Maquinas de elevación y transporte - Tornillos transportadores

Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica
Maquinas de elevación y transporte
FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA MECANICA 1
Docente:
Milton Fabián Coba Salcedo
Ingeniero Mecánico, PhD.
Electiva técnica I
MAQUINAS DE ELEVACIÓN Y
TRANSPORTE
UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

TORNILLO
TRANSPORTADOR

Tema 3 Tornillo transportador
CONTENIDO
1. Introducción.
2. Características de los tornillos transportadores
3. Aplicaciones y generalidades de los tornillos transportadores
4. Cálculos en los tornillos transportadores
5. Ventajas e Inconvenientes
6. Ejemplo.

Introducción
Introducción
 Este equipo está diseñado para realizar el transporte de material mediante una espiral
basado en el principio de Arquímedes. Tienen la posibilidad de trabajar en diferentes
ángulos, siempre y cuando sea adaptado para tal fin.
 Diseñados para transportar cualquier tipo de material bien residuos orgánicos en el
tratamiento de aguas, transporte de sólidos en infinidad de industrias y aplicaciones de
toda índole, son equipos los cuales se diseñan según necesidades: tipo material a
transportar, inclinación, caudal a transportar, velocidad de translación de los
materiales, etc.
 Según el uso que le queramos dar estos se fabricaran de diferentes formas y
materiales, cambiando su geometría, tanto estructural como la espiral.
 Tienen infinidad de combinaciones con lo que le da la capacidad de adaptarse a
cualquier tipo de proceso, pudiendo combinar la posición de la tolva de carga, boca de
salida, grupo de accionamiento, posición de trabajo etc.

Características de los tornillos transportadores
Elementos del tornillo transportador

Aplicaciones y generalidades de los tornillos transportadores
Disposición del tornillo transportador en proceso

 Son compactos
 Diseño modular: fácil instalación
 Soportes y apoyos simples
 Altas temperaturas
 Fácil hermeticidad
 Extremadamente versátiles:
• Dosificador
• Mezcladores o agitadores
 Varias zonas de carga y descarga
Ventajas

 No grandes tamaños
 Materiales no frágiles o delicados
 Materiales no abrasivos
 Mayores requerimientos de potencia
 Contaminación del material
 Volumen de material bajo
 Distancia de hasta 50 m
Desventajas

Se emplean para el desplazamiento de materiales pulverulentos de grano fino, cargas
moderadamente pastosas, o para cargas a elevada temperatura y/o que emanen gases
nocivos. Puede adoptar una disposición horizontal o ligeramente inclinada (la mayoría de
tornillos), vertical (o casi vertical) y conductos transportadores. Asimismo, puede
transportar material en terrones siempre que no sean muy grandes respecto al diámetro
del tornillo.
Aplicaciones
La distancia horizontal de transporte puede ser de hasta 40 m, la vertical de hasta 30 m,
si bien pueden alcanzarse desplazamientos superiores mediante el montaje de
transportadores en serie (tándem).

Clasificación: Tipos de tornillos
 Tornillo sin fin de hélice helicoidal
 Tornillo sin fin de hélice seccional
 Tornillo sin fin de paletas cortadas
 Tornillo sin fin de paletas tipo cinta
 Tornillo sin fin con palas
 Tornillo sin fin de paletas
plegadas y cortadas
 Tornillo sin fin de paso
corto de paletas cortadas con palas
 Tornillo sin fin de palas
 Tornillo sin fin de paletas distribuidas
formando un cono
 Tornillo sin fin de diámetro escalonado
 Tornillo sin fin de paso escalonado
 Tornillo sin fin de paso largo
 Tornillo sin fin de doble paleta

𝑣 =
𝑡 ∗ 𝑛
60
𝑠 = 𝜆 ∗
𝜋 ∗ 𝐷2
4
Coef. de relleno de la sección
(menor que la unidad para evitar
amontonamiento)
Paso del tornillo (m)
Velocidad de desplazamiento del transportador v en (m/s):
Velocidad de giro del tornillo
Cálculos en los tornillos transportadores
Determinación del flujo de material: Capacidad de relleno
El área de relleno del canalón (S) en m2 es:

El coeficiente de llenado, λ, varia con el tipo de carga, cuyos valores se muestran en la
tabla.
Determinación del flujo de material: Capacidad de relleno

