Maquinas deelevaciony transporte

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
MÁQUINAS DE ELEVACIÓN Y TRANSPORTE
Trabajo Dirigido por Adscripción, Presentado para Optar al Diploma Académico de
Licenciatura en Ingeniería Electromecánica
Presentado por: GUTIERREZ JOFFRÉ MARCELO ALBERTO
COCHABAMBA – BOLIVIA
Diciembre-2011

DEDICATORIA
Este trabajo lo dedico a mi família, a pesar de
todos los obstáculos, siempre conté con su apoyo.

AGRADECIMIENTOS
A Dios Padre por guiarme hacia el camino del bien.
A mis Padres Alberto Gutiérrez Nava e Ivonne
Joffré Martínez por ayudarme en mi vida.
A mi tío Antonio Gómez Ruiz por creer en mí.
A los Ingenieros Andrés Garrido Vargas, Walter
Canedo Espinoza y Oscar Morató Gamboa por su
apoyo para la realización de este proyecto.
A mis amigos por los momentos agradables y por
toda su ayuda.
A todos mis docentes, por todas sus enseñanzas y
por las experiencias adquiridas de ellos.
A la Universidad Mayor de San Simón, por ser
semillero de excelentes profesionales.
Muchas Gracias….

FICHA RESUMEN
Debido al avance tecnológico es necesario que todas las universidades renueven
constantemente su material de enseñanza, es por eso que con el transcurso del
tiempo salen al mercado nuevos textos actualizados.
Las máquinas de elevación y transporte se utilizan ampliamente en la industria
para el manejo y transporte de materiales sólidos a granel o sólidos unitarios, es
decir para el almacenamiento de piezas, materiales y productos terminados de
modo que estén a la mano en el momento en que sea necesario en un proceso de
manufactura u operación de servicio.
En las carreras de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Electromecánica de la
Facultad de Ciencias y Tecnología de la Universidad Mayor de San Simón, se
dicta la asignatura de Máquinas de Elevación y Transporte como un medio de
conocimiento muy necesario en cuanto a los tipos de procesos industriales.
La asignatura de Máquinas de Elevación y Transporte forma parte de los procesos
industriales, ya sea para el transporte de materia prima, transporte intermodal,
tanto para el carguío, descarguío de diversos materiales granulados y en piezas,
sin las cuales es imposible realizar procesos de mecanización y menos aun de
automatización de las líneas de producción, de ahí la importancia que tiene la
materia en los procesos de mecanización y automatización en los centros
productivos.
La materia en el plan de estudios se encuentra a la finalización de la carrera de
ingeniería mecánica, noveno semestre y en quinto semestre en la carrera de
ingeniería electromecánica, en la asignatura se aplican los conocimientos del área
de la mecánica pura así como en materias de conocimiento de materiales,
tecnología mecánica, elementos de máquinas, electrotecnia, estructuras
metálicas, etc.
Como materia terminal, integra todas las materias anteriormente mencionadas
obteniendo como resultado la interacción de todas ellas y que permiten desarrollar
los procesos de dimensionamiento de los elementos mecánicos y en su conjunto
de los órganos de las máquinas de elevación y transporte, de tal forma que el
joven profesional tenga la posibilidad de tener una formación completa e integral a
la finalización de sus estudios.

INDICE GENERAL
UNIDAD 1 EQUIPOS DE TRANSPORTE.................................. 1
1.1 INTRODUCCION .............................................................. 2
1.2 GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE
TRANSPORTE........................................................................ 2
1.3 TRANSPORTE CONTINUO Y DISCONTINUO................ 2
1.3.1 El transporte continuo .................................................... 3
1.3.2 El transporte discontinuo................................................ 3
1.4 TIPOS DE MATERIALES A TRANSPORTARSE ............. 3
1.5 DIVISION DE LAS MAQUINAS DE TRANSPORTE......... 3
1.6 ACCIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS DE ELEVACIÓN
Y TRANSPORTE .................................................................... 4
1.6.1 GENERALIDADES................................................................ 4
1.6.2 ACCIONAMIENTO MANUAL........................................ 5
1.6.3 ACCIONAMIENTO MECANICO .................................... 7
1.6.3.1 ACCIONAMIENTO POR MOTORES DE
COMBUSTIÓN INTERNA ....................................................... 7
1.6.3.2 ACCIONAMIENTO ELECTRICO ............................... 9
1.6.3.2.1 MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA ............ 11
1.6.3.2.2 MOTOR DE CORRIENTE ALTERNA ................... 14
1.6.3.3 ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO ............................ 20
1.6.3.4 ACCIONAMIENTO HIDRÁULICO............................ 20
UNIDAD 2 TRANSPORTADOR DE BANDA ..........................23
2.1 DESCRIPCIÓN DE SUS COMPONENTES.................... 24
2.1.1 BANDA O CINTA TRANSPORTADORA ..................... 25
2.1.1.1 Núcleo Interno .......................................................... 25
2.1.1.2 Cubierta externa........................................................ 25
2.1.2 RODILLOS Y ASIENTOS ............................................ 27

2.1.3 ESTACIÓN DE ACCIONAMIENTO ........................... 27
2.1.4 ESTACIÓN TENSORA ................................................ 28
2.1.5 TOLVA DE CARGADO ............................................... 29
2.1.6 DESVIADORES ........................................................... 29
2.1.7 CARRO DESCARGADOR ........................................... 30
2.1.8 LIMPIADORES............................................................. 30
2.1.9 BARANDILLA DE SEGURIDAD .................................. 31
2.1.10 PASILLO METÁLICO................................................. 31
2.2 ESTRUCTURAS ............................................................. 31
2.3 CLASIFICACIÓN............................................................. 32
2.3.1 Bandas de rodillos horizontales ................................... 32
2.3.2 Bandas y rodillos tipo “V” ............................................. 32
2.3.3 Bandas y rodillos tipo guirnalda ................................... 32
2.4 CALCULO DE UN TRANSPORTADOR DE BANDA ...... 33
2.4.1 DESARROLLO DEL CÁLCULO................................... 33
2.4.1.1 Elección de la velocidad de Transporte .................... 33
2.4.1.2 Elección de la velocidad para materiales granulados
.............................................................................................. 34
2.4.1.3 Velocidades para materiales transportados por piezas
.............................................................................................. 34
2.4.1.4 Sección teórica de trabajo......................................... 34
2.4.1.4.1 CÁLCULO Y ELECCIÓN DE LA BANDA “B“......... 34
2.4.1.4.2 CALCULO DE LAS RESISTENCIAS ..................... 36
2.4.1.4.2.1 Cálculo de la masa por unidad de longitud de los
rodillos................................................................................... 38
2.4.1.4.2.2 Cálculo de las fuerzas traccionales y de la fuerza
circunferencial ....................................................................... 42
2.4.1.3 CALCULO DEL PESO TENSOR .............................. 42
2.4.1.4 CALCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR........... 43
2.4.1.5 ESTACIÓN DE ACCIONAMIENTO ......................... 44
UNIDAD 3 ELEVADORES DE CANGILONES .......................45

3.2 CLASIFICACIÓN ............................................................ 48
3.3 CALCULO DE LOS ELEVADORES DE CANGILONES..49
3.3.1 CALCULO PRELIMINAR ........................................... 50
3.3.2 CALCULO EXACTO ................................................... 54
3.3.2.1 Cálculo de resistencias ........................................... 54
UNIDAD 4 TRANSPORTADOR DE CADENAS .....................59
4.2 CLASIFICACION............................................................. 63
4.3 CALCULO DE LOS TRANSPORTADORES DE
CADENAS............................................................................. 63
4.3.1 ELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DE TRANSPORTE .. 64
4.3.2 Cálculo y Eleccion del ancho de la banda ................... 64
4.3.3 CALCULO DE RESISTENCIAS................................... 66
4.3.3.1 Fuerza para vencer la altura “H” de Transporte........ 66
4.3.3.2 Resistencia friccional por efecto del peso propio del
material ................................................................................. 66
4.3.3.3 Resistencia friccional por efecto del peso propio de la
banda mas la cadena........................................................... 67
4.3.3.4 Resistencia en la rueda tensora................................ 67
4.3.3.5 Resistencia en los descargadores ............................ 68
4.3.3.6 Resistencia por efecto del cambio de trayectoria ..... 68
4.3.3.7 Resistencia por efecto de la fricción del material con
las paredes laterales ............................................................. 68
4.3.3.8 Resistencia en la rueda estrella de accionamiento
(Rueda Catalina) ................................................................... 69
4.4 CALCULO DE LA FUERZA DINÁMICA “Fdin“ ................ 70
4.5 CONDICIONES DE DISEÑO ......................................... 72
4.6 POTENCIA DEL MOTOR .............................................. 72

UNIDAD 5 TRANSPORTADOR REDLER ...............................73
5.2 CLASIFICACIÓN............................................................. 76
5.3 CALCULO DE LOS TRANSPORTADORES REDLER... 76
5.4 BASES PARA EL CÁLCULO DE LOS REDLERS
VERTICALES........................................................................ 84
UNIDAD 6 TRANSPORTADORES DE RODILLOS,
CANALES Y TORNILLO SIN FIN .............................................88
6.2 CLASIFICACION............................................................. 90
6.3 CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE UN
TRANSPORTADOR DE RODILLOS .................................... 91
Cálculo de los rodillos gravitacionales .................................. 91
6.3.1.1 Resistencia por efecto de rodadura y de fricción en los
gorrones W1 .......................................................................... 91
6.3.1.2 Resistencia resultante de la pérdida de energía al
pasar por los rodillos parados W2 ......................................... 91
6.3.2 Cálculo de rodillos accionados..................................... 93
6.3.3 Determinación del número de rodillos accionados por
debajo de una pieza.............................................................. 94
6.4 TRANSPORTADORES DE CANALES ........................... 96
6.4.1DESCRIPCIÓN DE SUS COMPONENTES....................97
6.4.2 CLASIFICACIÓN.......................................................... 97
6.4.3 CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE UN
TRANSPORTADOR DE CANALES...................................... 97
6.5 ECUACIONES PARA TRANSPORTADORES
HELICOIDALES .................................................................... 98
6.6 TRANSPORTADORES HELICOIDALES...................... 103
6.6.1Cálculo de transportadores de tornillos horizontales..104

