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cálculos diseño de bandas transportadoras
Tipo: Tesinas
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Agradezco primero a Dios, a mi madre por regalarme la oportunidad de ser un profesional y a todos aquellos que contribuyeron con la realización de este trabajo, especialmente al Ing. Federico Camacho, Director de Tesis, por ayudarme a cristalizar este gran sueño en realidad.
Dr. Kleber Barcia V., DECANO DE LA FIMCP Ph.D. Ing. Federico Camacho B.DIRECTOR PRESIDENTE
Ing. Marcelo Espinosa L. VOCAL
(Reglamento de Graduación de la ESPOL).
__________________________ Byron David Basurto Barreto
poseen las bandas transportadoras tubulares sobre sus antecesoras. Siendo la más importante la protección del medio ambiente, por ofrecer un transporte de material completamente cerrado y libre de derrames evitando cualquier riesgo de contaminación ambiental.
En el tercer capítulo se muestra el cálculo de los parámetros principales de diseño tales como: capacidad de transporte, ancho, y velocidad de la banda, tensión y potencia requerida. Una vez definidos estos parámetros, se procede a diseñar la estructura y los componentes principales del transportador.
En el cuarto capítulo se presenta un caso de estudio, en el que se analizó uno de los transportadores tubulares más largos que existe en el mundo, instalado Birla Copper, India. Se procedió a calcular los requerimientos de tensión y potencia del sistema usando las especificaciones de diseño del caso de estudio con la finalidad de contrastar los resultados obtenidos mediante el método planteado en la presente tesis.
Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones para el posterior uso de esta nueva opción de transporte por banda para el manejo de materiales al granel.
1.1. Banda Transportadora ..................................................................... 6 1.2. Sección de Carga ........................................................................... 11 1.3. Secciones de Transición ................................................................ 12 1.4. Secciones Intermedias ................................................................... 15 1.5. Sección de Descarga ..................................................................... 16 1.6. Tambor Motriz ................................................................................ 17 1.7. Sistema Tensor .............................................................................. 18
° Grados °F Grados Fahrenheit h Hora hp Horsepower kg Kilogramo kW Kilovatios lb Libra lb/pie^3 Libras por pie cúbico lb/pulg Libras por pulgada m Metro lineal m/s Metro por segundo mm Milímetro N Newton N/m Newton por metro pie^3 Pie cúbico pulg Pulgadas s Segundo ton Tonelada métrica [1000 kg o 2200 lb] ton/h Toneladas por hora CAE Computer Aided Engineering CEMA Conveyor Equipment Manufacturers Association D Banda tipo Aramida DP Banda tipo Aramida-Nylon EP Banda tipo Polyester-Nylon EPP Equipo de Protección Personal ESPOL Escuela Superior Politécnica del Litoral FIMCP Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción JPC Japan Pipe Conveyor MSDS Material Safety Data Sheet P Banda tipo Nylon-Nylon ST Banda tipo Cable de Acero (Steel Cord) SCBA Self-Contained Breathing Apparatus
T Tensión resultante por la resistencia del producto a la flexión cuando la banda viaja sobre los rodillos [lb] V Velocidad de la banda [m/s] b Peso de la banda [lb/pie] Peso del producto transportado [lb/pie] Peso específico del producto transportado [lb/pie^3 ] ϕ Coeficiente de llenado del producto μ Coeficiente de fricción entre la banda y la polea α Ángulo de contacto de la banda y la polea [°] Eficiencia mecánica del sistema de transmisión
Hace más de 30 años, las bandas transportadoras tubulares incursionaron en el sector industrial brindando una solución libre de derrames, especialmente cuando se requiere transportar productos que son contaminantes con el medio ambiente. Desde entonces, las instalaciones de este tipo han funcionado sin complicaciones, y en algunos casos teniendo una confiabilidad mayor que los sistemas convencionales.
A pesar de ser una innovación tecnológica que reduce el impacto medioambiental, las bandas transportadoras tubulares no son la primera opción escogida por las industrias en cuanto a sistemas de transportación de materiales al granel se refiere. La razón principal es el desconocimiento del sistema y sus beneficios.
La presente literatura proporciona al ingeniero una perspectiva clara de la aplicación de estos sistemas, estableciendo consideraciones de diseño necesarias para dimensionar y seleccionar sus componentes principales.
Las bandas transportadoras tubulares no poseen un estándar definido para su diseño. CEMA sugiere la aplicación de los mismos métodos de diseño utilizados en bandas transportadoras convencionales, considerando los
factores apropiados de corrección proporcionados por los fabricantes de bandas transportadoras tubulares.
Se utilizará como método de comprobación el caso de estudio de la banda transportadora tubular de materiales al granel instalada en la planta Birla Cooper situada en India, para corroborar lo mencionado anteriormente.
Las primeras pruebas en escala real se realizaron en 1970, pero fracasaron porque no se comprendían completamente los criterios de diseño necesarios para mantener la forma tubular de la banda. A pesar de ello, el Sr. Hashimoto perseveró con su idea, y en 1975 la compañía Bridgestone accedió a participar en la creación de una banda apropiada para el sistema, a cambio de los derechos de fabricación en Japón [1].
En 1975, se llevó a cabo la segunda prueba del concepto, cuyos resultados comprobaron la validez del mismo, y en 1976 se realizó un tercer ensayo con un transportador tubular recto. A partir de entonces, su desarrollo comenzó a perfeccionarse [1].
En 1977, se realizó un ensayo con un transportador curvo, y posteriormente en el mismo año, se logró otra prueba con un transportador inclinado [1].
La primera instalación comercial del JPC se realizó en Kitakyushu Sand Co-op /Japón en 1979. Se instalaron dos transportadores de 300 mm de diámetro, con 20 m y 28 m de longitud respectivamente, los cuales han funcionado sin problemas hasta la fecha [1].
A partir del concepto original, se derivaron otros tipos de sistemas con ciertas odi icaciones, co o por eje plo el “Ne Pipe Conve or” de Mitsubishi, el “Mitsui Pipe Conve or”, entre otros, ver FIGURA 1.2 [3].
