Transportador por Tornillo

Grupo 3Martinez SantiagoSchaaf MichaelVeloz RoqueTabla de contenido

1.Introduccin:42.Propuesta de Diseo:53.Seleccin Catalogo64.Seleccin Segundo Tornillo7Paso 1: Establecer material, capacidad y distancia de Transporte7Paso 2: Clasificacin del Material8Paso 3: Determinacin capacidad equivalente y coeficiente de llenado9Paso 4: Determinacin velocidad rotacin11Paso 5: Determinacin Tamao de grano11Paso 6: Determinacin del tipo de rodamiento12Paso 7: Determinacin Potencia13Paso 8: Seleccin de componentes segn Par Transmitido16Paso 9: Seleccin de componentes segn Par Transmitido17Paso 10: Determinacin componentes restantes y medidas17Deflexin eje:17Boca entrada material18Especificacin de la hlice18Determinacin de la estructura19Determinacin tipo descarga195.Seleccin del Primer Tornillo21Paso 3: Determinacin capacidad equivalente y coeficiente de llenado21Paso 4: Determinacin velocidad rotacin23Paso 5: Determinacin Tamao de grano23Paso 6: Determinacin tipo de rodamiento24Paso 7: Determinacin Potencia25Paso 8: Seleccin de componentes segn Par Transmitido28Paso 9: Seleccin de componentes segn Par Transmitido29Paso 10: Determinacin componentes restantes y medidas29Deflexin eje:29Boca entrada material29Especificacin de la hlice30Determinacin de la estructura31Determinacin tipo descarga316.Conclusiones33

1. Introduccin:

El transportador por tornillo es uno de los tantos sistemas existentes para movilizar materiales dentro de una planta industrial, con la ventaja de su robustez, durabilidad, mezclado uniforme durante el trayecto entre otros. Se plante el siguiente problema de diseo del transportador para un material combinado de: 60%chipsdemadera 40%deaserrnPara alimentar un horno de secado con 4 ton/horade dicha mezcla, donde los componentesseencuentranapiladosendosgrandesmontaasdentrodeungalpn.Como condicin de diseo se solicit que a la boca del horno que se encuentra a una altura de 2 m respecto al piso llegue una mezcla homognea de los materiales. En la figura se puede observar la ubicacin de los materiales a transportar y el trayecto de transporte a cubrir.

2. Propuesta de Diseo:

Se opto por utilizar dos tornillos para transportar la mezcla de material. El primer tornillo tendr dos tolvas de carga una por cada material. Las mismas tendrn una compuerta que regula el volumen que cae al tornillo para obtener la mezcla 60/40 entre chips y aserrn respectivamente. Luego el primer tornillo descargara en la tolva del segundo, para lo que se debe elevar el mismo para tener una buena descarga. Esta altura depender del diseo del segundo tornillo.Por ltimo el segundo tornillo llevara el material al horno, descargando en la parte superior como indica la letra. Adems deber proveer una mezcla homognea para lo que se usaran paletas de mezclado.

3. Seleccin Catalogo

Se utiliz el fabricante Martin para la seleccin de tornillo simplemente por tener un catlogoms amigable que las dems empresas que se busc, el mismo fija una serie de pasos para la seleccin que se pueden ver en la figura:

4. Seleccin Segundo Tornillo

Se comenz diseando el segundo tornillo en primera instancia ya que la entrada del mismo determinara la altura a la que se debe elevar el primero. Por lo que se seleccionara el tornillo que lleva la carga al horno para luego disear el tornillo que carga por primera vez los materiales.

A continuacin se siguieron los pasos que indica el fabricante para la seleccin del tornillo que tienen en sus catlogos. El fabricante no tenia en catalogo los tornillos inclinados, para lo que se aplicaron coeficientes de diseo recomendados por el libro de Spiva Kovsky.Paso 1: Establecer material, capacidad y distancia de TransporteEn este tornillo vamos a tener una mezcla de chips y aserrn en una proporcin 60/40 respectivamente, donde llegan ambos materiales juntos pero sin tener una mezcla del todo homognea. Para ello debemos aplicaremos un sistema de paletas que el fabricante recomienda para este tipo de requerimientos. La distancia que tendr este segundo transportador es de 9,2 metros (ver LAYOUT).La capacidad requerida por la industria es de 8818.5 lb/hr

Paso 2: Clasificacin del MaterialEl fabricante brinda especificaciones sobre los distintos materiales que se pueden observar a continuacin:Chips Madera (Wood Chips)Densidad (lb/ft3)10-30

CdigoD3-4-5-V-Y

Tipo Ruleman intermedioL-S

Serie Componentes2

Factor Fm0.6

Tipo Capacidad de llenado30A

Aserrn (Wood Flour)Densidad (lb/ft3)16-36

CdigoB6-3-5-N

Tipo Ruleman intermedioL-S

Serie Componentes1

Factor Fm0.4

Tipo Capacidad de llenado30 A

Se procede a especificar el significado del codigo brindado por el fabricante:

Con la especificacin del material podemos sacar la capacidad requerida en volumen:

Se utiliz de cada material la densidad ms baja para ser conservador las cuales son de de: y .