UNIDAD 7 TRANSPORTADORES AEREOS .................... 107
7.1 DESCRIPCIÓN DE SUS COMPONENTES.................. 108
7.1.1 Cadena....................................................................... 109
7.1.2 Cadena articulada soldada ........................................ 109
7.1.3 Cadena forjada........................................................... 109
7.1.4 Cadena tipo - Cruz – Broche...................................... 110
7.1.5 Cadena de alambre transporta .................................. 111
7.1.6 Montante (jinete) ........................................................ 111
7.1.6.1Carga máxima en el montante ................................. 112
7.1.7 Carrito......................................................................... 113
7.1.8 Colgadores de material .............................................. 113
7.1.9 Trayectoria ................................................................. 115
7.1.10 Desviadores ............................................................. 116
7.1.11 Equipo tensor ........................................................... 116
7.1.12 Estación de accionamiento ...................................... 117
7.2 CLASIFICACIÓN........................................................... 117
7.2.1 Ventajas de los transportadores colgantes ................ 118
7.3 CÁLCULO Y DIMENSINAMIENTO DE UN
TRANSPORTADOR AEREO .............................................. 119
7.3.1 Capacidad del transportador...................................... 119
7.3.2 Tracción en la cadena ............................................... 121
UNIDAD 8 MAQUINAS DE ELEVACION........................... 125
8.1 INTRODUCCIÓN .......................................................... 126
8.2 DIVISION DE LAS MAQUINAS DE ELEVACION......... 127
UNIDAD 9 MAQUINAS DE ELEVACION DE CARRERA
CORTA................................................................................ 128
9.1 GATOS MECANICOS................................................... 129
9.1.1 GATOS DE TORNILLO.............................................. 129
9.1.1.1 DISPOSICIÓN GENERAL Y APLICACIÓN ............ 129
9.1.1.2 CÁLCULO DE GATO DE TORNILLO .................... 130
9.2 GATOS DE CREMALLERA .......................................... 134
9.2.1 DISPOSICIÓN Y APLICACIONES GENERALES...... 135

9.2.2 CÁLCULO DEL GATO DE CREMALLERA................ 135
9.3 GATOS HIDRÁULICOS ................................................ 137
9.4 TECLES ........................................................................ 140
9.4.1 Tecles Sin fin – Corona.............................................. 141
9.4.2 Tecles planetarios ...................................................... 143
9.5 EJERCICIO ................................................................... 144
9.5.1 CÁLCULO DE UN GATO DE TORNILLO.................. 144
9.5.2 CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES DEL TORNILLO144
9.5.3 DETERMINACION DE LA ALTURA DE LA TUERCA145
9.5.4 CÁLCULO DE LA ALTURA DEL TORNILLO............. 146
9.5.5 CÁLCULO DEL DIAMETRO DE LA PALANCA......... 146
9.5.6 CÁLCULO DE LA LONGITUD DE PALANCA ........... 147
9.5.7 CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA DE SOPORTE..... 148
UNIDAD 10 MAQUINAS DE ELEVACION DE CARRERA
LARGA................................................................................ 148
10.1 DESCRIPCIÓN ........................................................... 149
10.2 APAREJOS ................................................................. 149
10.2.1 APAREJOS DE CUERDA........................................ 149
10.2.2 APAREJOS DE CADENA ........................................ 152
10.3 CABRESTANTES ....................................................... 156
10.3.1 CARACTERÍSTICAS DE CONSTRUCCIÓN ........... 157
10.3.2 CÁLCULO DEL CABRESTANTE............................. 158
10.4 POLIPASTOS ELÉCTRICOS ..................................... 161
10.5 EJERCICIO ................................................................. 163
10.5.1 CALCULO DE UN CABRESTANTE ........................ 163
ANEXOS
ANEXO I EJERCICIO DE TRANSPORTADOR DE BANDA .................................... I
ANEXO II EJERCICIO DE REDLER ....................................................................... II
ANEXO III EJERCICIO DE TRANSPORTADOR HELICOIDAL ............................. III
ANEXO IV EJERCICIO DE ELEVADOR DE CARGA ............................................IV
ANEXO V EJERCICIO DE GRUA...........................................................................V

INDICE DE FIGURAS
UNIDAD 1
FIGURA 1.1 Transporte en la industria............................................................................................................................................2
FIGURA 1.2 Transporte Continuo..........................................................................................................................................................2
FIGURA 1.3 Transporte Discontinuo..................................................................................................................................................3
FIGURA 1.6-1 Palanca con rueda de trinquete.......................................................................................................................5
FIGURA 1.6-2 Características de un motor de combustión interna....................................................................7
FIGURA 1.6-3 Curvas características de distintos motores........................................................................................8
FIGURA 1.6-4 Curva característica de trasmisión con convertidor hidrocinético.................................9
FIGURA 1.6-5 Características de un motor de corriente directa con excitación en serie....... 11
FIGURA 1.6-6 Esquema de un motor de corriente directa en serie.................................................................12
FIGURA 1.6-7 Características de arranque de un motor en serie, con resistencia de
arranque........................................................................................................................................................................................................................12
FIGURA 1.6-8 Curvas características de un motor en serie................................................................…13
FIGURA 1.6-9 Esquema de un motor en paralelo....................................................................................... .13
FIGURA 1.6-10 Curvas características de un motor en paralelo............................................... 14
FIGURA 1.6-11 Esquema de un motor trifásico de rotor bobinado................................................... .15
FIGURA 1.6-12 Características del motor de jaula de ardilla normal.................................... .16
FIGURA 1.6-13 Característica del motor de doble jaula de ardilla.......................................... .17
FIGURA 1.6-14 Características de un motor de rotor bobinado ................................................ 17
UNIDAD 2
FIGURA 2.1-1 Transportadores de banda..................................................................................................................................24
FIGURA 2.2-1 Esquema de un transportador de banda...............................................................................................24
FIGURA 2.2-2 Estructura seccionada de una banda.......................................................................................................25
FIGURA 2.2-3 Entrabado de banda transportadora.........................................................................................................26
FIGURA 2.2-4 Transportador de banda con asientos y rodillos horizontales.......................................27
FIGURA 2.2-5 Esquema de un Transportador de banda ............................................................................................27
FIGURA 2.2-6 Esquema de una estación de accionamiento..................................................................................28
FIGURA 2.2-7 Diagramas que muestran el par torsor de arranque.................................................................28
FIGURA 2.2-8 Modelos de Estaciones Tensoras................................................................................................................29
FIGURA 2.2-9 Esquema de tolva de cargado.........................................................................................................................29
FIGURA 2.2-10 Alimentador de banda ..........................................................................................................................................29
FIGURA 2.2-11 Esquema de desviadores...................................................................................................................................30
FIGURA 2.2-12 Esquema de banda transportadora de dimensiones gigantescas..........................30
FIGURA 2.2-13 Modelos de limpiadores.......................................................................................................................................30
FIGURA 2.2-14 Banda transportadora con pasillo Metálico.....................................................................................31
FIGURA 2.3-1 Banda de rodillos horizontales.........................................................................................................................32
FIGURA 2.3-2 Bandas y rodillos tipo “V”......................................................................................................................................32

FIGURA 2.4-1 Altura de un transportador de banda........................................................................................................33
FIGURA 2.4-2 material transportado por piezas...................................................................................................................34
FIGURA 2.4-3 Sección que forma el montículo de material sobre la banda transportadora.34
FIGURA 2.4-4 Sección teórica sobre banda de rodillos horizontales.............................................................35
FIGURA 2.4-5 Sección teórica que forma un montículo de material sobre la banda.....................35
FIGURA 2.4-6 Fuerzas que actúan sobre el material.....................................................................................................36
FIGURA 2.4-7 Coeficiente k = f (T).....................................................................................................................................................34
FIGURA 2.4-8 Vista de planta de una tolva de cargado...............................................................................................34
FIGURA 2.4-9 Tensiones en tambor accionado...................................................................................................................35
FIGURA 2.4-10 Tensiones en tambores no accionados ..............................................................................................38
FIGURA 2.4-11 Tensiones en banda inclinada......................................................................................................................39
FIGURA 2.4-12 Vista de planta de una tolva de cargado............................................................................................39
FIGURA 2.4-13 Esquema de banda transportadora de gran dimensión.....................................................40
FIGURA 2.4-14 Esquema de una tolva de cargado..........................................................................................................41
FIGURA 2.4-15 Tensiones en tambor de accionamiento............................................................................................42
FIGURA 2.4-16 Tensiones que actúan sobre la banda transportadora........................................................43
FIGURA 2.4-17 Sistema de accionamiento de una banda transportadora...............................................44
FIGURA 2.4-18 Sistema de accionamiento................................................................................................................................44
FIGURA 2.4-19 Sistema de accionamiento por dos tambore…………………………………………………………44
UNIDAD 3
FIGURA 3.1-1 Elevador de cangilones...........................................................................................................................................46
FIGURA 3.1-2 Esquema de elevador de cangilones........................................................................................................46
FIGURA 3.1-3 Ejemplos de tipos de bandejas.......................................................................................................................47
FIGURA 3.2-1 Sujeción de cangilones............................................................................................................................................47
FIGURA 3.2-2 Elevadores de cangilones cargados por tolva de alimentación....................................49
FIGURA 3.3-1 Esquema de un transportador de cangilones..................................................................................50
FIGURA 3.3-2 Esquema de un transportador de cangilones..................................................................................54
FIGURA 3.3-3 Esquema de transportador de cangilones...........................................................................................55
FIGURA 3.3-4 Ejes de cadenas y catalinas...............................................................................................................................57
FIGURA 3.3-5 Tensiones que actúan en el cangilón.......................................................................................................57
UNIDAD 4
FIGURA 4.1-1 transportador articulado por cadenas ......................................................................................................60
FIGURA 4.1-2 Esquema de un transportador articulado por cadenas..........................................................60
FIGURA 4.1-3 Cadena tipo “Gall” y Cadena con lubricación.................................................................................61
FIGURA 4.1-4 Cadena de eslabones...............................................................................................................................................61
FIGURA 4.1-5 Estación de accionamiento de un transportador de cadena............................................62
FIGURA 4.3-1 Ángulo granulométrico.............................................................................................................................................64
FIGURA 4.3-2 Sección que forma el material cuando el transportador tiene barreras
laterales.........................................................................................................................................................................................................................64

FIGURA 4.3-3 Esquema de transporte de materiales por piezas.......................................................................65
FIGURA 4.3-4 Rodadura................................................................................................................................................................................66
FIGURA 4.3-5 Eje de rueda dentada y pasador de cadena.....................................................................................67
FIGURA 4.3-6 Esquema de rueda dentada...............................................................................................................................68
FIGURA 4.3-7 Tensión en transportadores de cadena cuando existe cambio de trayectoria.................68
FIGURA 4.3-8 Material en contacto con las paredes laterales..............................................................................69
FIGURA 4.3-9 Material guiado por las paredes laterales............................................................................................69
FIGURA 4.3-10 Diagrama de tensiones.........................................................................................................................................70
FIGURA 4.3-11 Descomposición de la velocidad en un punto de la superficie ...................................71
FIGURA 4.3-12 Diagrama de la aceleración.............................................................................................................................71
FIGURA 4.3-13 Diagrama Esfuerzo - Deformación...........................................................................................................72
UNIDAD 5
FIGURA 5.1-1 Partes de un transportador Redlers...........................................................................................................74
FIGURA 5.1-2 Cadena Redler .................................................................................................................................................................75
FIGURA 5.1-3 1
0
Detalle interior al transportador, 2
0
Redler vista de planta de los arrastradores.....75
FIGURA 5.3-1 Fuerzas que actúan en el redler....................................................................................................................79
FIGURA 5.3-2 Esquema de un transportador redler horizontal – vertical .........................................85
FIGURA 5.3-3 Corte transversal de un redler vertical.....................................................................................................86
UNIDAD 6
FIGURA 6.1-1 Transportadores de rodillos................................................................................................................................89
FIGURA 6.2-1 Transportador de rodillos gravitacionales............................................................................................90
FIGURA 6.2-2 Esquema de transportador de rodillos motorizado.....................................................................90
FIGURA 6.3-1 Esquema de un transportador de rodillos............................................................................................91
FIGURA 6.4-1 Ejemplo de transportador de canal (resbalín)....................................................................97
FIGURA 6.4-2 Esquema de un transportador de canal rectilíneo......................................................................98
FIGURA 6.5-1 Esquema de un transportador de canal helicoidal......................................................................99
FIGURA 6.5-2 Diagrama de V = f (t) para ángulos mayores de inclinación................................... 100
FIGURA 6.5-3 Diagrama de v = f (t) para ángulos menores de inclinación................................. 101
FIGURA 6.5-4 Diagrama de v = f (t) para β = arc.tng (µ
2
+ µ) .....................................................................................101
FIGURA 6.5-5 Sección transversal de canal para transporte de granos..................................................102
FIGURA 6.6-1Transportadores de tornillo.................................................................................................................................103
FIGURA 6.6-2 Fuerzas que actúan en el husillo................................................................................................................105
UNIDAD 7
FIGURA 7.1-1 Esquema de un transportador de cadena colgante.................................................................108
FIGURA 7.1-2 Esquema de un transportador de cadena colgante de dos trayectorias...........109
FIGURA 7.1-3 Transportador con la cadena ubicada en el interior de la trayectoria.................109

