Manual de cintas

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CAPITULO XII
Cintas transportadoras
1. Introducción avance de este sistema de transporte , fundamentalmenteen las explotaciones mineras, reempl azando a las
El hecho de que la noria haya sido utilizada desde la instalaciones clásicas de ferrocarril.
antigüedad priva a la cinta transportadora de una cierta El factor clave del desarrollo de las cintas transpor-
tadoras aconteció al implantarse el sistema de transporte
continuo en las explotaciones de lignito pardo en
Una de las primeras menciones que aparece en la Alemania , primero en las máquinas de extracción y
literatura técnica es la de Olivier Evans, de Filadelfia, vertido, rotopalas, puentes transportadores y apiladores,
que indica en 1795, en la "Miller's Guide", la existencia y después como elemento de transporte a media y larga
de una banda continua de cuero acoplada a dos distancia en sustitución de los vagones de ferrocarril,
tambores. hecho que sucedió a principios de la década de losaños 50.
Fue en 1860 cuando se puso en servicio una de las Los elevados tonelajes de materiales estériles y lignitoprimeras cintas transportadoras en minería, cuyo diseña que precisaban ser transportados a distancias con -
aluviones
fue Lopatine, y que se utilizó en una explotación de siderables, obligaron al empleo de bandas con cablesaluviones auríferos en Siberia. El sistema incluía las
partes esenciales de una cinta: banda sin fin, tambores de acero longitudinales, capaces de soportar las ten-
de accionamiento y reenvío, transmisión, bastidores y siones de trabajo necesarias.
rodillos. Fig. 1. Hay que indicar también que , a pa rtir de la década de
los años 80, en un esfuerzo por reducir los costes de
operación, se produjo una fue rte implantación de las
cintas transpo rtadoras en las grandes explotaciones
metálicas a cielo abie rto, donde hasta ese momento
habían dominado los volquetes de gran capacidad.
41111 11 46111 2.. Tipos de unidades
Las cintas constituyen un método continuo y económico
Figura 1.- Cinta transportadora diseñada por el ingeniero ruso de transporte de grandes volúmenes de material.
Lopatine .
Las principales ventajas de este sistema frente a los
La banda estaba formada por piezas de madera unidas
volquetes son las siguientes:
por una tela, que constituía la pa rte débil del sistema . - El coste de operación y mantenimiento es menor
que para los volquetes, requiere mano de obra
En 1885 Robins diseñó un alimentador de una macha- menos especializada y una plantilla más reducida.
cadora a partir de una cinta transpo rtadora en artesa de
tres rodillos , concepción que ha sido utilizada hasta - El transpo rte con volquetes es más sensible a la
nuestros días. El mérito de Robins no se limitó a la inflación que el sistema de cintas, estimándose un
invención de la a rtesa de tres rodillos, sino que además incremento del coste anual hasta el año 2000 del
fue el p ri mero en disponer de un revestimiento de goma orden del 2% para las cintas y del 7% para los
sobre la urdimbre de la banda, lo que permitió alcanzar volquetes.
una duración elevada de ésta, haciendo posible la
utilización del transpo rtador de banda para la manipula- - Las cintas tienen una mayor eficiencia energética,
ción continua de materiales a granel . del orden del 75% frente al 45% de los volquetes.
Esta diferencia se acentúa aún más al aumentar el
La utilización del motor eléctrico para el accionamiento desnivel en el pe rfil de transporte.
de la cinta popularizó su empleo en todas aquellas
indust rias en cuyos procesos se presentaba el proble- - La energía consumida en las cintas es eléctrica en
ma de la manipulación de materiales a granel : explo- lugar de gas-oil.
taciones mineras , instalaciones po rtuarias , fábricas de
cemento . etc. Se produjo así un paulatino aumento de - La capacidad de transpo rte es independiente de la
la longitud y caudal transpo rtado , gracias a la mejora distancia.
de la tecnología de la banda de goma con núcleo textil.
- Se reducen las longitudes de transporte, ya que
El periodo de reconstrucción y desarrollo industrial que frente a una inclinación media remontable del 33%
siguió a la Segunda Guerra Mundial promovió un fue rte para las cintas, los volquetes presentan un 8% y el
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ferrocarril ur, 2%. Además, al suprimir algunas - En el caso de varias unidades en serie se tiene unarampas dr, transporte, los taludes pueden ser más disponibilidad del conjunto pequeña, por lo que se
escarpad,,,, lo que significa una mejora del ratio precisa una cobertura elevada.
medio en l;r. 'explotaciones a cielo abierto.
- El coste ,10, r;onstrucción mantenimiento de las En lo relativo a los tipos de unidades, las cintas se
pistas di'nuru, y
intensidad rl�, cecú ac¡dn.menor
anchura, longitud e
glandes clasificarupos:r
según la movilidad del conjunto en tres
- El proce:,,, r1,; extracción se transforma de inter-mitente (ir, ,',rtlinuo en el interior de la explotación.
1. Cintas fijas o estacionarias
- La vida u1)",r:,tiva del sistema de cintas es mayor
que la d., li,•. volquetes. Este es el grupo más popular y de uso más generalizado
dentro de las explotaciones e incluso en las plantas de {
- La operan/,,, ,,s menos sensible a las inclemencias tratamiento, parques de homogeneización, etc.
climatológu..,•,
- Las condt,,,,,r,r;s ambientales son mejores por la
menor emr,,r,r, de ruidos y polvo . 2. Cintas ripables o semimóviles
- El procese 1,roductivo puede ser racionalizado y Son aquellas que permiten desplazamientos frecuentes
automatjz;,,l,,, lo que facilita su supervisión. mediante equipos auxiliares, de forma que desde cada
posición se explota un bloque o módulo de estéril o
- El sistema 41-- válido desde pequeñas capacidades mineral.(300 Vh) I,:, ;ta grandes niveles de producción
(23.00) t/h)
Se emplean mucho en minas de lignito pardo y cada
Por el contr;trl,,, los principales inconvenientes del
vez con mayor frecuencia en explotaciones donde se
sistema de rail<!, :,on:
implanta el sistema de trituración interior y transporte
con cintas.
- Exige may„t,,.; inversiones iniciales.
Estás cintas se estudian en el anexo de este capítulo,
- Poca ver;;,liudad para aumentar o modificar la si bien la mayoría de los componentes y todos los
producción, r„quiriendo por tanto una cuidadosa métodos de cálculo y dimensionamiento son comunes
planificaciot, con las cintas convencionales.
Figura 2.- Esquema de trabajo en una descubierta con cintas móviles sobre orugas.
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3. Cintas móviles - Las estaciones de cabeza y cola , que disponen de
los tambores motrices ( 2), tambores de reenvío (3),
Estas cintas disponen de una estructura metálica tambores de tensado (4) y (5) y tambores guía (6).
semirrígida de módulos con distintas longitudes, gene-
ralmente de unos 25 m , que van montadas sobre - El dispositivo de tensado de la banda (7).
transportadores de orugas que apo rtan al sistema una
gran movilidad , Fig. 2. El accionamiento del mecanismo - Los rodillos del ramal superior (8), del ramal inferior
de traslación se efectúa desde la cabina de control (9) y amortiguadores o de impacto ( 10), que se
situada en uno de los extremos y la alineación es disponen en la zona de carga.
comúnmente automática con errores menores a 1 cm en
10 m. - La banda (11), con forma de artesa en el ramal
superior , para el transpo rte del producto.
Estos equipos tienen la ventaja de eliminar los tiempos
mue rtos de los ripados y constituyen un sistema idóneo - El grupo motriz (12).
para el trabajo combinado con unidades de carga
continua . El material a transpo rtar se carga a través de tolvas
(13) seguidas de unas guiaderas ( 14) para el centrado
de la carga . El producto se descarga por el tambor
delantero , en caída libre si se trata de un apilador o
disponiendo de un estrelladero (15) si se descarga
sobre otra cinta.
3. Características generales y de di-
seño
Además , se utilizan sistemas de limpieza en el tambor
de cabeza ( 16) y en la zona de cola (17).
La configuraciónbásica de una cinta transpo rtadora
puede representarse esquemáticamente según la Fig. 3 . El número y configuración de los grupos motrices debe
estudiarse en cada caso particular.
Los elementos constitutivos principales son:
Las cintas permiten, dentro de ciertos límites, curvas en
Bastidores ( 1): Llevan las estaciones de rodillos el plano vertical , cóncavas y convexas . Asimismo,
superiores e inferiores que soportan la banda . En aunque por el momento se encuentra en fase de
función del tipo y tamaño de la cinta esta estructura desarrollo es posible que su trazado incluya curvas en
puede ser rígida o flexible. el plano horizontal.
ALZADO
3 �- J.� 1! A 11 8 � 15
77 ¡� 10 A a 1
6 16v
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11
f
SECCION A-A PLANTA DE LA CABEZA MOTRIZ
Figura 3.- Elementos constitutivos de una cinta transpo rtadora . (Descripción en el texto).
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.
3.1. Bastidores \ . /
Los bastidores son estructuras metálicas que constituyen
el soporte de la banda transportadora y demás elemen-
tos de la instalación entre el punto de alimentación y el
de descarga del material. Se componen de los rodillos,
ramales superior e inferior, y de la propia estructura
soporte, Fig. 4.
En la Fig. 5 pueden verse diferentes configuraciones de
Figura 4.- Componentes de un bastidor.bastidores para cintas estacionarias.
Figura 5.- Diferentes tipos de bastidores de cintas estacionarias.
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1.1.1. Estaciones superiores 3.1.3. Rodillos
.a estación superior de rodillos tiene por objeto soportar En las cintas de gran longitud son una parte muy impor-
,I ramal superior de la banda cargada y en forma de tante de la instalación, debido al gran número de
artesa, asegurando su desplazamiento en una trayectoria unidades que se precisan, y, por lo tanto, al coste de
)refijada. las mismas, siendo objeto de control durante la cons-
trucción y, posteriormente, durante el funcionamiento, en
lo relativo a:
-os tipos de artesa, Fig. 6, y sus campos de aplicación
veden verse en la Tabla I. - Dimensiones y tolerancias.
- Desequilibrios.
- Esfuerzos de arriostramiento.
3.1.2. Estaciones inferiores - Estanqueidad al polvo y al agua.
_as estaciones inferiores de rodillos tienen como misión - Robustez o capacidad de carga.
soportar el retorno de la banda en vacío, asegurando el
desplazamiento según la trayectoria del trazado. Estas
estaciones están formadas por uno o dos rodillos.
En las Tablas II y III pueden verse las longitudes y
diámetros más habituales de los rodillos.
El espaciamiento de las estaciones de retorno es de 2,7
a 3 m.
La separación entre rodillos se establece en función de
la anchura de banda y de la densidad del material
Cuando se manipulan materiales arcillosos se utilizan transportado, Tabla IV.
rodillos con discos de goma que aseguran una
mayor limpieza de la banda e impiden que se
recrezcan en diámetro, evitando los problemas deriva- Además de los rodillos convencionales existen algunos
dos de ello. con diseños especiales:
Figura 6.- Tipos diferentes de artesa.
