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ESTUDIO Y DISEO DE ELEVADOR DE CANGILONES PLANTA CEMENTOS
POLPAICO
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INDICE GENERAL
INTRODUCCION..........................................................................................
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OBJETIVOS 3
CAPITULO I: FABRICACION DEL CEMENTO
1.1. Conceptos. 5
1.2. Extraccin y molienda de la materia prima.. 7
1.2.1. Materias primas. 7
1.2.1.1. Pizarra. 7
1.2.1.2. Caliza.. 7
1.2.1.3. Slice 8
1.2.1.4. Hematita. 8
1.2.2. Tratamiento de las materias primas. 8
1.2.3. Dosificacin...... 10
1.2.4. Molienda de las materias primas.. 10
1.3. Produccin del clnker. 11
1.3.1. Homogenizacin.. 11
1.3.2. Almacenamiento de crudo.. 12
1.3.3. Clinkerizacin 12
1.3.4. Enfriamiento del clnker.. 14
1.3.5. Almacenamiento del clnker.. 14
1.4. Molienda de cemento. 14
1.5. Almacenamiento de cemento 17
1.6. Envasado y despacho 17
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CAPITULO II: COMPONENTES Y CLASIFICACION DE UN ELEVADOR DE
CANGILONES
2.1. Elevador de cangilones....... ... 19
2.2. Partes principales del elevador de cangilones. 20
2.2.1. Cangilones. 20
2.2.2. Elemento sin fin. 21
2.2.2.1 Bandas.. 21
2.2.2.2. Cadenas.. 22
2.2.3. Fijacin atornilladota 25
2.2.4. Conectores de cadena 26
2.2.5. Sistema motriz. 27
2.2.6. Seccin cabeza 28
2.2.7. Estructura. 29
2.2.8. Bota o pie.. 29
2.3. Clasificacin de los elevadores de cangilones 30
2.3.1. Segn el tipo de carga 30
2.3.1.1. Directamente desde la tolva 30
2.3.1.2. Por dragado.. 31
2.3.2. Segn el tipo de descarga. 32
2.3.2.1. Centrfuga... . 32
2.3.2.2. Gravedad o continua. . 34
2.3.2.3. Positiva . 35
2.3.3. Segn su elemento sin fin. 36
2.3.3.1. Elevadores de correa . 36
2.3.3.2. Elevadores de cadena. 37
CAPITULO III: ANALISIS DE LAS VARIABLES DE DISEO
3.1 Pasos para el correcto diseo de un elevador de cangilones..
39
3.1.1. Determinacin de la capacidad del elevador 40
3.1.2. Seleccin de la rueda motriz.. 41
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3.1.3. Clculo de la cadena. 42
3.1.3.1. Seleccin de la cadena. 43
3.1.3.2. Cantidad de ramales.. 43
3.1.4. Clculo de la carga de trabajo ejercida en la cadena..
44
3.1.5. Clculo del torque.. 48
3.1.6. Clculo de las revoluciones de la rueda motriz. 49
3.1.7. Clculo de la potencia necesaria. 49
3.1.8. Clculo para la seleccin del reductor de velocidad. 50
3.1.9. Clculo del eje motriz. 52
3.1.9.1. Clculo de las reacciones.. 54
3.1.9.2. Momento flector 56
3.1.9.3. Determinacin de los esfuerzos cortantes.. 57
3.1.9.4. Clculo del dimetro del eje motriz.. 60
3.1.10. Clculo de rodamientos y seleccin de soportes 61
CAPITULO IV: MONTAJE Y MANTENIMIENTO EN ELEVADORES DE
CANGILONES
4.1. Montaje. 65
4.1.1. Montaje de la cadena 65
4.1.2. Montaje de los cangilones 66
4.2. Puesta en marcha del elevador.. 69
4.3. Averas y perturbaciones en elevadores de cangilones..
73
4.4. Mantenimiento y cuidados posteriores 77
4.4.1. Comprobacin de desgaste de la cadena. 77
4.4.2. Comprobacin de desgaste de las ruedas 77
4.4.3. Lubricacin. 78
4.4.4. Mantenimiento preventivo 81
4.5. Condiciones de seguridad 83
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CAPITULO V: COSTOS ASOCIADOS AL MANTENIMIENTO
5.1. Tipo de elevador.. 85
5.2. Caractersticas y datos de servicio del elevador. 85
5.3. Reporte del equipo... 85
5.4. Cotizacin de servicio de mantenimiento. 87
CONCLUSIONES.......................................................................................
89
BIBLIOGRAFIA. 91
ANEXOS. 93
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INDICE DE FIGURAS
Figura 1.1: Bolas de acero utilizadas en los molinos Figura 1.2:
Efecto tipo catarataFigura 1.3: Efecto tipo cascadaFigura 1.4:
Molino de bolasFigura 2.1: Cangiln o capachoFigura 2.2: Transmisin
mediante bandasFigura 2.3: Grafico de desarrollo de la dureza en
cadenasFigura 2.4: Profundidad de templeFigura 2.5: Fijacin
atornilladoraFigura 2.6: Conector de cadenaFigura 2.7:
Representacin de un conectorFigura 2.8: Recepcin de carga desde una
tolvaFigura 2.9: Carga mediante dragadoFigura 2.10: Descarga
centrifugaFigura 2.11: Descarga continuaFigura 2.12: Elevador de
descarga positivaFigura 2.13: Cadena de rodillosFigura 3.1:
Tensiones situadas en la rueda motrizFigura 3.2: Eje motrizFigura
3.3: Diagrama de cuerpo libre eje motrizFigura 3.4: Diagrama de
momento flector numero 1Figura 3.5: Diagrama de momento flector
numero 2Figura 4.1: Asas para cangilones de sujecin lateral y
posterior
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INDICE DE TABLAS
Tabla 1.1: Caractersticas de los compuestos del clnkerTabla 1.2:
xidos existentes en las materias primasTabla 1.3: Reacciones
producidas en la materia primaTabla 2.1: Medidas y pesos de
conectores segn catalogo PewagTabla 3.1: Velocidades
recomendadasTabla 3.2: Factores de servicioTabla 3.3: Valores de
los coeficientes de choque y fatigaTabla 4.1: Informacin tcnica de
sujecin a cangilonesTabla 4.2: Verificacin de mantenimiento
preventivo
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INTRODUCCION
A travs de la historia, el ser humano se ha visto en la
necesidad de crear
elementos que le permitan trabajar y vivir de forma ms cmoda.
Esta necesidad lo
ha llevado a desarrollar una serie de herramientas, equipos y
maquinarias acorde
con sus requerimientos, siendo el principal objetivo lograr que
estos elementos sean
cada vez ms perfectos, simples y tiles.
Aproximadamente el 75% de las operaciones que se realizan en
la
produccin de cemento son el transporte de materias primas y de
producto
terminado.
Entre los objetivos de ste trabajo est la realizacin de un
anlisis a fondo de
un sistema de transporte tan especfico y poco conocido como son
los elevadores de
cangilones, para as de alguna manera masificar su conocimiento,
se deben
comprender las caractersticas de los distintos tipos de
elevadores existentes, lograr
un alto porcentaje de asertividad en el diagnostico de fallas,
llevando a cabo las
respectivas soluciones y por supuesto ejecutando un correcto
mantenimiento.
Se debe agregar como meta importante el conocimiento acabado del
diseo y
seleccin de componentes de un elevador de cangilones para as
obtener un
conocimiento ptimo para ejercer de buena manera en el rea de
sistemas de
transporte, especficamente en el diseo, operacin y mantenimiento
de los
elevadores.
Este trabajo de titulo comprende el desarrollo de un estudio a
fondo del
elevador de cangilones, siendo ste quizs uno de los sistemas de
transporte menos
conocido, pero a la vez uno de los equipos ms crticos al
interior de una planta
cementera.
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Los elevadores de cangilones aparentemente simples en su
funcionamiento,
requieren de una atencin especial a travs de inspecciones por
parte del personal
que lo opera y el personal a cargo de su mantenimiento, ya que
su capacidad de
transporte puede ser ptima si se lleva a cabo un correcto
monitoreo del elevador.
Este trabajo de ttulo esta conformado por cinco captulos
secuenciados,
permitiendo en el primer captulo comprender todo el proceso del
cemento realizado
en la planta. Luego en los captulos posteriores se realiza una
clasificacin y
descripcin de los componentes principales, para luego enfocarnos
en el diseo de
un elevador especifico de la planta, como es el que alimenta a
la mquina
ensacadora, para finalmente analizar el tipo de mantenimiento
realizado y los costos
asociados a ste.
2
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OBJETIVOS
GENERAL
Realizar un anlisis extendido del funcionamiento y del rol que
cumplen los
elevadores de cangilones al interior de una planta cementera,
con el objetivo de dar a
conocer y masificar el conocimiento sobre un sistema de
transporte tan especfico
como el elevador de cangilones, para con esto ejercer de mejor
manera en su
operacin, diseo y mantenimiento.
ESPECIFICOS
Comprender las caractersticas y distinguir entre los distintos
tipos de
elevadores de cangilones.
Obtener un conocimiento acabado del diseo y seleccin de
componentes de
un elevador de cangilones.
Lograr una completa asertividad en el diagnostico de fallas,
llevando a cabo
las soluciones que correspondan y ejecutando un correcto
mantenimiento.
Obtener un conocimiento ptimo para ejercer de buena manera en el
rea de
sistemas de transporte, especficamente en el diseo, operacin
y
mantenimiento de los elevadores.
3
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CAPITULO 1. FABRICACIN DEL CEMENTO
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1.1. CONCEPTOS
Cemento: El cemento es una sustancia pulverizada que mezclada
con el agua,
est en condiciones de endurecer ya sea en el aire, como debajo
del agua. La piedra
de cemento en va de formacin presenta resistencias elevadas y no
se disuelve en
el agua, (segn la norma chilena Nch 148 0f68).
Entre los tipos de cementos a mencionar tenemos en primer lugar
a los cementos
portland, ya que estos ocupan el primer lugar en la produccin
mundial y porque son
la base de la fabricacin de los otros conglomerantes llamados
cementos con
adiciones, en segundo lugar tenemos el cemento de tipo
especial.
Cemento Portland: Es un cemento con un alto grado de resistencia
que se
obtiene por la molienda conjunta de clnquer, puzolana y yeso
(Nch 148 0f68).
Caractersticas:
Mayor finura de molienda que el cemento Polpaico Especial.
Producto que entrega altas resistencias iniciales y finales.
Endurecimiento rpido, que permite construcciones en menor
tiempo.
Cemento Especial: Es un cemento puzolanico grado corriente que
se fabrica por
la molienda conjunta de clnker, yeso y puzolana volcnica (Nch
148 0f68).
Caractersticas:
Es muy adecuado para obras en ambientes agresivos.