FIGURA 7.1-4Ejemplo de trayectoria de un transportador aereo.....................................................................110
FIGURA 7.1-5 Cadena forjada.................................................................................................................................... 110
FIGURA 7.1-6 Cadena tipo cruz – broche.................................................................................................................................111
FIGURA 7.1-7 Fuente: Apuntes de clases (MEC – 340)..........................................................................................112
FIGURA 7.1-8 poleas de desvío................................................................................................................................ 112
FIGURA 7.1-9 Guías de desvió (de rodillos)...................................................................................................... 112
FIGURA 7.1-10 Guías de desvió (fijos).........................................................................................................................................112
FIGURA 7.1-11 diagrama de fuerzas que actúan sobre el montante...........................................................113
FIGURA 7.1-12 Gancho sencillo................................................................................................................................ 113
FIGURA 7.1-13 Gancho tipo árbol.....................................................................................................................................................113
FIGURA 7.1-14 Gancho tipo peine....................................................................................................................................................113
FIGURA 7.1-15 Colgador Plano................................................................................................................................. 114
FIGURA 7.1-16 Colgador con varias superficies planas............................................................................. 114
FIGURA 7.1-17 Gancho para uso Automático......................................................................................................................114
FIGURA 7.1-18 Gancho con cestos.................................................................................................................................................114
FIGURA 7.1-19 Colgador rotacional........................................................................................................................ 114
FIGURA 7.1-20 Gancho con rotación accionada................................................................................................................114
FIGURA 7.1-21 Secciones de los transportadores colgantes de una trayectoria............................114
FIGURA 7.1-22 Trayectoria Curva............................................................................................................................ 115
FIGURA 7.1-23 Secciones.........................................................................................................................................................................116
FIGURA 7.1-24 Esquema de sistemas de desvíos..........................................................................................................116
FIGURA 7.1-25 Esquema de un equipo tensor................................................................................................ 117
FIGURA 7.2-1 Transportador Aéreo................................................................................................................................................117
FIGURA 7.2-2 Transportador aéreo en la fabricación de automóviles.............................................. 118
FIGURA 7.3-1 Esquema de jinetes conductores en trayectoria inclinada...............................................120
FIGURA 7.3-2 Esquema de jinetes en trayectoria de curva horizontal.......................................................121
FIGURA 7.3-3 Grafica para determinar el coeficiente de resistencia fj ........................................... 124
UNIDAD 8
FIGURA 8.1-1 Polipasto Eléctrico ......................................................................................................................................................126
FIGURA 8.1-2 Diferentes tipos de aparatos de Elevación..........................................................................................127
UNIDAD 9
FIGURA 9.1-1 Gato de tornillo ...............................................................................................................................................................129
FIGURA 9.1-2 Esquema de las fuerzas que actúan sobre el tornillo ...............................................................130
FIGURA 9.1-3 Descomposición de las fuerzas que actúan sobre un gato de tornillo....................130
FIGURA 9.1-4 Gato de tornillo 12 tons., de fuerza portante 320 mm de carrera. a ,
articulación esférica. b ..................................................................................................................................................................................130
FIGURA 9.2-1 Gato de cremallera................................................................................................................................ 134
FIGURA 9.2-2 Descomposición de las fuerzas que actúan sobre un gato de cremallera..............................135
FIGURA 9.3-1 Gatos hidráulicos de botella..............................................................................................................................137
FIGURA 9.3-2 Gato hidráulico..................................................................................................................................... 139
FIGURA 9.3-3 Bomba de gato hidráulico. ............................................................................................................ 139

FIGURA 9.3-4 Aparato hidráulico de levantamiento “perpetuum”..................................................................................139
FIGURA 9.3-5 Peso propio y altura total de los gatos hidráulicos...................................................................140
FIGURA 9.4-1 Tecles manuales con cadena de acero ................................................................................. 141
FIGURA 9.4-2 Tecles planetarios........................................................................................................................................................142
FIGURA 9.4-3 Esquema de un tecle planetario.....................................................................................................................144
UNIDAD 10
FIGURA 10.2-1 Aparejos de cuerda C400-0918A (pesados)...............................................................................................149
FIGURA 10.2-2 Aparejos de cuerda (livianos) ......................................................................................................................150
FIGURA 10.2-3 Aparejo de cuerda ...................................................................................................................................................150
FIGURA 10.2-4 Aparejo de cuerda de cáñamo....................................................................................................................152
FIGURA 10.2-5 Aparejo de cadena (sistema engranajes) .......................................................................... 152
FIGURA 10.2-6 Aparejo de cadena (sistema planetario).............................................................................................153
FIGURA 10.2-7 Pesos propios y dimensionado de los aparejos de cadena...........................................155
FIGURA 10.2-8 Aparejo de tornillo sin fin con cadena bonificada. ...................................................... 155
FIGURA 10.2-9 Aparejo de ruedas rectas “ Hadef”............................................................................................... 156
FIGURA 10.3-1 Aparejo de ruedas rectas “ Hadef”...................................................................................................................156
FIGURA 10.3-2 Cabrestante manual liviano...........................................................................................................................157
FIGURA 10.3-3 Esquema de un cabrestante manual.....................................................................................................158
FIGURA 10.3-4 Manivela simple.........................................................................................................................................................159
FIGURA 10.4-1 Polipastos eléctricos Nippon Hoist........................................................................................................161
FIGURA 10.4-2 Polipasto eléctrico.. ...............................................................................................................................................163

INDICE DE TABLAS
UNIDAD 1
TABLA 1.1-1 Fuerza Maxima por Operario en Kg................................................................ 6
TABLA 1.3-1 velocidades sincrónicas................................................................................ 15
TABLA 1.3-2 Características y aplicaciones de los principales motores asincrónicos........ 19
UNIDAD 2
TABLA 2.1 Ancho de Banda.............................................................................................. 26
TABLA 2.2 Coeficiente “c” en funcion de la longitud de banda ......................................... 41
UNIDAD 3
TABLA 3.3-1 Tabla para la eleccion de la velocidad del cangilon...................................... 50
TABLA 3.3-2 Tabla para la elección del coeficiente Ψ para cangilones pequeños uno al
lado de otro...................................................................................................................... 51
TABLA 3.3-3 Coeficiente flexional utilizado (si se utiliza banda como elemento traccional)
para el accionamiento del elevador de cangilones........................................................... 52
TABLA 3.3-4 Coeficiente flexional utilizado (si se utiliza banda como elemento traccional)
para el accionamiento del elevador de cangilones........................................................... 52
TABLA 3.3-5 Coeficiente de potencia en función de la capacidad, altura y material a
transportar ....................................................................................................................... 53
TABLA 3.3-6 Paso Normalizado del cangilón ................................................................…53
TABLA 3.3-7 Coeficiente C1 en función de la velocidad del cangilón y el material a
transportar ...................................................................................................................... .55
UNIDAD 4
TABLA 4.3-1 Velocidad de transporte ............................................................................... 64
TABLA 4.3-2 Ancho de banda ........................................................................................... 65
TABLA 4.3-3 Valores de coeficiente c para diferentes longitudes...................................... 71

UNIDAD 5
TABLA 5.3-1 Velocidad de la cadena de arrastre ............................................................. 76
TABLA 5.3-2 Dimensiones principales del cajon para cadena de arrastre sencilla ........... 77
TABLA 5.3-3 Dimensiones principales del cajon para cadena de arrastre doble .............. 77
TABLA 5.3-4 Propiedades de algunos materiales a transportar.....................................…79
TABLA 5.3-5 Coeficiente friccional entre la pared y el material “f” y el coeficiente de
resistencia “µ”................................................................................................................. .77
UNIDAD 6
TABLA 6.4-1 Tabla para determinar el coeficiente de llenado, diametro y revoluciones por
minuto del husillo........................................................................................................... 106
TABLA 6.4-2 Tabla para determinar el coeficiente global de resistencia para calcular la
potencia ........................................................................................................................ 106
UNIDAD 7
TABLA 7.1-1 Parametros de la cadena transporta.......................................................... 110
TABLA 7.3-1 Coeficiente C, para sectores inclinados S en funcion del radio de curvatura y
el angulo de inclinacion ..............................................................................................…123
TABLA 7.3-2 Coeficiente a, b para unidades de arcos k, v en funcion de radio de curvatura
y el angulo de abrace.................................................................................................... .123
UNIDAD 9
TABLA 9.1-1 Presión superficial admisible en los filetes de la rosca en 2
cm
kg
................. 134
TABLA 9.2-1 Características de los gatos mecánicos de acero con reductor de elevación
(según DIN 7355 a 7357)............................................................................................... 136
TABLA 9.3-1 Gatos hidráulicos de botella Power Team . ................................................137
TABLA 9.4-1 Características Técnicas de los tecles manuales ....................................…141
TABLA 9.4-2 Tecle Sin fin – Corona............................................................................... .142
UNIDAD 10
TABLA 10.2-1 Características Técnicas de los aparejos de cuerda (pesados) ............... 149
TABLA 10.2-2 Características Técnicas de los aparejos de cuerda (livianos)................. 150
TABLA 10.2-3 Capacidad de carga..............................................................................…151
TABLA 10.2-4 Dimensiones de aparejo de cuerda. ....................................................... .151
TABLA 10.2-5 Características técnicas de aparejo de cadena (sistema de engranajes). 152
TABLA 10.2-6 Aparejo de cadena (sistema planetario)................................................... 153
TABLA 10.3-1 Características técnicas de cabrestantes..............................................…156
TABLA 10.3-2 Dimensiones de una manivela simple..................................................... .158

TABLA 10.3-3 Rendimientos de las piezas y componentes de cabrestantes(al elevar). 160
TABLA 10.3-4 Gama de Polipastos Eléctrico “ NH de México”. ...................................... 162