TABLA 1
TIPO DE ARTESA APLICACIONES
En "V" Cintas de hasta 800 mm.
Angulos de 30°
En 3 secciones Sistema más utilizado.
Los ángulos estándar son: 20° - 30° - 350 - 40° - 450
En 5 secciones Se emplea con suspensión de guirnalda en la zona de carga.
El ángulo depende de la distribución de carga, rigidez y tensión de la
banda: 25° - 55° ó 30° - 60°
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TABLA II
Longitudes estándar de tubo de los rodillos
DISEÑO DE
ANCHURA DE BANDA (mm)
ESTACION O
ARTESA
300 400 500 600 650 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800 3.000 3.200
LISAS 380 500 600 700 750 950 1.150 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.500 2.800
EN "V" 200 250 315 340 380 465 600 700 800 900 1.000 1.100 1.250 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800
EN TERNA 160 200 250 250 315 380 465 530 600 670 750 800 900 950 1.050 1.120 1.150
EN TERNA 1, 200 250 315 380 465 530 600 640 670 700 800 900 900
12 380 465 550 600 670 700 800 900 1.000 1.100 1.150 1.150 1.250
EN 5 SEC-
CIONES 1 165 205 250 290 340 380 420 460 500 540 580 640 670
Fuente : CONTINENTAL
TABLA III
Diámetros estándar de los rodillos (mm)
Rodillos portantes 88,9 108 133 159 193,7
Rodillos de impactos 156 180 215 250 290
Rodillos de discos de retorno 120 133 150 180 215 250 290
Fuente : CONTINENTAL
TABLA IV
DENSIDAD DEL MATERIAL
ANCHURA DE BANDA < 1,2 Um3 1,2 - 2,0 Vm3 2,0 - 2,8 Vm3
400 - 600 mm 1.680 mm 1.500 mm 1.350 mm
600 - 900 mm 1.500 mm 1.350 mm 1.200 mm
1.200 - 1.500 mm 1.200 mm 900 mm 900 mm
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Rodillos de impacto, recubiertos de discos de goma - Rodillos de retorno con discos de goma, Fig. 8. Se
para absorber los golpes provocados por la caída de utilizan en las estaciones inferiores.
bloques en las tolvas de recepción, Fig. 7.
M
r T r
c � �o
o
I E
Figura 8.- Rodillos de retorno.
Figura 7.- Rodillos de impacto - Rodillos de alineación, Fig. 9. Sirven para alinear la
banda dentro de la propia instalación
G
E
00 00
C
0 0
0 0 0 0
------------------------ -
D
Figura 9.- Rodillos de alineación.
3.1.4. Sopo rtes de los rodillos B. Soportes flexibles
Estos dispositivos pueden ser rígidos o flexibles, estos Los rodillos se unen unos a otros formando unas
últimos también llamados en guirnalda. guirnaldas. Fig. 11.
A. Soportes rígidos
Son autoportantes y de una gran rigidez. Su fijación en
la estructura permite regular la perpendicularidad de las
estaciones con respecto a la banda, Fig. 10.
Figura 11.- Soporte en guirnalda.
3.2. Cabezas motrices
Los elementos constitutivos de una cabeza motriz son }}Figura 10- Tipos de soportes rígidos. los representados en la Fig. 12.
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}
[� S 7 g 9 bandas menos
resistentes como se demostrará más
adelante.
N, N,
2
EJE DE LA CIN TA r + !
N,
EJE DEL SEGUNDO _
GRUPO MOTRIZ
rt N� + !
1. Tambor de accionamiento con su eje. N' +
2.Cojinetes.
3.Acoplamiento de baja velocidad.
4.Reductor.
S.Mecanismo antirretorno.
6.Acoplamiento de alta velocidad. -�
7. Freno. + + +
8.Acoplamiento hidráulico.
9. Motor
N
NT
Figura 12.- Componentes de una cabeza motriz.
Figura 14.- Accionamientos en cabeza y cola , simples y múltiples.
Los tipos de accionamientos pueden ser simples o
múltiples , también llamados en tandem , tal como se 3.2.1. Tamboresesquematizan en la Fig. 13.
El diámetro mínimo admisible del tambor está relaciona-
do con la necesidad de obtener una vida útil de la71-C-i banda adecuada , así como de sus propias uniones. La
consideración básica a tener en cuenta es que la vida
T°wm MOT*Z en servicio de las uniones debe intentarse que sea igual
a la de la propia banda.
En el caso de cintas sometidas a fue rtes desgastes con
uniones mecánicas rápidas , pueden usarse tambores
de accionamiento más pequeños.
--4 Existen tres tipos de tambores , Fig. 15:
+ NTAMwa M°Tm Z - Tambores tipo A : Tambores motrices en la zona
de alta tensión de la banda, con ángulo abrazado
mayor de 30° (Tambores motrices).
- Tambores tipo B: Tambores en zona de baja
tensión con ángulo abrazado mayor de 30°. (Tam-
bores de cola).
Figura 13.- Accionamientos múltiples en cabeza.
- Tambores tipo C : Tambores con ángulo abrazado
menor de 30° (Tambores de guiado o desvío).
Existen configuraciones con accionamientos en cabeza
y cola simultáneamente , pudiendo ser de igual forma
simples o múltiples , Fig. 14. Se entiende por cabeza la El diámetro de los tambores depende esencialmente del
zona de descarga del material por la banda, y por cola espesor de los elementos resistentes de la banda a
la zona opuesta donde dicho material se recepciona utilizar . En los tambores es donde se va a someter a la
vie rte para su transpo rte. banda a las mayores tensiones . Esta dimensión puede
determinarse , para los tambores tipo A, por la siguiente
Cuando se dispone de más de un tambor de expresión:
accionamiento , se disminuyen las tensiones de servicio
en la banda y, por consiguiente , se pueden utilizarl), > SZ . C„
�Qn
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donde : consiguiente, deben ser construidos con un diseño
robusto.
S. = Espesor de los elementos resistentes de la banda
(Ver en catálogo correspondiente). 1
C, = Factor multiplicador (Tabla V).
+ I 1+
I I
B C C A
� 1 I
B B B A A A I I
Figura 16.- Tipos de tambores.
En la mayoría de los casos se adoptan dos concep-
ciones con eje transversal:
+ +
- Construcción soldada y fijación con chaveta. Esta
fijación es de tipo tangencial , que es preferible a la
i I clásica para los tambores mayores.
B C A B A
Figura 15.- Tipos de tambores y su disposición. - Construcción con discos de acero fundido , cilindrosoldado y unido al eje transversal por medio de
anillos expansibles.
TABLA V
Un tercer diseño consiste en la:
CI TIPO DE BANDA - Construcción con discos mecano-soldados o en
acero fundido , cilindro soldado y ensamblado con
60 Algodón ( B) abrazaderas a dos cubos de ruedas sobre el ejetransversal, o sobre dos extremos del eje (eje no
90 Poliamida ( P) transversal).
80 - 105 Poliéster (E)
145 Alma de acero ( St) Los tambores de accionamiento suelen revestirse de
goma de elevada dureza . Este revestimiento puede
efectuarse por sectores para permitir su recambio sin
El valor obtenido se redondea por exceso hasta alcan- desmontar el tambor completo y disponer o no de ranu-
zar un diámetro estándar. Los diámetros de los tam - ras, Fig. 17.
bores del tipo B y C se determinan dentro de la misma
categoría , Tabla VI. También existen tambores construidos mediante aletas
colocadas diametralmente y a lo largo de generatrices
En el supuesto de trabajar con tensiones en la banda del eje y cuyas aristas exteriores son más anchas o se
inferiores a la resistencia máxima, éstas podrán dis- construyen con listones de goma endurecida.
minuir ligeramente el diámetro de los tambores en una
o dos categorías , según la tabla anterior.
En lo relativo a la construcción de los tambores existen 3 ,2.2. Reductoresdistintos tipos, Fig. 16.
Los tambores de accionamiento y, eventualmente , los de Se emplean dos tipos de reductores en las cintas de
retorno deben sopo rtar esfue rzos muy importantes y, por gran potencia:
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TABLA VI
Diámetros de los tambores (mm)
TIPO DE TAMBOR
CATEGORIA
A B C
1 100 - -
2 125 100 -
3 160 125 100
4 200 160 125
5 250 200 160
6 315 250 200
7 400 315 250
8 500 400 315
9 630 500 400
10 800 630 500
11 1.000 800 630
12 1.250 1.000 800
13 1.400 1.250 1.000
14 1.600 1.250 1.000
15 1.800 1.400 1.250
16 2.000 1.600 1.250
Fuente: CONTINENTAL
Esta disposición presenta la ventaja de precisar un
espacio reducido, suprimiendo la alineación entre
tambor y reductor. El inconveniente que plantea es
el de tener que desmontar el conjunto cuando se
tiene que sustituir el tambor.
Este tipo de reductores se instalan habitualmente tt
ARBOL DE en las cintas ripables y de interior.
ACCIONAMIENTO
Reductores clásicos : Estos reductores son los
LA
BEANDA DE utilizados en las grandes instalaciones. La varianteen reducción planetaria presenta la ventaja de un
espacio más reducido.
GOMA DE 8-10
REVESTIMIENTO 30-50 1 30- Esta disposición con acoplamiento de dientes meca-
2r nizados permite, mediante el desacoplamiento, la
o intervención rápida sobre un grupo y la marcha a
bajo régimen del otro grupo, en el caso de un
tambor motriz con grupos dobles de accionamiento.
SECCION A- B TAMBOR
3.2.3. Acoplamientos
Figura 17.- Tambor revestido.
Entre el motor eléctrico (normalmente de rotor en corto-
Reductores suspendidos . Son de montaje flotante circuito) y el reductor se dispone de un acoplamiento
con eje de salida y acoplamientos de distintos tipos hidráulico que sirve para amortiguar las vibraciones y
con el tambor de accionamiento, Fig. 18. sobrecargas, y asegurar un arranque progresivo.
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3.2.4. Frenos y mecanismos antirretorno
Los frenos más utilizados son los de disco , situados en
el eje del reductor . En algunos casos , generalmente en
cintas descendentes , se montan en el eje del tambor.
¡ Las fases de frenado se modulan con la carga y
deceleración del transpo rtador.
En las cintas en pendiente , además del freno, se
dispone de un sistema antirretorno en el reductor.
En las grandes cintas horizontales el frenado en cabeza
puede ser insuficiente , por lo que una solución adoptada
r.�---� consiste en colocar un freno de disco sobre el tambor
de retorno.
I 3.2.5. Dispositivos de tensado
--f Los dispositivos de tensado si rven para conseguir los
siguientes objetivos:
Mantener la tensión adecuada en el ramal de
retorno durante el arranque y, cuando se producen
variaciones de carga , para asegurar un fun-
cionamiento correcto de la banda.
Acomodar las variaciones de la longitud de la banda
debido a las dilataciones de la misma.
1- _- --_-� -
Proporcionar un almacenamiento de banda, que
puede utilizarse cuando se varía su longitud debido a
I un daño o a la necesidad de efectuar un empalme.
- Proporcionar un grado de tolerancia en la longitud
de la banda instalada.
