Manejo de materiales: Diseo de sistema transporte por cangilones

Manejo de materiales:Diseo de sistema transporte por cangilones

Integrantes: Jonathan Araya C.Profesor: Fernando Apaz CH.

El cangiln es un balde que Puede tener distintas formas y dimensionesConstruido en chapa de acero o aluminio y modernamente en materiales plsticos, de acuerdo al material a transportar. Van unidos a la cinta o cadena por la parte posterior

La capacidad de la mayora de los equipos se expresa en toneladas / hora, ya que es la unidad que mejor se ajusta a las dimensiones de las instalaciones.

CANGILONES:

ELEVADOR DE CANGILONES:

Es una mquina diseada especialmente para elevar y transportar en forma contina materiales a granel o en terronestrayectoria vertical o con una pequea inclinacin de 30. Estn constituidos esencialmente por: una cinta en forma de anillo, en el que estn fijados cangilones a intervalos regulares, que gira sobre dos poleas puestas en los extremos del aparato, todo encerrado en una tubera metlica denominada caaExisten los elevadores de cangilones que se instalan igualmente espaciados sobre fajas o cadenas.

3CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE LOS MATERIALES A GRANEL

Se debe tener conocimiento de las caractersticas del material:

Angulo de reposo del materialAngulo de cargaFluidez del materialsirve para determinar la seccin transversal de la carga es un indicador del ngulo de seguridad de la inclinacin de la cinta.

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 (bsica) 7 a ms Tipo de temperatura Temperatura ( F ) Temperatura fra Menor a 32 F Temperatura ambiente 32 F a 150 F Temperatura caliente 150F a 300 F Temperatura muy caliente 300 F a 900 F Alta temperatura Mayor a 900 F Temperatura De Trabajo: Es la temperatura del material a transportar y la temperatura en la que opera el transportador.

ABRASIVIDAD: Es la capacidad de un material de desgastar a otra superficie.

Se clasifican de acuerdo a:Tipo de abrasividad Escala de MOHS Material Abrasivo 6 a 10 Material medianamente abrasivo 3 a 5 Material no abrasivo 1 a 2

Tabla de valores de Mohs

DurezaMineralComentarioComposicin qumica1TalcoSe puede rayar fcilmente con la uaMg3Si4O10(OH)22YesoSe puede rayar con la ua con ms dificultadCaSO42H2O3CalcitaSe puede rayar con una moneda de cobreCaCO34FluoritaSe puede rayar con un cuchillo de aceroCaF25ApatitoSe puede rayar difcilmente con un cuchilloCa5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)6OrtoclasaSe puede rayar con una lija para aceroKAlSi3O87CuarzoRaya el vidrioSiO28TopacioRayado por herramientas de carburo de TungstenoAl2SiO4(OH-,F-)29CorindnRayado por herramientas de carburo de SilicioAl2O310DiamanteEl mineral ms duro conocido, rayado solo por otro diamante.C8PARTES DE UN ELEVADOR DE CANGILONES

VISTA DE DETALLE DE LA SECCION DE LA CABEZA

DETALLES DE SU CONSTRUCCIN: Norias Cabezal de mando, tensor y cajasConstruidos en chapa de acero galvanizadoCon estructuras calculadas para soportar esfuerzos de carga -descarga y vientos segn norma IRAM 8015

Polea de mandoDe acero soldada y vulcanizada Fijada al eje por chavetas normalizadas.

Polea tensora Tipo jaula para autolimpieza.

Correa:Plana de tejido 100% polister.

Cangilones Metlicos de alta capacidad fijados con bulones y tuercas autofrenantes a la correa. Opcionalmente se pueden suministrar cangilones de material como poliuretano, PVC, etc.

Directamente desde la tolva: Materiales de pedazos grandes y abrasivos.La velocidad de desplazamiento del rgano de traccin es baja.