Maquinas de Elevación y Transporte
1
UNIDAD 1
ACCIONAMIENTO DE LOS
EQUIPOS DE TRANSPORTE

2
1.1 INTRODUCCIÓN
1.2 GENERALIDADES DE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE
Fig. 1.1 Transporte en la industria
El crecimiento en la producción industrial ha traído nuevas ideas y exigencias
en los equipos, como transportar materia prima durante el proceso
productivo. Los equipos que se denominan transportadores, se caracterizan
por que pueden: transportar, cargar, descargar, almacenar por piezas y
agrupar materiales sin parar los equipos. En el desarrollo de los
transportadores se hacen los esfuerzos necesarios para disminuir los gastos
de funcionamiento y el aumento en el nivel del proceso productivo para
cumplir con los objetivos industriales.
1.3 TRANSPORTE CONTINUO Y DISCONTINUO
Fig. 1.2 Transporte Continuo

3
1.3.1 El transporte continuo logra el traslado de materiales finos y de flujo fácil
(por ejemplo la harina de trigo o arena), materiales en forma de granos (por
ejemplo frijoles de soya), o materiales en trozos o pedruscos (por ejemplo, el
carbón mineral o la corteza de madera desmenuzada).
Fig. 1.3 Transporte discontinuo
1.3.2 El transporte discontinuo consiste en el almacenamiento y traslado de
elementos que tienen forma individual integrada, como las partes fabricadas de
metal, u otras acomodadas en cajas o cajones.
.
1.4 TIPOS DE MATERIALES A TRANSPORTARSE
• Materiales sólidos a granel
• Materiales sólidos unitarios
Los materiales sólidos a granel implican cuatro áreas primordiales:
1) Transporte industrial
2) Almacenamiento
3) Empaquetado
4) Envío o transporte territorial.
1.5 DIVISION DE LAS MAQUINAS DE TRANSPORTE
Los dos tipos de transportadores utilizados en el manejo y transporte
de materiales son:
Transportadores por gravedad
Transportadores mecanizados

4
Mencionamos algunos transportadores por gravedad: trasportadores de
canal, transportadores de rodillos y ruedas o rodillos segmentados, utilizan el
principio de gravedad para desplazar artículos desde un punto de mayor
elevación hasta otro punto a menor elevación.
En los transportadores mecanizados se utilizan motores eléctricos, motores
de combustión, etc. Para accionar bandas, cadenas o rodillos.
1.6 ACCIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS DE ELEVACIÓN Y
TRANSPORTE
1.6.1 GENERALIDADES
Accionamiento es el conjunto de elementos que entrega al
mecanismo, la potencia necesaria para la realización de su trabajo. Los tipos de
accionamientos y las transmisiones usadas en los equipos de elevación y
transporte pueden ser:
En muchas máquinas se utilizan accionamientos combinados: Diesel
– eléctrico, electrohidráulico y electro neumático. Sobre todo los 2 primeros han
tenido una amplia difusión en los últimos años.

5
1.6.2 ACCIONAMIENTO MANUAL
La primera forma de energía a disposición del hombre ha sido la que
le proporcionan sus propios músculos, se diseño equipos de accionamiento
manual cuya limitación es la pequeña potencia que ofrecen (menos de un caballo
de fuerza), lo que limita la carga a elevar y las velocidades de trabajo.
El movimiento del mecanismo se logra con ayuda de una manivela,
con una rueda de trinquete, o por medio de una cadena, con su correspondiente
rueda.
Fig. 1.6.1 Palanca con rueda de trinquete
Fuente: Apuntes de clase (MEC - 340)
1. Rueda de trinquete
2. Pasador de uña
3. Cuerpo
4. Resorte
5. Uña
6. Tornillos que retienen el resorte

6
Para diseñar accionamientos manuales debemos seguir las siguientes reglas:
1. La fuerza realizada por un operador no debe exceder los valores de la
tabla 1.1-1
2. La velocidad de los movimientos del operador no debe exceder:
a) 1 m/s, en la manivela
b) 0.6 m/s, en la rueda con cadena
3. La potencia desarrollada por un operador se asume
a) 10 Kg-m/s, si la operación es continua
b) 15 Kg-m/s, si la operación es de periodos de 5 min. con
intervalos de receso.
4. Cuando trabajan varios operarios en un mismo accionamiento, debe
considerarse un factor de simultaneidad φ
a) para dos operadores, φ = 0.8
b) para cuatro operadores, φ = 0.7
5. El recorrido de las palancas no debe ser mayor que:
a) 400 mm, en las palancas
b) 250 mm, en los pedales
6. Los ejes que sirven de articulación en las palancas y pedales y sus
agujeros, deben ser maquinados hasta el grado de exactitud 3 y
dárseles tratamiento térmico en sus partes de trabajo.
7. El árbol de rotación de las manivelas debe colocarse a una altura de 0.9
a 1.1 de la plataforma del operador.

7
1.6.3 ACCIONAMIENTO MECANICO
1.6.3.1 ACCIONAMIENTO POR MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
El empleado actualmente en los equipos de elevación es el motor de
combustión interna, el cual puede ser Diesel o gasolina.
Los motores de combustión interna (MCI) son empleados cuando
son necesarios trabajos independientemente de la red eléctrica, como es el
caso de las grúas de montaje sobre camión. Los motores Diesel tienen un
mayor peso por unidad de potencia, son más eficientes y consumen menos
combustible, que los motores a gasolina, siendo empleados donde se
necesitan grandes potencias.
Fig. 1.6.2 Curvas características de un motor de combustión interna
La serie de motores utilizados actualmente en los equipos de
elevación y transporte es muy amplia: desde 3 HP, hasta 500 HP.
La potencia nominal de MCI, que debe corresponder con las
condiciones de trabajo de la grúa, debe ser menor que la potencia máxima posible
del motor, para evitar el desgaste excesivamente rápido de este. Por eso es
necesario disminuir el número de revoluciones de estos motores (en relación a la

8
correspondiente a su potencia máxima: de un 25 a un 40 % en los de gasolina y
de un 10 a un 20 % en los de Diesel).
Una de las principales desventajas de los MCI, relacionada con su
poca capacidad de absorber sobrecargas, se debe a la poca elasticidad que
presentan. Esto significa que la curva característica de M vs. n (momento contra
revoluciones por min.), es muy horizontal, lo que implica que al existir una
variación ∆ M del momento resistente, se producirá una variación ∆ n grande de
las revoluciones, constituyendo un fenómeno indeseable.
Para hacer la característica del motor más elástica se recurre a
distintas soluciones, siendo las principales:
1) Selección de un motor de mayor potencia que la necesaria. En el gráfico de
M vs. n, las curvas de N = .
97500
ctte
Mn
= son hipérbolas (Fig. 1.2-1) en donde
la curva de M es tangente a la N en el punto correspondiente a las
revoluciones donde la potencia es máxima.
2) Otro procedimiento es trabajar con un motor de bajas revoluciones
máximas. Esto provoca (Fig.1.2-2) que la curva de M1 sea más elástica que
la de M3 cuyas revoluciones máximas son mayores.
Fig.1.6.3 Curvas características de distintos motores.
M2 mayor potencia que M1. M3 mayores revoluciones Máximas que M1

9
3) El empleo del convertidor hidrocinético, en combinación con un reductor
mecánico, conjunto que recibe el nombre de trasmisión hidromecánica, y
cuya principal función es hacer más elástica la curva de M vs. n. En la Fig.
1.2-3 se muestra la característica de una trasmisión con convertidor
hidrocinético.
Otras ventajas del convertidor hidrocinético son que amortigua las
vibraciones torsionales del sistema de trasmisión y disminuye el número de
escalones del reductor mecánico.
Fig.1.6.4 Curva característica de trasmisión con convertidor hidrocinético
Las grúas móviles utilizan el sistema Diesel-Eléctrico, el cual permite combinar
las ventajas de los motores eléctricos con el trabajo independiente de la red
eléctrica. Evita el empleo de árboles de transmisión, embragues, etc.
Necesario en los MCI. La desventaja es la complejidad de la instalación y su
elevado costo.
1.6.3.2 ACCIONAMIENTO ELECTRICO
Predomina en los equipos de elevación y transporte, especialmente
para los trabajos portuarios de carga y descarga, así como muchos de los
equipos auxiliares. Esto es debido a que presentan múltiples ventajas:

10
1) Requieren poca cantidad de material en su construcción.
2) Son de pequeñas dimensiones y poco peso.
3) Son mas simples, costo relativamente bajo.
4) Presentan seguridad, fiabilidad y durabilidad.
5) Posible regular la velocidad en un amplio rango.
6) Abarca grandes sobrecargas.
7) Puede obtenerse una velocidad de operación constante.
8) Usamos mando a distancia y automático, y facilita el frenaje del
mecanismo, al emplearse para esto el motor.
9) Tiene un alto rendimiento.
Estas ventajas posibilitan la obtención de mecanismos relativamente
sencillos, móviles y con transmisiones individuales. Los motores pueden ser de
corriente directa o alterna.
Los motores de corriente continua comparados con los motores de
corriente alterna, tienen las siguientes desventajas:
1) Grandes dimensiones
2) Mayor peso.
3) Mayor costo.
4) No es posible enviar la energía del frenaje al circuito.
5) Necesidad de complicados colectores de desplazamiento.
6) Necesidad de instalaciones rectificadoras.
7) Rendimiento mas bajo.
Las transmisiones de corriente alterna son las más empleadas,
usando las de corriente directa sólo en casos en que los parámetros así lo
indiquen, como cuando se necesita una regulación de velocidades.

11
Fig. 1.6.5 Características de un motor de corriente directa con excitación en serie.
Fuente: Apuntes de clase (MEC – 340)
Los motores eléctricos se diferencian:
• Por proteger el medio ambiente (abiertos, protegidos, cerrados, etc.).
• El método de enfriamiento (natural, con auto ventilación y forzada).
• El método de fijación (por la base por bridas, etc.).
• Por la forma de la bancada.
• Por la disposición del árbol de salida.
• Por el tipo de cojinetes del rotor.
Estos puntos deben tenerse presente al seleccionar un motor
eléctrico. Lo más usado en nuestros días son accionamientos eléctricos
individuales para cada mecanismo
Los motores eléctricos de los equipos de elevación deben soportar
un elevado número de conexiones y desconexiones; también permitir un arranque
progresivo, sin saltos bruscos, su sentido de marcha reversible y deben ejercer un
torque de frenaje.
1.6.3.2.1 MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
Motores en serie.- En este tipo de motores el enrollado de inducido y de campo
(inductor), están conectados en serie. Durante el arranque, pasa una corriente de
fuerte intensidad por los 2 enrollados y el motor desarrolla un gran par de arranque
(2.5 a 3 veces el par nominal).