Garantiza la resistencia y durabilidad en el tiempo.
Tiene buen comportamiento frente a las sales y sulfatos.
Clnquer: Es el producto que est constituido principalmente por
silicatos clcicos.
Se obtiene por calentamiento hasta una temperatura que no podr
ser inferior a la
temperatura de fusin incipiente de una mezcla homognea finamente
molida, en
proporciones adecuadas, formada principalmente por cuatro
componentes.
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Compuestos del Clnquer
Fraguado Contribucin Resistencia
Calor de Hidratacin
EstabilidadQumica
C3S (50%) Rpido
Alta (Poca Edad) Alto Buena
C2S (25%) Lento
Alta (Mayor Edad) Regular Muy Buena
C3A (5-12%) Muy Rpido Poco Muy Alto Mala
C4AF (8-15%) Lento Muy Poca Bajo Buena
Tabla 1.1 Caractersticas de los compuestos del clnker.
Silicato Triclcico (3 CaO. SiO2), designado como C3S.
Silicato biclcico (2 CaO. SiO2), designado como C2S.
Aluminato triclcico (3 CaO. Al2O3), designado como C3A.
Ferroaluminato tetraclcico (4 CaO. Al2O3. Fe2O3), designado como
C4AF.
C3S: Desarrolla la resistencia inicial del Cemento
C2S: Contribuye a aumentar las resistencias a largo plazo
C3A: Compuesto que posee el fraguado ms rpido y el calor de
hidratacin
ms elevado
C4AF: Este compuesto no tiene incidencia en las
resistencias.
En la fabricacin de cementos se distinguen tres etapas:
Extraccin y molienda de la materia prima.
Produccin del clnquer.
Molienda del cemento.
La fabricacin de clnquer es el proceso que identifica a una
industria de
cemento.
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La molienda puede ser de clnquer ms un pequeo porcentaje de
yeso, en el
caso de producir cemento portland, o bien, molienda de clnquer
ms una adicin de
escoria de alto horno y yeso, en el caso de producir cementos
con adiciones.
1.2. EXTRACCION Y MOLIENDA DE LA MATERIA PRIMA
1.2.1. Materias primas
Las materias primas deben contener principalmente xidos de
calcio y de
silicio y, en proporciones menores, xidos de aluminio y de
fierro Adems, los xidos
deben estar en proporciones adecuadas.
Los xidos de silicio, de aluminio y de fierro se pueden obtener
de las arcillas
o de otros materiales que los contienen, tales como las escorias
de altos hornos.
1.2.1.1. Pizarra
Se les llama "pizarra" a las arcillas constituidas
principalmente por xidos de
silicio de un 45 a 65%, por xidos de aluminio de 10 a 15%, por
xidos de fierro de 6
a 12% y por cantidades variables de xido de calcio de 4 a 10%.
Es tambin la
principal fuente de lcalis. La pizarra representa
aproximadamente un 15% de la
materia prima que formar el clnker.
1.2.1.2. Caliza
Se encuentra en las capas superficiales de muchos cerros y
montaas, en
depsitos de profundidad variable, Los hay de ms de 200 metros.
Para la
fabricacin de cemento se sacan volmenes muy grandes porque la
caliza
representa el 80% de las materias primas que forman el clnker.
Por eso conviene
que est cerca de la planta; de no ser as el costo del cemento se
elevara
demasiado por razn del acarreo.
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1.2.1.3. Slice
Eventualmente se agregan arenas slicas que contienen de 75% a
90% de
slice, para obtener el xido de silicio requerido en la mezcla
cruda.
1.2.1.4. Hematita
La hematita contiene entre 75 y 90% de xido frrico. Con estos
minerales se
controla el contenido de xido frrico de la mezcla. La hematita
constituye entre el 1
y 2% de la mezcla cruda.
Calcreos (Caliza) CaO xido de calcio cal
Arcilla (escoria de alto horno)
SiO2 xido de silicio sliceA12O3 xido de aluminio alminaFe2O3
xido de fierroSiO2 xido de silicio
Otros (correctores de dosificacin)
A12O3 xido de aluminio
Fe2O3xido de fierro
Tabla 1.2 xidos existentes en las materias primas
1.2.2. Tratamiento de las materias primas
Dependiendo de la naturaleza de las materias primas y de
condiciones en que
llegan a la planta de cemento, pueden sufrir uno o varios
tratamientos primarios,
como:
Cribado.
Trituracin
Prehomogeneizacin.
Secado.
Concentracin de carbonato.
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El cribado tiene por objeto separar los trozos de mayor tamao
que puedan
entorpecer el funcionamiento de los equipos.
En el caso de la escoria de alto horno, en este tratamiento se
separan las
partculas grandes, a veces contaminadas con fierro metlico.
La trituracin de las materias primas se realiza con el fin de
que el molino sea
alimentado de manera ptima, de manera que es preciso triturar
las grandes rocas
resultantes de las voladuras hechas para la obtencin de esta. Se
subdivide en
trituracin primaria y trituracin secundaria, siempre con un
adecuado colector de
polvos.
La prehomogeneizacin se lleva a cabo mediante un sistema
especial de
almacenamiento y recuperacin de los materiales triturados, de
tal forma que el
material resultante sea uniforme en distribucin de tamao y
composicin qumica.
De los patios de prehomogeneizacin los minerales son
transportados por medio
de sistemas de bandas, y descargados a tolvas, las cuales
alimentan a los
poidmetros para dosificar los materiales.
Los poidmetros son mecanismos que tienen una banda giratoria
bajo la cual hay
una bscula electrnica. Si cae poco material, la velocidad de la
banda aumenta y
viceversa.
El secado tiene por objeto reducir la cantidad de agua que tiene
las materias
primas a lmites compatibles con la buena marcha de los
equipos.
La concentracin de carbonato se realiza cuando los materiales
calcreos son
de bajo contenido de carbonato. Se emplean sistemas de flotacin
que permiten
separar el carbonato de calcio del resto de los componentes del
mineral.
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1.2.3. Dosificacin
La dosificacin depende de la composicin qumica de las materias
primas,
tratndose esta composicin de los porcentajes de xidos
mencionados
anteriormente que contienen estas materias primas para lo cual
es necesario realizar
continuamente anlisis qumicos que permitan dosificar con la
mayor exactitud
posible.
Calizas + Arcillas + Correctores -----------------> T
----------------->Clnquer
% % xidos % xidos
Por lo tanto para dosificar un crudo ser necesario tener en
consideracin lo
siguiente:
Definir el tipo de clnquer que se desea obtener.
Conocer las caractersticas y cantidades de los otros materiales
que se
pueden agregar en el proceso, tales como polvos recuperados y
cenizas.
1.2.4. Molienda de las materias primas
La molienda de las materias primas se realiza con el fin de
reducir estas a lo
mas mnimo para facilitar as la reaccin qumica de los distintos
materiales en el
horno, proceso conocido comnmente como clinquerizacin. Luego en
los molinos se
realiza un muestreo a cada hora, se verifica la composicin
qumica mediante
anlisis por rayos x, y con tamices predefinidos y estandarizados
se comprueba la
finura del polvo. Al mismo tiempo se obtiene el mezclado de los
distintos materiales.
El resultado del anlisis indica si es preciso ajustar la
dosificacin y la finura,
ya que la mezcla cruda necesariamente debe conservar cierta
relacin entre los
xidos de silicio, aluminio, fierro y calcio.
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Se lleva un estricto control qumico, adems, las partculas de
caliza no deben
ser mayores de 125 micras para garantizar una operacin normal
del horno si la
mezcla de polvo crudo no fuera uniforme, la operacin del horno
sera inestable y
tendera a enfriarse o a calentarse demasiado, lo que obligara a
ajustar la velocidad
o el flujo de combustible.
1.3 PRODUCCION DEL CLINKER
1.3.1. Homogeneizacin
La fabricacin del clnker comienza con la homogenizacin. El
producto de la
molienda se lleva a un silo homogeneizador, donde un sistema
neumtico mezcla el
material para mejorar su uniformidad y lo deposita en los silos
de almacenamiento.
La operacin de homogeneizacin, al usar el sistema de va hmeda,
se hace
en estanques agitadores mecnicos.
Se distinguen tres mtodos para realizar las etapas de
mezcla,
homogenizacin y conduccin de la mezcla al horno: Va hmeda, va
semi-hmeda
y va seca.
En el mtodo de fabricacin por va hmeda se requiere agua, para
dispersar
y suspender en ellas las partculas de cada materia prima
separadamente.
En el mtodo por va semi-hmeda se realizan las etapas de
dosificacin y
homogenizacin con partculas muy finas y secas, empleando
corrientes de aire para
la movilizacin y mezcla. Una vez alcanzada la homogenizacin se
agrega agua
hasta llegar a la humedad del 12%.
Cuando el mtodo de fabricacin es el seco, las etapas de
dosificacin,
homogenizacin y llevado al horno se efectan aplicando aire a
presin sobre las
partculas secas (la humedad no es mayor al 1%).
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1.3.2. Almacenamiento de crudo
En la industria del cemento, la mquina ms delicada y ms cara es
el horno.
Su trabajo a alta temperatura y su revestimiento refractario
obliga a una operacin
continua, debido a los serios riesgos que se corren en cada
detencin.
Es por ese motivo que se debe disponer de los silos de
almacenamiento de
crudo, para asegurar una continuidad en el funcionamiento del
horno.
1.3.3. Clinquerizacin
Es en esta etapa en donde se produce el verdadero proceso de
transformacin, los materiales homogeneizados se calientan en el
horno, hasta llegar
a la temperatura de fusin incipiente (1400 a 1500C). Para
calcinar los materiales se
pueden utilizar hornos verticales u hornos rotatorios, siendo
estos ltimos los ms
usados. Los hornos verticales tienden a desaparecer, ya que son
ms difciles de
operar y, por tanto, la calidad del clnquer no es tan
homognea.
Los hornos rotatorios son tubos de acero revestidos
interiormente por ladrillos
refractarios, montados sobre polines, con una inclinacin de 3 a
5 %, accionados por
motores que les permiten girar a una velocidad circunferencial
promedio de 10
metros por minuto. Su dimetro y longitud dependen de la
capacidad para la cual
fueron diseados y pueden tener dimetros de 2 a 6 metros y
longitudes de 60 a 200
metros.
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Rango de T en C Tipo de reaccinCalentamiento
20 100 Evaporacin del agua libre100 300 Perdida del agua
absorbida
400 900Eliminacin del H2O y grupos OH de los
minerales de arcilla
500Cambio estructural en los minerales
silicatos
600 900Disociacin de los carbonatos (CO2 es
liberado)800 Formacin de belita, aluminatos y ferritas
1250Formacin de la base liquida (aluminatos
y ferritas)
1450Reacciones finales y recristalizacin de
alitas y belitasEnfriamiento
1300 1240Cristalizacin de la fase liquida,
principalmente en aluminatos y ferritas
Tabla 1.3 Reacciones producidas en la materia prima.