Figura 18 .- Tipos de unión Reductor- Tambor.
Se utilizan generalmente dos sistemas : el de tensado
automático y el de tensado fijo.
m A. Tensado automático
El sistema de tensión automática actúa proporcionando
esfue rzos de tensión en función de la situación de la
m banda, de forma que el tambor de tensado se desplaza
siguiendo los alargamientos elásticos y permanentes de
la banda.
Normalmente, se emplea un sistema por contrapeso que
permite responder instantáneamente a las fluctuaciones
de tensión.
0
El tensado automático por cabrestante eléctrico se utiliza
con un ajuste entre dos niveles de tensión y, a veces,
con un nivel de tensión para el arranque. Los valores de
medida se controlan mediante un dinamómetro.
B. Tensado fijo
Con la cinta en marcha, el tambor de tensado se
• bloquea y no responde a los alargamientos de la banda.
• Se dispone de un reglaje de esta tensión a inte rvalos
•
regulares.
La tensión se consigue mediante el accionamiento de un
cabrestante eléctrico y un sistema de medida que
Figura 19 .- Dispositivos anti rretorno y trenado . controla el valor mínimo de la tensión.
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Este dispositivo se emplea en las cintas ripables . sea fija o ripable , ya que a veces , por estandarización
Presenta la ventaja de poder frenar todos los grupos en o bien por las características del terreno donde vaya
su potencia nominal , pero presenta el inconveniente de situada la cabeza motriz , una cinta fija puede ir provista
sobrecargas de algunos tambores , dado que la suma de de pontón.
tensiones es constante.
El pontón es un elemento muy robusto ya que va a ser
ripado y no debe ser deformable . Su construcción y
forma depende del sistema que se vaya a utilizar para
su traslado . Existen a este respecto los pies de tras-
lación y los carros de orugas. Los primeros se colocan
1. TENSADO FIJO POR HUSILLOS a los lados del pontón , en número que depende de su
potencia y del peso de la estación , y que, a base de
movimientos horizontales y ve rticales de unos cilindros
hidráulicos van trasladándola . Los carros de orugas se
introducen debajo de la estación motriz en su parte
central y la levantan para efectuar su traslado.
La supe rficie de apoyo de los pontones, y lógicamente
2. TENSADO MOVIL ( CON ESFUERZO DE TENSION CONSTANTE ) CON
su peso , dependerá de la presión específica sobre el
CONTRAPESOS terreno que se desee alcanzar.
El resto de la estructura de la pa rte central de la
estación motriz será más o menos compleja en función
del número de tambores motrices que se coloquen.
Para que el cabezal de la estación motriz permita la
3. TENSADO AUTOMATICO (CON ESFUERZO DE TENSION AJUSTABLE ) POR adaptación a diferentes condiciones de material, su
TAMBORES DE TENSADO CONTROLABLES estructura central suele hacerse articulada en su parte
Figura 20.- Sistemas de tensado de la banda. trasera con la posibilidad de bulonarla a diferentesalturasen su parte delantera, operación ésta para la
que se necesitan unos potentes gatos hidráulicos.
3.2.6. Configuración de una cabeza motriz La estructura necesaria para sustentar la parte eléctricaes la colocada más arriba en la estación motriz . Se trata
La configuración general de una cabeza motriz en una de una plataforma para
atornillar los armarios que llevan
el aparillaje,de gran capacidad incluye las siguientes partes : je ,
por ejemplo a 6 kV y 380 V, y que van
distribuidos a los lados dejando un pasillo central.
Estructura de elevación de la banda desde el nivel Normalmente, en la pa rte alta de los armarios se
de trabajo de los bastidores de la cinta . colocan las resistencias de arranque de los motores delos accionamientos.
- Estructura central de la estación motriz que soporta
los diferentes tambores motrices y de tensado, así
como la cabeza de entrega , que va apoyada sobre
fundaciones de hormigón o sobre pontón . 3.3. Bandas
- Estructura superior de sustentación de los armarios Una banda está formada, básicamente, por los siguien-
eléctricos. tes elementos : la carcasa y la goma de recubrimiento,
Fig. 21.
- Accionamientos principales y de tensado.
La primera de las pa rtes citadas es básicamente un 3.3 . 1. Carcasa
puente de cinta apoyado en dos puntos : el más próximo
al resto de bastidores , sobre una fundación de hormigón
o sobre un pontón pequeño , dependiendo de que la Los materiales que sirven para construir la armadura o
cinta sea fija o móvil, y el otro en la propia estación carcasa deben responder a las siguientes exigencias:
motriz en una cinta ripable con apoyo del puente de
entrada sobre el resto de dicha estación , que es de tipo - Alta resistencia con espesores de carcasa reducidos.
rótula para permitir movimientos relativos durante el
ripado . - Resistencia a los agentes exte riores : humedad,
temperatura, productos químicos.
La parte central de la estación motriz tiene también,
como elementos de apoyo , zapatas de hormigón o - Estabilidad dimensional compatible con las grandes
pontón . Su elección no depende sólo de que la cinta longitudes que se requieren.
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- ✓_L��i•..���!abr.-' . .
Foto l.- Dispositivo de tensado en la cabeza motriz de una cinta transportadora.
madura longitudinal. Por el contrario, la resistencia a los
choques y al desgarre longitudinal hacen que sea
utilizada como armadura transversal.
B. Poliester
GOMA ENTRETELAS
ESPESOR ce
LA TELA Esta fibra constituye el material textil más utilizado en la
fabricación de bandas.VFIBRAS LONGITUDINALES
FIBRAS TRANSVERSALES
`U,MMIENTp c4RCASA Las cualidades principales son:
�RroR � ; Tenacidad elevada.
• - Alargamiento moderado.
Buena estabilidad dimensional.
a�IMIEMTO NveER - Insensible a la humedad.
- Buena resistencia a los agentes exteriores, tanto
mecánica como físico-química.
Figura 21.- Detalle de construcción de una banda.
Las limitaciones de las bandas textiles son:
Los materiales de armadura para la ejecución de la
carcasa son los que se describen a continuación: - Las resistencias a la rotura son menores que las de
las bandas de cables de acero.
A. Poliamida - Los alargamientos son muy superiores, por lo que
El alargamiento de esta fibra es muy importante, lo que pueden aparecer problemas durante el tensado desupone un impedimento para su utilizat;lon como ar- la banda.
295
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C. Cables de acero MATERIAL A TRANSPORTAR
.
MATERIALSe puede decir que el desarrollo de las grandes cintas FINO
transportadoras ha estado ligado a la utilización de los CARBON
cables de acero en la constitución de la carcasa. ARENAS
URA TRITURADA
Las ventajas de su utilización son: ROCA BLANDA
A SIN TRITURAR
- Resistencias muy elevadas, hasta de 10.000 N/mm. ANCHURA DE CINTA (mm)
30 3200
- Pequeñas diferencias en el alargamiento durante los
28
3000
diferentes regímenes de marcha. É 26 - 2800
- Estabilidad dimensional elevada. °
24 2600
W 22 2400
Las dos últimas propiedades permiten mantener las 120
2200
tensiones adecuadas en las cintas de gran longitud. ; 18 2000
16 1800
Otras cualidades de las bandas metálicas son: W la 1600
12 1400
- Buena adherencia entre la goma y el acero, prote- 1 1200
giendo este último contra la oxidación y mejorando ii 8 1000
su resistencia a la fatiga. w 6
- Insensibilidad a las variaciones térmicas.
a
Buena resistencia a los choques producidos en los Figura 23.- Recubrimientos de goma en las bandas de cables.
puntos de carga.
- Cuando se dispone de una armadura de cables en
disposición transversal se reduce de manera sig- 3.3.3. Uniones
nificativa el riesgo de penetración de cuerpos
extraños, así como el rasgado longitudinal. Las bandas se terminan de confeccionar en el punto de
utilización mediante la unión de tramos de longitudes
estándar. Igualmente, cuando se produce la rotura de
REWBRIMIENTOS una sección es necesario reponer ésta.
Los procedimientos de unión de las bandas más em-
pleados son: el vulcanizado y la unión mecánica rápida.
.'< A. Vulcanizado
Las ventajas que presenta este sistema son:
Aporta una resistencia elevada.
CABLES DE ACERO CAPA ADHESIVA
Figura 22- Banda de cables de acero . - La vida del empalme, si se
realiza en buenas
condiciones, es similar a la de la banda.
- La limpieza de la banda no constituye ningún
problema.
3.3.2. Recubrimientos
Los recubrimientos de goma sirven para unir los ele-
Los inconvenientes principales son:
mentos constitutivos de la carcasa y constan de dos - Mayor duración en la ejecución del empalme.
partes, la superior y la inferior. - Mayor coste.
La goma está formada por butadieno, estireno y coque - Mayores necesidades-en el sistema de tensado de
de petróleo. El producto que se consigue tiene una alta la banda.
resistencia al desgaste.
El espesor del recubrimiento de la carcasa es función En las bandas de alma de acero, las longitudes de
del tipo de aplicación de la banda y de la anchura de solape para efectuar las uniones mediante vulcanizado
ésta, Fig. 23. se calculan con los valores de la Tabla VII.
296
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TABLA VII - Posibilidad de producir problemas en el transporte
de material fino y con materiales calientes.
TIPO LONGITUD DESOLAPE (mm) 1:I j:1
St 500 550
St 630 550 +0 '3 .
B` 1:1
1:i l;l
St 800 650 1 I 1;I
St 1000 700 i:1 I
St 1120 750 + 0,3 . B
St 1250 1.100
St 1400 1.100
1
1.1 1:ISt 1600 900
St 1800 1.200 + 0,3 . B 1' I l:l
St 2000 1.200
St 2250 1.200 1'i 1:1
St 2500 1.500 + 0,3 . B
St 2800 1.700 Figura 24.- Unión mecánica rápida.
St 3150 1.800 + 0,3 . B
St 3500 2.550 3.4. Equipos eléctricos
St 4000 2.700 + 0,3 . B
Los equipos eléctricos utilizados en las cintas se pueden
clasificar en:
- Equipos motrices y/o de potencia, que aseguran el
St 4500 Determinada según las movimiento y las acciones secundarias necesarias.
St 5000 condiciones específicas
St 5600 - Equipos de automatismo y de vigilancia, equipos de
St 6300 comunicación, y
St 7100 - Equipos de servicios: alumbrado, polipastos, etc.
B = Anchura de banda (mm).
3.4.1. Dimensionamiento
El equipo de potencia se determina en función de los
B. Unión mecánica rápida siguientes factores.
Se llevan a cabo con diferentes sistemas, por ejemplo
las grapas , en aquellas bandas no sometidas a eleva- A. Condiciones mecánicas exigidas en el eje de los
dos esfuerzos de tracción. motores
Las ventajas más significativas son: - Velocidad.
Rapidez de ejecución. - Par estático o resistencia al accionamiento y sus
Menor coste. variaciones.
Menos problemas con el tensado. - Par muerto debido a las resistencias pasivas y sus
• variaciones.
Por el contrario, los inconvenientes que plantean son: - Momento de inercia de las partes móviles y sus
- Menor resistencia.
variaciones.
