Carga y Descarga de Fajas

TransportadorasGeneralidades y calculo de trayectoria.

Cap.12 de CEMA

La CargaLa colocacin del material centradamente dentro de la cinta

constituye una de las tareas de mayor importancia, pues se desea

que el material pueda viajar lo ms cercanamente posible a la

velocidad de la faja cuando se vierte.

La diferencia de velocidad propicia turbulencia en la masa del

material con un consecuente aumento de volumen en el punto de

carga.

La operacin ideal de cargado se dara si el material y la cinta

alcanzasen la misma velocidad, ya que en estas condiciones se

lograra el mnimo desgaste de la cinta, mnima energa de operacin,

el material tomara el perfil adecuado sobre la cinta sin que

ocurriera derrame, y el material no se fragmentara levantando

polvo.

La idea es entonces alcanzar esas condiciones lo mas cercanamente

posible.

La direccin de la carga

Cargado en la direccin de la faja

Es la mejor forma

El material logra un perfil simtrico

Los faldones son de longitud mnima

Desafortunadamente, el cargado en la direccin de la cinta receptora no es la

configuracin ms usual

Hay situaciones donde se debe cargar material

sobre una larga cinta de alta velocidad, y para

evitar el desgaste sobre la cubierta de la cinta

debido a la aceleracin del material cargado, se

coloca un conveyor corto.

Cargado transversal a la direccion

de la faja.

Es el mas frecuente de los arreglos

Se presenta evidentemente un cambio de direccin del material.

A medida que es ms grande el ngulo de transferencia ms difcil ser el diseo del

chute de carga.

Requiere faldones mas largos y mas altos

Los riesgos de desgaste de cobertura de la faja y del chute de carga se incrementan.

Otros problemas:

Carga Transversa a la Direccin de Viaje

de la Faja.

Desplazamiento de la Faja transversa.

Cargado de cintas inclinadas

Impacto en el punto de cargado.

Impacto en la carga

El impacto del material cargndose en la cinta, siempre est presente ya que la velocidad del material y la de la cinta tienen magnitud y ngulo diferente.

Los materiales finos, an los pesados, no causan fuerte impacto, pero si deflexin entre polines.

Con los terrones pesados el impacto sobre la cinta es bastante apreciable; stos estrujan la cinta debilitndola.

Materiales filosos harn mella en la cinta, incluso hasta llegar a hacerle cortes.

Cuando se trata de una mezcla de gruesos y finos, el chute de carga tendr un arreglo especial, se disear con una rejilla cribadora interna que har que se forme una cama de fino amortiguando el impacto.

El Chute de Carga

Si el material es fino y contiene humedad,

el chute debe ser lo suficientemente

empinado para que el material se deslice

rpidamente.

Si el material es aterronado se debe

limitar el ngulo tal que el material deslice

satisfactoriamente sin rebotar ni dar

vueltas.

Los chutes se construyen comnmente

de metal.

Para materiales abrasivos, el chute puede

ser forrado con algn componente

resistente a la abrasin; placas removibles

o material cermico entre otros.

Para materiales corrosivos, se habla de

revestimiento de metal resistente, de

gomas sintticas.

Si el material a cargar es severamente abrasivo, se le puede hacer un arreglo al chute llamado "cama de piedra: material retenido para que el resto se deslice sobre l evitando el desgaste en el fondo espaldar del chute.

La "cama de piedra" es apropiada para el manejo de roca, mineral de hierro, y grava entre otros.

10 alimentadores mas comunes:

Alimentador de tornillo.- Alimentador tipo cinta.-

Alimentadores de pala de arrastre.-

Alimentadores de vertedero con delantal.-

Alimentador de plato reciprocante.-

Alimentador vibrante.-

Alimentador de paletas rotatorias.- Alimentador de tambor rotatorio.-

Alimentador de mesa rotatoria.-

Alimentador de plow rotatorio viajero o

Arado Rotatorio de viaje

Alimentador de compuerta de control.-

Los alimentadores de compuerta no debe ser usado si el material a

granel es variable en cuanto a tamao y naturaleza ya que sera

imposible mantener un ajuste adecuado de la compuerta.

El chute de descarga

Pueden disearse desde muy simples hasta muy complejos.

La tarea ms importante es que pueda recoger todo el material descargado desde la cinta, incluyendo el que se adhiere a ella y que se desprender luego con un raspador.

Revisar sobre Trippers y desviadores de carga

Trayectorias de descarga

La curvatura es determinada por la

velocidad de rotacin y el radio de la

polea terminal, y la fuerza de gravedad.

El perfil de la trayectoria debe ser

determinado lo mas preciso posible, ya

que de ello depende el diseo apropiado

del chute de transferencia (si se requiere)

O la ubicacin de sus cubiertas y placas

de desgaste.

Diversos autores y fabricantes han proporcionado, en publicaciones y catlogos, mtodos de clculo y ploteo de la trayectoria del material, sin embargo, observaciones y fotografas de la trayectoria real no concuerdan satisfactoriamente con esas trayectorias calculadas; esto ha llevado a la bsqueda de una metodologa de clculo lo mas acorde posible con el verdadero comportamiento del material en la descarga.