1.3.4. Enfriamiento del clnquer
A la salida del horno el enfriamiento del clnquer se hace con
aire que pasa a
travs de sistemas de parrilla mvil, o bien, a travs de tubos
planetarios que giran
solidarios al horno. De estos sistemas el clnquer sale con una
temperatura inferior a
los 150 C.
1.3.5. Almacenamiento de clnquer
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El clnquer debe permanecer en canchas techadas durante algn
tiempo, para
que llegue fro al molino.
El almacenamiento debe hacerse en lugares libres de contaminacin
y sin
contacto con el agua, ya que se puede producir una hidratacin
parcial de los
compuestos.
1.4. MOLIENDA DE CEMENTO
En la molienda de cemento, el clnker se lo muele en conjunto con
materiales
aditivos, tales como el yeso y la puzolana en proporciones
definidas para obtener
como resultado final el cemento. Esta molienda consiste en
reducir este conjunto de
materiales a polvo fino inferior a 150 micrones, debido a la
finura que se trabaja en
los molinos de cemento, esta parte del proceso es la de mayor
consumo energtico
especfico en la planta.
Molinos de bolas son utilizados para esta aplicacin. Pueden
estar
constituidos por una o dos cmaras separadas por un mamparo
central. En cada una
de las cmaras se encuentran las cargas de bolas (grandes para la
primera cmara,
entre 60 y 90mm; medianas y pequeas para la segunda cmara, entre
15 y 60mm)
que rotan con el movimiento del molino generado por el sistema
de accionamiento.
Figura 1.1 Bolas de acero utilizadas en los molinos
14
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Las bolas grandes crean el efecto catarata, el material de
alimentacin es
triturado bsicamente por impacto en la primera cmara, mientras
que las bolas
pequeas y medianas en la segunda cmara crean el efecto cascada,
en este caso
los cuerpos moledores trabajan con fuerzas de friccin para
realizar la molienda.
Figura 1.2 Tipo catarata Figura 1.3 Tipo cascada
Los molinos pueden ser de circuito abierto o circuito cerrado.
En los molinos
de circuito abierto el material entra por un extremo del molino
y sale terminado por el
otro extremo.
Los molinos de circuito cerrado cuentan con separadores. En este
caso, los
materiales entran por un extremo del molino y salen por el otro
hacia los
separadores, los cuales tienen por objeto separar las partculas
finas, y enviarlas
como producto terminado, mientras que las partculas gruesas son
devueltas al
molino.
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Figura 1.4 Molino de Bolas.
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1.5. ALMACENAMIENTO DE CEMENTO
Una vez terminada la fabricacin del cemento le siguen dos
etapas, la de
almacenado y su posterior envasado y despacho.
El almacenado se realiza en silos de hormign. Estos silos tienen
equipos
auxiliares adecuados para mantener el cemento en agitacin y as
evitar la
separacin por decantacin de los granos gruesos o la aglomeracin.
En ellos, el
cemento puede permanecer por varios meses sin que se afecte su
calidad.
1.6. ENVASADO Y DESPACHO
Para el envase y despacho de cemento existen mquinas
envasadoras
automticas con sistemas aplicadores automticos, obteniendo un
rendimiento
mayor y un ambiente libre de polvo. El cemento es despachado
desde la planta ya
sea en sacos de papel de 42.5 kilogramos o a granel.
Las bolsas de papel deben cumplir con ciertos requisitos de
resistencia e
impermeabilidad. Se fabrican con un mnimo de tres pliegos para
despachos
normales y un mximo de seis pliegos para transporte martimo.
Desde los silos, el cemento es extrado neumtica y mecnicamente
por
aerodeslizadores y por elevadores para ser llevados a una tolva;
luego pasarn por
una zaranda para la eliminacin de cualquier objeto no deseado o
tamao no
deseado del grano, as el cemento es ensacado y todo el polvo
generado va hacia
los filtros de mangas.
Los sacos son transportados por bandas hacia las paletizadoras
automticas y
montacargas llevan los pallets de sacos de cemento a su lugar de
almacenamiento.
Los cementos fabricados en la planta se clasifican en dos
categoras:
Cemento P400 de alta resistencia.
Cemento Especial.
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CAPITULO 2. COMPONENTES Y CLASIFICACION DE UN ELEVADOR DE
CANGILONES
18
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2.1. ELEVADOR DE CANGILONESLos elevadores de cangilones son
altas estructuras metlicas en forma de
cajn, dentro de los cuales se encuentran varios cangilones que
son una especie de
recipientes en donde se aloja el material a transportar unidos
entre s por cadenas
grandes o bandas dependiendo del tipo. La funcin de estos es la
de recibir el
material en la parte baja para elevarla a una altura
establecida, en donde
posteriormente vertern el material y retornaran vacos para as
continuar con el flujo
del proceso.
Un elevador de cangilones constituye el medio mas econmico en
el
transporte vertical de materiales a granel, y su uso hoy no solo
se limita al transporte
de cereales tales como el arroz o el trigo como lo fue en un
principio sino que se ha
extendido a materiales tales como el algodn, arena, cal, carbn y
obviamente
siendo primordial su uso en plantas cementeras.
Es sumamente importante elegir el tipo apropiado de elevador
segn el
requerimiento especfico y la aplicacin. Esta seleccin depende de
las
caractersticas del material a transportar, si es grumoso, fino,
abrasivo o no abrasivo
y si estar a altas temperaturas o no.
Actualmente los elevadores de cangilones estn totalmente
aceptados en la
mayora de las plantas nacionales, su sencillo diseo y
funcionamiento son las
ventajas que hacen de este un equipo muy cotizado en las
industrias cementeras, asi
como tambin en las plantas procesadoras de alimentos y la
minera.
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2.2. PARTES PRINCIPALES DEL ELEVADOR DE CANGILONES
2.2.1. Cangilones o capachos
Son los recipientes en donde se aloja el cemento transportado.
Estos
recipientes pueden ser fabricados de una gran variedad de
materiales dependiendo
del material a transportar. En el caso del cemento son
construidos de planchas de
acero soldadas y con bordes reforzados si es necesario, siendo
estos de fundacin
maleable o de polmeros.
Los capachos pueden ser del tipo sin refuerzo del borde, con
refuerzo del
borde frontal o con refuerzo de tres bordes.
Los que comnmente son soldados de chapa de acero son apropiados
para
material de transporte pesado, de naturaleza pulverulenta hasta
grano grueso, como
por ejemplo arena, carbn, grava, cemento. En el caso de que el
material a
transportar sea grano fino y del tipo no abrasivo, adems de
condiciones de trabajo
ligeras estos cangilones tambin pueden ser fabricados de materia
sinttica
(polyamid con aditamentos).
Figura 2.1 Cangiln o Capacho
20
-
2.2.2 . Elemento sin fin
Este es el componente que lleva los cangilones llenos desde la
bota o parte
inferior del elevador a la cabeza de ste. Tambin conocido como
el elemento sin fin
del equipo el cual puede ser del tipo banda o cadenas,
trabajando las bandas con
tambores y las cadenas con ruedas dentadas. Su uso depender del
tipo de
aplicacin.
Este elemento sin fin cumple la doble funcin de ser el sistema
de transmisin
de la potencia y la de ser el lugar en donde se fijaran los
cangilones.
2.2.2.1. Bandas
La banda estndar se provee de pernos fuertes con la habilidad de
soportar y
resistir a estiramientos. Es tambin resistente al aceite,
desgaste, y tiene una
cubierta especial que resiste las cargas estticas.
Figura 2.2 Transmisin mediante bandas
21
-
2.2.2.2. Cadenas
Para asegurar una marcha regular de la cadena sobre las ruedas
motrices, los
ramales de cadenas son fabricados con una tolerancia de medida
muy estrecha.
Debido al desgaste que se produce en las cadenas es que se
recurre al
tratamiento trmico de templado por cementacin teniendo en cuenta
las condiciones
de trabajo para alcanzar una duracin satisfactoria incluso en
condiciones de trabajo
difciles. Las cadenas templadas pueden ser utilizadas hasta una
temperatura de
servicio de unos 200 C sin que se reduzca la dureza
superficial.
Los sistemas de cadenas se desarrollan en base a una serie de
ensayos
realizados por el fabricante dando paso asi a un mercado con
estndares ms altos y
competitivos.
Las cadenas presentan una alta resistencia a la ruptura y una
resistencia a la
fractura debido a la excelente tenacidad de su ncleo.
A pesar de que los fabricantes han aumentado la profundidad de
la
cementacion en las cadenas generalmente disminuye la resistencia
a la ruptura, las
cadenas se distinguen por combinar una resistencia muy elevada
al desgaste, con
tenacidad y resistencia a ruptura poco comunes. Estas son
caractersticas que
permiten la operacin segura de por ejemplo un elevador de
cangilones de alto
rendimiento.
Tambin las cadenas disponen de una resistencia a la fatiga, que
contribuye
decisivamente a evitar las rupturas por fatiga durante la
operacin. Las resistencia de
las cadenas esta ajustada a la de los componentes de acuerdo a
la tensin del
funcionamiento.
22
-
La utilizacin de aceros especiales permite fabricar cadenas y
accesorios con
un temple profundo el cual posee una dureza superficial de por
lo menos 750 HV 30,
obteniendo una alta estabilidad dinmica.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Figura 2.3 Grafico de desarrollo de la dureza en cadenas
23
-
Por lo general las cadenas transportadoras poseen una
profundidad de temple
de E14 = 0.14d, junto con ruedas dentadas y ajustables facilitan
incluso en caso de
material abrasivo una larga duracin de servicio.
Figura 2.4 Profundidad del temple
Por lo tanto aqu se tiene una profundidad de endurecimiento del
14% del
dimetro del eslabn o simplemente como se menciono anteriormente
un 0,14d.
24
-
2.2.3. Fijacin atornilladora.
Una fijacin atornillada cumple la funcin de unir el cangilon a
la cadena, esta
se compone de dos mordazas de apriete, de un perno hexagonal
interior, de una
tuerca de seguridad y de dos tuercas hexagonales. Este tipo de
fijacin atornillada
es el ms usado y ms ventajoso ya que se usa para la fijacin de
cangilones en
ramales de cadenas largos, no produciendo puntos dbiles en el
lazo de cadena,
adems utilizable ya sea para ruedas dentadas o lisas. Su calidad
de material
corresponde a un forjado en estampa mejorado.
Su montaje es muy simple, se introducen las mordazas de apriete
sobre el
ramal de cadena tensado, luego se apreta el perno con la tuerca
hexagonal
preferiblemente con una llave dinamomtrica para dar con el par
de apriete
adecuado.
