TRABAJO FINAL EYHA GRUPO 5

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Universidad de Córdoba, Montería, Córdoba, Colombia 
TRABAJO FINAL 
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS AGROINDUSTRIALES. 
 
 
 
GRUPO 5 
CAROLINA ANDREA ARTEAGA RAMÍREZ 
MANUEL FERNANDO VEGA ALARCÓN 
 
 
ING. WILLIAM CESAR BELTRÁN GALINDO 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
DEPARTAMENTO INGENIERÍA MECÁNICA 
MONTERÍA - CÓRDOBA 
2023 
Universidad de Córdoba, Montería, Córdoba, Colombia 
Calcular la capacidad y demás características vistas en el curso de los elevadores de 
cangilones, del sinfín y de la banda transportadora. 
 
Figura 1. Diagrama del sistema. 
EMPACADORA (CAPACIDAD) GRUPO 
Empaca: 100 bolsas de 500 gramos de maíz 
en un minuto. 
1 
Empaca: 90 bolsas de 1000 gramos de café 
molido en un minuto. 
2 
Empaca: 120 bolsas de 250 gramos de arroz 
en un minuto. 
3 
Empaca: 200 bolsas de 125 gramos de cacao 
en un minuto. 
4 
Empaca: 120 bolsas de 600 gramos de 
chocolate molido en un minuto. 
5 
Empaca: 150 bolsas de sorgo en un minuto. 6 
Empaca: 120 bolsas de frijol rojo en un 
minuto. 
7 
 
Tabla 1. Datos. 
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Elevador de cangilones 1. 
El elevador de cangilones 1. tiene una altura de 8 𝑚 y se tiene que la cantidad de chocolate 
molido por minuto que debe elevarse es de 
120 ∗ 600 
𝑔
𝑚𝑖𝑛
 = 72000 
𝑔
𝑚𝑖𝑛
= 72
𝑘𝑔
𝑚𝑖𝑛
 
Se encuentra en la literatura que la mayoría de los grados de chocolate (cacao) en polvo tienen 
una densidad aparente promedio de 35 lb/pies3. 
Por lo tanto, la densidad del chocolate molido es de 560 kg/m3 aproximadamente. 
𝜌 = 0,56
𝑘𝑔
𝐿
 
Se utilizó un catálogo 4B Group para seleccionar el tipo de cangilón a utilizar. Debido a sus 
aplicaciones agroalimentarias, se elige el cangilón MF 105 - Nylathane™ por ser un nailon 
muy resistente a la corrosión y la abrasión. 
 
Figura 2. Cangilones de robusto Nylathane™ de resistencia industrial. 
 
Tabla 2. Especificaciones cangilón MF 105 – Nylathane™. 
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Características de los cangilones de robusto Nylathane™ de resistencia industrial. 
 Construcción sólida: fabricado con Nylathane™, un nailon súper resistente. 
 Sólido de principio a fin: sin oclusiones dentro de la estructura. 
 Frontal medio para uso en elevadores de descarga continua. 
 Resistente a la corrosión y a la abrasión. 
 Temperatura de servicio: Largo plazo -40 a +110 °C (con breves picos de 150 °C). 
Se requiere encontrar el peso de la carga transportada por cangilón por lo que se procedió a 
calcular de la siguiente manera: 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = (𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛)(𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑)(𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎) 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = (1,65𝐿) (0,56
𝑘𝑔
𝐿
) (0,8) 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 0,74 𝑘𝑔 
Ahora, para transportar 72 𝑘𝑔⁄𝑚𝑖𝑛 de chocolate molido el número de cangilones necesarios 
es: 
72 
𝑘𝑔
𝑚𝑖𝑛
0,74 𝑘𝑔
= 97,30
𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
𝑚𝑖𝑛
= 1,62
𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
𝑠
 
Se toman 2 cangilones por segundo. 
Ya con el número de cangilones por segundo se procede a encontrar la velocidad de la banda, 
para esto se conoce que el paso es: 
𝑃𝑎𝑠𝑜 = 2,5ℎ = 2,5(191 𝑚𝑚) = 477,5 𝑚𝑚 
𝑃𝑎𝑠𝑜 = 0,4775 𝑚 
Entonces, la velocidad de la banda es: 
𝑣 = (2
𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
𝑠
) (0,4775 𝑚) = 0,955
𝑚
𝑠
 
