Elevador de Cangilones

I. INTRODUCCIÓN

Elevador de cangilones Página 1

ELEVADOR DE CANGILONES

II. DEFINICIONES

Los elevadores de cangilones son los sistemas más utilizados para transporte

vertical de materiales a granel, secos, húmedos e incluso líquidos.

Son diseñados con amplias opciones de altura, velocidad y detalles

constructivos según el tipo de material que tienen que transportar.

Se montan en módulos para permitir definir de manera más eficaz la

altura útil necesaria.


CLASIFICACIÓN:

Según el tipo de carga

Directamente desde la tolva

Se emplean para transporte de materiales de pedazos grandes

y abrasivos.

La velocidad de desplazamiento del órgano de tracción es

baja.

Por dragado

Se emplean para el transporte de materiales que no ofrecen

resistencia a la extracción, pulvurulentos y de granulación

pequeña.


Según el tipo de descarga:

Centrifuga

Es el tipo más utilizado.

Grandes velocidades de desplazamiento (1 y 1,4m/s).

La carga se efectúa generalmente por dragado del material

depositado en la parte inferior del transportador.

La distancia de separación entre cangilones es de 2 a 3 veces la

altura del cangilón.

Gravedad o continua

Bajas velocidades de desplazamiento (0.4 y 0.8m/s).

Se aprovecha el propio peso del material para la descarga del

mismo.


III. DISEÑO DE UN ELEVADOR DE CANGILONES

Consignas

Capacidad: Q= 30tn/h

Altura de elevación: h= 12 ft =3657.6 mm

Tipo de carga: por dragado

Tipo de descarga: centrifuga

Material a trasportar: azúcar

Peso específico: 0.750 kg/l

III.A. CALCULO DE LA VELOCIDAD DE LOS CANGILONES

Seleccionando del catalogo el cangilón No AA95TN de la marca ATLAS

tenemos las medidas del cangilón y su volumen


Datos:

∀ : Volumen del cangilón (L) ∀: 2.0 L

ρ: Densidad de la carga (kg/L) ρ: 0,750 kg/L

Distancia entre centros de los piñones

C: 12 pies <> 3657.6 mm

Requerimiento: T

T = 30 tn/h

Peso de la carga: W , asumiendo un φ=0.7

W =0.7 . (2. 0 L ) .(0 ,750KgL

)

W=1.05 Kg/cangilón

Para nuestro requerimiento:

N: numero de cangilones por segundo

N=30000

Kgh

1.05Kg

cangilon

=28571.43cangilones

hora≈ 29000

cangiloneshora

N=8.05cangilones

s≈ 8

cangiloness


W =φ . ∀ . ρ kg/cangilon

N= TW

Espaciado:

Para cangilones Normales

Paso [2h, 3h]

Siendo:

h: altura del cangilón

p: paso mm

Como: h=134 mm

Entonces p= 268 mm

Velocidad de los cangilones:

V=8cangilones

s. (268 mm )

V=2.144ms

V=422.07piesmin


V=N . p

III.B. CALCULO DE LA POTENCIA A TRANSMITIR

Calculo de P4 (tensión de catenaria)

Puede considerarse como tensión de catenaria en caso de elevadores inclinados, pero en el caso de elevadores verticales considerar 5% de la carga de material transportado, se presenta una buena aproximación.