TIPOS DE CARGA DEL ELEVADOR DE CANGILONES

Por dragado: Materiales que no muestran resistencia a la extraccin, pulverulentos y de granulacin fina.

TIPOS DE DESCARGA DEL ELEVADOR DE CANGILONESCentrifuga:

Es el ms empleado en la industriaGrandes velocidades de desplazamiento (1.2 4 m/s).La carga se efecta generalmente por dragado del material depsito en la parte inferior del transportador.La distancia de separacin entre cangilones es de 2 a 3 veces la altura del cangiln.

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.

Clasificacin: Por gravedad libre. Es necesario desviar el ramal libre del elevador mediante estrangulamiento o inclinar el propio elevador.Por gravedad dirigida. Los cangilones se sitan de forma continua, sin separacin entre ellos. La descarga del material se efecta por efecto de la gravedad utilizando la parte inferior del cangiln precedente como tolva de descarga. La carga se realiza directamente desde la tolva.

Positiva:Elevador es parecido al tipo centrfugo salvo que los cangilones estn montados en los extremos con dos cordones o torones de cadena.La velocidad de los cangilones es lenta y apropiada para materiales livianos, aireados y pegajosos. ELEVADOR DE CANGILON HEAVY DUTY Se utiliza para las mas altas capacidades y materiales pesados, tales como carbn piedra minerales, etc.

SELECCIN DEL MATERIAL DEL CANGILON Polietileno, nylon o uretano:Agricultura o manejo de granos ForrajesSemillas SalArenaProductos qumicosProductos alimenticiosVariedad de materiales de flujo libre

El polietileno es ideal para la mayora de aplicaciones mientras que el nylon o el uretano se recomiendan para productos altamente abrasivos Hierro o aluminio:Cangiln de servicio industrialManejo de piedrasArenas de fundicin. Arena y gravaCarbn fertilizanteSal Barro Arcilla , Etc

El hierro es ideal para productos grandes, de alta densidad, de escurrimiento lento o para productos filosos y cortantes, como el vidrio molido.El de aluminio es un cangiln liviano para uso con productos no abrasivos en aplicaciones con alta temperatura (250F a 400F/121C a 204C), Acero :

Cangilones usados para trabajos en agricultura o para manejo de granos, forrajes, semillas, sal arena, productos qumicos, productos alimenticios y una gran variedad de materiales de flujo libre.A diferencia del cangiln de nylon, polietileno y uretano este cangiln es ideal para trabajar con productos de bordes afilados y en aplicaciones en caliente mayor a 107C.

SELECCIN DE TIPO DE CANGILON

TIPO A :este cangiln es utilizado cuando se tiene cangilones de descarga centrifuga ya sea con faja o cadena usado para elevar cereales, cemento, carbn, pulpa y materiales similares.TIPO A-ASe usa para condiciones ms severas de desgaste con materiales mas pesados como piedra, grava y materiales de alta abrasividadTIPO AA-RB Usado normalmente para elevar cemento y fertilizantes, tiene bordes reforzados que permite aumentar la resistencia del cangiln para contrarrestar la fuerza que tiene a separar los cangilones y las cadenas debido a material alojado en dichos espacios, usado para productos altamente abrasivos.TIPO BSe usa este tipo de cangiln para materiales altamente quebrados, piedras minerales etc., pero el factor predominante para su seleccin es para cangilones del tipo inclinado.Tipo BSe utiliza para elevar materiales pegajosos como azcar, arcilla, minerales hmedos y finamente pulverizados que tienen a pegarse a los cangilones.TIPO SCSon adecuados para la manipulacin de materiales secos o hmedos relativamente mayores en las capacidades de tipo AA cubos. Los cangilones son lisos, sin fisuras y de manera uniforme emitidos para resistir el desgaste por abrasin, la corrosin y el xido.