Paso 3: Determinacin capacidad equivalente y coeficiente de llenado

Segn fabricante la capacidad equivalente se determina:

De tablas 1.3 a 1.5 se determin los factores de correccin a la capacidad teniendo en cuanta que seleccionamos un dimetro igual al paso (por ser el diseo ms estndar, con ello reducimos el precio final), con una hlice convencional y paletas para la mezcla homognea que se solicit. Esto es:CF11

CF21

CF31,16

Los coeficientes fueron determinados segn las siguientes tablas:

Como ya mencionamos se debe tener en cuenta la inclinacin del tornillo, que disminuye la capacidad que el mismo puede transportar. Spiva Kovsky da un coeficiente segn el Angulo de inclinacin, por lo que lo aplicamos a la capacidad requerida equivalente:

C

150.7

Por lo que la capacidad equivalente:

Ahora teniendo la capacidad equivalente podemos seleccionar el dimetro del tornillo, para el factor de llenado al tener el mismo facilita la eleccin que es de 30% clase A. Por la tabla podemos deducir que:

Con una velocidad mxima de 85 Rpm, el cual lleva 1770 con lo que es adecuada para nuestra aplicacin.

Paso 4: Determinacin velocidad rotacin

Entonces: Paso 5: Determinacin Tamao de grano

Se debe verificar que no halla acumulacin ni se dae la hlice del tornillo, esto depende de la dimensin mxima del material y del espacio que hay entre la hlice y la carcasa del transportador. Al tener un material blando que se puede romper no se detiene en este punto con mayor precisin. Simplemente de la tabla tomamos que debe haber 5 de luz.

Paso 6: Determinacin del tipo de rodamiento

Segn el material se especifica el rodamiento a utilizar, se tom tipo L el cual se especifica en la tabla a continuacin.

Paso 7: Determinacin Potencia

Segn el fabricante tenemos:

FactorValor

L (ft)30.25

Nmax (Rpm)85

Cmax (ft3/hr)1770

Fb2

Fd78

Ff1

Fm0.6

Fp1.58

Entonces:

Determinando F0= 2.45 a partir de la grfica:

Tenemos:

Ahora debemos tener en cuenta en la potencia un factor por tener el tornillo inclinado, el cual lo suponemos que se debe sumar el trmino:

Entonces:

Suponemos una eficiencia de 75% para la transmisin entre el motor y el tornillo por polea:

Eligiendo el motor del catlogo de Siemens tenemos:

Motor con una Potencia de 2 HP y una velocidad nominal de 1200 RPM. Se transmitir por correa que es lo habitual en estos tornillos, con una relacin entre radios de ya que necesitamos una velocidad de 60 rpm en el tornillo.

Paso 8: Seleccin de componentes segn Par Transmitido

El par transmitido mximo lo podemos calcular segn:

Con este valor vamos a la tabla 1.18 y obtenemos los componentes del tornillo que transiten el par.

Esto es:Tipo Sch 40Tipo C 1018Con 2 tornillos tanto para las uniones como para los rodamientos

Paso 9: Seleccin de componentes segn Par Transmitido

Paso 10: Determinacin componentes restantes y medidas

Deflexin eje:

Segn tablas del fabricante el eje tiene un peso de 12 lb/ft por lo que el eje tiene:

Segn el fabricante la deflexin mxima no puede exceder los 0,25 por lo que estamos dentro de lo permitido. Adems se haba calculado segn el tamao del grano la luz era de 5 , as que es adecuada la deflexin.

Boca entrada materialSe selecciona del catalogo los tipos de tolva de alimentacin con las medidas dadas por el fabricante

Con esto queda determinado la entrada dematerial al segundo tornillo, y la altura que deber tener el primero que es de A+D por lo que queda de 0.635 m.Especificacin de la hlice

Determinacin de la estructura Se seleccion del tipo Flange Tubular Housing ya que proteger el material que es inflamable, se vuela con viento y muy higroscpico.

Determinacin tipo descarga

Tapas Laterales

Son las encargadas de sostener al eje del tornillo, mediante rulemanes que lo encierran protegiendo la zona de fricion.

5. Seleccin del Primer Tornillo

Para este tornillo usamos la misma marca (Martin) para la seleccin, ya que es recomendable usar ambos del mismo fabricante para compatibilidad de uniones as como facilitar el mantenimiento y las reparaciones. Como se determin el anterior tornillo podemos ahora seleccionar el primero, ya que tenemos que debe ser inclinado a una altura de 0.64 m. Entonces el angulo de inclinacin es de 5 y una longitud de 5,04 m esto es 16,47 ft.

