


-Llevar a cabo el acabado en la superficie de la pieza de aluminio. -Medir.

20 minutos

PIEZA ENCARGADOS MATERIALES HERRAMIENTAS TIEMPO EJECUCIÓN Alam Acero Galvanizado Cortador 3 horas

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2 piezas -disco de corte Se cortaran dos rectángulos marcados a línea punteada sobre la lámina de medida (904 x 304) mm^2. Estas serán las secciones de los lados.

12 min

2 piezas -roedora Con la roedora se cortara las láminas anteriores marcadas puntudamente con un diámetro de 300 mm.

1 pieza -disco de corte Se cortaran dos rectángulos marcados a línea punteada sobre la lámina de medida 403 x 304

6 min

1 pieza -disco de corte Se cortaran dos rectángulos marcados a línea punteada sobre la lámina de medida 483 x 403. Este se doblara a presión para hacer la forma circular.

6 min

1 pieza -disco de corte Se cortaran dos rectángulos marcados a línea punteada sobre la lámina de medida 605 x 403.

6 min

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2 piezas -cortador Se cortaran dos ángulos de aproximadamente 600 de largo.

5 min

1 pieza -soldadura de puntos -tornillos -taladro -perica

Se unirán mediante procesos de soldadura de puntos algunas laminas, mientras que los ángulos se acoplaran mediante atornillado.

2 horas

1 pieza -esmeril Pulir las zonas sobresalientes al área determinada con el esmeril.

30 min

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Costos

Tabla 1. Costos de partes

Tabla 2. Costos de fabricación

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abla 2. Costos de fabricación

Tabla 3. Costo total

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Planos

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Evidencia fotográfica de manufactura

Fotografía 1. Se muestra cómo se van

soldando las partes de la estructura.

Fotografía 2. Se aprecia la

unión de las partes de la

estructura.

Figura 1. Se muestran las chumaceras

tensoras.

Fotografía 3. Se aprecia la parte del

elevador de cangilones, la bota.

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unión de las partes de la

estructura por medio de

ángulos.


unión de la polea al eje

por medio de soldadura

escogida especialmente

para este trabajo.

Fotografía 6. Se puede

observar la estructura

con la banda y las poleas

instaladas.

Fotografía 7. Se aprecia

las partes de las tensoras

ya instaladas de los lados

frontales.

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Fotografía 8. Se puede

observar la colocación

de la chumacera con su

respectivo eje a la

polea.

Fotografía 9. Se

muestra el proceso de

unión de la bota.

Fotografía 10. Se muestran las

tensoras que ayudaran a

obtener una óptima tensión en

la banda.

Fotografía 11. Se

muestra la unión de la

polea por medio de

soldadura especial

para este material.

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Fotografía 12. Se

muestra el

asentamiento de la

estructura haciendo

barrenos e

insertando los

respectivos tornillos.

Fotografía 13. El corte

de los ángulos para

unirlos por medio de

soldadura.

Fotografía 14. La

unión de las dos

poleas en el proceso

de soldadura.

Fotografía 15. Se

puede apreciar mejor

las chumaceras de

arriba que sostienen

el eje.

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Fotografía 16. Se

observa el proyecto

hasta el momento.

Figura 2. Se observa

como debe quedar

idealmente.

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Conclusión

El trabajo de transportar la arena es una actividad que toma algo de tiempo si se hace de

manera manual, este tiempo podría utilizarse para agilizar el procedimiento de hacer los

moldes, con la utilización de una criba vibratoria para efectuar esta tarea de tamizado de

arena, se disminuye considerablemente el tiempo, aún falta hacerle algunas pruebas y

algunas mejoras de los detalles que notamos que se presentaron, durante la manufactura

de todos los componentes del sistema.

Las cosas a veces no salen como se planean hay problemas externos que se

interponen en un objetivo y es necesario encontrar una solución, en este elevador de

cangilones se encontramos varios problemas pero esto se soluciona viendo diferentes

aspectos que se muestran con el tiempo, analizando cada material sabiendo sus

propiedades, así mismo el problema en talleres que se tuvieron mucha limitación por usar

máquinas y material.

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Referencias

JAUREGUI ORTIZ ,YARINA MYRTA . (2010). Maquinas industriales Elevador de cangilones. Peru :

UNC.

Univerdidad Carlos III de Madrid Elevador de cangilones

http://ocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/ingenieria-de-transportes/material-de-clase-

1/elevadores_cangilones.pdf

Diseño de un elevador de cangilones para un sistema de recirculación de arena de moldeo con

capacidad de 50ton/día

http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/21423

Universidad Carlos III de Madrid PROYECTO FIN DE CARRERA Interacción de ANSYS con entornos

de ventanas a medida. Aplicación al campo de la Ingeniería Mecánica Autor: Francisco González

Solís

http://earchivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/11617/Presentacion%20PFC%20FGS.pdf?seque

nce=1

Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Salamanca -TRANSPORTE POR

CANGILONES

http://dim.usal.es/areaim/guia%20P.%20I/PAGINA%20CANGILONES.HTM

Proyecto Elevador De Canjilones

Engineering

Transcript of Proyecto Elevador De Canjilones