Ya con la velocidad de la banda se procede a encontrar el flujo del material transportado con 
la siguiente ecuación: 
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𝑄 = 3,6 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 ∗ 𝑣
𝑃𝑎𝑠𝑜
 
𝑄 = 3,6
(0,74 𝑘𝑔) (0,955
𝑚
𝑠 )
0,4775 𝑚
 
𝑄 = 5,328
𝑘𝑔
𝑠
= 21,14
𝑡𝑜𝑛
ℎ
 
Para finalizar, se calcula la potencia necesaria del elevador y el diámetro del tambor. Por lo 
tanto, la potencia de accionamiento es: 
𝑃 =
𝑄ℎ
500
 
𝑃 =
(21,14
𝑡𝑜𝑛
ℎ
) (26,247𝑓𝑡)
500
 
𝑃 = 1,10 𝐻𝑃 
Para el diámetro del tambor se tiene que: 
𝑅 = 
𝑣2
𝑔
 
𝑅 =
(0,955
𝑚
𝑠
)
2
9,81 𝑚/𝑠2
 
𝑅 = 0,093𝑚 
Por lo tanto, el diámetro es: 
𝐷 = 2(0,093𝑚) 
𝐷 = 0,186𝑚 
Se tiene que la banda debe tener una potencia de 1,10 HP y un diámetro para el tambor de 
186 mm 
 
 
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Elevador de cangilones 2. 
El elevador de cangilones 2. tiene una altura de 6 𝑚, el chocolate molido tiene una 
densidad de: 
𝜌 = 0,56
𝑘𝑔
𝐿
 
Para este cangilón se utilizará la misma referencia de cangilón utilizado para el primero, la 
cual se tomó del catálogo de 4B Group. Y es un cangilón tipo MF – Nylathane™, un nailon 
muy resistente, resistente a la corrosión y abrasión. 
El peso de la carga transportada por el material es de: 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = (𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛)(𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑)(𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎) 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = (1,65𝐿) (0,56
𝑘𝑔
𝐿
) (0,6) 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 0,55 𝑘𝑔 
Ahora, para transportar 72 𝑘𝑔⁄𝑚𝑖𝑛 de chocolate molido el número de cangilones necesarios 
es: 
72 
𝑘𝑔
𝑚𝑖𝑛
0,55 𝑘𝑔
= 130,91
𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
𝑚𝑖𝑛
= 2,18
𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
𝑠
 
Se toman 3 cangilones por segundo. 
Ya con el número de cangilones por segundo se procede a encontrar la velocidad de la banda 
para el elevador 2, para esto se conoce que el paso es: 
𝑃𝑎𝑠𝑜 = 2,5ℎ = 2,5(191 𝑚𝑚) = 477,5 𝑚𝑚 
𝑃𝑎𝑠𝑜 = 0,4775 𝑚 
Entonces, la velocidad de la banda es: 
𝑣 = (3
𝑐𝑎𝑛𝑔𝑖𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
𝑠
) (0,4775 𝑚) = 1,43
𝑚
𝑠
 
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Ya con la velocidad de la banda se procede a encontrar el flujo del material transportado para 
el elevador 2 con la siguiente ecuación: 
𝑄 = 3,6 
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 ∗ 𝑣
𝑃𝑎𝑠𝑜
 
𝑄 = 3,6
(0,55 𝑘𝑔) (1,43
𝑚
𝑠 )
0,4775 𝑚
 
𝑄 = 5,93
𝑘𝑔
𝑠
= 23,53
𝑡𝑜𝑛
ℎ
 
Para finalizar, se calcula la potencia necesaria del elevador 2 y el diámetro del tambor. Por 
lo tanto, la potencia de accionamiento es: 
𝑃 =
𝑄ℎ
500
 