Para ello se ha tomado en cuenta:

1. El cambio de perfil sobre una cinta acanalada observndose el desparrame del material hacia los bordes de la correa cuando ste entra en la parte plana de la correa sobre la polea de descarga.

2. Para efectos prcticos, el perfil de la seccin transversal de la carga se toma como un segmento de crculo.

3. El rea de la seccin transversal de este segmento es igual al rea de la seccin transversal promedio de la carga en la porcin acanalada del conveyor.

4. Las fuerzas que actan sobre el material cuando ste alcanza la polea sern tomadas en el centro de gravedad.

Calculo y Trazando las

Trayectorias de Materiales

Normales

El mtodo de calculo y trazado de las trayectorias de materiales normales involucra una atencin cuidadosa a las siguientes cinco consideraciones:

1. Centro de masa.

2. Velocidad de la faja

3. Inicio de la trayectoria

4. Forma de carga (abarquillamiento)

5. La direccin tangente angular.

Perfil de la carga

Perfil aproximado a un segmento de crculo en el punto de tangencia entre la cinta y la polea cuando la carga corre por una cinta acanalada (fig. 12.39) y (figura 12.40 cuando la cinta es plana). Para las dimensiones ver la tabla 12-2 (aqu se aplica la distancia de borde estndar)

El centro de gravedad de la seccin transversal de la carga en una faja llana puede determinarse como en la figura 12.39 y 12.40.

La altura de este punto a1, y la altura de h se da en Tabla 12-2. Nota: la distancia del borde normal se aplica aqu.

Relacin Velocidad-Fuerza

fundamental (Centrifuga)

Vs, pie por segundo (pps)g es la aceleracin debido a la gravedad (32.2 pies por seg2)r es la distancia radial, pies, delcentro de la polea al centro de masa (es decir, el centro de gravedad de la seccin transversal de la forma de carga del material)

W es el peso de la fuerza de gravedad actuando en el centro de masa

g.r

W.VCentrifuga Fuerza

2s

Trayectorias en la faja transportadora horizontal

Si la faja transportadora est horizontal a la polea de descarga, hay dos condiciones

para considerar:

1. Si la velocidad tangencial es suficientemente alta (es decir, cuando la fuerza

centrfuga es igual a o mayor que W), el material dejar la faja en el punto

inicial de tangencia de la faja con la polea, como se muestra en la figura 12.41.

1.

2

rg

Vs

Donde:

et = el punto dnde el material abandona

la faja

Vs = la velocidad tangencial, pps, del

centro de gravedad de la seccin

transversal del perfil de carga

g = la aceleracin de gravedad, pie por

sec

r = el radio, pie, del centro de polea al

centro de gravedad de la seccin

transversal del perfil de carga.

Trayectorias en la faja transportadora horizontal

2. Si la velocidad tangencial no es lo bastante alta para el material para dejar la

faja en el punto inicial de tangencia (es decir, cuando Vs 2/g r es menos de 1),

entonces el material seguir parte del camino alrededor de la polea una

distancia angular g:

cos.

2

rg

Vs

Donde:

et = el punto dnde el material

abandona la faja

g = el ngulo, en grados, entre la

lnea central vertical, a travs de la

polea, al punto, e, dnde el

material inicia su trayectoria.

Trayectorias en faja transportadora inclinada

Hay cuatro condiciones para considerar:

(1) si la velocidad tangencial es suficientemente alta, o cuando Vs2/g r > 1,

el material abandona la faja en el punto inicial de tangencia de la faja y

polea, como se muestra en la figura .43,

donde:

et = el punto dnde el material

abandona la faja

f =ngulo (grados)de inclinacin de

la faja transportadora a la horizontal.

Trayectorias en faja transportadora inclinada

(2) Si la combinacin de la faja inclinada, el dimetro de la polea, la

profundidad de la carga, y la velocidad de la faja tangencial es tal que

Vs2/gr > cos f pero todava es menos que 1, el material puede que

abandone en el punto inicial de tangencia de la faja y la polea. Sin

embargo, la superficie curvada de la faja en la polea puede

interferir con la ruta de la trayectoria terica del material. El material

puede reocupar la faja y ser transportado alrededor de la polea antes

de que asuma su trayectoria final. Vea la condicin (4).

Trayectorias en faja transportadora inclinada

(3) si la velocidad tangencial es tal que Vs2/g r = 1, el material dejar la

faja en la lnea central vertical a travs de la polea, como se muestra

en la figura .44,

et = el punto dnde el

material abandona la

faja

Trayectorias en faja transportadora inclinada

(4) Si la velocidad tangencial es suficientemente baja, o cuando Vs2/g r <

cosf el material viajar parcialmente alrededor de la polea una distancia

angular, g, ms all de la cima del centro al punto dnde Vs2/g r = cos g.

Esto se muestra en Figura .45, donde:

et = el punto dnde el material

abandona la faja

f= ngulo (grados) de inclinacin

de la faja transportadora a la

horizontal

g = el ngulo, en grados, entre la

lnea central vertical, a travs de la

polea al punto, e, dnde el material

inicia su trayectoria.