Todas las partes llevan un revestimiento protector contra la
corrosin. Al ir
libre la cabeza hexagonal del tornillo posibilita el desmontaje
de las mordazas de
apriete, incluso si estn fuertemente corrodos.
Figura 2.5 Fijacin atornilladora
25
-
2.2.4. Conectores de cadena
La funcin de estos conectores es juntar los ramales individuales
y cerrar los
lazos de cadena. Los conectores pueden ser montados como
eslabones
horizontales o verticales. Su montaje es fcil debido a su seguro
por el manguito de
sujecin.
Su calidad de material corresponde a un forjado en estampa y
trabajados a
precisin.
Figura 2.6 Conector de cadena
Figura 2.7 Representacin de un conector
26
-
Cdigo Dimetro d Paso tAncho
interior b1Ancho exterior
b2Peso
kg/pzaVHV 14x50 14 50 16 45 0.25
VHV 16x64 16 64 20 53 0.40
VHV 19x75 19 75 22 63 0.60
VHV 22x86 22 86 26 73 1.00
VHV 26x100 26 100 31 84 1.50
VHV 30x120 30 120 36 99 2.55
VHV 34x136 34 136 41 112 3.70
Tabla 2.1 Medidas y pesos de conectores segn catalogo Pewag.
2.2.5. Sistema motriz
El componente principal del sistema motriz es el motor elctrico,
usualmente
provedo para usarlo como recurso de potencia para el elevador,
adems de ser el
encargado de generar el movimiento al sistema. Generalmente est
ubicado en la
parte superior del Elevador. Entre los elementos que pertenecen
al sistema motriz
tenemos al motor, reductor, ejes, tambor motriz en el caso de
que el elemento sin fin
utilizado se trate correas o cinta y rueda motriz en el caso de
que se utilicen cadenas.
Adems tenemos la polea y correa en V, usadas entre el motor y el
reductor
para proveer la velocidad adecuada de operacin en el
elevador.
27
-
2.2.6. Seccin cabeza
La cabeza es el componente localizado en la parte superior del
elevador.
Consiste de una caja de acero que soporta la transmisin, rueda
motriz, ya sea
dentada o lisa, motor y la transmisin reductora.
En la cabeza del elevador se ubica un ventilador que se provee
para el escape
del aire que puede entrar al elevador a travs del distribuidor.
Los ventiladores en la
cabeza son estndar y son instalados comnmente en la fbrica. Los
elevadores
pueden tener puerta de inspeccin en vez de ventiladores en la
cabeza si son
requeridos.
Otro elemento es el dispositivo de desfogue ubicado tambin en la
parte
superior, montado en la cubierta de la cabeza. Este dispositivo
esta diseado a
soltarse bruscamente si hubiese una explosin dentro de la caja
del elevador,
reduciendo as los daos a este. Este dispositivo es opcional.
Ver detalles en anexo nmero 2.
28
-
2.2.7. Estructura
La estructura es la parte del elevador conocida tambin como caja
o
envoltura, esta parte es manufacturada en secciones. Forma la
estructura para
soportar la cabeza, la plataforma de servicio, escalera, jaula,
etc. Provee proteccin
contra el polvo e impermeabilidad contra el agua para la banda o
cadena del
elevador y cangilones. La caja puede ser diseo simple o doble.
La puerta de servicio
es una seccin de la caja con paneles removibles para permitir
acceso para el
mantenimiento a la banda/cadena y cangilones.
Esta estructura esta fabricada con perfiles de acero recubierta
generalmente
con planchas de acero de aproximadamente 5 mm de espesor.
Generalmente esta
estructura, para facilitar el montaje, se subdivide en mdulos
con una altura
aproximada de 3 metros, esto dependiendo de la altura completa
del elevador, los
que posteriormente se apernarn para formar una gran estructura
soportadora.
2.2.8. Bota o pie
La bota o pie es el componente inferior del elevador. Recibe el
material para
ser elevado. Se compone de tambor o rueda conducida, soportes de
rodamientos y
eje conducido. El tensor esta localizado normalmente en la bota,
y es usado para
guiar la banda o correa y tensar la cadena.
Detalles de la estructura y pie del elevador en anexo nmero
3.
29
-
2.3. CLASIFICACION DE LOS ELEVADORES DE CANGILONES
Los elevadores de cangilones se pueden clasificar segn el
material que se va
a transportar, por como van montados los cangilones sobre el
elemento sin fin y por
el tipo de elemento sin fin que ocupa.
Su clasificacin es la siguiente:
2.3.1. Segn el tipo de carga
2.3.1.1. Directamente desde la tolva
Los cangilones reciben el material desde una tolva, cayendo a
estos
directamente por gravedad.
Se emplean para el transporte de materiales constituidos por
pedazos grandes
y del tipo abrasivos. La velocidad de desplazamiento del rgano
de traccin es baja.
Figura 2.8 Recepcin de la carga desde una tolva.
30
-
2.3.1.2. Por dragado
Los cangilones se cargan parcialmente actuando como brazo de
arrastre
desde el fondo, el resto del cangiln se llena en forma
directa.
Se emplean para el transporte de materiales que no ofrecen
resistencia a la
extraccin, pulvurulentos y de granulacin fina.
Figura 2.9 Carga mediante dragado
31
-
2.3.2. Segn el tipo de descarga
2.3.2.1. Centrifuga
Como su nombre lo indica la descarga del cangiln se efecta por
fuerza
centrfuga al momento de girar la correa o cadena sobre el tambor
de mando. Esto
quiere decir que es solo el efecto de la inercia en un
movimiento circular lo que
produce la descarga, no es causada por la interaccin de otro
cuerpo fsico.
Los Elevadores de descarga centrfuga estn diseados especialmente
para
materiales de escurrimiento, ya sea de flujo libre, fino y
terrones pequeos.
Las velocidades pueden ser relativamente altas para materiales
bastantes
densos, pero se debe reducir para materiales esponjosos y
polvorosos, con el fin de
evitar que se origine un tiro hacia arriba que arrastre el
material. Las altas
velocidades garantizan la descarga del material por accin de la
fuerza centrfuga.
Su punto de alimentacin es considerablemente ms bajo que el de
descarga
por gravedad, disminuyendo el tamao del conjunto de pi y por
ende, el costo del
equipo.
32
-
Cabe sealar que la descarga centrfuga se practica con elevadores
de cinta y
de cadena, entre las caractersticas de este tipo de elevadores
tenemos las
siguientes:
Los cangilones van montados en una o varias filas segn su
diseo.
La carga se efecta normalmente por dragado del material
depositado en la
parte inferior del transportador.
La distancia de separacin entre cangilones es de dos a tres
veces la altura
del cangiln. Su separacin es para evitar la interferencia de
carga o
descarga.
Es el tipo de elevador mas usado en la industria
Grandes velocidades de desplazamiento (entre 1.2 a 1.4
m/seg.).
Se los utiliza para capacidades pequeas de hasta 50 ton/h por
ser los menos
costosos.
Se usan para materiales livianos y secos.
Figura 2.10 Descarga centrifuga
33
-
2.3.2.2. Gravedad o continua
El elevador de cangilones del tipo de descarga por gravedad o
continua suele
utilizarse para materiales mas difciles de manejar. Los
cangilones estn instalados
en forma continua y con muy poco espaciamiento entre ellos, y la
descarga se
efecta por gravedad, utilizando la parte inferior del cangiln
precedente como tolva
de descarga. La carga se realiza directamente desde tolva (no
por dragado).
Se dan casos en que este tipo de elevadores funcionan en un
plano inclinado,
para mejorar las condiciones de carga y descarga.
Las velocidades de operacin son bajas y debido a las cargas
pesadas, la
cadena que soporta a los cangilones va habitualmente sobre vas
en las corridas de
elevacin y regreso.
Entre sus caractersticas podemos sealar las siguientes:
Bajas velocidades de desplazamiento (0.5 y 1.0 m/s)
El conjunto motriz es ms grande que el de descarga centrifuga,
debido a que
opera a una velocidad menor.
Se aprovecha el propio peso del material para la descarga del
mismo.
Transportan materiales frgiles, muy hmedos o de alta
granulometra.
Figura 2.11 Descarga continua o por gravedad.
34
-
2.3.2.3. Positiva
Los elevadores de cangilones espaciados y de descarga positiva
son
esencialmente iguales a los anteriores, con la diferencia de que
los cangilones estn
montados en los extremos con dos cordones o torones de
cadena.
Se los utiliza para materiales livianos y aireados. La velocidad
de estas
unidades es relativamente baja, la cantidad de cangilones es
grande al tener un
espaciamiento estrecho para alcanzar los niveles de capacidad de
los elevadores de
tipo centrfugo.
Figura 2.12 Elevador de descarga positiva
35
-
2.3.3. Segn su elemento sin fin
2.3.3.1. Elevadores de correa
Los Elevadores con elemento sin fin de correa, se ocupan
preferentemente
para transportar cereales. Se debe evitar el uso de correas
cuando se desea
transportar un material que posea puntas corno algunas piedras y
que no posea un
grado de humedad muy elevado, ya que si el agua llega a mojar la
cara de la correa
que contacta con el tambor, disminuir la friccin, producindose
el consiguiente
deslizamiento de la correa sobre el tambor.
Uno de los factores importantes en este tipo de elevadores es el
alineamiento
de la correa, ya que una falta de alineacin de esta provocara
problemas tales como
rotura de correa, arrancamiento de cangilones y daos
estructurales en el elevador.
Las causas de desalineacin de correa ms comunes en un sistema
de
elevacin son:
Uniones de correa fuera de escuadra.
Fijacin de cangilones fuera de escuadra.
Carga del elevador descentralizada.
La doble conicidad de tambores de mando puede ser un auxiliar
importante en
la alineacin de la correa, pero podr ser utilizada solamente en
aquellos casos
donde el cangiln lo permita.
36
-
2.3.3.2. Elevadores de cadena
Los Elevadores con elemento sin fin de cadena son aconsejables
de utilizar en
condiciones extremas de trabajo, como es el caso de transporte
de material a altas
temperaturas o de gran tonelaje.
Estos Elevadores pueden poseer una cadena central o dos cadenas
laterales
dependiendo de la solicitacin.
Las cadenas se clasifican en dos tipos:
2.3.3.2.1. Cadenas comunes
Unidas entre s slo por eslabones. Son construidas principalmente
de aceros
y se acoplan a ruedas dentadas o a poleas lisas con acanaladuras
transmitiendo la
potencia por accin de la fuerza de roce.
En este tipo de transmisin es comn ver fabricadas las cadenas
con aceros
cementados. En calidad normal pueden resistir cargas de rotura
de hasta 6.000
kp/cm2.
2.3.3.2.2. Cadenas de rodillos
Son las cadenas ms comnmente utilizadas en los Elevadores de
capachos,
clasificndose en cadenas para transmisin y cadenas para
transportadores. El
movimiento se transmite a travs de ruedas dentadas, las que no
admiten
deslizamiento y con ello garantizan el alineamiento entre la
cadena y el capacho.