- Posibles problemas de deterioro de la carcasa por -
Pár motor máximo necesario y admisible en reposo,
efecto de la humedad.
durante el arranque y parada.
- Superficie rugosa, con lo que se presentan proble- -
Aceleracióny deceleración máxima.
mas de limpieza de la banda. - Potencia media, máxima y eficaz.
297
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B. Régimen de funcionamiento como puede verse esquemáticamente en la Fig. 25,
donde se indican, para cada tipo de banda, el ángulo,
- Tipo de servicio. la velocidad recomendada y la granulometría más acon-
- Factor de marcha. sejable.
- Variación de la carga.
- Número de arranques por hora.
6
C. Condiciones ambientales �4c�oti
- Polvo, humedad, corrosión, explosividad. 500 e7°
4
- Temperatura ambiente máxima, mínima, exposición 300
60°
3
Zq
solar. zoo
to0 45
- Vibraciones inducidas. 0 2
35°
6
4
3.5. Productividad de una cinta 2 20°0 87, 1
°
Los factores que influyen en la productividad de una 60°2 ÁÑ %CNTA
cinta son:
0 2 4 6 8 0 120014001- Las propiedades del material. 100 300 500
VELOCIDAD TAMAÑO MÁXIMO DEL
- La geometría de la cinta y las condiciones de DE LA CINTA ( mu) MATERIAL A TRANSPORTAR
trabajo. (mm.)
Figura 25.- Tipos de bandas transportadoras segun la pendiente
de trabajo de las mismas.
3.5.1. Propiedades del material Los caudales horarios que son capaces de transpor-
tar las cintas disminuyen con la inclinación. Los
Las propiedades físico-químicas del material a ser coeficientes de reducción "K" pueden deducirse de la
transportado tienen una gran importancia cuando se Tabla IX.
selecciona y se diseña una cinta.
Las características a tener en cuenta son:
- Densidad del material suelto (Vm3). 3.5.3. Velocidad de transporte
- Angulo de reposo dinámico (grados).
- Pendiente máxima remontable (grados). La velocidad de las cintas tiene una influencia decisivasobre el diseño y elección de la banda, Tabla X.
- Grado de alteración del material por efectos mecáni-
cos, químicos y temperatura. En general, el diseño más económico se alcanza
con las mayores velocidades. El límite impuesto
Los valores de los materiales más comunes pueden es debido al tipo y naturaleza del material,
verse en la Tabla VIII. Tabla XI.
El ángulo de reposo dinámico es, en general, menor El aumento de la velocidad de la cinta produce un
que el ángulo de inclinación natural del material trans- incremento en la capacidad de transporte para una
portado y depende del tipo de material, de la velocidad banda dada; pudiendo seleccionarse entonces una
de la cinta, del diseño del punto de alimentación, y de menor anchura o un menor ángulo de artesa del
la pendiente de la instalación. ramal superior. Consecuentemente, esta reducción en
los esfuerzos de accionamiento puede ayudar a
disminuir el tamaño de los elementos constitutivos de
las cintas.
3.5.2. Inclinación de la cinta
Los inconvenientes de las velocidades elevadas son:
El transporte de materiales a granel se ve limitado por desgastes de las bandas, especialmente en cintas
el ángulo máximo que impide remontar la pendiente y cortas, posibilidad de dañar el material transportado y
que, en función de las características del material, oscila mayores potencias de accionamiento.
entre 150 y 20°. No obstante, para conseguir mayores
inclinaciones se dispone de tipos de banda especiales Como guía de selección se adjunta la Tabla XII.
298
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TABLA VIII
Propiedades de los materiales a transportar
Densidad Angulo de Pendiente máx. Efectos posibles
MATERIAL reposo de transpo rte
(Vm3) (°) (8) Mecánico Químico Temp.
Cenizas húmedas 0,9 15 18
Cenizas secas 0,65-0,75 16
Sulfato amónico 0,75-0,95 22 + ++
Bauxita fina 1,9-2,0 18 +
Bauxita triturada 1,2-1,4 18-20 ++
Escorias de fundición 1,2-1,4 18 ++ +
Arcilla 1,8 15-18 18-20
Carbón 0,75-0,85 18 18 +
Carbón fino 0,8-0,9 10 18-20
Clínker 1,2-1,5 10-15 18 ++ ++
Coque 0,45-0,6 15 17-18 ++ ++
Hormigón húmedo 1,8-2,4 0-5 16-22 ++
Minerales de cobre 1,9-2,4 15 18 ++
Roca triturada 1,5-1,8 10-15 16-20 ++
Feldespato triturado 1,6 18 ++
Arenas y gravas húmedas 2,0-2,4 15 20
Arenas y gravas lavadas 1,5-2,5 18 12-15
Grafito en polvo 0,5 20
Granito triturado 1,5-1,6 20 ++
Gravas sin clasificar 1,8 15 18-20
Yeso en polvo 0,95-1,0 23
Yeso triturado 1,35 18
Mineral de hierro 1,7-2,5 15 18 ++
Pellets de hierro 2,5-3,0 12 15
Briquetas de lignito 0,7-0,85 15 12-13
Caliza triturada 1,3-1,6 15 16-18 + i
Lignito seco 0,5-0,9 15 15-17
Lignito húmedo 0,9 15-20 18-20
Mineral de manganeso 2,0-2,2 15 18-22 ++
Fosfato fino 2,0 12-15 18 +
Fosfato triturado 1,2-1,4 15 18-20 ++
Potasa 1,1-1,6 15 18 + +
Turba 0,4-0,6 16
299
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-------------------
TABLA IX
Valores de "K" según el ángulo de la cinta
ANGULO DE LA CINTA
ASCENDENTE/DESCENDENTE COEFICIENTE DE REDUCCION (K)
(Grados)
2 1,00
4 0,99
6 0,98
8 0,97
10 0,95
12 0,93
14 0,91
16 0,89
18 0,85
20 0,81
21 0,78
22 0,76
23 0,73
24 0,71
25 0,68
26 0,66
27 0,64
28 0,61
29 0,59
30 0,56
TABLA X
APLICACIONES VELOCIDAD DE LA CINTA (m/s) {
Casos especiales 0,5
Caudales pequeños de material que deben protegerse
(cinta de coque) 0,5 - 1,5
Aplicaciones estándar (canteras de grava) 1,5 - 3,5
Flujos elevados a grandes distancias (minería a cielo abierto) 3,5 - 6,5
Aplicaciones especiales. Apiladores 6,5 y mayores
300
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TABLA XI
TIPOS DE MATERIAL VELOCIDAD
• Fuertemente abrasivo
• Fino y ligero
• Frágil Velocidad pequeña
• Granulometría gruesa, densidad elevada
• Poco abrasivo
• Densidad media Velocidad alta
• Granulometría media
gt
TABLA XII
TIPOS DE MATERIAL 7 2 3 4 5 6 7 APLICACION
Carbón (fino)
Cenizas volantes
Centrales térmicas
Clínker de cemento Plantas de cemento
Coque Siderurgias E
Sal fina Industria de la potasa
Sal residual
Arenas y gravas Minas y canteras
Cemento, cal Plantas de cemento
Caliza (triturada)
Cereales Silos de cereales
Carbón (triturado) Plantas subterráneas
Centrales térmicas
Industria del cemento
Minerales Instalaciones de carga
Carbón Parques de mineral
Sal triturada Sistemas de transporte
Bauxita a grandes distancias
Fosfato
Lignito Extracción de materiales
Estériles a granel
Concentrado de fosfato Minas a cielo abierto
Velocidad de la cinta 1 2 3 4 5 6 7 m/s
Velocidades de las cintas
de las series estándar
1 1 Velocidades de Velocidades de
1 1 transporte estándar transpo rte posibles
ini
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3.5.4. Anchura - Producción horaria, y
Las anchuras de banda se encuentran estandarizadas, -
Granulometría del material.
al igual que los rodillos y otros elementos constructivos
de las cintas, Tabla XIII. En función de la granulometría máxima del material se
La anchura de banda se ve condicionada por los puede determinar la anchura de banda más adecuada,
siguientes factores: Tabla XIV.
TABLA XIII
300 400 500 600 650 800
ANCHURA DE 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800
BANDA B (mm) 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800
3.000 3.200
TABLA XIV
TAMAÑO MAXIMO DE BLOQUE ANCHURA MINIMA
DIMENSION K (mm) DE BANDA (mm)
100 400
150 500
200 650
300 800
400 1.000
500 1.200
550 1.400
650 1.600
700 1.800
800 2.000
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Pero en la práctica, el tamaño máximo de los bloques donde:
se suele limitar a los 400 mm, Fig. 26, pues de lo
contrarío, el número de averías y problemas operativos B = Anchura de la banda (m).
sufrirían un fuerte incremento. B, = Anchura de la banda ocupada por el material (m)
0,9 B - 0,05 para B 5 2 m.
8 - 0,25 para B > 2 m.
É
8,1 a = Longitud del rodillo central (m).
W
oR�co b = Longitud de trabajo de los rodillos laterales (m).
o tE
X = Angulo de artesa. Los ángulos utilizados son:
20=- 250- 30°- 35° - 400 - 450.X PRACTICO
o f3 = Angulo de talud dinámico del material. Este se
á determina en función del ángulo de reposo del
á material según la Tabla XV.►- o
500 $000 1500 2000
ANCHURA DE BANDA (mm)
Figura 26.- Relaciones teoricas y practicas entre e, tatua no TABLA XV
máximo de los bloques y la anchura de las bandas.
Angulo de reposo
3.5.5. Capacidad de transporte
5° 0° - 20°
El caudal horario de material que es capaz de transpor-
tar una cinta se calcula con la expresión: 10' 20° - 30°
Q0(m'/h)=3600.S.v.K
20'30° - 34°
25' 350 - 40°
30' > 40°
Qm (t/h) = 3600 . S . v . K . p,
donde:
S = Area de la sección transversal de la carga (m2). Para agilizar los cálculos, las cantidades teóricas trans-
portadas en cintas horizontales considerando una
v = Velocidad de transporte (m/s). velocidad de 1 m/s, según la anchura de banda y tipo
K = Coeficiente de reducción según la inclinación de de artesa, se encuentran reflejadas en la Tabla XVI.
la cinta.
p = Densidad del material suelto (t/m3).
La sección "S" queda definida por las dimensiones 3.6. Cálculo de la potencia de acciona-
reflejadas en la Fig. 27. miento
En dicha sección se tiene una serie de áreas parciales
cuya suma es: El cálculo de las resistencias al movimiento que presen-tan las instalaciones de cintas constituidas por un solo
S = S, + S„ + 2 S,,, tramo de pendiente única , queda reducido al de las
S=a . b. sen X+b2 . sen k . cos X+0,067 (a + 2b. cos X)2, resistencias por rozamiento de los órganos giratorios,exclusivamente rodillos si se desprecian las que ofrecen
las poleas, y al que presentan los pesos propios de la
banda y el material transportado. A continuación, se
II sigue la metodología propuesta por Firestone.
Si se considera la siguiente terminología:
C = Coeficiente empírico.
f = Coeficiente de rodadura de los cojinetes de los•- rodillos.