𝑃 =
(23,53
𝑡𝑜𝑛
ℎ
) (26,247𝑓𝑡)
500
 
𝑃 = 1,23 𝐻𝑃 
Para el diámetro del tambor se tiene que: 
𝑅 = 
𝑣2
𝑔
 
𝑅 =
(1,43
𝑚
𝑠 )
2
9,81 𝑚/𝑠2
 
𝑅 = 0,21 𝑚 
Por lo tanto, el diámetro es: 
𝐷 = 2(0,21𝑚) 
𝐷 = 0,42 𝑚 
Se tiene que la banda debe tener una potencia de 1,23 HP y un diámetro para el tambor de 
420 mm 
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Transportador sinfín 
Se debe seleccionar el transportador sinfín, cuyo diámetro helicoidal debe ser 12 veces mayor 
al diámetro del objeto que se transporta. 
El diámetro del chocolate molido esta dado en micras, por lo tanto, se selecciona un 
transportador helicoidal de 4 in de diámetro, siendo este el más pequeño encontrado en el 
mercado. 
 
Tabla 3. Especificaciones transportador helicoidal sencillo. 
 
Figura 3. Paso estándar, helicoidal sencillo. 
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Tabla 4. Tipo de carga. 
Considerando que es una carga ligera y poco abrasiva con 𝜆 = 0,32. 
El área de relleno del canalón es: 
𝑠 = 𝜆 ∗
𝜋𝐷2
4
 
𝑠 = 0,32 ∗
𝜋(0,1016𝑚)2
4
 
𝑠 = 2,59𝑥10−3𝑚2 
Sabiendo que la capacidad de la empacadora es de 72 𝑘𝑔⁄𝑚𝑖𝑛, para el tornillo sinfín se usará 
este valor adicionando un 10 %, por lo cual, el flujo de material transportado debe ser de 80 
𝑘𝑔⁄𝑚𝑖𝑛 = 5,29 𝑡𝑜𝑛⁄ℎ, teniendo que: 
𝑄 = 3600
𝑡𝑛
60
 𝛾𝑠𝑘 → 𝑛 =
60𝑄
3600𝑡𝛾𝑠𝑘
 
𝑛 =
60 (80
𝑘𝑔
𝑚𝑖𝑛
)
3600(0,1016𝑚)(560 𝑘𝑔/𝑚3)(2,59𝑥10−3𝑚2)(1)
 
𝑛 = 7,80 𝑟𝑝𝑚 
La velocidad de giro del tornillo es de 8 𝑟𝑝𝑚 valor que se encuentra dentro del rango 
permitido ya que, según el catálogo puede girar a máximo 130 𝑟𝑝𝑚. 
Por último, la potencia total necesaria para el accionamiento del sinfín, sabiendo que el 
coeficiente de resistencia del chocolate molido es 1,5 es: 
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𝑃 =
𝑄(𝑐0𝐿)
367
 +
𝐷𝐿
20
 
𝑃 =
5,29 𝑡𝑜𝑛 ℎ⁄ ((1,5)(10𝑚))
367
 +
(0,1016𝑚)(10𝑚)20
 
𝑃 = 0,27 𝑘𝑊 
Por lo tanto, se necesita un motor de 0,75 HP. 
Banda transportadora. 
Se eligió una banda de 61 𝑐𝑚 de ancho para transportar bolsas de 600 g de chocolate molido. 
La distancia entre los centros de las poleas debe ser de 6 𝑚 y estar completamente horizontal. 
El tipo de banda es termoplástica utilizada para productos no abrasivos. El diámetro mínimo 
de las poleas será de 18 𝑖𝑛 con un sistema simple, para facilitar su uso se selecciona un rodillo 
de 10 𝑐𝑚 en base a la tabla, en cuyo caso el coeficiente 𝐺 pasa a ser 28. 
Ancho de banda A B C D E 
45,7 68,6 11,4 24,4 18,1 17,3 
50,8 74 ‘’ 25,1 ‘’ 17,3 
61 84 ‘’ 26,4 ‘’ 19,1 
76,2 99 ‘’ 28,1 ‘’ 27,8 
91,4 114,3 30 ‘’ ‘’ 33 
 
Tabla 5. Anchos de la banda. 
 