Figura 2.13 Cadenas de rodillos
37
-
CAPITULO 3. ANALISIS DE LAS VARIABLES DE DISEO
38
-
3.1. PASOS PARA EL CORRECTO DISEO DE UN ELEVADOR DE
CANGILONES
Lo primero que debemos determinar es el tipo de elevador. Debido
a que el
material a transportar es cemento, la carga de este se realizara
en una combinacin
de dragado y directamente desde la tolva, comnmente llamada como
carga mixta,
tal y como son todos los elevadores existentes en la planta, ya
que el cemento
resulta fcil dragarlo debido a lo fino que resulta, mientras que
su descarga ser
centrifuga.
Otro punto importante en determinar es el tipo de transmisin,
debido a la
abrasividad que presenta el cemento se ocupa transmisin por
cadena, ya que estas
son capaces de soportar condiciones adversas de trabajo y la
transmisin por cinta o
banda son menos resistentes y mas vulnerables en condiciones
extremas.
Los clculos de diseo aplicados a continuacin corresponden al
elevador que
mantiene el llenado constante de la maquina envasadora Haver en
la seccin
paletizado de la planta.
Lo primero en tomar en cuenta en la parte de clculos es la
capacidad del
elevador, la cual depender exclusivamente de la cantidad de
sacos producidos, en
la planta nunca se superan los 15.000 sacos diarios de
produccin, por lo tanto,
sabiendo que los sacos pesan 42,5 kilogramos tenemos:
[ ] [ ]kgkg 500.6375,42000.15 =
[ ][ ] [ ]hthkg
6875,7981000
500.637=
Por lo tanto la capacidad del elevador que se calculara debe
sobrepasar las
80 [ ]ht .
39
-
3.1.1. Determinacin de la capacidad del elevador de
cangilones
Para calcular la capacidad Q del elevador en toneladas/hora
recurrimos a la
siguiente frmula:
PcCcVc
Q
=
3600 [ ]ht Ecuacin 3.1
Donde:
Vc : Velocidad de la cadena [ ]sm : Densidad del cemento (ver
anexo 4) [ ]3mtCc : Capacidad del cangiln [ ]3m Pc : Paso de
cangiln [ ]m
La velocidad de la cadena variar segn el tipo de descarga que
posea el
elevador (tabla 3.1), mientras que la distancia entre cangilones
o paso de cangiln
variara segn la capacidad que queramos obtener, siendo la mas
idnea para el
caso un paso de 0,4 [ ]m .
Tipo de descargaVelocidad recomendada
en m/sCentrifuga 1,10 1,45
Continua 0,60 0,80
Tabla 3.1 Velocidades recomendadas
40
-
Respecto a la capacidad del cangiln obtenida de catalogo del
tipo
B 315x200x3 M 70/5699 DIN 15234 con un peso de 5,09 kilogramos y
una capacidad
de 5,8 litros.
[ ]30058,0 mCc =
Luego reemplazando en ecuacin 3.1 tenemos:
4,00058,05,12,13600
=Q
[ ]htQ 96,93=
Como la capacidad que se requera era de 80 toneladas/hora,
entonces la
distancia entre cangilones que se estableci se ajusta con lo
requerido, as tambin
la velocidad de la cadena.
3.1.2. Seleccin de la rueda motriz
Las ruedas seleccionadas tanto la rueda motriz como la de
reenvo
(conducida) corresponden a ruedas lisas del tipo UR de dimetro
primitivo Dp = 513,
del tipo doble, ya que estas son las que proporcionan la mayor
estabilidad en la
cadena y cangilones.
Rueda de:
Dp: 513 mm
Para cadena de dimetro igual a 13 mm
Peso : 40 Kg.
(Ver anexo 6)
41
-
3.1.3. Calculo de la cadena
Lo primero en calcular es la longitud que tendr la cadena,
recurriendo a la
siguiente formula:
( ) ( )22 += DmrLecLc Ecuacin 3.2
Donde:
Lc : Longitud de la cadena [ ]mmLec : Longitud entre centros [
]mmDmr : Desarrollo medio de ruedas [ ]mm
Desarrollo medio rueda motriz:
[ ]mm818,8052
513=
pi
Desarrollo medio rueda conducida:
[ ]mm818,8052
513=
pi
Por lo tanto reemplazando en ecuacin 3.2
( ) ( )2818,80529500 +=Lc[ ]mmLc 636,20611=
42
-
3.1.3.1. Seleccin de la cadena
Una vez calculada la longitud de la cadena se procede a la
seleccin del tipo
de cadena, tomando en cuenta parmetros como la altura del
elevador, la velocidad
de transporte, el tipo de material y al tipo de carga que sta
ser sometida.
De acuerdo a lo mencionado se selecciona una cadena del tipo DS
G40 E14
(Ver anexos 7 y 8).
3.1.3.2. Cantidad de ramales
Una vez seleccionado el tipo de cadena calculamos la cantidad de
ramales
que necesitaremos ya que la correcta forma de pedido es por
ramales.
nepLr = Ecuacin 3.3
Donde:
Lr : Longitud ramal [ ]mmp : Paso [ ]mmne : Nmero de
eslabones
Reemplazando en ecuacin 3.3
21550 =Lr
10750=Lr [ ]mm
Por lo tanto se necesitaran 2 ramales de 10750 mm (Ver anexo
8)
43
-
3.1.4. Clculo de la carga de trabajo ejercida en la cadena
Para determinar la carga de trabajo ejercida en la cadena se
debe saber que
fuerza est actuando en ella.
T1 T2
Figura 3.1 Tensiones situadas en la rueda motriz
La fuerza que debe resistir la cadena es la tensin de carga que
se sita en el
ramal mas cargado (T1), es decir el ramal o lado de la cadena
que lleva los
cangilones llenos de cemento.
Obtenemos T1 y T2 con las siguientes frmulas:
( )acpdT ++=1 [ ]kg Ecuacin 3.4
( )acdT +=2 [ ]kg Ecuacin 3.5
44
-
Donde:
1T : Tensin de carga en el ramal ms pesado
2T : Tensin de carga en el ramal liviano
d : Distancia entre ejes [ ]mp : Peso del cemento [ ]mkgc : Peso
de los cangilones [ ]mkga : Peso de cadena y accesorios [ ]mkg
Comenzamos por calcular el peso del cemento p :
PcCcp = 1000 [ ]mkg Ecuacin 3.6
Donde:
: Densidad del cemento [ ]3mtCc : Capacidad del cangiln [ ]3m Pc
: Paso de cangiln [ ]m
Reemplazando en ecuacin 3.6 tenemos:
4,00058,05,11000
=p
75,21=p [ ]mkg
45
-
Luego calculando el peso de los capachos tenemos que:
nwc = [ ]mkg Ecuacin 3.7
Donde:
w : Peso del cangiln (ver anexo 5) = 5,09 [ ]kgn : Numero de
cangilones por metro
==
4,011
Pc 2,5
Reemplazando en ecuacin 3.7:
5,209,5 =c
725,12=c [ ]mkg
Ya obtenidos todos los datos, finalmente reemplazamos en ecuacin
3.4:
( )725,1275,215,91 +=T5125,3271 =T [ ]kg
De acuerdo a la seleccin de la cadena segn catalogo, corregimos
T1 en la
ecuacin 3.4 agregndole el peso propio de la cadena (a).
3,5=a [ ]mkg
46
-
Reemplazando nuevamente en ecuacin 3.4 tenemos:
( )3,5725,1275,215,91 ++=T8625,3771 =T [ ]kg
Ya obtenida la tensin de carga en el lado mas pesado de la
cadena (T1),
calculamos el lado mas liviano (T2), reemplazando en la ecuacin
3.5:
( )3,5725,125,92 +=T2375,1712 =T [ ]kg
Debido a que en las cadenas influyen diferentes factores que
afectan al
normal funcionamiento del equipo se aplica en pequeo factor de
seguridad al ramal
mas pesado (T1), siendo factores conocidos tales como la fuerza
de roce o la fuerza
centrifuga, influyendo en un mayor grado esta ultima debido a
que el elevador posee
una descarga centrifuga.
Multiplicando T1 por un factor de seguridad (z) obtenemos:
1.1=z
[ ] 1.18625,3771 = kgT6487,4151 =T [ ]kg
47
-
3.1.5. Calculo del torque
Determinamos el torque multiplicando la fuerza tangencial, la
cual
obtenemos de la ecuacin 3.9 a partir de la diferencia de cargas
entre el ramal ms
pesado y el liviano por el radio de rueda seleccionada.
[ ]cmkgrftT = Ecuacin 3.8
Donde:
T : Torqueft : Fuerza tangencial
r : Radio de la rueda motriz [ ]cm
21 TTft = [ ]kg Ecuacin 3.9
Entonces reemplazando en ecuacin 3.9:
[ ] [ ]kgkgft 2375,1716487,415 =4112,244=ft [ ]cmkg
Luego reemplazando en ecuacin 3.8 tenemos:
[ ] [ ]cmkgT 65,254112,244 =1485,6269=T [ ]cmkg
48
-
3.1.6. Calculo de las revoluciones de la rueda motriz.
Los datos necesarios para calcular las rpm (revoluciones por
minuto) de la
rueda son los siguientes:
drVcN
=
pi
60 [ ]rpm Ecuacin 3.10
Donde:
N : Revoluciones de la rueda
Vc : Velocidad de la cadena [ ]smdr : Dimetro de la rueda (Anexo
6) [ ]m
Reemplazando en ecuacin 3.10
513,0602,1
=
piN
675,44=N [ ]rpm
3.1.7. Clculo de la potencia necesaria
Calculamos la potencia de acuerdo a datos obtenidos
anteriormente, tales
como el torque (T) y las revoluciones por minuto (N) con la
siguiente frmula:
71620NTP = [ ]cv Ecuacin 3.11
49
-
Entonces reemplazando en ecuacin 3.11:
71620675,441485,6269
=P
87,2=P [ ]kw85,3=P [ ]hp
Una vez calculada la potencia que requerir el equipo,
seleccionamos el
tipo de motor a utilizar, el cual ser un motor asncrono trifsico
de cuatro polos con
rotor de jaula de ardilla de 4 kw de potencia, siendo este el
tipo ms utilizado al
interior de la industria (anexo 9).
3.1.8. Calculo para la seleccin del reductor de velocidad
Ya calculada la potencia necesaria y seleccionado el motor
seguimos con la
seleccin del reductor de velocidad.
se nni = Ecuacin 3.12
Donde:
=en Velocidad angular de entrada del motor [ ]rpm=sn Velocidad
angular de salida del eje [ ]rpm
Reemplazando en ecuacin 3.12 tenemos que:
[ ] [ ]rpmrpmi 451500=1:3,33=i
50
-
Ya obtenida la relacin de trasmisin, calculamos la potencia
corregida de
entrada.