Po = Peso del material transportado por metro lineal de.- .- -----._ � _-
cinta.
Figura 27.- Sección transversal de una cinta con carga. Po = Peso por metro de banda.
qnV
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TABLA XVI
Banda en artesa
Ancho de Banda DIN 22107 Artesa 20° Artesa 25° Artesa 30° Artesa 35° Artesa 40° Artesa 45°
banda plana L, L, L, = L2 (m'Ih) (m'/h) (m'th) (m'lh ) (m'lh) (m'ih)
(mm) (m'lh ) rodillo Artesa 20°
(mm) central (m'/h) (mm)
300 12 132 132 132
400 23 165 165 165
500 38 200 200 74 200 74 80 87 91 95 98
650 69 250 250 133 250 133 144 156 164 172 176
800 108 315 315 208 315 208 227 244 258 269 276 F
1.000 173 380 380 336 380 336 365 394 415 434 445
1.200 255 465 465 494 465 494 537 580 610 638 654
1.400 351 530 530 680 530 680 738 798 840 878 900
1.600 464 530 735 850 600 898 976 1.055 1.110 1.160 1.190
1.800 592 600 800 1.085 670 1.145 1.245 1.340 1.415 1.475 1.515
2.000 735 665 870 1.350 740 1.422 1.545 1.665 1.760 1.835 1.880
2.200 893 735 930 1.675 800 1.730 1.880 2.030 2.140 2.235 2.290
2.400 1.070 800 1.000 2.010 870 2.070 2.250 2.430 2.560 2.670 2.740
2.600 1.260 870 1.060 2.390 940 2.430 2.640 2.850 3.000 3.135 3.220
2.800 1.465 930 1.140 2.770 1.000 2.840 3.085 3.330 3.510 3.660 3.760
3.000 1.683 1.000 1.200 3.200 1.070 3.270 3.550 3.830 4.040 4.210 4.320
Fuente: FIRESTONE
i'.
Ps = Peso por metro de los órganos giratorios del y las del ramal inferior por
ramal superior.
P, = Peso por metro de los órganos giratorios del F, = C . f . L . [Pa . cos 8 + P,j.
ramal inferior.
8 = Angulo de inclinación de la instalación
L = Longitud de transporte Las resistencias debidas a la componente del peso delmaterial paralela al plano inclinado de la instalación Son,
H = Desnivel de transporte. Fig. 28:
Las resistencias al rozamiento del ramal superior vienen H
expresadas por: ± Q . sen 8 = ± Po . L . = ± Po . H.
FS=C.f.L.[(P,+P5)cos8+Psj, L
li
T1
L
8 T2 HT.
T3
PO cos8 (Po+P8)•cos1
Figura 28.- Esquema de pesos y tensiones en una cinta inclinada de un solo tramo.
304
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Las resistencias debidas al peso propio de la banda no transportado, introduciendo, por tanto, resistencias
hay que considerarlas por contrarrestarse las de ambos adicionales.
ramales.
Aceleración del material en el punto de carga.
Así pues, la suma total de las resistencias a vencer, es Tiene mucha importancia para caudales mayores de
decir la fuerza tangencia) necesaria para el movimiento 1.000 tlh y velocidades superiores a 2 m/s. Es fácil
de la banda será: determinar la potencia absorbida por este concepto.
F=C.f.L. (Po+2P8).cos8+PS+P,±H.PQ.
En la Fig. 29 se dan los valores de los coeficientes C
en función de la longitud de la banda.
A. Coeficiente C
El coeficiente C que aparece en las fórmulas permite 2.0
calcular las fuerzas de rozamiento producidas por los 1.g • 1
pesos de la banda y del material transportado.
1.8 I I
Este coeficiente, cuyo valor se deduce empíricamente, w1 7
y que varía según la longitud de transporte, no tiene z
otro objetivo que el de compensar los errores que se Lu 1.6
introducen en el cálculo de los rozamientos al no w 1.sconocer exactamente los valores de los coeficientes de o
fricción reales en los rodillos, y a las variadas resisten- " 1.4
cias no localizadas que pueden aparecer a lo largo de
las bandas transportadoras y que no se tienen en 1.3
cuenta en un primer cálculo, que es el caso normal.
li
Por consiguiente, si en un cálculo detallado más preciso
1.2
se tienen en cuenta todas las resistencias localizadas y
se parte de coeficientes de rozamiento mucho más 1.1
ajustados a la realidad, se puede prescindir en aquél de 1.0s
la introducción de dicho coeficiente. 1.031.0
80100 200 300 500 1000 2000 5000
Las resistencias localizadas más frecuentes se deben a: LONGITUD DE BANDA (m.)
Figura 29.- Valores del coeficiente C según las longitudes de
- Flexión de la banda en su paso por los tam- las cintas.
bores . Según que el tambor sea de reenvío, de
tensión, que esté situado en el ramal tenso o flojo,
Se observa el valor de C es muyy en función del arco abrazado (150 a 2400), la que Y para
resistencia correspondiente oscila entre 18 y 25 kg. bandas de pequeña longitud, decreciendo rápidamente
Para tambores con arcos inferiores a 150°, se suele al aumentar ésta. Se debe a que en aquellas, general
tomar una resistencia de 14 kg. mente de poca garantía en lo que concierne a perfec-
ción en su ejecución y a tener posibles resistencias
Si las poleas ruedan sobre ejes de bronce o antifric- localizadas que no se tienen en cuenta, no hay más
ción, los valores anteriores se duplican. remedio que aumentar indirectamente el coeficiente de
seguridad, a base de considerar longitudes ficticias de
- Rascadores de limpieza . En la literatura técnica cálculo, L' = CL, mucho mayores que las reales.
también se dan los valores de las resistencias que
introducen estos dispositivos. En cambio, para bandas de longitudes elevadas y, por
tanto, de mucho más compromiso y responsabilidad, se
- Guías laterales de la banda . Dan lugar a resisten- parte del principio de que el grado de corrección de la
cias elevadas por rozamiento, tanto que, a veces instalación y de su mantenimiento, dispositivos de
puede superar el valor de la resistencia al avance seguridad, etc., así como también el grado de acierto de
por rozamiento en rodillos de la propia banda la elección de las bases de cálculo de la banda y de
cargada. tener en cuenta todas las resistencias localizadas que
se pueden valorar, son de suficiente garantía como para
- Dispositivos de centrado de la carga . Pueden arriesgar, en definitiva, una disminución del grado de
introducir resistencias. apreciables y que sean dignas seguridad con que se acomete el diseño.
de considerar.
- Retención lateral del material a lo largo del 8. Coeficiente de rozamiento.
ramal cargado . Este sistema puede adoptarse, a El valor del coeficiente de rozamiento, "f", varía bastante
veces, como recurso para aumentar el caudal según las condiciones de trabajo, es decir, según que
305
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If�
la banda vaya cargada o descargada y también por con- Esto tiene mucha importancia en el arranque a plena
diciones de seguridad, como por ejemplo, en cintas carga y en tiempo muy frío, por ejemplo, al iniciar la
descendentes. Así, a tales efectos, conviene tomar para jornada laboral en invierno.
éstas y con tramo cargado, un coeficiente menor que el
de una banda de iguales características que sea Si la temperatura ambiental es muy baja, por debajo de
ascendente u horizontal. -15°C, no resulta económico hacer el cálculo de la
banda para el valor resultante del coeficiente Af.Es más
La influencia del ramal superior o interior en el valor lógico reducir el caudal en el arranque en tales con-
del coeficiente de rozamiento se debe al tipo de diciones.
carga que transporta aquél, por el tamaño de los
trozos mayores del material; asimismo depende del La influencia del ángulo de artesa en el coeficiente de
ángulo de artesa y, principalmente, de la flecha de la rozamiento puede alcanzar incluso a Af = 0,012, que,
banda entre los rodillos, es decir, en este último caso sumado al incremento propio por cuestión de temperatu-
depende de la distancia entre éstos y de la tensión ra, puede llegar a dar valores totales para el coeficiente
media de la banda en ellos. En el ramal de retorno, de rozamiento de 0,031 a 0,032.
por ausencia de material y por la menor flecha de la
banda, el valor del coeficiente de rozamiento es Generalmente, el valor del coeficiente de rozamiento
menor. "base" del cual se parte, añadiendo los incrementos
correspondientes para determinar el valor definitivo,
Aunque se habla del "coeficiente de rozamiento", en es de f° = 0,018. El valor total es f = f° + E Al.
realidad su significación es más amplia, puesto que,
aparte de englobar el factor rozamiento en los ejes, Cuanto más desnivel haya en la elevación o
tiene también en cuenta la resistencia adicional al descenso del material, menos influencia tendrá en
movimiento de la banda que ofrecen el material y la el cálculo el error cometido al tomarse un cierto
propia banda al flexar a su paso por los rodillos. En valor para f.
realidad se trata de un factor de rozamiento, y no un
"coeficiente" de rozamiento propiamente dicho. Para instalaciones de compromiso es conveniente
La temperatura tiene mucha influencia en el valor del cometer como máximo un error en f de
± 0,001.
coeficiente de rozamiento. Por ejemplo, según Kleber
Colombes, su aumento para una temperatura de T°C, Los valores corrientes del coeficiente f, teniendo en
por debajo de 0°, es cuenta los roces no localizados son, para temperaturas
mayores que -5°C, según Kleber Colombes, los in-
áf = 2 x 105 T2 cluidos en la Tabla XVII.
TABLA XVII
Ramal retorno Ramal
Perfil Tipo Peso trozos mayores material Ramal superior superior
no cargado cargado
Horizontal 40 kp 0,022 0,022
Fijo
0 40 kp 0,022 0,025
ascendente Ripable y con Todos los valores de la
aparatos diversos masa del material 0,025 0,030
3.6.1. Pesos unitarios Por otro lado, en cuanto a los pesos de las bandas y
órganos giratorios de los rodillos portantes, si en los
El peso del material transportado por metro lineal de primeros momentos no se dispone de un diseño deta-
cinta, puede calcularse a partir del caudal de material llado, pueden estimarse conjuntamente a partir de la
previsto y velocidad de la banda. Tabla XVIII, según la robustez de la construcción de la
cinta.
a
P. (kg/m) =
'" Con relación a las bandas, el peso total por metro
3,6 . v lineal es igual a la suma del peso de la carcasa
306
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TABLA XVIII
Anchura de banda 8 (mm) 300 400 500 650 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600 3.000 3.200
Cinta ligera 8,5 15,0 18,5 22,5 30 37 54 63 81 106 118 128 140 161 180 200
Cinta estándar 10 16,5 21 25,5 35 52 77 89 130 154 192 207 242 256 302 345
Cinta robusta 13,0 18 24 28,5 40 67 100 115 179 202 266 287 344 371 425 490 f
f
35000 i
h 5
donde:
2 30000 s„ s2 = Espesores de recubrimiento (mm)
Pa Densidad del material de recubrimiento- - hits -
á 25000 --• - - - - (Aprox. 1,1 k/dm3 para operaciones están-
dar.)