Trayectorias en faja transportadora declinada

Si la faja transportadora esta declinada hacia la polea de descarga, hay dos

condiciones para considerar:

(1) si la velocidad tangencial es suficientemente alta, o cuando Vs2/g r >=

cos , el material dejar la faja en el punto inicial de tangencia de la faja y la polea, como se muestra en la figura .46,

et = el punto dnde el material

abandona la faja

= ngulo (grados) en declive de la faja transportadora a la

horizontal

Trayectorias en faja transportadora declinada

(2) si la velocidad tangencial es insuficientes para hacer que el material

deje la faja en el punto inicial de tangencia de la faja y polea, el material

seguir en parte alrededor de la polea hasta Vs2/g r = cos g, como se

muestra en la figura .47

et = el punto dnde el material

abandona la faja

g = ngulo, en grados, entre la lnea

central vertical a travs de la polea

al punto et..

Trazado de la trayectoria

Antes de que la trayectoria de la descarga del material pueda

ser ploteada, es necesario calcular los valores de Vs y r para

calcular Vs/(g*r); tambin es necesario encontrar la altura de la

carga aplanada del material sobre la cinta para poder plotear el

lmite superior de la ruta del material.

Con:

a1= la altura, pulgadas, sobre la superficie de la faja del centro de gravedad de la

forma de la seccin transversal de la carga, en el punto dnde la polea es

tangente a la faja,

h = la altura, pulgadas, sobre la superficie de la faja de la cima de la carga, al

punto dnde la faja es tangente a la polea,

r = el radio, pie, del centro de la polea al centro de gravedad de la seccin

transversal de segmento circular.

Se han clasificado los valores de a1 y h para los varios anchos de faja, ngulos de

rodillos terminales del poln, y ngulos de sobrecarga, para fajas transportadoras

abarquilladas cargadas a la distancia del borde estndar (0.055b + 0.9 pulgada),

como se lista en la Tabla 12-2.

piesen expresado ,

60

2

r

RPMrVs

Determinacin de Posicin Angular de Lnea Tangente

Resolver la expresin:

Esto nos permite definir el ngulo de salida segn sea el caso.

Si se da:

Para preparar el diagrama grfico, dibuje, a una escala conveniente , el

borde de la polea; el espesor de la faja; la ruta de la faja, horizontal,

inclinado, o declinada; y un crculo, con el radio, r, desde el centro de

la polea.

Medida del intervalo de tiempo

La determinacin del intervalo de tiempo a lo largo de la lnea tangente

depende de la velocidad tangencial calculada, Vs (al radio r).

Realizar el trazado del diagrama

de trayectoria, para reconocer

el incremento de distancia para

cada 1/20 de un segundo de

tiempo que le corresponda 0.6

pulgadas por cada pie por

segundo (pps) de velocidad

tangencial , Vs. Por ejemplo, si la

velocidad tangencial calculada,

Vs, es 1 pps, marque los

intervalos de tiempo

en la lnea tangente del punto e,

a 0.6 pulgadas,; si la velocidad

tangencial es 2 pps, marque los

intervalos a 1.2 pulgadas; si 3

pps, a 1.8 pulgadas; etc.

Ejemplo 1:

Faja horizontal de 12pulgadas de radio, 30 pulgadas de ancho, 7/16" de

espesor, operando a 400 pies por minuto en polines abarquillados estndares

de 20 grados de tres rodillos iguales, cargado a 20 grados de sobrecarga.

Polea a 61,4 rpm = 1,023 rps

De la tabla 12-2

h = 3,8 pulgadas

a1 = 1,6 pulgadas

r = 3.8+7/16+12 = 14,038 pulgadas, o 1,1697 pies

Velocidad tangencial V = (1,023)(2p)(1,1697) = 7,52 pps

Vs2

-------- = 1,502 que es mayor que 1

g r

Ver figura .41, Descarga en la cima de la polea.

La velocidad se espacia en la lnea tangencial (7,52)(0,6 pulgadas) = 4,52

pulgadas

Ejemplo 2:

Si la misma faja horizontal (12pulgadas de radio, 30 pulgadas de ancho,

7/16" de espesor, polines abarquillados estndares de 20 grados de tres

rodillos iguales, cargado a 20 grados de sobrecarga) opera a 250 pies por

minuto.

Polea a 38,4 rpm = 0,64 rps

De la tabla 12-2

h = 3,8 pulgadas

a1 = 1,6 pulgadas

r = 3.8+7/16+12 = 14,038 pulgadas, o 1,1697 pies

Velocidad tangencial V = (0.64)(2p)(1,1697) = 4.7 pps

Vs2

-------- = 0.586 que es menor que 1 = cosg g = 54.12 (54 7)

g r

Ver figura .42, Descarga mas all de la cima de la polea.

La velocidad se espacia en la lnea tangencial (4.7)(0,6 pulgadas) = 2.82

pulgadas

Pregunta:

Como estimar el la trayectoria y el alcance de las partculas externas e

internas del material en la faja?