FsPP re = Ecuacin 3.13
Donde:
=rP Potencia requerida [ ]kw=Fs Factor de servicio
Condicionesde trabajo
Motores elctricos Motores diesel8 10 horas 24 horas 8 - 10 horas
24 horas
Uniforme 1 1.25 1.25 1.50
Semi-pesado 1.25 1.50 1.50 1.75
Pesado 1.50 1.75 7.75 2
Tabla 3.2 Factores de servicio
Debido a que los elevadores de cangilones presentan una condicin
de
trabajo uniforme y que la cantidad de horas superan las diez,
nuestro factor de
servicio es de 1.25.
Reemplazando en ecuacin 3.13:
[ ] 25,187,2 = kwPe[ ]kwPe 58,3=
51
-
Una vez ya obtenida la relacin de transmisin y la potencia
corregida de
entrada seleccionamos el reductor de velocidad, tomando en
cuenta adems como
parmetro principal la velocidad de salida del reductor, que es
la que necesitamos
para nuestro sistema.
El reductor seleccionado corresponde al tipo BOX110 con una
relacin de
transmisin de 1:30 y una velocidad angular de salida de 46,7 [
]rpm (Ver anexo 10).
3.1.9. Calculo del eje motriz
El eje o rbol es el elemento destinado a que las ruedas puedan
girar
libremente, adems de ser el encargado de transmitir la potencia,
estando sometido
en la mayora de los casos a esfuerzos combinados como lo son el
de torsin que es
el que se produce al transmitir el torque y el de flexin debido
a las cargas radiales.
Es as como los ejes en general quedan expuestos a esfuerzos de
fatiga,
especialmente en flexin, poniendo as nfasis en realizar un
correcto clculo del
dimetro del eje tomando en cuenta cada una de las variables.
Los dimetros normalizados para el correcto dimensionamiento de
ejes son
los siguientes:
10; 12; 15; 17; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 70; 80; 90;
100; 110; 125; 140; 160;
180; 200; etc., aumentando de 20 en 20 mm hasta 500 mm cuando
sobre ellos se
deban montar rodamientos.
52
-
En relacin al calculo de nuestro eje motriz tenemos que esta
apoyado en
los descansos 1 y 2, situndose en estos puntos las reacciones R1
y R2,
agregndose el peso K que representa a la rueda motriz, la
cadena, cangilones y
accesorios y M representando el peso del moto reductor.
Por lo tanto de acuerdo a lo anterior tenemos que:
RmTTK ++= 21 [ ]kg Ecuacin 3.14
Donde:
6487,4151 =T [ ]kg2375,1712 =T [ ]kg
40=Rm [ ]kg (Anexo 6)
Por lo tanto de acuerdo a ecuacin 3.12 tenemos que:
8862,626=K [ ]kg33=M [ ]kg (Anexo 9)
53
-
1 2 M
Figura 3.2 Eje motriz
3.1.9.1. Calculo de las reacciones.
Tal como lo muestra la figura 3.2, en los puntos 1 y 2 tenemos
las
reacciones R1 y R2, las cuales calcularemos a continuacin de
acuerdo al diagrama
de cuerpo libre (figura 3.3).
De acuerdo a los conocimientos adquiridos sabemos que siendo
este un
sistema en equilibrio las sumatorias de momentos y de fuerzas
sern igual a cero.
54
-
Figura 3.3 Diagrama de cuerpo libre de eje motriz
De acuerdo a la figura 3.3 realizamos sumatoria de fuerzas en el
eje y,
teniendo la siguiente ecuacin:
021: =+ MKRRFY
Luego momentando en el punto 1 tenemos:
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 045,1223315,9123,488862,626:1 =+
cmkgcmRcmkgM
[ ] [ ][ ]cm
cmkgcmkgR15,91
85,40406034,302782 +=
[ ]kgR 5162,3762 =
55
-
Una vez obtenida la reaccin en el punto 2 reemplazamos en la
sumatoria de
fuerzas en el eje y ( FY ), obteniendo as R1.
21 RMKR +=
[ ] [ ] [ ]kgkgkgR 5162,376338862,6261 +=[ ]kgR 37,2831 =
3.1.9.2. Momento flector
Obtendremos dos momentos flectores, un momento K, que es el
provocado
por la fuerza K/2 y el momento en el punto 2 producido por el
peso del motor (M).
De acuerdo a esto tenemos:
[ ] [ ]cmkgKptoMto 3,484431,313. = [ ]cmkg = 3017,15139 [ ]mmN =
56,651.483.1
Figura 3.4 Diagrama del momento flector en K
56
-
[ ] [ ]cmkgptoMto 3,31332. = [ ]cmkg = 9,1032 [ ]mmN =
2,101224
Figura 3.5 Diagrama del momento flector en el punto 2
3.1.9.3. Determinacin de los esfuerzos cortantes
Para determinar los esfuerzos cortantes ( adm ) debemos
considerar las
propiedades fsicas del acero utilizado para el diseo del eje.
Para tal caso
seleccionaremos un tipo de acero SAE, del cual extraeremos sus
propiedades
fsicas y mecnicas tales como el limite a la ruptura ( .rup ) y
el limite de fluencia
( .flu ).
La tabla del anexo 14 relaciona la nomenclatura AISI-SAE con los
valores de
lmite de fluencia, porcentaje de alargamiento y dureza
brinell.
57
-
De acuerdo al anexo 14 utilizamos un acero SAE 10-45, ya que es
el acero
mas corrientemente usado en el diseo de ejes, ya que posee un
muy buen
contenido de carbono, siendo este el elemento que le otorga la
dureza y una mayor
resistencia mecnica, con un costo moderado. Sin embargo al
someterlo a un
tratamiento trmico por templado su estructura interna sufre
deformaciones,
disminuyendo su resistencia a la fatiga.
Las caractersticas del tipo de acero seleccionado son las
siguientes:
4200=fluencia [ ]2cmkg
6780=ruptura [ ]2cmkg
Una vez determinados los lmites de fluencia y ruptura nos
enfocamos en el
mtodo que utilizaremos para determinar el dimetro del eje.
Existen varios mtodos, unos ms precisos que otros y algunos
mas
sofisticados con niveles medios y altos de complejidad. Los mas
bsicos en su
desarrollo cuentan con una menor exactitud, de tal modo que para
compensar el
grado de incertidumbre que se produce en su calculo se recurre a
aplicar elevados
factores de seguridad y factores de servicio, resultando por
ello bastante
conservadores y discretos los valores obtenidos en sus
dimensiones.
El mtodo que presentamos a continuacin es uno que con el correr
de los
aos ha sido el ms ampliamente usado en el dimensionamiento de
toda clase de
ejes, resultando bastante confiable. Se trata del cdigo ASME que
fue presentado
como Cdigo para proyectos de ejes de transmisin
58
-
Este cdigo utiliza los esfuerzos cortantes para el clculo de
rboles,
determinando la resistencia admisible de dos maneras:
a) Multiplicando por 0,30 el valor del lmite de fluencia del
material (acero SAE 10-45)
del eje, expresado en [ ]2cmkg .
fluadm = 30,0 Ecuacin 3.15
b) Multiplicando por 0,18 el valor de la resistencia a la
ruptura del material (acero
SAE 10-45) del eje expresado en [ ]2cmkg .
rupadm = 18,0 Ecuacin 3.16
Reemplazando en ecuacin 3.13
a) 420030,0 =adm [ ]2cmkg adm 1260= [ ]2cmkg
Reemplazando en ecuacin 3.14
b) 678018,0 =adm [ ]2cmkg 4,1220=adm [ ]2cmkg
Una vez calculada la resistencia admisible aplicando ambas
frmulas de las
ecuaciones 3.13 y 3.14, se comparan los valores obtenidos,
utilizando para el
clculo del dimetro del eje el valor que resulte menor de entre
ellos, osea el valor
del caso b.
59
-
3.1.9.4. Calculo del dimetro del eje motriz
Cuando usamos el mtodo del cdigo ASME debemos aplicar los
coeficientes
de servicio llamados coeficientes de choque y fatiga, Ks y Km
respectivamente,
indicados en la tabla 3.2.
Tipo de carga
Ks
Km
Ejes fijos (esfuerzo de flexin sin inversin)
- Carga aplicada gradualmente 1,0 1,0- Carga aplicada
repentinamente 1,5 a 2,0 1,5 a 2,0
Ejes giratorios (esfuerzos de flexin con inversin)
- Carga constante o aplicada gradualmente 1,5 1,0- Carga
aplicada repentinamente, con choque ligero
1,5 a 2,0 1,0 a 1,5
- Carga aplicada repentinamente, con choque fuerte
2,0 a 3,0 1,5 a 3,0
Tabla 3.3 Valores de los coeficientes de choque y fatiga
De acuerdo a los valores de la tabla 3.2 seleccionamos los
coeficientes de
choque y fatiga con Ks = 1,5 y Km = 2,0 para luego aplicar la
formula para el calculo
del dimetro del eje (d), segn el cdigo ASME.
( ) ( )3 2275,0
16 KMtoKmTKsadm
d +
=
pi Ecuacin 3.17
60
-
Donde:
adm = Esfuerzo admisible [ ]2cmkgT = Torque [ ]cmkg Ks =
Coeficiente numrico combinado de choque y fatiga aplicar en cada
caso
para multiplicar al momento torsor calculado.Km = Coeficiente
numrico combinado de choque y fatiga aplicar en cada caso
para multiplicar al momento flector calculado.
Luego reemplazando en ecuacin 3.15 tenemos:
( ) ( )3 22 3017,151390,21485,62695,175,04,1220
16+
=
pid
[ ]cmd 608,5= Dimetro del normalizado a 60 [ ]mm
3.1.10. Calculo de rodamientos y seleccin de soportes
Debido a la gran variedad de rodamientos existentes se deben
tomar en
cuenta algunos criterios para su seleccin, tales como el tipo de
maquina,
condiciones ambientales, disposicin del eje, etc.., adems de
evaluarse factores de
influencia tales como los tipos de carga a que sern sometidos,
velocidad, espacio
de montaje, temperatura y ruido (en caso de que se exija un
funcionamiento muy
silencioso). Otro criterio importante es la exigencia pedida al
rodamiento, ya sea su
vida til en horas de servicio, precisin, temperatura de
servicio, lubricacin y
mantenimiento, montaje y desmontaje, etc.
61
-
Para el correcto calculo de los rodamientos utilizaremos las
cargas que
afectan al eje (R1 = 283,37 Kg. Y R2 = 376,5162 Kg.)