20000
Así pues, disponiendo de ambos valores, se tendrá que:
15000
Pb (PZ + 0 B•
s� ' 2ml
10000 donde:
soco I ' I ' I
{mis
B = Ancho de banda (m).
l l 1 1
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Los pesos de los órganos giratorios del ramal superior
PQ (Kg/ni) e inferior pueden estimarse en cada caso a partir de las
Figura 30.- Cálculo del peso del material por metro de banda. Tablas XIX y XX.
En el caso de las partes más robustas de una
más el eso de los recubrimientos. Ambos pueden
cinta, como son las de alimentación, donde se dis-
pone de rodillos especiales de impactos con un
determinarse a partir de los catálogos proporcionados espaciamiento entre ellos pequeño, los pesos de
por los fabricantes y, en su defecto, con la Fig. 31 estos órganos giratorios se pueden calcular con la
para el primero y con la siguiente expresión para el Tabla XXI.
segundo:
Como el peso de los órganos giratorios está con-
p, (kg/m) = pa (s, + s2) centrado principalmente en los tubos de los rodillos, los
pesos se afectan normalmente de un coeficiente reduc-
tor de 0,9.
7000
6000 3.6.2. Potencia de accionamiento
M Soco I Después de calcular la fuerza tangencia) en el tambor
J motriz, la potencia de accionamiento del mismo se
calcula con las siguientes expresiones:41 4000 CARCASA CABLES ACERO,o t
a F.v
Z 3000 W (CV) _
75
loor2000
w F.v
RCAU1000 CA1 1 TEXTIL
W (kW) _
100
0 5 to 15 20 25 30 35 40
PESO DE LA CARCASA W9/0) Para estimar la potencia total es preciso considerar un
coeficiente de eficiencia mecánica (11), cuyo valor es
Figura 31.- Pesos de la carcasa por unidad de superficie. función del sistema de accionamiento.
307
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TABLA XIX
Pesos de los órganos giratorios del ramal superior
Anchura de Diámetro PESOS (kg)
banda del rodillo
(mm) (mm) 1 sección 2 secciones 3 secciones 5 secciones
300 88,9 3,2 4,1
88,9 3,9 4,7 5,4
400 108 5,6 6,6 7,3
133 7,6 1 8,7 9,6
88,9 4,5 5,5 6,1
500 108 6:6 7,8 8,4
133 8,9 10,4 11,1
88,9 5,5 6,3 7,0
650 108 8,0 9,0 9,8
133 10,8 12,1 13,1
88,9 6,7 7,4 8,3 9,0
800 108 9,8 10,6 11,6 12,4
133 13,3 14,2 15,6 16,3
108 11,7 13,2 13,6 14,2
1.000 133 15,9 17,8 18,2 18,9
159 21,9 24,7 26,3 28,0
108 14,2 15,0 16,3 16,3
1.200 133 19.3 20,5 22,3 21,7
159 26,1 28,0 24,5 31,9
1.400 133 21,8 23,3 25,0 24,3159 29,3 31,6 35,5 35,0
1.600 133 25,1 26,5 28,0 28,5159 33,4 35,0 38,7 39,3
1.800 133 27,6 29,1 30,7 31,5159 37,8 39,5 42,4 42,5
133 30,2 31,8 33,3 33,5
2.000 159 40,2 43,3 47,0 46,5
193,7 69,1 76,4 80,1 89,5
159 46,5 49,0 50,1 49,52.200 193,2 77,8 82,6 93,2 95,5
2.400 159 50,7 51,5 53,5 53,0193,7 86,6 91,4 93,2 100,5
2.600 159 55,1 57,5 56,5193,7 97,2 97,6 107,0
159 58,5 59,1 60,02.800 193,7 103,0 • 106,4 113,0
3.000 159 63,0 65,5 65,0193,7 109,0 112,5 121,5
3.200
159 70,0 71,5 68,0
193,7 120,0 123,0 126,5
Fuente : CONTINENTAL
308
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TABLA XX
Pesos de los órganos giratorios del ramal inferior
con rodillos de discos (kg)
Anchura de Diámetro Diámetro del PESOS (kg)
banda del tubo disco
(mm) (mm) (mm) 1 sección 2 secciones
400 51 120 4,0 5,0
500 57 133 5,7 6,8
650 51 133 6,8 8,1
800 63,5 150 11,7 13,2
1.000 63,5 .150 13,0 14,5
1.200 88,9 180 22,2 23,9
1.400 88,9 180 24,2 25,9
180 31,9 33,91.600 108 215 42.0 44.5
1.800 108
180 34.3 36.3
215 44,9 47,3
2.000 198 100
31,3 39,3
215 48,8 51,8
2.200 133 215 59,8 62,8250 73,8 76,8
2.400 133 215 62,4
67,2
250 77,5 82,3
2.600 133 215 68,7
71,7
250 84,9 87,9
2.800 159 290 130,6 138,2
3.000 159 290 138,4 146,3
3.200 159 290 146,2 154,4
Fuente : CONTINENTAL
�nn
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TABLA XXI
Pesos de los órganos giratorios en el área de alimentación
Anchura de Diámetro Diámetro de PESOS (kg)
banda del tubo rodillos de
(mm) (mm) impactos (mm) 1 sección 2 secciones
1.000 88,9 156 19,1 21,1
1.200 108 180 30,8 32,8
1.400 108 180 35,7 40,5
1.600 108 180 42,2 45,0
1.800 133 215 67,1 71,1
2.000 133 215 73,6 77,6
2.200 133 215 80,1 84,1
2.400 159 250 117,5 127,5
2.600 159 250 127,3 137,5
2.800 193,7 290 201,0 221,0
3.000 193,7 290 214,0 234,0
3.200 193,7 290 230,0 252,0
Fuente : CONTINENTAL
TABLA XXII
Sistema de accionamiento Sistema de frenadoEficiencia
Simple n+ Múltiple 11+
Tambor con motor acoplado 0,96
Tambor con transmisión
secundaria 0,94 0,92
Tambor con transmisión
secundaria y embrague 0,95 - 1,0
hidráulico 0,90 0,85
Tambor con motor hidráulico
y bomba 0,86 0,80
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CuandoF es positiva, la potencia requerida se calcula T,
con:
WM = W/it+,
F
y en caso contrario con:
WM=W .11-.
El accionamiento debe concebirse de tal forma qal aque
arrancar a plena carga no se supere un determinado
valor múltiplo de la fuerza tangencial . Los factores
multiplicadores para calcular esos valores son los si-
guientes:
T2
x = 1,25 Regulación eléctrica de arranque con inducido
de anillos colectores.
Figura 32.- Accionamiento de una banda por un tambor motriz
x = 1,6 Motor con rotor en cortocircuito y con acopla-
miento de arranque. c
x = 2,2 Motor con rotor en cortocircuito sin acopla
La tensión de la banda que abandona el tambor debe
miento de arranque. Sólo para cintas de
superar, en el momento de arranque, el ovalor T, en un
porcentaje del orden de un 30% a un 60%, como ya se
pequeña longitud. ha indicado, ya que en ese momento el esfuerzo motor
alcanza
Los valores de potencia estándar son los recogidos en
también un valor máximo superior en un 30%
la Tabla XXIII.
a un 60% al esfue rzo en régimen uniforme F.
De este modo, el valor a tener en cuenta para T, será:
TABLA XXIII
T2A _ (1,3 + 1,6) . TZ
POTENCIAS (kW) - (DIN 42973 estándar)
1,5 22 160 En la mayoría de
los casos es conveniente tomar la
2,2 30 200 tensión TZ„
como tensión mínima, para no tener que
3 37 250
considerar en el cálculo de la banda los incrementos
4 45 315 pasajeros de tensión durante la puesta
en marcha de la
5,5 55 400 cinta.
7,5 75 500
11 90 630 Las especificaciones de fabricación de la banda se
15 110 determinan tomando como base la tensión de entrada
18,5 132 en el tambor, T„ que es el valor máximo en cintas
horizontales o ascendentes.
El valor previsible de la tensión es la suma de la
tensión de la banda al abandonar el tambor de accio-
3.7. Cálculo de tensiones en la banda namiento y el esfuerzo motor sobre el tambor , según la
ecuación:
La transmisión de potencia del tambor motriz a una
banda transportadora obedece a la condición límite de
Eytelwein-Euler por la que se respeta un valor teórico T, = T,»,, + T.
mínimo en el punto en que la banda abandona el
tambor. La tensión de la banda aumenta a lo largo
del perímetro del tambor motriz, según una función Es decir, como si el valor TZA se alcanzara en régimenlogarítmica en el límite, desde el valor inicial hasta el
fin. de marcha..
Si se utilizan varios tambores motrices para accionar
T, w° 1 una cinta transportadora, los esfuerzos se calcularáne T2 = F . para cada uno de ellos.
T2 e -1.
En la práctica, el máximo arco abrazado que es posible
1 obtener sobre un tambor es 240°; los valores del
F = T, - T, T, = F [1 + j coeficiente de rozamiento entre banda y tambor se
e - 1 pueden estimar utilizando la Tabla XXIV.
311
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TABLA XXIV
T,
Superficie del Sin Con T°
tambor recubrimiento recubrimiento F.
Seca 0,35 0,40 _._._.
Húmeda 0,20 0,35 F,
Mojada 0,10 0,30
Ti
T3
Accionamiento en cabeza.
Otros valores de utilidad para una estimación rápida de
Figura 33.-
las tensiones son los recogidos en las Tablas XXV y
XXVI. T, = T2 + F
A continuación se pasa a estudiar, para los distintos T, = T, = T2 + F;
tipos de instalaciones de trazado simple, el cálculo de
las resistencias pasivas que presentan al movimiento de
la banda y tensiones que se originan en éstas. Los Si la tensión T, así calculada resulta inferior a un
símbolos empleados son los siguientes: mínimo T, prefijado para que la flecha en dicho lugar no
a = Arco en grados abrazado en el tambor motriz.
sobrepase un valor máximo dado, debe hacerse T, = T,
g = Coeficiente de rozamiento entre banda y tambor T3 = T,
motriz.
W = Potencia necesaria en el tambor motriz.
T2 = T, - F;
F = Fuerza tangencial en el tambor motriz (o suma de T, = T2 + F.
las fuerzas de los diversos tambores).
FS = Resistencias pasivas por roce a superar en el Si el accionamiento motriz está en cola:ramal superior.
F. = Resistencias pasivas por roce a superar en el T3
ramal inferior.
F, = Fuerza de frenado. Tz
F
T, = Tensión mínima aceptable en un punto de la
banda.
3.7.1. Transporte horizontal F.
T.
Al ser nulo el desnivel H de transporte, las fuerzas T,
necesarias para el movimiento de los dos ramales de la
banda son iguales a las resistencias pasivas por roza Figura 34.- Accionamiento en cola.
miento.
1
Fs=C..f. L.(Po+PB+Ps) T2=F.
e"°- 1
F=C.f.L.(PB+P,)
T, = T2 + F
F=Fs+F,=O.f.L.(P0+2PB+PS+P,).
T3=Ta=T2+Fs.
Si resulta T2 < T„ es necesario hacer T. = T,. Con ello:
Si el accionamiento motriz es en cabeza:
T2=T,
1 T,=F+T2
T2=F.