12
Para disminuir la intensidad de la corriente de arranque, se intercala
una resistencia R en el circuito, que se reduce gradualmente durante el periodo de
arranque. Para cada valor de R se obtienen distintas curvas características de
velocidad vs. Torque del motor (véase Fig. 1.3-3). El par de arranque es, por tanto,
variable, estando su valor medio entre 1.7 y 2.0 del par nominal del motor.
Fig. 1.6.6 Esquema de un motor de corriente directa en serie
Para cambiar el sentido de rotación se invierte la polaridad del
enrollado de inducido. La ventaja es que es capaz de elevar las cargas grandes a
pequeñas velocidades y las cargas pequeñas a velocidades mayores.
Fig. 1.6.7 Características de arranque de un motor en serie, con resistencia de arranque.
Fuente: Texto Equipo de Elevación (MEC - 340)

13
Fig. 1.6.8 Curvas características de un motor en serie.
Fuente: Texto Equipos de Elevación (MEC – 340)
Motor shunt o paralelo.- En este motor el inducido y el inductor se conectan en
paralelo. El enrollado de campo recibe una corriente constante e independiente de
la corriente de inducido, entonces la velocidad del motor es independiente de la
carga evitándose el peligro del embalamiento.
Fig. 1.6.9 Esquema de un motor en paralelo
Fuente: Texto Equipos de Elevación (MEC – 340)
La regulación de la velocidad se consigue variando la intensidad de
la corriente en el enrollado, por medio de resistencias, independientemente de la
carga, el arranque, el frenado reostático y la inversión del movimiento se hacen
igual que en el motor en serie. Los motores en paralelo quedan limitados a los
casos en que se desea una velocidad constante e independiente de la carga.

14
Motor combinado.- Este motor es una combinación del motor en serie y del
paralelo, participando por tanto en sus características en la medida en que están
relacionados los enrollados en serie y en paralelo. Son empleados en casos
especiales, como ejemplo, cuando se desea un elevado par de arranque y al
mismo tiempo que el motor no se embale con poca carga.
1.6.3.2.2 MOTOR DE CORRIENTE ALTERNA
Los motores de corriente alterna utilizados en los equipos de
elevación son los de tipo asincrónicos, tanto el de jaula de ardilla (cortocircuitado),
como el rotor bobinado.
Fig. 1.6.10 Curvas características de un motor en paralelo
Motor asincrónico.- Para motores asincrónicos el estator esta acoplado a 3
conductores de la red y el rotor no está conectado a la red, si no puesto en
cortocircuito o conectado a resistencias. El estator crea un campo magnético
giratorio, que arrastra al rotor con una velocidad que siempre rezagada de la
velocidad del campo giratorio. A plena carga, el rango de deslizamiento es de 5 - 6
% de la velocidad del campo giratorio o velocidad sincrónica.
La velocidad “n” del campo giratorio depende del número de polos
“p” del estator y de la frecuencia “f ” de la corriente.

15
n =
p
f
.
120
1.1
Normalmente 60 ciclos por segundo. (cps), y en función del número
de polos del motor, se obtienen las velocidades sincrónicas de la tabla 1.3-1
Tabla 1.3-1 velocidades sincrónicas
La velocidad del motor a plena carga es inferior en un 5 a 6% debido
al deslizamiento del rotor respecto a la velocidad sincrónica. El sentido de rotación
puede cambiarse intercambiando 2 de las fases del estator.
Por la forma del rotor los motores asincrónicos pueden ser
cortocircuitados (generalmente de jaula de ardilla) o de rotor bobinado. El segundo
tipo de rotor, el de rotor bobinado (o de anillos), tiene conectados los enrollados
del rotor a un reóstato por medio de 3 anillos colectores (Fig. 1.3-7).
Fig. 1.6.11 Esquema de un motor trifásico de rotor bobinado

16
El motor de jaula de ardilla, como el motor en paralelo de corriente
directa, marcha a velocidad constante, con muy pequeñas variaciones al variar la
carga, tiene las desventajas de entregar un par de arranque relativamente
pequeño (150 % del nominal), absorbe una alta corriente en ese periodo (5 a 7
veces la nominal). En la Fig. 1.3-8 se muestra la curva característica de este
motor.
Fig. 1.6-12 Características del motor de jaula de ardilla normal
En los equipos de elevación se emplean otros tipos de motores de
jaula, presentan algunas ventajas en relación al de jaula normal. Por ejemplo, esta
el motor de doble jaula de ardilla, posibilita un mayor par de arranque (225 % del
nominal) y baja corriente de arranque (4.5 a 5 de la nominal). En la Fig.1.3-9 esta
su curva característica.
El momento de arranque máximo se encuentra limitado por el valor
del momento crítico o momento de vuelco Mmax.. el momento promedio de
arranque Ma, se calcula por los coeficientes de multiplicación del momento
máximo Km, y del de arranque Kn, que se da en los catálogos de estos motores. El
coeficiente de multiplicidad media viene dado por,
Kmed =
2
1
( Km + Kn) 1.2

17
Fig. 1.6.13 Característica del motor de doble jaula de ardilla
Los motores de las grúas, además deben garantizar el trabajo incluso al
producirse una caída de voltaje de hasta el 85% del nominal. Teniendo en cuenta
todo lo anterior, el momento promedio de arranque se calcula por :
Ma = 0.852
. Kmed . Mn 1.3
Donde Mn = momento nominal del motor
El motor de rotor bobinado permite una amplia regulación de la
velocidad por medio de resistencias conectadas a los anillos colectores. A mayor
valor de las resistencias intercaladas. Será menor la velocidad de motor como
puede observarse de sus curvas características.
Fig. 1.6-14 Características de un motor de rotor bobinado

18
Dependiendo del valor de las resistencias colocadas en el rotor, la
velocidad del rotor irá aumentando según las curvas características mostradas en
al Fig. 1.3-10 al inicio se introducen todas las resistencias, lo que da la curva1;
produciéndose el movimiento de rotación, según a – b, creciendo las revoluciones
desde 0 hasta n1. En este último momento se reduce el valor de las resistencias
del rotor, pasándose a la curva 2, la velocidad se incrementa hasta n2. Se
desconecta otra resistencia, el motor pasa a la curva 3 y las revoluciones
aumentan hasta n3. Por último, se desconectan todas las resistencias, pasándose
a la característica normal 4 en la que el motor funciona con n4, correspondiente al
momento nominal del motor.
Algo semejante ocurre durante el arranque del motor de corriente
directa en serie. En ambos el momento de arranque máximo Ma máx esta limitado
por las características mecánicas. Esta entre los limites de 1.8 – 2.5 de momento
nominal. El momento de arranque mínimo Ma min frecuentemente se toma 1.1 Mn.
Finalmente, el momento de arranque medio se toma.
Ma =
2
min
.
.
. a
máx
a M
M +
1.4

19
Tabla 1.3-2 Características y aplicaciones de los principales motores asincrónicos.
Tipo de motor Características Aplicaciones
Jaula de ardilla
De alta reactancia
Doble jaula de
Ardilla
Corriente de arranque
5÷7 la nominal.
Par de arranque 1.5 el nom.
Voltaje de arranque reducido,
para los de 7.5
CV y más de potencia.
Corriente de arranque 4.5 ÷ 5 la
nominal
Par de arranque 1.5 el nom.
Arranque a plena Tensión.
Corriente de arranque 4.5 ÷ 5 la
nominal.
Elevado par de arranque 2.25 el
nominal.
Arranque a plena tensión
Máquinas herramientas,
bombas centrífugas,
grupos motor-generador
ventiladores, aspiradoras, equipos
que requieren un bajo par de
arranque.
La misma que el anterior.
Bombas de movimiento. Alternativo,
trituradoras, mezcladoras,
compresores de aire,
transportadores que arrancan con
carga, grandes máquinas refri-
gerantes, equipos que requieren un
gran par de arranque.
De alta resistencia
Rotor Bobinado
Baja corriente de arranque
Elevado par de arranque: 2.75 El
nominal. Arranque a plena
tensión.
Resistencias en el circuito del
rotor para obtener un gran par de
arranque con poca intensidad de
corriente
Prensas de embutido,
Guillotinas, martinete,
Máquinas con volantes, de estirar
metales, centrífugas de azúcar.
Ascensores, grúas, ca-brestantes,
laminadores, palas eléctricas,
cargado-res de carbón y de mineral,
grupos motor-generador con
volante.

20
1.6.3.3 ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO
Los accionamientos neumáticos son poco empleados, debido a la
complejidad del sistema de distribución el aire.
Se utiliza en los equipos de poca potencia, como algunos tipos de
elevadores y aparejos, en transmisiones de cierre, etc., o en equipos que
trabajan en medios explosivos. Como ventajas, permiten un gran número de
conexiones por unidad de tiempo, y también permiten trabajar con grandes
sobrecargas.
1.6.3.4 ACCIONAMIENTO HIDRÁULICO
El accionamiento hidráulico tiene varias ventajas, principalmente
frente a las trasmisiones térmicas. Estas ventajas son:
1) Alta capacidad de absorber sobrecargas.
2) Regulación suave y continua de la velocidad.
3) Dimensiones considerablemente pequeñas.
4) Amplio rango de variación de la velocidad.
5) Poco peso.
6) Bajo costo.
Los sistemas hidráulicos modernos tienen presiones de hasta 100
atmósferas, aunque en algunos casos alcanza las 250 – 300 atm, lo que
permite un mecanismo más compacto.
En calidad de bomba y motor hidráulicos se emplean máquinas
hidráulicas del tipo volumétrico, que trabajan por el principio de
desplazamiento del líquido de trabajo.

21
Los motores, elementos encargados de transformar la
energía del flujo de líquido, en energía mecánica, se dividen en:
Los cilindros de fuerza son dispositivos sencillos en su construcción
barata y muy fiable, empleada en mecanismo de variación del brazo y en
montacargas. Los motores rotatorios permiten desarrollar un mayor
desplazamiento de la pieza que se desea mover.
La regulación de las revoluciones del motor hidráulico se logra
variando el gasto de liquido (bombas de rendimiento regulado) y variando el
volumen de trabajo del motor. El líquido de trabajo son aceites minerales muy
limpios. La baja viscosidad aumenta las fugas, sobre todo a altas presiones,
mientras que la alta viscosidad aumenta las pérdidas hidráulicas.
Los accionamientos hidráulicos pueden ser ejecutados según 2
esquemas:
Esquema 1.- Con bombas que no controlan el consumo de líquido, con uno o
varios motores hidráulicos de bajos y altos momentos, no pueden ser regulados.
Esquema 2.- Con bomba que regula su consumo de líquido, con motores
hidráulicos de bajos y altos momentos, regulables.
Las instalaciones hidráulicas pueden ser ejecutadas también por el
sistema abierto o cerrado. El sistema abierto se caracteriza por la existencia de un
recipiente, desde el cual el líquido pasa a la bomba y al motor hidráulico. El
sistema cerrado tiene una bomba adicional de baja presión, que impulsa al líquido
en la etapa de baja presión (a la salida del motor), mientras que la bomba principal

22
alimenta al motor. El esquema 1 se realiza por el sistema abierto, mientras que el
esquema 2 puede hacerse por ambos sistemas: abierto o cerrado.
En los mecanismos de desplazamiento y giro, donde no hay carga
estática, la detención total del mecanismo se puede lograr con el freno en el árbol
del motor eléctrico principal. En los mecanismos de elevación, son usados los
accionamientos hidráulicos, por la amplia gama de velocidades que puede
obtenerse, al aplicar motores de alabes se logra una variación en que la velocidad
máxima es:
vmax = 15 vmin
Y en los motores de embolo:
vmax = 25 vmin
Por esto, son empleados en los mecanismos de elevación de las
grúas de montaje, en las que se necesita un amplio margen de velocidad para la
colocación de las piezas de construcción y para su aceleración suave.