Consideraremos 25.000 horas de trabajo continuo, con el fin de
obtener la
capacidad de carga radial (C) y as obtener el ms importante
parmetro de
seleccin de rodamientos y soportes a partir de la siguiente
formula:
RZC = Ecuacin 3.18
Donde:
Z = Factor de servicio
R = Carga radial [ ]N
Aplicamos la formula para el calculo del factor de servicio
Z.
p NLhZ000.000.1
6010 = Ecuacin 3.19
Donde:
N = Velocidad de giro en rpm.
10Lh = Cantidad de horas de serviciop = ndice de la raz de la
formula siendo p = 3 para rodamientos rgidos de
bolas y p = 10/3 para rodamientos de rodillos.
Entonces reemplazando en ecuacin 3.19 tenemos lo siguiente:
62
-
3,3
000.000.1456025000
=Z
3,3 5,67=Z
5837,3=Z
Luego reemplazando en ecuacin 3.18 con reaccin R1 tenemos:
[ ] 81,937,2835837,31 = kgC[ ]NC 1832,99621 =
Nuevamente reemplazando en ecuacin 3.18 con reaccin R2:
[ ] 81,95162,3765837,32 = kgC[ ]NC 84,132362 =
Entre los tipos de rodamientos mas conocidos y usados estn los
rodamientos
de bolas, de rodillos y rodillos cnicos, de una y dos
hileras.
De acuerdo a clculos y criterios de seleccin de rodamientos
sealados en
un principio se seleccionan rodamientos de rodillos de una
hilera, los cuales resisten
grandes esfuerzos, cargas repentinas con choques,
desalineamientos de gran
consideracin y grandes cargas radiales.
Especficamente son rodamientos del tipo de rodillos de una
hilera para un
dimetro de eje de 60 mm del tipo NU1012M1, con una capacidad de
carga dinmica
de 44.000 [ ]N y con sus correspondientes unidades de soporte
del tipo P16212 y soportes del tipo P212. (Ver anexos 11, 12 y
13).
63
-
CAPITULO 4. MONTAJE Y MANTENIMIENTO EN ELEVADORES DE
CANGILONES
64
-
4.1. MONTAJE
4.1.1. Montaje de la cadena
Para un correcto montaje de la cadena y cangilones debe
instalarse sobre la
carcasa superior del elevador una segura estructura temporal.
Puede utilizarse una
torre gra cuando este disponible el acceso por encima del
elevador para levantar la
cadena completa dentro del elevador.
El siguiente procedimiento esta basado en el uso de un tecle
suspendido
sobre el elevador:
Saque la carcasa superior del elevador para conseguir el pleno
acceso a las
ruedas para la cadena.
Compruebe que los centros de las ruedas motrices estn en el
mismo plano
que el resto de las ruedas, o sea, que coincida con los centros
de la
cadena, corrija si fuera necesario.
Compruebe que el eje de la rueda motriz y los ejes de las ruedas
intermedias
estn completamente horizontales utilizando un nivel de burbuja
de aire.
Levante las ruedas intermedias y el dispositivo de tensin hasta
su posicin
ms alta y afiance.
Saque los ramales de cadena de las cajas o jaulas y ponga sobre
el suelo
ambos ramales emparejados casando el color en un extremo.
Generalmente se envan 2 4 ramales para un largo completo de
cadena, a menos que se pongan restricciones de peso o
requisitos
especiales, en ste caso son dos ramales de 10750 mm.
65
-
Introduzca cada ramal de cadena dentro del elevador utilizando
el tecle y
afiance la cadena sujetndola a la rueda motriz. Arrastre sobre
esta
rueda la suficiente cadena para permitir que la otra cadena
pueda
acoplarse al extremo de la misma.
4.1.2. Montaje de los cangilones.
Antes de hacer el sin fin de la cadena, asegrese de que:
Las espigas de las asas estn en la posicin correcta segn sea
para
montaje en cangilones con sujecin posterior o lateral.
Las cadenas y las asas no estn retorcidas.
Haga ambos sin fines de cadena acoplando cada extremo de la
cadena
al asa, estando esta montada de la siguiente forma:
Introduzca las espigas del asa en el respectivo eslabn de la
cadena.
Se ajusta la placa de cierre al cangiln y a la espiga del asa.
Cada
espiga esta marcada al igual que su respectiva placa de cierre.
Ambas
deben ser muy bien montadas, ya que ambas piezas estn
taladradas
conjuntamente.
Se alinean las asas y se monta el primer cangiln, asegurndose de
que
este completamente nivelado utilizando un nivel de burbuja de
aire.
Si el cangiln esta desalineado, tire de un lado de la cadena
(esto es
solo aplicable a ruedas lisas, sin dientes) utilizando el tecle
hasta que el
cangiln este completamente a nivel.
66
-
Se montan todos los cangilones fijando las asas y dndole el
apriete
final a las tuercas utilizando una llave con limitador de par de
apriete.
Para el apriete ver tabla 4.1.
Figura 4.1 Asas para cangilones de sujecin lateral y
posterior
Nota:
Si no se emplean tuercas de seguridad, deben colocarse debajo de
las
tuercas chapas de seguridad para afianzarlas posteriormente.
Herramientas utilizadas:
Tecles capaces de soportar cargas de hasta 1500 Kg. o que se
adapten a la
carga mxima y tenga una capacidad de elevacin adecuada al uso,
cuerdas
para levantar cadenas y cangilones.
Llave de anillo o trinquete para las espigas de las asas. Para
el tamao ver
tabla 4.1.
Llave con limitador de par de apriete, ver tabla 4.1 para el
ajuste recomendado
de la llave.
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-
Maseta de hierro, niveles de burbuja de aire, cinta de
medicin.
Abrazaderas en C para sujecin de la cadena.
Par de apriete en N-m
Medida Asa Rosca Medida llaveTuerca
autoblocante DIN 980
Tuerca plana DIN 555
45 M12 19 55 85
56 M14 22 95 135
63 M16 24 225 210
70 M20 30 439 425
80 M20 30 439 42591 M24 36 752 730
105 M24 36 752 730
126 M30 46 1487 1450
136 M36 55 2575 2450
147 M36 55 2575 2450
Tabla 4.1 Informacin tcnica de sujecin a cangilones
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-
4.2. PUESTA EN MARCHA DEL ELEVADOR
Una vez terminado el montaje del equipo se realiza la prueba
de
funcionamiento del elevador sin el producto durante unos 60 u 80
minutos
aproximadamente, asegurndonos que funciona correctamente.
Se deben tomar las siguientes precauciones:
Lo primero es leer atentamente todas las instrucciones
entregadas por los
fabricantes.
Asegurarse de que todos los pernos tengan la torsin
adecuada.
Comprobar que el motor gire en la correcta direccin de rotacin,
si no,
corregir si es necesario.
Verificar el nivel de aceite del reductor.
Verificar que la tensin de la cadena sea efectiva y que no haya
excesivo
ruido.
Asegurarse de que los cangilones estn firmemente unidos a la
cadena.
Una vez verificado lo anterior se comienza a alimentar el
elevador con el
producto bajo carga parcial durante varias horas tomando las
siguientes
precauciones:
Observar de que la carga de alimentacin est adecuadamente guiada
hacia
el interior de los cangilones.
Observar de que el elevador se encuentre funcionando antes de
verter el
cemento sobre el.
69
-
Cuando el elevador se vaya a detener, deber ser verificado que
todo el
cemento fue descargado completamente de los cangilones.
Se debe vigilar la entrada de carga por la tolva de la bota del
elevador,
cuidando de que no se produzcan sobrecargas ni atochamientos de
cemento.
Adems de se debe poner atencin en el ruido y temperatura de
los
rodamientos. El ruido puede comprobarse de una manera muy
artesanal, como por
ejemplo apoyando con fuerza una llave o destornillador contra el
soporte lo ms
cerca posible del rodamiento. El ruido del rodamiento al
funcionar comnmente es de
un chicharreo uniforme, los sonidos tipo silbido indican que la
lubricacin es
defectuosa y los sonidos tipo golpes uniformes, en la mayora de
los casos indica
que el rodamiento esta daado o que hay suciedad en el.
Otro parmetro importante a cuidar en los rodamientos es la
temperatura, en
un principio el aumento de sta es normal ya que la grasa aun no
se ha distribuido
del todo en el rodamiento, pero si esta sigue en constante
aumento puede ser un
indicio de que el rodamiento pueda estar desalineado, ya sea
axial o radialmente o
que los componentes asociados no han sido hechos o montados
correctamente.
Luego verificar nuevamente la tensin de la cadena, los ruidos
chirriantes o la
vibracin generada por esta indican sobretensin.
Respecto a los cangilones, si despus de trabajar varias horas
con carga se
observa una desalineacin de estos, ello indica que la tensin es
insuficiente. El peso
de la rueda conducida adems del dispositivo de tensin es
generalmente suficiente
para tensar la cadena.
70
-
4.2.1. Reapriete de asas.
Despus de varias horas de funcionamiento a plena carga,
normalmente las
cadenas y asas se suavizan y es por ello que es necesario
proceder a un reapriete
de las asas para evitar que los cangilones se aflojen.
Debemos volver al elevador despus de que haya trabajado a plena
carga
durante 40 o 60 horas y proceder de la siguiente manera:
Parar el elevador despus de que haya funcionado vaco y
desconectarlo.
Reapretar cada tuerca en la espiga del asa utilizando la llave
con limitador de
par de apriete.
Si se han montado chapas de seguridad, doblar las esquinas de
las chapas,
despus de que se hayan reapretado las tuercas, sobre el lado de
la tuerca
para evitar que las mismas giren.
Despus de finalizado el reapriete, se lleva a cabo la inspeccin
visual del
elevador, en especial:
Comprobar que las tuercas que sujetan los segmentos de la rueda
estn bien
ajustadas.
Comprobar que los cangilones estn bien alineados, realinear segn
sea
necesario y comprobar que la tensin de la cadena sea
suficiente.
Volver a poner en marcha el elevador y comprobar que todo
funcione
correctamente a plena carga.
71
-
Finalmente para que el elevador de cangilones tenga un buen
pasar en lo que
mantenimiento se refiere se deben realizar peridicamente las
siguientes tareas al
momento de terminar su uso:
Limpiar la tolva de carga del elevador, eliminar cualquier
elemento que no sea
cemento.
Extraer todo tipo de residuos que puedan haberse acumulado en el
fondo del
elevador, ya que es aqu donde los cangilones realizan el
dragado.
Limpiar acabadamente los cangilones, ya que el cemento poco a
poco va
adhirindose a las paredes de los cangilones, endurecindose, y
con ello
disminuyendo, en algunos casos considerablemente el volumen y
capacidad
de carga de stos.
72
-
4.3. AVERIAS Y PERTURBACIONES EN ELEVADORES DE CANGILONES
SINTOMAS POSIBLES CAUSAS SOLUCION
Retroceso en las piernas dela caja.Material cayndose que sube o
baja.