TIPO HF

Son adecuados estos cangilones 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 fcil y descarga rpidaSe mencionan entre los principales ya que las empresas innovan al disear nuevos tipos de cangilones y patentarlos aqu les mostramos los mas comunes y usados en la industria.

SELECCIN DEL TIPO DE CONDUCCIN:CONDUCTOR DE FAJA:Usado para elevadores de cangilones con poleas se recomienda el uso de materiales a granel con caractersticas abrasivos, temperaturas moderadas o humedad excesiva. Este tipo de conductor admite velocidades de desplazamiento hasta 2.5 m/s, para grandes tensiones se utilizan bandas con carcasa de tejido metlicoTipos:Alta resistencia al aceite: Esta correa especial es resistente a las grasas y aceites combinados con unas elevadas temperaturas de procesamiento de hasta 120 C en entornos de trabajo a menudo hmedos.Resistente a las llamas: Recomendada para el uso en equipos e instalaciones en los que exista riesgo de incendio o explosin. Apta para la manipulacin de cereales y productos con niveles moderados de aceite como, p. ej., la soya.Apta para productos alimenticios: Este tipo de correas blancas (NBR, FDA, PLY) han sido concebidas para el uso en la industria alimenticia.Estas correas presentan una resistencia excepcional a los aceites y las grasas y cumplen los requisitos establecidos para los componentes que estn en contacto con los alimentos.Se usa mucho en las tareas de procesamiento del arroz, la fabricacin de harinas, la elaboracin de productos con leche en polvo, sal, azcar, detergentes, etc.

Bandas con alma de acero: Especificaciones Tcnicas:Para elevadores industriales de gran altura y gran tonelaje. El cordn de acero mantiene al mnimo el estiramiento de la correa.Resistencia: hasta 2500 kN/mResistente a altas temperaturas de hasta 130C permanentes con la carga de trabajo mxima de 0,5%

Correa para altas temperaturas: Apta para aplicaciones en elevadores en los que se manipulan productos de hasta 150C y con breves picos de 180C.Usada en la industria del cemento, el carbn, los productos qumicos secos y las cenizas volantes. Usa cubiertas especiales para impedir que el calor llegue a la estructura.

Conductores de cadenas

Cadena de acero con bujes recomendado para servicio pesado. La combinacin de la cadena est disponible para la luz de mediano servicio. Adems se usa para una gran altura de elevacin y altas temperaturas, la velocidad no debe sobrepasar como regla 1.25 m/s, las cadenas estn formadas por eslabones redondo calibradas segn norma DIN debido a los problemas de friccin y el ruido. Usado para elevadores de cangilones de alta capacidad y materiales con materiales pesados como piedra chancada, minerales, en general con materiales irregulares y gran dimetro.

Cuadro comparativo entre elevacin por bandas y por cadenas

BandasCadenasCapacidad de hasta 2,3 m /s velocidad de la bandaVelocidad mxima de 1,3 m/ s restringe la capacidadMucho menor inversin de capital

Mucho mayor inversin de capital

Bandas lleva menos tonelaje que las cadenacadena lleva mas tonelaje que las bandasReduccin del mantenimiento y el costo de repuestosAlto costos de mantenimiento y reemplazoMayor tiempo de vidaLa cadena y los piones se desgastan rpidamenteLlevan un numero mayor que el de cadenasEl nmero limitado de cangilones por metroAhorra un 33% de los costes de componentes

Mayor costo de componentesVENTAJA DE LA VENTILACION EN LOS CAPACHOS

Un cangiln con agujeros de ventilacin puede mejorar la eficacia de algunos elevadores a cangilones cuando transportan ciertos productos. En el caso de materiales compactos como harina comn, harinas integrales y alimentos balanceados en harina, los agujeros de ventilacin permiten que el aire escape a travs del cangiln a medida que se llena, lo que permite que el cangiln se llene ms completamente.Durante la descarga, el aire puede volver a travs de los cangilones a medida que se vacan, de ese modo impidiendo un vaco que podra mantener parte del producto en el cangiln y generar el retorno del producto.En el caso de materiales extremadamente livianos, tales como la harina de alfalfa deshidratada, los finos de la limpieza y el salvado, un cangiln ventilado no slo minimiza el soplado del producto durante la carga y descarga, sino tambin reduce la turbulencia de aire en el elevador a medida que el cangiln va vaco hacia abajo por el lado de retorno del elevador. Una disminucin en las corrientes de aire minimiza el vaco que podra llevar a un producto liviano a travs del ramal descendente del elevador de regreso al pie.