Siendo:

T: capacidad del transportador (MTPH)

V: velocidad de la cadena (pies/min)

C: distancia vertical de centro a centro (pies)

Calculo del parámetro M:

M=33,33.30

427.07=2.34 Lb / pie

Remplazamos y obtenemos:

P4=0,05.12 .2,34

P4=1.404 Lb

Calculo de P3:

Se obtiene de la siguiente forma:

Siendo:


M=33,33.TV

(Lb/ pie)

P4=0,05. C . M (Lb)

P3=P4+C . W cadena+cangilón(Lb)

P4=0,05. C . M (Lb)

W cadena+cangilon=pesode la cadenam á sel cangil ó n (Lb/pie)

W cadena+cangilon=0,42 Lb/ pie

Remplazando se obtiene:

P3=0,0337+1,786. (0,42 )

P3=0,7838 Lb

Calculo de P5:

Se obtiene de la siguiente forma:

Siendo:

B: diámetro de paso del piñón

Sugerencia del dueño del requerimiento

B= 2,75”

Remplazando se obtiene:

P5=1,2. (0,0337 )+0,3775. (2,75 )

P5=1,0785 Lb

Calculo de P2:

P2=2,2. (0,0337 )

P2=0,07414 Lb

Calculo de P6:


P5=1,2. P4+M . B(Lb)

P2=2,2. P4(Lb)

P6=P5+C .(M +W cangilon+ cadena)(Lb)

P6=1,0785+1,786. (0,3775+0,42 )

P6=2,502 Lb

Calculo de P1:

P1=2,502−0,7838

P1=1,7182 Lb

Calculo de la potencia (P)

Sabiendo que:

K=1,15 (para cadenas lubricadas)

Remplazando en la expresión se obtiene:

P=(1,7182 ) . (196,85 ) .(1,15)

33000=0,0117 HP


P1=P6−P3(Lb)

P=P1 .V . K

33000(HP)

III.C. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

Relación de transmisión:

Por cuestiones económicas utilizaremos la catalina en buen estado de una

bicicleta malograda de Zg=46d.

Por dato sabemos que:

Zp=18d

Entonces:

mg=4618

mg=2.55

Velocidad angular del piñón:

Se calculo anteriormente que la velocidad angular de la catalina será:

ng=274 RPM

Por tanto:

np=mg xng

np=2.55 x274 RPM

np=698,7 RPM ≈ 700 RPM

Potencia nominal equivalente

Se selecciono un motor de P=0.5HP y 700RPM debido a que fue el que se

encontró.

P=0.5HP

fs=1

fm=1,06


mg=np

ng

=Zg

Z p

H Pe=P . f s . f m

H Pe=(0.5) .(1) .(1,06)

H Pe=¿0.53HP

Selección de la cadena:

De la figura 1 con 0.53HP y 700 RPM

1 hilera 0.53 HP ANSI N° 40-1 p= 1/2”

2 hileras 0.531,7

=0.311 HP ANSI N° 40-2 p= 1/2”

3 hileras 0.532,5

=0.212 H P ANSI N° 35-3 p= 3/8”

Diámetro de paso de las ruedas:

d p=p

sin (180Z p

)=1/2} over {sin {left ({180} over {18} right )}} =2,87∅ ¿

d p=p

sin (180Z p

)=3/8 } over {sin {left ({180} over {18} right )}} =2,16∅ ¿

Velocidad tangencial:

V=π . d p . np

12=π x 2,87 x698,7

12=524.97

piesmin

<V max=1300 pies/min

V=π . d p . np

12=π x 2,16 x698,7

12=395,1

piesmin

<V max=1700 pies /min

Por lo tanto para la transmisión se requiere:

1 cadena ANSI N° 40

1 piñón de Zp=18 d


1 catalina de Zg=46 d


III.D. ANALISIS DE LA ESTRUCTURA

Para el análisis se utilizara el método por elementos finitos utilizando el software

ANSYS.

Para nuestra estructura se utilizo:

E=200000N/mm2

Acero A-36 μ=0.3(modulo de Poisson)

ρ=7.85x 10−6 kg /mm3

Perfil: Angulo de 3/4x3/4x1/8


Deformación total:

Esfuerzo equivalente (criterio von mises):


Factor de seguridad:

Por tanto se puede corroborar que nuestra estructura no fallara ya que como se puede apreciar se tiene un factor de seguridad de FS=11.971.


ENSAMBLADO QUEDARA COMO SE MUESTRA


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