Determinación del flujo de material: Características del tornillo
Paso del tornillo:
 Entre 0,5 y 1 veces el diámetro del mismo
 Mayor cuanto más ligera sea la carga
Diámetro del tornillo:
 12 veces mayor que el diámetro de los pedazos a transportar (material homogéneo)
 4 veces mayor que el mayor diámetro de los pedazos a transportar (material
heterogéneo)
Velocidad del tornillo
 Inversamente proporcional a:
– Peso a granel
– Abrasividad de las cargas
– Diámetro del tornillo
Materiales pesados n ≈ 50 rpm
Materiales ligeros n < 150 rpm
La velocidad de giro depende del diámetro del tornillo y acostumbra a ser del orden de 50 rpm para
materiales pesados, a 150 rpm en el caso de materiales mas fácilmente transportables.

𝑄 = 3600 ∗ 𝑠 ∗ 𝑣 ∗ 𝛾 ∗ 𝑘
Densidad del material (t/m3)
Capacidad de
transporte (t/h)
Coef. de disminución
del flujo de material
Determinación del flujo de material: Capacidad de transporte
La capacidad de los transportadores de tornillo es:
𝑣 =
𝑡 ∗ 𝑛
60
𝑠 = 𝜆 ∗
𝜋 ∗ 𝐷2
4
𝑄 = 3600 ∗ 𝜆 ∗
𝜋 ∗ 𝐷2
4
∗
𝑡 ∗ 𝑛
60
∗ 𝛾 ∗ 𝑘

Determinación de la Potencia de accionamiento: Potencia Total
La potencia necesaria en el eje se determina según la expresión siguiente:
𝑃 𝑇 =
(𝑃 𝐻+𝑃 𝑁 + 𝑃𝑠𝑡) ∗ 𝑓𝑐
𝑛
Siendo:
 PT,es la potencia total, en [kW]
 PH, es la potencia necesaria para el desplazamiento horizontal del material, en [kW]
 PN, es la potencia para el accionamiento del tornillo en vacío, en [kW]
 PSt, es la potencia requerida para un tornillo sin fin inclinado, en [kW]
 fc, factor de sobrecarga, varia entre 1 y 3, al disminuir la potencia motriz. Para
potencias motrices superiores a 5 kW puede tomarse, fc=1.
 η, rendimiento de la transmisión (de 0,85 a 0,95)

𝑃 𝐻 = 𝑐0 ∗
𝑄 ∗ 𝐿 ∗ 𝑔
3600
= 𝑐0 ∗
𝑄 ∗ 𝐿
367
Longitud de la
instalación
Coef. de resistencia
del material
Determinación de la Potencia de accionamiento: Potencia para despl. del material
La potencia necesaria para desplazar el material es:
Material co Empírico
Harina, serrín, productos granulosos 1,2
Turba, sosa, polvo de carbón 1,6
Antracita, carbón, sal de roca 2,5
Yeso, arcilla seca, tierra fina, cemento cal, arena 4
𝑘𝑊

Es muy pequeña en comparación con la potencia necesaria para el
desplazamiento del material
Determinación de la Potencia de accionamiento: Potencia accionamiento en vacío
La potencia necesaria para mover el transportador en vacío es:
Siendo:
 fd, factor de diámetro
 ft, factor de transportador (depende del diseño de las hélices, del tipo y del
material de los cojinetes)
𝑃 𝑁 =
𝐷 ∗ 𝐿 ∗ 𝑓𝑑 ∗ 𝑓𝑡
20
𝑘𝑊

Determinación de la Potencia de accionamiento: Potencia accion. con inclinación
La potencia necesaria para mover el transportador cuando esta inclinado es:
H, altura, en el caso de un transportador inclinado (si el transporte es
descendente, H tiene valor negativo), [m]
La potencia total necesaria para mover el transportador cuando esta inclinado es:
𝑃𝑠𝑡 =
𝑄 ∗ 𝐻
367
𝑘𝑊
𝑃 =
𝑄 ∗ (𝑐0 ∗ 𝐿 + 𝐻)
367
+
𝐷 ∗ 𝐿
20
𝑘𝑊

Ventajas e Inconvenientes
Las principales ventajas son:
 Construcción relativamente sencilla
 Bajo (relativo) mantenimiento
 Silencioso
 Ocupa poco espacio
 Carga y descarga en cualquier lugar del recorrido
Como inconvenientes cabe citar:
 No es adecuado para materiales pegajosos.
 Requieren grandes potencias (debido al rozamiento de los materiales
con los elementos) y su rendimiento energético es bajo.
 Pueden producirse atascos.

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