ASPECTOS EN LA INSTALACION Y OPERACINTIPOS DE EMPALME EN BANDAS ELEVADORAS DE CANGILONES:

Empalme por piezas de sujecin en ngulo: Se efecta mediante piezas metlicas y pernosUtilizados en casos en que la tensin de trabajo no supere el 50% de la tensin nominal de la banda. Su funcionamiento es silencioso y el permite tambores del dimetro tan bajo como el aceptado por la propia banda.

Empalme por traslape: Se traslapa un tramo de banda equivalente a al menos el paso de tres cangilones, haciendo la sujecin entre ambos tramos por medio de pernos a la propia fijacin de los cangilonesSe recomienda verificar la proyeccin del cangiln por el aumento de espesor de la banda. El sentido del empalme debe ser inverso al de ataque de la banda a la polea.

Empalme por banda superpuesta:

Se aade un trozo de banda que hace de puente de sujecin entre los dos tramos, fijndola por medio de pernos a los cangilones.Se utiliza en bandas de bajo espesor. Se recomienda verificar la proyeccin del cangiln por el aumento de espesor de la banda.

PLOMADO DEL ELEVADOR DE CANGILONESMTODO DE APLOMO CON LNEA

Con la parte de arriba de la cabeza quitada, dejar caer una lnea de plomo dentro de la caja hasta la bota. No permita que el peso de la lnea de plomo toque el fondo de la bota. Suspenda la lnea de plomo con una pieza de madera o metal y colocarla en la parte de arriba de la cabeza de la caja. Ajuste las lneas de viento a como sea requeridas de tal manera que la estructura este plomada de lado a lado as como del frente hasta la parte posterior.

Las medidas de la lnea del plomo de un lado al otro de la caja sean iguales, de la misma forma las medidas de la puerta de inspeccin tienen que ser iguales a las medidas tomadas en la parte superior del elevador. Haga todos los ajustes y las conexiones finales de anclaje antes de quitar la lnea del plomo de tal manera que se pueda hacer la revisin final.

OPERACIN.Despus de las revisiones descritas anteriormente hayan sido efectuadas, revisar el elevador hacindolo andar sin carga.Si la banda no esta operando en el centro de la polea, ajuste la polea de la bota ajustando el tornillo tensor para que la banda se encarrile, recordar que la banda buscara el lado alto de la polea.Algunas veces se encuentra con la dificultad en la banda de que no se encarrila an despus de ajustar la polea de la bota. Usual-mente es una indicacin que el elevador se ha salido fuera del plomo, o el eje de la cabeza no esta nivelado. La banda tendr una tendencia a estirarse durante las operaciones inciales, hay que tener especial cuidado de dar la tensin apropiada a la banda durante la primera o segunda semana de operacionesDespus de frecuentes estiramientos o tensando durante la primera semana, quizs ser necesario de levantar la polea de la bota y de retraslapar la banda para reducir su longitudDebiera de recordarse que la banda se espantara y contraer bajo diferentes condiciones de temperatura y humedad.

Cuando el elevador haya estado operando satisfactoriamente sin carga, estar listo para ser cargado o ponerse en servicio.

MANTENIMIENTO.BANDARevise con frecuencia la banda para asegurarse de que esta corriendo al centro de la polea y que la tensin es la apropiada.