T,=T,=T2+FS.
312
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TABLA XXV
Valores de elw
fl 0,20 0 ,25 0,30 0,35 0 ,40 0,45 0,50
CC
180 1,88 2,20 2,56 3,00 3,51 4,12 4,82
190 1,94 2,29 2,70 3,18 3,75 4,44 5,25
200 2,01 2,40 2,85 3,40 4,04 4,82 5,73
210 2,08 2,50 3,00 3,60 4,32 5,20 6,23
220 2,16 2,60 3,17 3,83 4,65 5,64 6,82
230 2,23 2,73 3,32 4,07 4,97 6,09 7,43
240 2,32 2,85 3,51 4,34 5,35 6,60 8,13
Fuente: FIRESTONE
TABLA XXVI
1
Valores de
e"a - 1
0,20 0,25 0 , 30 0,35 0,40 0,45 0,50
180 1,15 0,83 0,64 0,50 0,40 0,32 0,26
190 1,06 0,77 0,59 0,46 0,36 0,29 0,23
200 0,99 0,71 0,54 0,42 0,33 0,26 0,21
210 0,93 0,67 0,50 0,38 0,30 0,24 0,19
220 0,86 0,63 0,46 0,35 0,27 0,22 0,17
230 0,81 0,58 0,43 0,33 0,25 0,20 0,16
240 0,76 0,54 0,40 0,30 0,23 0,18 0,14
Fuente : FIRESTONE
Debe preferirse el accionamiento en cabeza al de cola 1 e"° - 1
para disminuir las tensiones resultantes. F2 = F + F.
e"° + 1 e"° + 1
Si el accionamiento es en cabeza y cola , el cálculo de
las tensiones mínimas se realiza por:
e"2° - 1 Además:
F2 = [F + (e"•` - 1) Fil.
e"2,,2 eu1°1
- 1 F,=F-F2
Si se da: 1
T2 = F, -
p, = µ2 y a, = a2, resulta e"'Q' - 1
313
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1
r.
el resultado es:
T,
1
T2 = F,
F, e"2a
T4
2 T, = F,
e p2a2-1
F„ T, = T2 + F,
T2
Ta T, = T, + F5
Figura 35.- Accionamiento en cabeza y cola.
T3 = T, + F2.
T, = T2 + F, Pero si resulta que T, < T,, deberá hacerse T, = T, y las
tensiones T„ T2 y T, han de aumentarse en la diferencia
T,=T,-F5 T,_T,.
T,=T,+F2
Las potencias W, y W2 son: 3.7.2. Transporte
ascendente
En este caso la fuerza motriz F necesaria será para
W, (CV) =
F, contrarrestar las fuerzas de rozamiento F5 y F, y la
75 precisa para que el material salve el desnivel H:
F=C.f.L.[(Po+PB).cosS+PS+P,J+H.P.
W2(CV)= F2-v Fs=C. f.L.[(P,+PB).cos6+Ps]
75
F;=C. f.L.[PB.cos6+Pj.
Puede suceder que se dé una distribución determinada
de potencia, es decir, prefijados F, y F2. En este caso, Si el accionamiento motriz está en cabeza , Fig. 36:
si se produce la relación:
F, 1 < F2 [1 + 1 J - F, T,
e' - 1 e"2a2
F.
se obtiene: H. Po
1 Ta H. P,
T, = F2.
e
T, = T, + F2
H PB
T2T2 = T, - F; T.,
T, = T2 - F, Figura 36.- Transporte ascendente con accionamiento en cabeza
1
T2 = F .
Pero si se da e"° - 1
1 1 T, = T2 + F
F, > F2 [1 + F;,
e" -1 e�a2-1 T, = T, = T2 + (F,-HPB).
314
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Si resulta T, < T„ debe tomarse T, = T,.
T3 = T, = T,
F.
H P°
T•T, = F + T2. H- P,
Si el accionamiento motriz está en cola, Fig. 37:
T3 F, T,
H Po T
F,
H' P, Figura 38.- Transpo rte ascendente con accionamiento en cabeza
T2 H P, y
cola.
Si se verifica que µ , = µ2 y a, = a2, queda:
1 e"° - 1
F2= F+ R;
e"° + 1 e"° + 1
F' T4 F, = F - F2
H. P, T, 1
Figura 37.- Transporte ascendente. T2 = F,
e _ 1
1 T, = T2 + F,
TZ F e T, = T, - [Fs + H . (Pa + Pa)l
T = T2 + F T3 = T, + F2.
T3 = T. = T, + (H . PB - F;). Las potencias son:
Si resulta T. < T„ hay que tomar T2 = T,: W1(CV) =
F, . v
T2 = T,
75
T, = T2 + F W2(CV) = F2 v
75
T3 = T, = T, + (H . PB - F).
Si tenemos una distribución dada de potencia, y se da
la condición:
También en este caso es mayor el accionamiento en
cabeza que en cola.
1 1
Si el accionamiento es simultáneo en cabeza y cola , F. < F2 [1 + 1 - (F, - H . Pg),
Fig. 38 , se obtiene : e- - 1 e"2°2 - 1
e4°2 - 1 es decir. si T2 < T, - R„ la tensión T2 debe derivar deF2= [F+(e"'°'- 1).R,],
e4o2 e" - 1 T, y las tensiones son:
1
T, = F2.
siendo : e"2. - 1
R, =F; - H Pa . T3 = T, + F2
315
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i
i
T2 = T, - (F, - H P8) T,
T,
H. Pa
T, = T2 + F,. F.
H•P6
Pero si se produce la desigualdad de sentido contrario , H
P
+
es decir , T2 > T, - R,, entonces manda la tensión T2 y: ,
F,
1
T, F,
. e",a, _ 1
T, T2
Figura 39.- Transpo rte descendente y accionamiento en
T, = T2 + F, cabeza.
T, = T, -Fs - H (Po+P8) T, = T2 + F
T3 = T, + F2• T3 = T, = T2 + (H . P8 + F).
Si T, < T,, hay que hacer T, = T, y las tensiones T,, T2 La tensión T, debe ser como mínimo T„ con lo cual:
y T, tienen que aumentarse en la diferencia T, - T,.
T3 = T, + T,
3.7.3. Transporte descendente (Banda impul-
TZ = T3 - (H . P8 + F,)
sada) T, = T2 + F
La banda es impulsada en carga si se verifica que la
componente del peso de la carga transportada paralela Pero si el accionamiento motriz es en cola, Fig. 40:
al trazado de la banda es menor que las resistencias
pasivas que se oponen al movimiento. Es decir , siendo T3
6 el ángulo de descenso pequeño , si se da la condición : T, H" P,
F,
£L. Posen8<C . f.L(P,+2P8+Ps+P,) H.P.
H - P,2P8+Ps+P,
sen6<C . f[1 + ], F.
Po
T, T,
Figura 40.- Transpo rte descendente y accionamiento en co;a
la fuerza de impulsión en vacío es:
C.f.L(2P8+P8+P ) , 1T2 = F .
e"° - 1
y en carga (despreciando cos 6): T, = T2 + F
C.f.L(2P,+Ps + P,+Po)-LPosen6 . T3 = T, T, - (HPB + F)
Se deduce de ello que la fuerza de impulsión en vacío
será mayor que la correspondiente en situación de
carga , si se verifica que sen 6 < C . f. Cuando T2 < T,, hay que hacer:
La fuerza total para impulsar la banda es T2 = T,
F=C.f.L.[(P,+2P8). cos8+P, +P,]-H.PQ. T, = T, + F
T3 = T, = T, - (H . P. + F;).
Si el accionamiento motriz es en cabeza , Fig. 39,
resulta:
T2 = F .
1
El accionamiento conviene ponerlo en cola cuando hay
e"" - 1 que frenar la banda.
316
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3.7.4. Transporte descendente (Frenado ) T, = T2 + F
La banda debe ser frenada en carga cuando (despre- T3 = T, = T, + H PB + F.
ciando cosb):L.P,.sen8>C.fL(P,+2P,+Ps
+P,)
Cuando T2 < T, hay que tomar T2 =T,:
es decir: T, = T2 + F
2Pe +Ps+P, T3 = T, = T, + H.P, +F;.senS>C.f [1 + ).
P
Pero si el accionamiento es en cola:
_
f
Puede suceder que la fuerza de accionamiento en vCcío.
F.
T,
C . f . L . (2 PB + Ps + P,), sea superior a la fuerza de
frenado en carga:
H Po
L . P, sen 3 - C . f . L (2 P,, + P, + P, + P,). H. P,
T,
En este caso sucede que:
senS<C.f.
F,
T, H• P,Se tiene: T.
Figura 42.- Transporte ascendente y trenado en cola.
F,=C.f.L.[(P,+P.)cos8+PS]
F,=C.f.L.(P,cos8+P,), 1
T2 = F
el-1
y la fuerza de frenado F,:
T, = T2 + F
F,= H. Po - Fs - F,= H . Pa-
-C.f.L.[(P.+2PB.cos8+Ps+P
T, = T, = TZ - (H.PB+F;)
Si el accionamiento es en cabeza , Fig. 41, c se
Cuando T, < T, hay que tomar:
recomienda sólo en transportadores cortos: T, = T,
T3 = T, = T,
F
T2 = T, + H . Pe + F.
H. P
T, = T2 + F.
Q
H.Siel transporte descendente es accionado en cabeza y
cola se tiene:
e4a2F,
F2 [F + (e"a, - 1) . (F; + H . Pa)1•
ep2a2 el"* ' 1iiZ
T,
Figura 41.- Transporte descendente y frenado en ca:-..
Si µ, µ2 y a, = a, se tiene:
1 1 e'« ~ 1
T2 = E. F= F+ (F,+H. PB)
e""-1 e""+1 e" +1
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F, = F - F2 T, = T2 + F,
1 T3 = T2 + ( F, + H . %)
F2 = F, .
e"" - 1 T, = T, - F2.
T '
T
4 Si T, < T, habrá que hacer T, = T, y aumentar
--H P,I i
las - Tnsiones T„ T2 y T, en la diferencia
a,
" P Para inclinaciones 8 > 1` el accionamiento motriz
en cabeza y cola no produce, generalmente,
T2 ninguna reducción de tensión en la banda. En
T3 dicho caso, el accionamiento en cola es la solución
Figura 43 .- Transporte descendente con frenado en cola y cabeza . más favorable.
T, = T2 + F
T3 = T2 + (F, + H . PB)
T< = T3 - F2 3. 7.5. Ejemplo de cálculo
Se quiere calcular una cinta transportadora para una
Las potencias son: mina de lignito sabiendo que los principales datos de
partida son los siguientes:
W, (CV) = F' v Material lignito y = 0,7 t/m3
75
Capacidad de transporte 2.500 m3/h
W2 (CV) = F275v Longitud de transporte 600 m
Desnivel a superar 30 m; 8 = Z
Cuando se trata de una distribución dada de potencias Carga Regular
en los tambores motrices , hay que considerar los dos
casos siguientes: Ancho de la banda 1.200 mm.
1) Si se verifica que: Forma de sección artesa a 30'.