Ancho de 
banda 
Serv. liviano 
Rodillos de 
𝟏𝟎 𝒄𝒎 
Serv. regular 
Rodillos de 
𝟏𝟐, 𝟕 𝒄𝒎 
Serv. regular 
Rodillos de 
𝟏𝟓 𝒄𝒎 
Serv. pesado 
Rodillos de 
𝟏𝟓, 𝟐 − 𝟏𝟕, 𝟖 𝒄𝒎 
𝟒𝟓, 𝟕 22 25 33 − 
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𝟓𝟎, 𝟖 24 27 37 − 
𝟔𝟏 28 36 45 48 
𝟕𝟔, 𝟐 37 46 57 67 
𝟗𝟏, 𝟒 43 55 70 86 
 
Tabla 6. Factor G. 
Para calcular la velocidad de la banda se despeja de la ecuación de rendimiento, suponiendo 
un factor de eficiencia 1 y que el área de la sección transversal del empaque es 0,001 𝑚2, así: 
𝑅 = 𝐴𝑉𝑃 → 𝑉 =
𝑅
𝐴𝑃
 
𝑉 =
80 𝑘𝑔/𝑚𝑖𝑛
0,001 𝑚2 ( 560
𝑘𝑔
𝑚3
)
 
𝑉 = 142,86 𝑚/𝑚𝑖𝑛 
Para cada potencia, con un factor de fricción para equipo nuevo es 𝐹𝑥 = 0,03 y 𝐹𝑦 = 0,04, 
el factor de longitud es 
𝐿𝑐 = 0,55(6 𝑚) + 35,06 = 38,36𝑚 
La potencia para girar la banda es 
𝑋 =
𝐺𝐹𝑥𝑉𝐿𝑐
4600
 
𝑋 =
(28)(0,03)(142,86 𝑚/𝑚𝑖𝑛)( 38,36𝑚)
4600
 
𝑋 = 1 𝐻𝑃 
Y la potencia para mover la carga en el sentido horizontal es: 
𝑌 =
𝐹𝑦𝐶𝐿𝑐
274
 
𝑌 =
(0,04)(366)( 38,36𝑚)
274
 
𝑌 = 2 𝐻𝑃 
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Entonces la potencia total requerida es de: 
𝐵𝐻𝑃 = 𝑋 + 𝑌 
𝐵𝐻𝑃 = 1𝐻𝑃 + 2𝐻𝑃 
𝐵𝐻𝑃 = 3𝐻𝑃 
Se requiere un motor de 3 𝑯𝑷 para accionar la banda transportadora. 
Para final con el diseño se calcula la tensión máxima de operación de la banda: 
𝑇𝑚á𝑥 =
𝐵𝐻𝑃(4563)
𝑆
+ 𝐾
𝐵𝐻𝑃(4563)
𝑆
 
𝑇𝑚á𝑥 =
3𝐻𝑃(4563)
2,59𝑥10−3𝑚2
+ 1
3𝐻𝑃(4563)
2,59𝑥10−3𝑚2
 
𝑇𝑚á𝑥 = 73,98 𝑘𝑔 
Y la tensión de diseño es 
𝑇𝑟 =
73,98 𝑘𝑔
61
 
𝑇𝑟 = 1,29
𝑘𝑔
𝑐𝑚
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFÍA 
[1]. Fuente: Powder and Bulk - Bulk Density Chart (Tabla de densidad aparente) 
[2]. 4B Group. (s.f.). Catálogo de elevadores de cangilones 4B. Obtenido de 4B Group: 
https://www.go4b.co.uk/sites/default/files/documents/full-line-catalogues/4b-cangilones 
elevadores-catalogo.pdf 
[3]. Martin. (s.f.). Cátalogo para manejo de materiales Martin. Obtenido de Martin Sprocket: 
https://es.martinsprocket.com/docs//catalogs/material%20handling/1_manejo%20de%20ma
teriales/seccion%20h.pdf. 
[4]. William Beltrán G. Selección de elevador de cangilones, Universidad de Córdoba, 
Montería – Colombia. 
[5]. William Beltrán G. Elevador de cangilones, Universidad de Córdoba, Montería – 
Colombia. 
[6]. William Beltrán G. Transporte por tornillo sin fin, Universidad de Córdoba, Montería – 
Colombia. 
[7]. William Beltrán G. Bandas transportadoras, Universidad de Córdoba, Montería – 
Colombia.