PERNOS DE LOS CANGILONES:Revise y apriete todas las tuercas de los cangilones despus de 10 horas de operar el elevador. Revselos cada 50 horas de operacin en el uso peridico del equipo.INSPECCIONCUIDAD0: Haga las inspecciones cuando todas las operaciones estn paradas1. Revise la banda para asegurarse que esta trabajando bien y en su posicin, al centro sobre la polea.2. Inspeccione la banda y cangilones por tuercas flojas, cangilones daados y la condicin en general de la banda.3. Revise la tensin de la banda. Re-traslapar en el caso que ya no pueda ajustarse ms.4. Inspeccione la banda en V por tensin y condicin. Cuando cambie la Banda en V debe hacerlo con una similar.5. Revise regulador de velocidad si tiene suficiente aceite y si hay indicios de filtracin. Mantenga el respiradero limpio.6. Revise chumaceras para ver si tienen suficiente lubricacin y evidencia de sobrecalentamiento.7. Revise los accesorios de las poleas simples y acanaladas por seguridad.8. Revise cables aseguradores (vientos) y ajustarlos si es requerido.

CONTROL DE POLVOSOBJETIVOS prevenir escapes de polvo remover aire hmedo (condensaciones) disminuir riesgo de explosiones reducir costos de limpieza mejorar el ambiente de trabajoPUNTOS DE CONTAMINACION ENORDEN DE IMPORTANCIA

Puntos de transferencia abiertos. Escapes en sistemas con presin positiva. Zarandas de diverso tipo. Elevadores de cangilones (ventiladores de baja eficiencia).

PRINCIPIOS BASICOS cubrir y aspirar las zonas de transferencia crear una presin negativa en tolvas, elevadores, tuberas de descarga

DENSIMETROINSTRUMENTO UTILIZADO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD APARENTE DEL GRANO (kg/m3)

CALCULO DE DISEO DE ELEVADORES DE CANGILONES

DINAMICA DEL ELEVADOR DE CANGILONES:

Fuerza centrfuga (Fc):

Velocidad tangencial de los cangilones (v):

Reemplazando:

La descarga se produce cuando Fc=W

La velocidad crtica de la polea superior viene dada por:

Radio desde el centro del eje hasta la lnea del centro de gravedad de los cangilones Rc.g:

DondeXcangilon= Centro de gravedad del cangilng = aceleracin de la gravedad=32.2 PIES/SEG2Rc.g= Radio hasta la lnea de c.g (ft)Dc.g=dimetro hasta la lnea del c.g (ft)

Capacidad del elevador de cangilones en ft3/hora:

Donde : Ca = Capacidad ( TON/Hora)Factor = 2204.6 Lbs/Ton = eso especifico Lbs/ft^3

Capacidad terica de cada cangiln:

Capacidad real del transportador por pie de faja:

Luego de hallar un valor se recurre a tablas ya que debido a que los valores comerciales estn estandarizados es poco probable que el valor obtenido de esta ecuacin sea igual a uno por lo tanto se halla con los datos de tabla un valor y luego tiene que cumplir la siguiente condicin:

Luego de seleccionado el tipo y dimensiones del cangiln se procede a recalcular la velocidad que se haba asumido:

Velocidad critica de la faja Vcr:

Velocidad de trabajo:La velocidad de trabajo es el 82% de la velocidad crtica

Dimetro de la polea inferior Dp.i

Longitud de la faja:

Numero de cangilones Ncangilones

Capacidad real de cada cangiln:

n= 0.6-0.8

Peso de la carga en cada cangiln (G) :

I= Volumen del cangiln (Lts)= peso especifico de la carga (Kg/Lts) =coeficiente de relleno del cangilonPara pedazos grandes Para pedazos pequeos

Productividad del elevador de cangilones:

G=Peso de la carga en cada cangiln KgV= velocidad lineal del elevador m/st=Paso entre cangilones m