23
UNIDAD 2
BANDAS TRANSPORTADORAS

24
BANDAS TRANSPORTADORAS
Los transportadores de banda o correa sin fin son muy utilizados en la
industria; alcanzan distancias de varios kilómetros y desarrollan velocidades que
llegan a unos 300 [m / min]; manejan miles de toneladas de material por hora.
Fig. 2.1-1 Transportadores de banda
Fuente: www.rodan.com
Las bandas transportadoras suelen instalarse horizontalmente o en
declives que varían de 100
a 200
normalmente, llegando a una inclinación máxima
de 300
.
2.1 DESCRIPCIÓN DE SUS COMPONENTES
Fig. 2.2-1 Esquema de un transportador de banda

25
2.1.1 BANDA O CINTA TRANSPORTADORA
Es el elemento más importante de la máquina, existen varias marcas
para diferentes usos y especificaciones. Presenta diferentes configuraciones en su
estructura interna, está compuesta en dos partes:
• Núcleo Interno
• Cubierta Externa
2.1.1.1 Núcleo Interno
El núcleo interno esta construido por fibras, láminas de algodón o
fibra sintética. En bandas especiales el núcleo está construido de alambre o acero
trenzado, que le permite soportar altas temperaturas.
Fig. 2.2-2 Estructura seccionada de una banda
Fuente: Stroje (Ing. Rudolf DvořáK a Kolektiv)
2.1.1.2 Cubierta externa
Fabricado de goma, resistente a la abrasión, corrosión, a los rayos
ultravioletas del sol, a cualquier acción destructiva del medio. También podría
utilizarse goma sintética (PVC).
Existen tres tipos de bandas transportadoras:
Bandas transportadoras cubiertas  Completamente cubierta
Bandas transportadoras semicubiertas  No tiene cubierta los laterales
Bandas transportadoras descubiertas Consta sólo de la banda (núcleo
interno) sin cubierta exterior.

26
La selección del tipo de banda y la cubierta adecuada se determina en función del
material a transportar.
Dependiendo del tipo de banda y de la resistencia del núcleo se conoce la
resistencia de la banda: dicha resistencia, está en función del ancho de la banda,
ejemplo:
Las bandas son fabricadas en longitudes normalizadas de hasta 10 m de
longitud en una sola pieza, para longitudes mayores en las uniones se las debe
trabar con intervalos de fibra correlativos de 200 mm entre cada entrabado.
Fig. 2.2-3 Entrabado de banda transportadora
Fuente: Apuntes de clases (MEC – 340)
Las Bandas transportadoras vienen normalizadas

27
2.1.2 RODILLOS Y ASIENTOS
Estos elementos sirven para la conducción de la cinta, están
distribuidos en el ramal superior como en el ramal inferior, según la proporción de
rodillos de 3 – 1(existe por cada tres rodillos en el ramal superior, un rodillo en el
ramal inferior.)
Fig. 2.2-4 Transportador de banda con asientos y rodillos horizontales
Fuente: www.ferrum.com
El ramal superior sirve para el transporte del material y el ramal inferior para el
retorno de la cinta transportadora.
Fig. 2.2-5 Esquema de un Transportador de banda
Fuente: Stroje de Ing. Rudolf Dvořák a Kolektiv
2.1.3 ESTACIÓN DE ACCIONAMIENTO
Está compuesto por una serie de elementos mecánicos, que
impulsan el tambor que está en contacto con la banda y le permite el movimiento
rotatorio a la misma.

28
Fig. 2.2-6 Esquema de una estación de accionamiento
Obtendremos cintas o bandas de transporte más económicas y eficientes, usando
motores de accionamiento trifásicos; existen dos tipos:
• Motores con rotor tipo jaula de ardilla con capacidad hasta 30 [ KW]
• Para mayores potencias se tienen los motores con núcleo bobinado
asíncrono.
En caso de que se utilizasen motores endotérmicos, se deberán utilizar acoples
móviles o flexibles.
Fig. 2.2-7 Diagramas que muestran el par torsor de arranque
2.1.4 ESTACIÓN TENSORA
Mantiene una presión uniforme de la banda sobre las poleas
conductoras y evita que patinen, siempre debe haber un equipo o estación
tensora, cuyo trabajo de tensado no es continuo sino periódico cuando se detecta
destensado entonces se tensa nuevamente.

29
Fig. 2.2-8 Modelos de Estaciones Tensoras
Con el tensado se puede obtener hasta un 20 % de alargamiento de la banda y
puede trabajar generalmente en la zona plástica, pero sin sobrepasar el límite de
rotura.
2.1.5 TOLVA DE CARGADO
Fig. 2.2-9 Esquema de tolva de cargado Fig. 2.2-10 Alimentador de banda
Fuente: Stroje de Ing. Rudolf Dvořák a Kolektiv Fuente: www.iaf.es/enciclopedia/cintasa
La tolva de cargado siempre va seguida de un dosificador, el cual se utiliza para
graduar la carga. En el momento de poner en marcha la máquina, el dosificador
debe ser regulado a las características de funcionamiento.
2.1.6 DESVIADORES
Estos dispositivos permiten el descargue del material en distintos
puntos del transportador. Son barreras fabricadas del mismo material que la cinta
montado sobre una estructura metálica independiente.

30
Fig. 2.2-11 Esquema de desviadores
2.1.7 CARRO DESCARGADOR
Es una máquina montada sobre el transportador de cinta en un
tramo intermedio entre el tambor tensor y el tambor de accionamiento; consta en
su estructura o armazón, sus carriles y ruedas propias. Generalmente es utilizado
para transportadores de dimensiones gigantescas, este tiene un sistema de
accionamiento propio.
Fig. 2.2-12 Esquema de banda transportadora de dimensiones gigantescas
2.1.8 LIMPIADORES
Son los elementos encargados de efectuar la limpieza de la banda
transportadora; generalmente se los ubica en el ramal inferior
Fig. 2.2-13 Modelos de limpiadores

31
Es recomendable limpiar la banda antes de que las incrustaciones lleguen a los
rodillos inferiores, por que dicho material adherido podría dañar estos rodillos:
2.1.9 BARANDILLA DE SEGURIDAD
Son accesorios que sirven para evitar accidentes, Estos se ubican en
puestos claves como las estaciones de accionamiento y tensionado, donde existe
afluencia de personal, etc.
2.1.10 PASILLO METÁLICO
Fig. 2.2-14 Banda transportadora con pasillo Metálico
Fuente: www.vigil.com.ar
Existen pasillos metálicos para pasar de un lado al otro de la cinta.
2.2 ESTRUCTURAS
La transportadora de cinta esta soportada por una estructura
metálica, sus características dependen del costo y del diseño mismo de la
máquina.
Existen diferentes tipos de estructuras, como ser: de alma llena, de cajón y
estructuras entramadas. Estas últimas son más económicas por que utilizan
menos material y son mucho más livianas.

32
2.3 CLASIFICACIÓN
Los transportadores de banda por el tipo de asientos y rodillos se
clasifican en:
• Bandas de rodillos horizontales
• Bandas de asientos y rodillos tipo “ V ”
• Bandas de asientos y rodillos tipo trapezoidal
• Bandas de asientos y rodillos tipo guirnalda
2.3.1 Bandas de rodillos horizontales
Fig. 2.3-1 Banda de rodillos horizontales
2.3.2 Bandas y rodillos tipo “V”
La banda o cinta de asientos y rodillos tipo “V”, son utilizados para evitar que
el material se derrame por los laterales.
Fig. 2.3-2 Fuente: Stroje de Ing. Rudolf Dvořák a Kolektiv
2.3.3 Bandas y rodillos tipo guirnalda
Los asientos y rodillos tipo guirnalda tiene la ventaja de utilizar una cantidad
más reducida de rodamientos. Los rodillos presentados en la figura 2.3-2 son
fabricados de un material sintético por ejemplo el “Neo Pren“.

33
2.4CALCULO DE UN TRANSPORTADOR DE BANDA
Para el cálculo y dimensionamiento de las bandas o cintas
transportadoras, se debe conocer los requerimientos que deben satisfacer
las mismas.
1) Capacidad .- Generalmente viene dada en las siguientes unidades
Se define como la cantidad (masa o peso) de material que debemos transportar por
hora
Q = [Tn/h] o [m3
/h]
2) Longitud .- Depende del proceso productivo que se va a implementar,
esta expresado en metros
3) Altura.- Expresada en metros
Si la altura no esta dada entonces se tiene el ángulo de inclinación
Fig. 2.4-1 Altura de un transportador de banda
4) Propiedades de los materiales
ρ [Tn/m3
] = Densidad
α [
º
] = Angulo granulométrico
2.4.1 DESARROLLO DEL CÁLCULO
2.4.1.1 ELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DE TRANSPORTE
La velocidad no se elige arbitrariamente, sino depende de las
propiedades físicas del material.

34
2.4.1.2 Elección de la velocidad para materiales granulados
La velocidad de transporte para materiales granulados se elige de
tablas en función del tipo de material, elegiremos velocidades bajas para
materiales sueltos y velocidades altas para materiales pegajosos o húmedos.
2.4.1.3 Velocidades para materiales transportados por piezas
La velocidad se calcula en función a los requerimientos del proceso.
Por ejemplo para transporte de cajas de galletas.
Fig. 2.4-2 Material transportado por piezas
n = cantidad o número de piezas transportadas por hora
l = Paso o separación entre dos piezas contiguas [m]
Para material por piezas
l
v
m
Q p
= .................... [ ]
h
Tn / 2.1
Para material Granular 3600
.
.
. ρ
v
S
Q = ............... [ ]
h
Tn / 2.2
mp = masa de cada pieza [ Tn ]
S = sección teórica de trabajo
2.4.1.4 Sección teórica de trabajo
Fig. 2.4-3 Sección que forma el montículo de material sobre la banda transportadora
2.4.1.4.1 CÁLCULO Y ELECCIÓN DE LA BANDA “B“
El diseño de los transportadores de banda depende del material que
habrá de manejarse, el tamaño y distribución de las partículas, así como la
composición química del material.