Como transportamos el mismo material que el tornillo dos tenemos que la capacidad es:

Los anteriores pasos ya fueron determinados en el anterior tornillo por lo que seguimos con el paso tres. Paso 3: Determinacin capacidad equivalente y coeficiente de llenado

Segn fabricante la capacidad equivalente se determina:

De tablas 1.3 a 1.5 se determin los factores de correccin a la capacidad teniendo en cuanta que seleccionamos un dimetro igual al paso (por ser el diseo ms estndar, con ello reducimos el precio final), con una hlice convencional y sin paletas ya que la mezcla homognea se genera en el segundo tornillo. Esto es:CF11

CF21

CF31

Como ya mencionamos se debe tener en cuenta la inclinacin del tornillo, que disminuye la capacidad que el mismo puede transportar. Spiva Kovsky da un coeficiente segn el Angulo de inclinacin, por lo que lo aplicamos a la capacidad requerida equivalente:C

50.9

Por lo que la capacidad equivalente:

Ahora teniendo la capacidad equivalente podemos seleccionar el dimetro del tornillo, para el factor de llenado al tener el mismo facilita la eleccin que es de 30% clase A. Por la tabla podemos deducir que:

Con una velocidad mxima de 90 Rpm, el cual lleva 1160 con lo que es adecuada para nuestra aplicacin.

Paso 4: Determinacin velocidad rotacin

Entonces: Paso 5: Determinacin Tamao de grano

Se debe verificar que no halla acumulacin ni se dae la hlice del tornillo, esto depende de la dimensin mxima del material y del espacio que hay entre la hlice y la carcasa del transportador. Al tener un material blando que se puede romper no se detiene en este punto con mayor precisin. Simplemente de la tabla tomamos que debe haber 5 1/16 de luz.

Paso 6: Determinacin tipo de rodamiento

Segn el material se especifica el rodamiento a utilizar, se tom tipo L el cual se especifica en la tabla a continuacin.

Paso 7: Determinacin Potencia

Segn el fabricante tenemos:

FactorValor

L (ft)16.47

Nmax (RPM)90

Cmax(ft3/hr)1160

Fb2

Fd55

Ff1

Fm0.6

Fp1

Entonces:

Determinando F0 = 2.9 a partir de la grfica:

Entonces:

Ahora debemos tener en cuenta en la potencia un factor por tener el tornillo inclinado, el cual lo suponemos que se debe sumar el trmino:

Entonces:

Suponemos una eficiencia de 75% para la transmisin entre el motor y el tornillo por polea:

Eligiendo el motor del catlogo de Siemens tenemos:

Motor con una Potencia de 1,5 HP y una velocidad nominal de 1200 RPM. Se transmitir por correa que es lo habitual en estos tornillos, con una relacin entre radios de ya que necesitamos una velocidad de 65 rpm en el tornillo.

Paso 8: Seleccin de componentes segn Par Transmitido

El par transmitido mximo lo podemos calcular segn:

Con este valor vamos a la tabla 1.18 y obtenemos los componentes del tornillo que transiten el par.

Esto es: Tipo Sch 40 Tipo C-1018 Con 2 tornillos tanto para las uniones como para los rodamientos

Paso 9: Seleccin de componentes segn Par Transmitido

Paso 10: Determinacin componentes restantes y medidas

Deflexin eje:

Segn tablas del fabricante el eje tiene un peso de 12 lb/ft por lo que el eje tiene:

Segn el fabricante la deflexin mxima no puede exceder los 0,25 por lo que estamos dentro de lo permitido. Adems se haba calculado segn el tamao del grano la luz era de 5 , as que es adecuada la deflexin.Boca entrada materialSe selecciona del catalogo los tipos de tolva de alimentacin con las medidas dadas por el fabricante

En este transportador como se describi en el layout tiene dos bocas de entrada una por cada material. Especificacin de la hlice

Determinacin de la estructura Se selecciono al igual que en el anterior tornillo del tipo Flange Tubular Housing ya que proteger el material.

Determinacin tipo descarga

Tapas Laterales

Son las encargadas de sostener al eje del tornillo, mediante rulemanes que lo encierran protegiendo la zona de fricion.

6. Conclusiones

Se determin los transportadores para cumplir con los requerimientos pedidos para transportar la mezcla. En la siguiente tabla se expresan los datos ms importantes:Tornillo 1Tornillo 2

Largo (m)5.04 9.22

Dimetro Hlice (in)1214

Potencia motor (HP)1.52

Velocidad de Rotacin (Rpm)6560

Dimetro eje (in)22

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