ingeniería mecánica, ingeniería química ingeniería industrial

1. Cangilones
Prof. Maxwell Altamirano

2. En la manipulación de 30 tm/h de azúcar crudo en un
central azucarero se usa un transportador de banda de
45 m de longitud con una inclinación de 15o
(ascendente). La banda, tambora, sistemas motriz y de
transmisión tienen las características que más abajo
muestran.
Se prevén cambios en el sistema de almacenamiento
del azúcar y existe la posibilidad de eliminar ese
transportador y en su lugar instalar uno de cangilones
para elevar el azúcar a 10 m de altura.
A Ud. Se le ha dado la tarea de investigar si puede
utilizarse la misma banda, tamboras, motor y sistema
de transmisión, y de ser así, qué modificaciones habría
que realizar.

3. Esquema de la instalación.
Motor
N = 2,5 kW
n = 3470 rev/min
Ka = 2,1
Dp1= 150 mm
Dp2= 244 mm
Reductor
U = 31,5 Tambora
D= 400 mm
Banda i = 3 kt = 650 N/(cm.capa)
B = 500 mm vulcanizada

4. Solución:
Los datos iniciales para este tansportador son los
siguientes:
- Capacidad = 30t/h
Material a transportar: azúcar crudo
Traza del equipo: Vertical
H = 10 m
-

5. Determinación de las propiedades del
material .Tabla 1, pgs. 12 y 13, Oriol 2.
ρ = 1 t/m3;
ϕ = 40o
; µ = 0,65.
Expresión de capacidad para el
transportador de banda
( )[ ]1)0,35tg.1C3,6.ρ.2B.v.160Q += ϕ

6. Cálculo de la velocidad tangencial
de la banda
00060
.. tntD
v
π
=
Velocidad angular de la
tambora motriz
min/7,67
150
244
.5,31
3470
rev
tU
mn
tn ===
Entonces v = 1,42 m/s

7. Si se toma C1
= 0,93 (tabla 5.13, pag 138
del Oriol, para β = 150
) y sustituyendo
todos los demás valores en la expresión de
capacidad se tiene
( )[ ]1)0,35tg.1C3,6.ρ.2B.v.160Q += ϕ
Q = 104,2 t/h (el transportador de
banda estaba subutilizado).
CUT = 30/104,2 = 0,29 =29 %

8. Tabla 8.8, pags.194 y 195 del Oriol. Para
granos alimenticios con una humedad
aproximadamente igual a 0,17 % se puede
emplear
alta velocidad, descarga centrífuga,
cangilón tipo P ,
coeficiente de llenado (ψ ) = 0,7
velocidad máxima recomendada:
entre 2,2 y 2,6 m/s.
Selección de las propiedades del equipo.

9. Cálculo de la capacidad lineal del transportador
m
l
v
Q
a
i
38,8
7,0.1.42,1.6,3
30
...6,3
0 ===
ψρ
Se ha tratado de mantener la misma velocidad lineal
En la tabla 8.5, pag. 187, Oriol ( Si se toma
la capacidad lineal que está por encima de
ésta, es 12,6 l/m) para para este cangilón se
requiere una banda cuyo ancho es de 500
mm .

10. Cálculo del nuevo factor de llenado:
%4747,0
42,1.1.6,12.6,3
30
...6,3
====
v
a
oi
Q
ρ
ψ
Las demás dimensiones del cangilón (en mm) se pueden buscar en
la tabla 8.1 de la página 184 y en la 8.5, página 187.
H = 210
k = 170
A = 195 Bk = 400
r = 60

11. El espesor de la chapa (δ ) es de 4 mm.
El paso entre cangilones será de 500 mm.
Comprobación del tipo de descarga.
L= 895 / n2
= 895 / 67,92
= 0,195 m
λ= L / rt
= 0,195 / 0,2 = 0,975 < 1<λ
la descarga es centrífuga
(tabla 8.7, pag192).

12. 1
23
4
Distribución de puntos de tensión
Peso lineal de la carga
mN
V
gQ
q
/5,57
142.6,3
81,9.30
6,3
.
=
==

13. Peso de los cangilones + la banda:
k2
= 0,45 (tabla 8.10, pag.197, cangilón tipo P, órgano de
tracción: banda)
q0
= k2
. Q . g = 0,45 . 30 .9,82 = 132,44 N/m
Trabajo de paleo:
Wp = k1
. q0
= 2,5 . 132,44 = 331 N
∆S1 a 2
= - qo
. ∆ H = -132,44.10 = - 1324,4 N
∆S3 a 4
= (q + qo
). ∆ H = (57,5 + 132,44 ) .10 = 1900,7 N
k2a3= 1,1

14. 1
23
4
S2 = 500 N
S1 = 1824 N
S3 = 550 + 331 = 881 N
S4 = 2781,7 N = Smax

15. Tiraje efectivo y potencia:
Wo = S4
– S1
=2781,7 – 1824 = 957,7 N
kW
t
SkVW
N 2,3
85,0.1000
2.42,1.7,957
.1000
..0 ===
η
Selección del nuevo motor:
en la tabla 2 , se localiza un motor de 4 kW, 2 polos,
2890 rev/min a 50 ciclos por lo que tendrá una velocidad
angular de 3468 rev/nmin a 60 ciclos, ka = 2,3
Si se asume ks = 2 y ηt = 0,85 se tiene:

16. Cálculos de comprobación de la banda.
a) En funcionamiento.
Debe cumplirse que:
85,0
8,0.650.50
7,2871.7,7
..
max.
==≥
uKrotSB
Sk
i
Se ha tomado un factor de seguridad de 7
para 3 capas, el cual se aumentó en un 10 %
debido a las perforaciones en la banda. El
factor de empate se tomó 0,8 por vulcanizado
La banda resiste en funcionamiento.

17. 5,1
max
...
≥
+ dinSS
ukrotSBi
b) En el arranque. Debe cumplirse que:
Sdin = Simp – Wo

18. N
V
mktsNak
impS
7159
42,1
3,1.85,0.4.3,2.1000
.....1000
==
=
η
Sdin =7159 -956= 6203 N

19. 5,168,8
62037,2781
8,0.650.50.3
max
...
>=
+
=
+ dinSS
ukrotSBi
Sustituyendo valores se tiene:
La banda resiste en el arranque.

20. •Conclusiones generales del problema:
1. Se puede emplear un cangilón de tipo P y
de ancho = 400 mm para el transportador de
cangilones. Se puede emplear la banda
actual.
2. Se puede mantener la misma velocidad.
3. El motor actual posee una potencia de chapa
menor que la que se requiere para mover el
transportador de cangilones por lo que será
necesario buscar un motor de 4 kW, con la misma
velocidad angular que el actual.

21. 4. La banda resiste cómodamente el trabajo con
los cangilones y en este caso sobran casi 70 m de
banda.
5. Se requieren un total 42 cangilones para colocar
en el transportador. En este caso el paso real será de
( 20 + 3,1416 . 0,4 ) / 42 = 0,506 mm, lo cual está
muy cercano al medio metro que se recomienda.
6. Si no se van a comprar los cangilones y van a ser
construidos en talleres de la empresa es necesario calcular
en los costos la cantidad de chapa de 4 mm que es necesario
comprar y la cantidad de electrodos de soldadura que serán
necesarios, así como la energía invertida en el conformado
de la chapa y la que se gasta en la soldadura.