Obstruccin en la parte superior del elevador.
Cangilones se estn llenando demasiado.
El eje motriz de la cabeza esta trabajando muy rpido o muy
despacio.
La presin aumenta en los depsitos y celdas.
Cangilones sueltos
Tanques o depsitos llenos
Inspeccionar la cabeza por materiales ajenos como bolsas,
papeles, madera, pedazos de metal, etc.Revisar cangilones
faltantes. Si hay faltantes o si hay uno que falte, usualmente se
encuentra en la descarga.
Abra la puerta de inspeccin y usar estroboscopio mientras el
elevador esta trabajando para ver si los cangilones se estn sobre
llenando. Los cangilones debieran llenarse hasta la orilla sin
rebalsarse. Revisar la velocidad del transportador.
Revisar la lista de empaque y asegurarse de que se instalo todo
correctamente.Revisar la velocidad del reductor para una relacin de
reduccin correcta.
Aumentar ventilaciones en el techo de los depsitos.
Apretar tuercas de los cangilones.
Monitoreo de los niveles de los depsitos.
La cadena no se ajusta al centro de las poleas
Polea o rueda no esta correctamente ajustada.
Ajustar tornillo en la bota para nivelar polea y alinear cadena
al centro de la polea.
73
-
SINTOMAS POSIBLES CAUSAS SOLUCION
La cadena no se ajusta en su totalidad a la polea.
La polea o rueda no esta nivelada
Se ha acumulado material en las poleas.
Rodamientos gastados
Colocar cuas bajo un bloque almohada en los rodamientos para
nivelar la polea.
Inspeccionar poleas y limpiar si es necesario.
Cambiar rodamientos
Excesivo resbalamiento Transmisin del motor muy grande
Usar un motor con la HP apropiada
La cadena excesivamente floja La cadena se ha estirado Ajuste la
tensin de la cadena con el tornillo ajustador en la bota.
Los cangilones estn siendo sobrellenados
El transportador esta trabajando muy rpido
La polea de la cabeza trabajando muy despacio
Transmisin del motor muy pequeo
Deflector del transportador desajustado
Voltaje bajo en la lnea del motor
Revisar la velocidad del transportador
Revisar la velocidad de la polea. Revisar lista de empaque para
asegurarse que las poleas instaladas son las correctas.Revisar la
velocidad del reductor para una relacin de reduccin correcta.
Usar un motor con la HP apropiada
Ajustar, restringiendo el flujo del material
Revisar el voltaje
Manejador de materiales, capacidad baja
Velocidad del eje de la cabeza despacio
Alimentador de la bota inapropiado
Revisar la velocidad de la polea, reductor de velocidad y el
motor para determinar las causas de la velocidad baja.
Reemplazar alimentador
74
-
SINTOMAS POSIBLES CAUSAS SOLUCION
Manejador de materiales, capacidad baja
Placa deflectora en el transportador de la tolva ajustado muy
bajo
Obstruccin del transportador
Subir placa del deflector
Limpiar transportador y quitar cualquier obstruccin
ELECTRICIDAD
Baja capacidad
La cadena del elevador esta trabajando bajo la velocidad
normal
Amperaje alto
Bajo voltaje en las lneas de alimentacin
Un fusible roto de una de las tres fases
Motor defectuoso
Revisar voltaje en la entrada del motor.Voltaje en las lneas de
entrada pueden estar bajas. Consultar con la compaa de
electricidad.
Revisar fusibles
Revisar motor por cortocircuito o por un circuito abierto.
Reparar o cambiar motor
REDUCTOR DE VELOCIDAD
Sobre calentndose
Ruido y vibraciones
Sobrecargado
Lubricacin inapropiada
Aceite de grado equivocado
Rodamientos fallando, usualmente esto indica sobrecarga.
Carga excede capacidad de la transmisin
Aceite insuficiente
Desgaste causado por abrasivos en el aceite
Revisar la capacidad de la transmisin. Cambiar la transmisin a
una de mayor capacidad o reduzca carga.
Revisar el nivel de aceite. Ajustar el aceite al nivel
indicado.
Bote y limpie, llenando a nivel con aceite del grado
especificado indicado sobre la tapa de la transmisin.
Cambiar rodamientos gastados. Limpiar y reparar espacio de los
rodamientos.
75
-
SINTOMAS POSIBLES CAUSAS SOLUCION
Excesivo desgaste de los engranes
Sobrecarga causa picaduras en la cara de los diente
Determine si la carga excede a los indicados en la placa. Si hay
sobrecarga, reduzca la carga o cambie el reductor con uno de
suficiente capacidad.
Insuficiencia de aceite Un nivel bajo de aceite reduce el efecto
amortiguador del aceite.
Revisar el nivel de aceite. Rellenar al nivel indicado.
Accesorios o partes flojas Carga excesiva o conexiones
inapropiadas con otras maquinarias.
Inspeccionar la transmisin, ya sea por partes rotas, pernos
flojos, tuercas y tornillos.Revisar las llaves del tamao apropiado
y que calce bien.
Alta velocidad excesivaRevisar rangos de velocidad recomendada.
Reducir velocidad o instalar la transmisin con suficiente rango de
velocidad.
Reductor se desliza sobre el eje. Tornillos flojos Realinear
reductor y apretar tornillos
Excesivo juego del eje Rodamientos expuestos a causas abrasivas
de desgaste en bolas o rodillos
Cambiar rodamiento gastado. Limpiar y lavar transmisin y agregar
aceite nuevo.
Excesivo contragolpe Engranes gastados.Contragolpe aumenta con
el nmero de juegos de engranajes, por lo tanto, el contragolpe es
mayor en engranajes de doble reduccin.
Cambiar engranes desgastados.Apretar tornillos flojos.
4.4. MANTENIMIENTO Y CUIDADOS POSTERIORES
76
-
El mantenimiento de equipos crticos como el elevador de
cangilones al
interior de una planta debe ser realizado por personal
calificado y entrenado. El
mantenimiento del elevador se reduce a la limpieza del mismo,
pues es factible que
al trmino de su operacin puedan quedar residuos adheridos a las
paredes internas
de los cangilones. El mantenimiento del sistema comprende el
desgaste y la tensin
de la cadena de transmisin de potencia, desgaste de las ruedas,
limpieza de los
cangilones, lubricacin etc.
4.3.1. Comprobacin de desgaste de la cadena
Las cadenas estn sometidas a un desgaste natural en las
articulaciones.
Este desgaste es el resultado de la friccin que se produce
durante el movimiento
entre los eslabones al llegar a las ruedas, aqu golpean contra
las mismas. El grado
de desgaste viene determinado por el movimiento de los eslabones
y por la carga del
ramal (presin superficial en las articulaciones de los
eslabones).
4.3.2. Comprobacin de desgaste de las ruedas.
Las ruedas vienen de fbrica con superficies endurecidas de
diferentes
profundidades. Cuando esta superficie endurecida se desgasta
aumenta
rpidamente el desgaste de la rueda y hay que pensar en
cambiarlas. Cuando el
dimetro de las ruedas ha disminuido entre 14 y 16 mm existe el
peligro de que las
cadenas en algn momento puedan descarrilar.
Se recomienda que cada 500 horas se efecten las siguientes
comprobaciones:
Los cangilones deben estar bien alineados, ya que de lo
contrario se puede
producir un desgaste excesivo en las ruedas.
El desgaste en un solo lado puede ser debido a la mala alineacin
del eje,
produciendo daos y distorsiones en las canales, ya sea en la
rueda motriz o
77
-
en la de reenvo, ya que la cadena al entrar en forma forzada se
somete a
esfuerzos alternativos.
Asegurarse de que la carga de ambos ramales de cadena sea
igual.
Ambos juegos de ruedas deben cambiarse por los ms adecuados segn
la
recomendacin del fabricante de la cadena. Si en un lado se
observa desgaste al
montar las ruedas nuevas debe corregirse el motivo que lo ha
producido.
4.3.3. Lubricacin
Por lo general la lubricacin de los elementos de maquinas se
realiza de
acuerdo a la experiencia del personal de mantenimiento y a las
recomendaciones de
los fabricantes, pero en mayor parte debido a una buena
planificacin, en la que se
toman en cuenta elementos como rodamientos y equipos como el
reductor de
velocidad.
4.3.3.1. Lubricacin en rodamientos
Para que los rodamientos funcionen de una forma ptima y
confiable es
imprescindible recurrir a una adecuada lubricacin de estos con
el objeto de evitar el
contacto directo de los elementos rodantes con partculas
metlicas, evitando as el
desgaste, alargando su vida til y protegiendo la superficie del
rodamiento de la
corrosin.
Las grasas comnmente usadas tienen las propiedades idneas a las
reas
de aplicacin indicadas y se suministran con la cantidad de grasa
adecuada al
tamao de cada rodamiento.
Para detectar el mal funcionamiento de los rodamientos lo ideal
es contar con
instrumentos que detectan vibraciones inadecuadas y aumentos de
temperatura,
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pero ya que debido a su alto costo es difcil contar con ellos se
deben detectar las
fallas de manera artesanal.
Los intervalos de lubricacin en lo posible no deberan sobrepasar
las 25.000
horas de funcionamiento. Al relubricar se recomienda extraer
toda la grasa contenida
en los rodamientos y sustituirla por la nueva.
Se recomienda observar el estado de los rodamientos durante
su
funcionamiento y limpiarlo e inspeccionarlo a fondo antes de un
ao, desmontado y
limpiando las piezas ya sea con petrleo o parafina, asegurndose
de una buena
lubricacin y mantencin de estos.
4.3.3.2. Lubricacin del reductor.
Para el buen funcionamiento del reductor de velocidad deben
tomarse
parmetros importantes como lo es el nivel de aceite, siendo
inspeccionado como
mnimo una vez al mes. Para esta operacin el reductor debe estar
detenido, el
respiradero debe mantenerse siempre en buenas condiciones y
limpio.
Luego de una cantidad x de horas, esto dependiendo de las
condiciones de
trabajo del reductor debe vaciarse y llenarse de aceite limpio,
para luego planificar
los intervalos de relubricacin de este.
Notas de inters.
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Ya que, la cadena es del tipo simple y no va engranada a la
rueda, debido a
que esta es lisa no necesita ninguna lubricacin. El empleo de
aceite o grasa
en combinacin con el material que se transporta puede aumentar
su
desgaste.
Las cadenas y ruedas, preferentemente, no deben estar sumergidas
en el
producto, debido a lo abrasivo que es el cemento y para evitar
que el mismo
se acumule en las llantas de las ruedas se construyen ranuras
para la salida
del material.
En el caso de producirse un funcionamiento anmalo o causarse
daos por la salida o descarrilamiento del ramal de cadena,
transporte
de cuerpos extraos, rotura de elementos mecnicos, etc., se
deben