Paso entre cangilones (t):Para cangilones de descarga centrifuga:t= (2 a 3)xhPara cangilones continuos o de escamat=hPara elevadores que utilizan cadenas:t= mltiplo del paso de la cadenaDonde:h= Altura o profundidad del cangilnMECANISMO ANTIRETORNO:

Compresin o aplastamiento del trinquete debido a la presin lineal (q):

Donde:P= Fuerza circunferencialb=anchura del borde del diente del trinquete[q]=presin lineal admisible en el borde del diente del trinqueteFuerza circunferencial (P):

Donde: D=Dimetro exterior de la rueda del trinqueteZ=Numero de dientes de la rueda del trinquetem=modulo de engranaje de la rueda del trinquete = Momento torsor que actua en e rbol de la rueda del trinquete

Relacin entre la anchura del diente (b) y el modulo (m):

Calculo del modulo (m)

m>6 mmConsiderando el diente de la rueda del trinquete como una viga cantilver empotrada a la distancia: h=m; seccin de encastres: Q=1.5xm

Momento de resistencia a la flexin (w):

Momento flector que flexiona el diente:

Tensin de flexin actuante (Flex):

Flex =tensin de flexin admisible del material

Considerando los valores admisibles de la tensin de flexin segn los mrgenes de seguridad (n)

Para las ruedas de trinquetes interiores:

El modulo se determina por:

EVALUACION DE LAS FUERZAS Y MOMENTOS EN LA POLEA SUPERIOR:

Momento flector actuante en la polea superior (M):Se produce un esfuerzo complejo:

Donde:M=Momento flector actuante (lbsxin)P=carga total en la polea (Lbs)L=Distancia entre rodamientos (in)b= Distancia entre discos terminales de las poleas (in)Momento torsor actuante (T):

Es ms recomendable calcular el momento torsor haciendo uso de las siguientes formulas:

Donde:T=momento torsor actuante en (Lbs x in)T1 =Tensin en el lado de la carga (lado tenso) LbsT2=Tensin en el lado de la descarga (lado tenso) Lbs=Radio exterior de la polea superior (in)

Donde:HP=Potencia transmitida por la poleaN=RPM de la polea superiorPotencia de accionamiento (HP):

Donde:

f=0.25 Para poleas metlicas sin recubrimiento

f=0.35 Para poleas metlicas con recubrimiento

Potencia del motor (HP motor):

Cuando es mayor que 2.19 existen 2 soluciones

Revestir la poleaProporcionar una tensin adicional ( con el templador de tornillo)Si es que se adopta la segunda solucin:

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Para evitar al maximo la perdida de elementos finos de manera eficiente y siempre contando con el ahorro de tiempo se recomienda el uso de elevadores de cangilones; ya que a medida que se reduce el tiempo de transporte hay reduccion de los costos.

Con el fin de facilitar el mantenimiento e instalacin y acuerdo a la altura requerida el elevador se fabrica sobre una o dos patas, y para extender su resistencia al desgaste y la corrosin las chutas de carga y descarga se producen en lmina de acero al carbn pintada o en acero inoxidable.

La velocidad en el llenado y descarga centrifuga del producto son alcanzadas a travs de reductores de velocidad helicoidal es por ello que se recomienda seleccionarlos adecuadamente para maximizar la eficiencia de operacin del equipo.

En el caso de materiales compactos como harina comn, harinas integrales y alimentos balanceados en harina, se recomienda el uso de cangiln con agujeros de ventilacin ya que permiten que el aire escape a travs del cangiln a medida que se llena, lo que permite que el cangiln se llene ms completamente. Durante la descarga, el aire puede volver a travs de los cangilones a medida que se vacan, de ese modo impidiendo un vaco que podra mantener parte del producto en el cangiln y generar el retorno del producto. Tambin reduce la turbulencia de aire en el elevador a medida que el cangiln va vaco hacia abajo por el lado de retorno del elevador.

gracias