35
Para el cálculo se puede partir de tablas (Maquinas de Transporte Continuo de
Waganott), o en el mejor de los casos, de la sección teórica “S”.
Fig. 2.4-4 Sección teórica sobre banda de rodillos horizontales
Para una parábola:
h
b
S .
3
2
= 2.3
En el triangulo de la figura 2.4-4, se tiene:
b
h
4
tan =
α  α
tan
.
4
b
h =
Sustituyendo.
α
tan
.
6
1 2
b
S =
Por otro lado:
)
360
(
.
. v
S
Q ρ
= 
3600
.
.ρ
v
Q
S =
Igualando:
α
ρ Tan
v
Q
b
.
3600
.
.
.
6
= ................. [ m ] 2.4
Sección teórica
Fig. 2.4-5 Sección teórica que forma un montículo de material sobre la banda

36
Los Rodillos siempre sobrepasan el tamaño de la banda
B = Ancho de la banda transportadora
β = Angulo de inclinación de rodillos laterales
2.4.1.4.2 CALCULO DE LAS RESISTENCIAS
En la banda se originan resistencias, básicamente se clasifican en
tres tipos fundamentales;
Resistencias principales Rp
Resistencias secundarias Rs
Resistencias adicionales Ra
Resistencias principales “Rp”
Resistencias debido al peso propio del material y de la banda, la
y se manifiesta en las partes giratorias de los rodillos.
Fig. 2.4-6 Fuerzas que actúan sobre el material
( )
[ ]
qrrs
q
q
gL
R s +
+
= δ
µ cos
.
.
. 2
1
Pr .................. [N] 2.5
[ ]
qrri
q
L
g
R i +
= δ
µ cos
.
.
.
. 2
Pr .............................[N] 2.6
q1 = masa por metro lineal del material a transportar
q2 = masa por metro lineal de la banda o cinta
qrr = masa por unidad de longitud de los rodillos
q1 =
V
Q
.
6
.
3
µ = µ1 k q2 = B mp
µ1 = 0.018  0.027 mp = 1.3*s + mv

37
s = Espesor de la cinta o banda
mv = masa del núcleo (capas de lona)
µ = Coeficiente global de rozamiento y rodadura
(Rodillos entran en fricción con los apoyos)
µ1 = Coeficiente que depende del montaje y de otros factores
k = Coeficiente que varia de acuerdo a la temperatura crítica
Fig. 2.4-7 Coeficiente k = f (T)
k = Coeficiente que varia de acuerdo a la temperatura crítica del ambiente donde se instala la
máquina. Por ejemplo la temperatura extrema en nuestro medio Cochabamba es de –5
0
C
Resistencia secundaria “Rs”
Resistencia secundaria por efecto de la fricción en el cargado
Rs1 = q1 V (V-V0) 











+
+
V
V
bn
q 0
2
1
1
.
.
1000
1
ρ
........... [N] 2.7
Rs1 = Resistencia secundaria durante el cargado del material que cae por acción de la
gravedad y empieza con velocidad igual a cero entonces el transporte es perpendicular
a la caída del material
Fig. 2.4-8 Vista de planta de una tolva de cargado
V = velocidad final
Vo = Velocidad inicial
bn = Ancho de cargado de la tolva la cual tiene generalmente una sección cónica

38
Resistencia secundaria por efecto de la fricción en la banda (presión en los
tambores)
b
Z
D
B
s
B
T
Rs
.
3
.
*
150
2 





+
= ...................[ ]
N 2.8
Fig. 2.4-9 Tensiones en tambor accionado
Fuente: Apuntes de clases
T = Tensión o fuerza traccional media entre la fuerza traccional máxima T1 y la fuerza
traccional mínima T2 ;
2
2
1 T
T
T
+
=
D = Diámetro del tambor
Zb = Número de tambores por donde pasa la cinta
s = Espesor de la banda, elegido conjuntamente con el ancho de tablas.
2.4.1.4.2.1 Cálculo de la masa por unidad de longitud de los rodillos.-
Está en función del tipo de asientos
rrs
rrs
rrs
rrs
t
n
m
q
*
= Y
rri
rri
rri
rri
t
n
m
q
*
=
mrrs = masa del rodillo del nivel o ramal superior
nrrs = número de rodillos del ramal superior de la máquina
trrs = paso o distancia entre los asientos de los rodillos trrs = 1~1.25 [m]
Resistencia por efecto de la presión en tambores no accionados
'
3 .
)
001
.
0
0007
.
0
( b
Z
R
Rs ∼
= 2.9
Fig. 2.4-10 Tensiones en tambores no accionados

39
Cálculo de la resistencia para tambores no accionados
2
2
2
2






+






=
Z
Z
R 2.10
Resistencias Adicionales “Ra“
Resistencia por efecto de la altura
( ) H
g
q
q
Ra .
.
2
1
1 +
= 2.11
Fig. 2.4-11 Tensiones en banda inclinada
L
H
sen =
δ  H = L * sen δ 2.12
q1 = peso por unidad de longitud
Las resistencias siempre están en sentido contrario al movimiento y se oponen a
las fuerzas traccionales.
Resistencia por efecto de la oscilación de los rodillos laterales
Valor calculado para un ángulo de 300
Ra2 = 0.004 nv (q1 + q2) g cos δ................. [N] 2.13
Fig. 2.4-12 Ángulos de asientos de rodillos tipo trapezoidal y tipo V

40
Cuando el ángulo es distinto a 30 grados entonces utilizar regla de tres directa, por
ejemplo:
0.004  300
x  150
nv = número de rodillos oscilantes (asientos) o número de asientos oscilantes
Ra2 = 0.001 nv q2 g cos δ  ri 2.14
Ra2 = 0.004 nv (q1 + q2) g cos δ  rs 2.15
Ecuaciones determinadas para ángulos de 10 grados. Si es distinto entonces usar regla de
tres directa.
Resistencias en los limpiadores
Los limpiadores se usan cuando el material es demasiado pegajoso
o húmedo
Ra3 = (0.02 ~ 0.04) B g ZL 2.16
ZL = Número de limpiadores
B = Ancho de la banda
Resistencia en los desviadores
Ra4 = (0.12 ~ 0.15) B g Zd 2.17
Zd = Número de desviadores
B = Ancho de la banda
Resistencia en el carro descargador
Ra5 = q1 g Hs + (0.15 ~ 0.20) B g Zc 2.18
Fig. 2.4-13 Esquema de banda transportadora de gran dimensión

41
Resistencia por efecto de la fricción lateral en el cargado
Ra6 = 2
2
1
2
.
.
.
v
b
b
L
g
q
ρ
µ 2.19
μ2 = Coeficiente friccional del material con la tolva
Lb = Longitud de la tolva de cargado
bv = Ancho medio entre la base y el nivel para la dosificación
Fig. 2.4-14 Esquema de una tolva de cargado
Existen 2 tipos de cálculos para transportadores:
• Transportadores cortos hasta 70 [m] de longitud
• Transportadores largos, mayores a 70 [m] de long.
Para transportadores cortos se calcula:
Las resistencias principales RP
Las resistencias secundarias RS
Las resistencias adicionales Ra
Para transportadores largos: RS1 = RS2 = RS3 = 0; En cambio calculamos:
RPrs = C μ g L [(q1 + q2) cos δ + qrrs]................. [N] 2.20
RPri = C μ g L [q2 cos δ + qrri]...................... [N] 2.21

42
2.4.1.4.2.2 CALCULO DE LAS FUERZAS TRACCIONALES Y DE LA FUERZA
CIRCUNFERENCIAL
Fig. 2.4-15 Tensiones en tambor de accionamiento
ϕ
f
e
T
T
=
2
1
2.22
f = Coeficiente friccional entre la banda y el tambor de accionamiento f =0.35
φ = Ángulo de abrace: φ = 180 Como mínimo
T1 = Fuerza traccional máxima
T2 = Fuerza traccional mínima
La fuerza circunferencial que sirve para calcular la potencia del motor está dada
por:
Fc = T1 – T2 .............. [N] 2.23
Fc = RP + RS + Ra............ [N] 2.24
Resolviendo las ecuaciones:
T1 = T2 efφ
................... [N] 2.25
Sustituyendo:
Fc = T2 efφ
– T2.................. [N] 2.26
( )
1
1
2
−
= ϕ
f
e
Fc
T ............. [N] 2.27
( )
1
1
−
= ϕ
ϕ
f
f
e
e
Fc
T ............. [N] 2.28
2.4.1.3 CALCULO DEL PESO TENSOR
Cuando la estación de accionamiento está en la parte superior y la estación
tensora está en la parte inferior.

43
Fig. 2.4-16 Tensiones que actúan sobre la banda transportadora
q2 g H = Resistencia para subir el peso propio de la banda
Principio de Dalemberg:  F = ma ; F – D = 0
Ramal superior:
T1 – Z/2 – RPrs – q2 g H – RS1 = 0
1
2
Pr
1 .
.
2
S
s R
H
g
q
R
Z
T +
+
+
= ............ [ N ] 2.29
Ramal inferior:
T2 + Ra3 + RPri – Z/2 – q2 g H = 0
3
Pr
2
2 .
.
2
a
i R
R
H
g
q
Z
T −
−
+
= ............ [N] 2.30
2.4.1.4 CALCULO DE LA POTENCIA DEL MOTOR
η
.
1000
.v
Fc
P = ........................ ]
[KW 2.31
η = Rendimiento mecánico
Potencia en el eje de la máquina
1000
.v
Fc
P = ...................... [KW] 2.32
T1 debe ser menor que la tensión admisible de la banda (Fadm)
T1 < Fadm  Fadm = B
mm
N
; B = Ancho en [mm]
Generalmente:
ϕ
f
e
T
T
=
2
1
*
15
.
1
2.33

44
2.4.1.5 ESTACIÓN DE ACCIONAMIENTO
Fig. 2.4-17 Sistema de accionamiento de una banda transportadora
Ejemplo: pares de apoyos (rodamientos)
η 1 = (0.89) (0.89) (0.89)  η1 = (0.89)3
η1 = depende del tipo de rodamiento
Engranajes 2 pares  piñón, rueda móvil motriz
ηacp = (0.95)2
 ηTot = (0.89)3
. (0.95)2
Accionamiento por un sólo tambor
Fig. 2.4-18 Sistema de accionamiento
Fuente: Apuntes de clases
Accionamiento por más de un tambor (cintas transportadoras muy grandes)
Fig. 2.4- 19 Sistema de accionamiento por dos tambores
Fc1 = T1 – T3
1
3
1 α
f
e
T
T
= P1 =
η
.
1000
*
1 V
Fc
.................. [KW]
Fc2 = T3 – T2
2
.
2
3 α
f
e
T
T
= P2 =
η
.
1000
*
2 V
Fc
................ [KW]

45
UNIDAD 3
ELEVADORES DE CANGILONES

46
ELEVADORES DE CANGILONES
O NORIAS
Fig. 3.1-1 Elevador de cangilones
Fuente: www.forjasbolivar.com-www.ferrum.com
Este tipo de elevadores son utilizados para el transporte vertical de
materiales por ejemplo granos en los silos, para transporte de materiales
semilíquidos o líquidos muy densos.
Consta de estación tensora, estación de accionamiento y de dos
conductos de entrada y salida. Su elemento traccional es una banda (cinta),
o una cadena. En posición vertical no requiere guías para la conducción de
los elementos, en posición inclinada se diseñan apoyos para que sirvan de
guías.
Fig. 3.1-2 Esquema de elevador de cangilones

47
Para mayor estabilidad el elevador tiene un par de ruedas dentadas, también
podrían utilizarse bandas o cintas cambiando las ruedas dentadas por tambores
tanto de accionamiento como de tensado. El tipo de cangilón utilizado, depende
del material a transportar y de la forma de cargado.
Fig. 3.1-3 Ejemplos de tipos de bandejas
Se aconseja utilizar cangilones
• Tipo A, B y D Para banda o cinta de goma o también materiales
sintéticos PVC
• Tipo A y B Se utiliza cadenas calibradas, por ejemplo.
- Cadena articulada de bicicleta
- Cadena no articulada, Las del comercio
• Tipo C para transporte con cadenas de rodillos
Fig. 3.1-4 Sujeción de cangilones
Si se utiliza la sujeción en el espaldar se debe cuidar la forma de sujeción pues el
espaldar se desplaza sobre la banda, los elevadores de cangilones no requieren
de equipo tensor pues el mismo peso se encarga del tensado.

48
3.2 CLASIFICACIÓN
a) Por el tipo de descargue se pueden clasificar en:
• Cangilones de descargue gravitacional (I cuadrante)
• Cangilones de descargue centrífugo (II cuadrante)
• Cangilones de descargue central (a través del eje vertical )
Fig. 3.2-1 Tipos de descargue
Relación:
2
.
.
.
w
R
m
g
m
R
a
=  a = 2
w
g
3.2-1
Para determinar el diámetro de la rueda dentada se utiliza la relación:
m R w2
≥ m g ; R =
2
D
2
2 w
g
D
≥  D ≥ 2
.
2
w
g
3.2-2
También puede ser:
m R w2
≤ m g  mg ≥ m R w2
3.2-3
D = diámetro primitivo de la rueda dentada o del tambor de accionamiento
m = masa del material
R = radio de curvatura del centro de masa en un cangilón
w = velocidad angular
g = aceleración de la gravedad
Descargue gravitacional Fuerza gravitacional “mg” mayor a fuerza centrífuga
“Fc”; En este caso “a” es mayor al radio de curvatura externo “R1”, el descargue
gravitacional debe tener los cangilones espaciados con un paso “t“

49
Descargue centrífugo  fuerza centrífuga “Fc” mayor a fuerza gravitacional
“mg”; En este caso “a” es menor al radio interno “R2”
Descargue central  Cuando la distancia del centro al polo “P” está entre los
radios de curvatura R2 y R1 respectivamente, entonces el descargue es intermedio
o más conocido con la denominación de descargue central.
b) Por el tipo de cargado se tiene.
1.- Por excavación
2.- Por tolva de alimentación
3.- Mixto, combinación de los anteriores
Fig. 3.2-2 Elevadores de cangilones cargados por tolva de alimentación
Fuente: www.meprosa.com.mx
3.3 CALCULO DE LOS ELEVADORES DE CANGILONES
Datos iniciales:
Capacidad .......................... Q = [Tn/h]
Altura de transporte............ H = [m]
Longitud de transporte……. L = [m]
Densidad del material ……. ρ = [Tn / m
3
]
Ángulo granulométrico……. α = [
0
]
Ángulo de inclinación........... δ = [
0
]
Propiedades de los materiales: Abrasión, humedad, etc.

50
3.3.1 CALCULO PRELIMINAR
1.- Cálculo de la potencia de accionamiento
Fig. 3.3-1 Esquema de un transportador de cangilones
H = H0 +
2
2
1 D
D +
3.3-1
3600
.
.
.
1
H
g
Q
P µ
= ……………[KW] 3.3-2
μ1 = Coeficiente que depende del cargado y se determina en tabla 3.3-5
H = Altura total
Cargado Mixto  μ1 de tablas
Cargado por Excavación  μ1 = μ1 + 10%
Cargado por tolva  μ1 = μ1 – 10%
2.- Cálculo de la fuerza circunferencial
P =
1000
.v
Fc
=> Fc = 1000
v
P
.......... [N] 3.3-3
3.- Elección de la velocidad
Elegimos en función de las características del material como
α,
humedad, etc.
4.- Cálculo y elección del cangilón
Depende del tipo de cargado y de las características del material

51
Tabla 3.3-2 Tabla para la elección del coeficiente Ψ para cangilones pequeños
uno al lado de otro
Ψ = Coeficiente de llenado
No siempre el cangilón esta lleno, si no el 20 a 40% de la bandeja esta vacía
Q = 3600 







K
K
t
V
ρ v Ψ................ [Tn/h] 3.3.4
VK = Volumen de cada cangilón, esta en función directa del paso del cangilón
tK = Paso del cangilón ( distancia entre cangilones)
si: a > tK entonces mayor el volumen del cangilón “VK”
ψ
ρ .
.
.
3600 V
Q
t
V
S
K
K
=
= 3.3-5
Con interrupción  Cangilones con cierto paso tK espaciado
Sin interrupción  Cangilones continuos uno al lado de otro

52
Tabla 3.3-3 Coeficiente flexional utilizado (si se utiliza banda como elemento
traccional) para el accionamiento del elevador de cangilones
Tabla 3.3-4 Coeficiente flexional utilizado (si se utiliza banda como elemento
traccional) para el accionamiento del elevador de cangilones

53
Tabla 3.3-5 Coeficiente de potencia en función de la capacidad, altura y material a
transportar
Tabla 3.3-6 Paso Normalizado del cangilón
Fuente. Apuntes de clases (MEC – 340)
5.- Masa por metro lineal del cangilón
K
K
t
m
q =
3 ........................ [Kg / m] 3.3-6
mK = masa del cangilón ; una vez determinado el volumen “VK” también determinamos el espesor del
cangilón de las tablas de Jeffrey
6.- Cálculo de las fuerzas Traccionales.
Sirve para determinar si el elemento traccional es adecuado o no.

54
Fig. 3.3-2 Esquema de un transportador de cangilones
q2 = masa o peso por metro lineal de la cadena
T2 -
2
Z
- (q2 + q3) g h
T2 =
2
Z
- (q2 + q3) g h........ [N] 3.3-7
Fc = T1 – T2 ………. [N]
T1 = Fc + T2 ………. [N] 3.3-8
Se aumenta un 15 % para vencer efectos contrarios por ejemplo resbalamiento.
ϕ
.
2
1
*
15
.
1
f
e
T
T
=
T1 ≤ 1.15 T2 efφ
.................. [N] 3.3-9
φ = Angulo de abrase
f = coeficiente friccional
3.3.2 CALCULO EXACTO
3.3.2.1 Cálculo de resistencias
a) Resistencias en el cargado
F1 = C1 q1 g …………………. [N] 3.3-10
C1 = Coeficiente que se selecciona de la tabla 3.3-7

55
Tabla 3.3-7 Coeficiente C1 en función de la velocidad del cangilón y el
material a transportar
b) Resistencia para elevar el material una altura H
F2 = q1 g H …………….. [N] 3.3-11
Fig. 3.3-3 Esquema de transportador de cangilones
Hm = Altura que sube el material, depende del tipo de cargado
μ2 = Coeficiente friccional

56
c) Resistencia friccional por efecto del peso en elevadores oblicuos
F3 = μ2 q1 g
δ
tan
Hm
3.3-12
sen δ =
L
Hm
3.3-13
d) Resistencia friccional por efecto del peso propio de la banda q2 y del
cangilón q3 en elevadores oblicuos
F4 = μ2 (q2 + q3) g
δ
tan
H 3.3-14
μ2 = Coeficiente friccional del elemento traccional con la superficie de deslizamiento.
- Rozamiento deslizante (sin ruedas)  μ2 = 0.2
- Rozamiento deslizante con rodillos (rozamiento rodante)  Existen dos tipos
• Apoyos , cojinetes o bujes : μ2 = 0.15
• Apoyos rodantes (rodamientos ) : μ2 = 0.05
e) Resistencias en el equipo tensor
e1) Caso: Cinta.- Resistencia en el tambor tensor
F5 = 2
.
2
C
F
Z
ad 





+ + Z
D
d
1
1
3
µ .............. [N] 3.3-15
C2 = Coeficiente de tablas
Z = Peso tensor
d1 = Diámetro del gorrón de apoyo
μ3 = Coeficiente friccional entre el eje y el cojinete o rodamiento
2
.
2
C
F
Z
ad 





+ = Resistencia flexional
Z
D
d
1
1
3
µ = Resistencia de apoyo o en el apoyo
e2) Caso cadena.- Resistencia en la rueda estrella tensora








+
=
1
1
3
1
4
5
D
d
D
d
F µ
µ Z 3.3-16

57
Fig. 3.3-4 Ejes de cadenas y catalinas
d1 = Diámetro del gorrón de apoyo
μ3 = Coeficiente friccional en el apoyo
μ4 = Coeficiente friccional entre el pasador de la cadena y eslabones
D1 = Diámetro primitivo de rueda dentada
16
1
10
1
1
1
→
=
D
d
3.3-17
f) Resistencia en el tambor de accionamiento
Caso cinta:
F6 = (T1 + Fad) C2 + ( )
2
1
2
2
3 T
T
D
d
+
µ ……… [N] 3.3-18
D2 = Diámetro del tambor de accionamiento
g) Resistencia en la rueda estrella de accionamiento
Caso cadena:
F6 = ( )
2
1
2
2
3
2
4 . T
T
D
d
D
d
+








+ µ
µ ............. [N] 3.3-19
h) Cálculo de la fuerza circunferencial Fc = T1 – T2
Fig. 3.3-5 Tensiones que actúan en el cangilón

58
(q2 + q3) = suma de pesos de cangilón y banda
Ramal Izquierdo:
( ) 0
.
.
2
5
4
3
2
1
3
2
1 =
−
−
−
−
−
+
−
− F
F
F
F
F
H
g
q
q
Z
T 3.3-20
 ( ) 5
4
3
2
1
3
2
1 .
.
2
F
F
F
F
F
H
g
q
q
Z
T +
+
+
+
+
+
+
= ........ [N] 3.3-21
Ramal derecho:
T2 + F4 -
2
Z
- (q2 +q3) g H = 0 3.3-22
 T2 =
2
Z
+ (q2 +q3) g H – F4 …………. [N] 3.3-23
Fc = F1 + F2 + F3 + 2.F4 + F5 3.3-24
i) Cálculo de la potencia del motor
P =
( )
η
.
1000
6
F
Fc +
[KW] 3.3-25
Cadena:
T1 + Tdin ≤ Fadm  Fadm =
2
K
Fr
3.3-26
Fadm =
1
K
Ff
3.3-27
Ff = Fuerza de fluencia se obtiene de tablas de Elementos Máquinas (Niemán)
Fr = Fuerza de rotura

59
UNIDAD 4
TRANSPORTADORES DE
CADENAS

60
TRANSPORTADORES ARTICULADOS POR CADENAS
Este tipo de transportador es utilizado en el transporte de materiales con alta densidad o
con peso específico elevado. También en procesos de la industria minera. Si se utilizan
cadenas para el transporte entonces componen de ruedas dentadas o catalinas en lugar
de tambores de accionamiento. Ejemplo escaleras mecánicas.
Fig. 4.1-1 transportador articulado por cadenas
Fuente: www.tecnositio.com
Fig. 4.1-2 Esquema de un transportador articulado por cadenas
Fuente: Apuntes de Clases (MEC – 340)
1) Cadena Articulada
La cadena mas común es la cadena articulada tipo “Gall” La cual es
seca (sin lubricación).

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