1 1
F, <F2 [1+ ]+(F;+ H.PB)
1 em2a-1 Además, se sabe que los pesos previstos por unidad de
longitud de la banda son:
Se tiene : PB = 30 kg/m.
1 P, = 26,7 kg/m (distancia entre rodillos superiores 1 m).T, = F2
e�a2 - 1 P, = 10, 3 kg/m (distancia entre rodillos inferiores 2 m).
T, = T, + F2
T2 = T, - (F, - H . PB) De acuerdo con esos datos, la producción horaria será:
T, = T2 + F,.
0 = 2500. 0,7 = 1.750 t/h.
2) Si se verifica que la desigualdad anterior es en
sentido contrario , se tiene:
T2 = F, 1 Según los valores de las Tablas IX y XVI y Fig. 29, 105
e"'°' - 1 valores de 0,, K y C son respectivamente
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Qm = 574 m3/h. T, = T2 + F,, - H . P9 = 4.582 + 713 - 900 = 4.395 kp
K = 1,0.
C = 1,17. T,=TT=4.395kp
El coeficiente de rozamiento de rodadura de los rodillos T.: 1792 kp T, = 8891 kp
se fija en f = 0,025:
+ Wa: 410 CV
• 210
Con esos datos se calculan la velocidad de transporte. = 0.4
la fuerza tangencíal en el tambor motriz y la potencia de T= '792 T. : 2x52 kp
accionamiento:
Figura 45
Q 1.750
v = 4,36 = 4,5 m/s
Qm . k . y 574.1.0,0,7 Il. Con a = 210° y µ = 0,4 (tambor con recubrimiento)
T, = 6.839. 1,3 = 8.891 kp
Q 1.750
Po = _ = 108 kg/m T2 =
8.891 - 6.839 = 2.052 kp
3,6 . v 3,6. 4,5 T, = 2.052 + (-260) = 1.792 kp
T, = 1.792 kp
F=C.f.L. (Po+2P9). cos8+P.+P,+H. Pa
8. Accionamiento por dos tambores motrices en
F = 1,17. 0,025. 600 ((108 + 2. 30). 0,994 + 26,7 + cabeza
+ 10,31 + 30 . 108 = 6.839 kp
F. v 6.839 . 4,5 T. = 1310 kp T, = 8336 kp
W,= _ =410CVÓ301 kW wu, : 274 CV
75 75 ' : 180�Tt'1330 kp ♦ r, 0.25
T, = 1310 kD
F,=C.LL.(P8.cos8+P) 137 CV
210
F,. = 1,17. 0,025. 600 (30. 0,9994 + 10,3) = 713 kp
r. = o,25
Figura 46
H. P9=-30.30= -900kp.
A continuación, se estudian diferentes alternativas de
111. Con a, = 180°, µ, = 0,25 (tambor sin recubrimiento)
accionamiento.
a2 = 210°, µ2 = 0,25 (tambor sin recubrimiento)
A. Accionamiento por un solo tambor motriz en
cabeza
se tendrá:
T. = 4395 kp T :11421 kp
We 4I0 CV &,, - 1 2,5 - 1elo
¡.. M25 F2=F = 6.839.
=2.283 kp
T, = 4395 kp T.. 4582 kp G
-112 a3 . G, ll al - 1 2,5.2,2- 1
Figura 44
F, = F - F2 = 6.839 - 2.283 = 4.555 kp }
1. Con a = 210° y µ = 0,25 (tambor sin recubrimiento) F v 4.555.4,5
Wa, - _ = 274 CV ó 201 kW
75 75
1
T, = F (1 + ] = 6.839. 1,67 = 11.421 kp
d ° - 1 F2 . v 2.283. 4,5
Wá2 - 137 CVó 101 kW
T2=T, - F = 11.421 - 6.839 = 4.582 kp 75 75
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1 1
T,=F,(1+ J=4.555. 1,83=8.336kp T3=F2(1+ J=2.185. 1,3=2.840kp
6
„µl al - 1 .2 a2 _ 1
T2=T,-F= 8.336-6.839= 1.497 kp T,=T,-F2=2.840-2.185=655kp.
T3= T2+F-H. P8= 1.497+713-900= 1.310kp
3.8. Selección de la banda y coeficiente de
T, = T, = 1.310 kp. seguridad
Los cálculos para el dimensionamiento de una banda
C. Accionamiento motriz en cabeza y cola deben efectuarse de una forma iterativa , pues en la
determinación de las tensiones se ha partido de unos
datos previos característicos de las bandas , los cuales
no pueden fijarse hasta una vez comprobado que los
T. _ 655 k° T, 7772 k° valores supuestos son admisibles o deben ser objeto de
'; Z
0
CV modificación . Al mismo tiempo , se habrán tenido enAd S
'--0,250,26 cuenta otros factores, como son las propiedades de los
T,= 2840k° T, = 31i8k° materiales , etc.
22
Wo, • 131 CV«,210 Una vez calculadas las tensiones máximas para elegir £
fr, ° 0,4 la resistencia de las bandas, es preciso considerar unos
Figura 47 coeficientes de seguridad , que son la relación entre laresistencia a la rotura y la tensión de servicio calculada,
con vistas a poder superar circunstancias tales como:
IV. Con los siguientes valores : - Esfue rzos a que se ven sometidos los elementos dela carcasa (cambios de transición de la banda,
a, = 210°, µ, = 0,25 (tambor sin recubrimiento) curvas , etc.).
a2 = 210°, µ2 = 0,4 (tambor sin recubrimiento) -
Fenómenos de fatiga en la carcasa.
Tensiones en regímenes transitorios : arranque y
parada.
Repartos de cargas desfavorables, etc.
se tendrán : Los coeficientes de seguridad que se establecen normal-
„I,2 °2 mente son:
F2 [F+(e"'a2 - 1 ) (F, - H . PB)J= S = 10 en régimen.
"2 S = 5 - 6 en fases transitorias.
No obstante , con estudios detallados se pueden aceptar
4,32 - 1 coeficientes más bajos:
[6.839+(2,5-1) . (-260)J = 2.185 kp
4,32. 2,5- 1 S = 6 en régimen.
S = 4 en fases transitorias.
F, = F - F2 = 6.839 - 2. 185 = 4.654 kp A modo de sencilla guía, en la Tabla XXVII y Fig. 48 se
indican los campos de aplicación de los diferentes tipos
de banda.
F, . v 4.654.4,4,5
w, _ = 279 CV Ó 205 kW TABLA XXVII
75 75
Campo de utilización Tensiones de banda
F2 . v 2.185. 4,5 de bandas (kp/m de ancho)
W. - _ = 131 CV ó 96 kW
75 75
Textiles ligeras 2.500 - 3.200
1 Textiles de resistencia
T, = F, (1 + J = 4.654. 1,67 = 7.772 kp media 3 . 000 - 31.500
em1 al- 1
Cables de acero 10.000 - 63.000
T2=T,-F,=7.772-4.654=3.118kp
320
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Resistencia Para una selección rápida de la banda existen ábacos
de banda que proporcionan los fabricantes, similares al de(Kplcm)
la Fig. 49.
6.000 -----------------
3.9. Radios de curvatura en el plano verti-5.000 Bandas de cables
de acero cal
4.000 i
Ir I
I Los trazados de las cintas pueden ser en el plano3.000 1 vertical muy variados, sobre todo cuando son largas.
Los radios cóncavos presentan el riesgo de que, durante
2.000 r - - - - - -1 i el arranque, la banda se levante de los rodillos, pudien-
1 do proyectar el material. En los convexos, la banda se
Bandas EP de) ciñe por completo a los rodillos, estando éstos some-1.000 13, 4 y 5 capas 1
tidos a mayores cargas que en condiciones normales,
además de que los bordes de la banda sufren mayores
1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 tensiones, existiendo el peligro de desgarramiento o
Longitud entre ejes (m) y mayores
rotura.
Bandas ligeras EP de 2 capas
(Antiguos campos bandas algodón) Para el cálculo del radio cóncavo se considera la
condición más desfavorable, es decir, la representada en
Figura 48.- Campos de aplicación de diferentes tipos de bandas. la Fig. 50.
tRLOC10AD oE lt27
POTENC A ( YW) LA S NOAt .h)
Qp pp pQ QQ QQ
ss]
ryiS 76 R .:-� X
y4 ,ooo
V31
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RE515TENCIA NOMINAL CON UN F S S
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25
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000
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ANCHURA DE TEMSON ] vn
SANOA ( tnn,) T IN) FACTOR
MOTRIZ C,
•'N•At22 e
Figura 49.- Abaco de selección de bandas transportadoras.
321
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TABLA XXVIII
T, Bandas de cables
R Anchura de de acero
Banda (mm) 1, = L,
T= a o 30°T.T.
1
T= , R (m)
Figura 50.- Trazado con curva cóncava. 500 37,5
650 50,0
Dado que el ángulo "a" oscila entre 0° y 18° y la re- 800 60,5
lación: 1.000 78,0
1.200 92,0
T, + T, 1.400 108,0
PB 1.600 125,0
1.800 140,0
es muy grande, se puede considerar prácticamente un 2.000 158,0
arco de circunferencia en lugar de una catenaria, con 2.200 175,0una seguridad adicional de 1,5.
2.400 191,0
Así pues, el radio se determina con la expresión: 2.600 207,0
2.800 225,0
T, + T, 3.000 240,0
R = . 1,5.
PB
En las curvas convexas los factores que determinan el
radio mínimo son:
- El alargamiento máximo permisible en el borde de 4. Operaciones básicas y práctica
la banda. operativa
- La carga radial sobre los rodamientos de los
rodillos. Dentro de este apartado se estudian algunas de las
operaciones que se llevan a cabo en el transporte con
cintas y que son de suma importancia si se desean
Para las bandas de cables de acero, suponiendo un alcanzar unos niveles de eficiencia altos y unos costes
alargamiento adicional de 0,2% y la existencia de reducidos.
estaciones de rodillos más próximas en la zona de
transición, los radios mínimos que se recomiendan se
indican en la Tabla XXVIII. 4.1. Carga de la cinta
El diseño y construcción de la zona de carga o trans-
ferencia del material son de la mayor impo rtancia, ya
7
R
71
que en ella se pueden producir daños y desgastes de
la banda, así como una degradación del producto a
manipular. Por ello, la tendencia es reducir al máximo el
número de estos puntos de transferencia.
En general, debe tratarse de conseguir:
- Caudal del material en la misma dirección con una
velocidad de transferencia igual a la de la cinta para
Figura Si- Cinta con curva convexa. evitar turbulencias.
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- Altura de caída lo menor posible para evitar el des- - Guiadera para centralizar la vena del material.
gaste y riesgo de rotura de la banda. - Faldones de cierre de la banda.
- Disposición regular del material en el centro de la - Estrelladeros con sistema antidesgaste.
banda. - Rodillos de impacto revestidos de goma.
- Ausencia de roturas indeseadas del material. En general, las cintas transportadoras pueden cargarse
- Escapes mínimos y escasa producción de polvo. mediante alguno de los siguientes procedimientos:
En la mayoría de los casos se utiliza una tolva de - Transferencia desde otra cinta, Fig. 53.
recepción del material. Las dimensiones de esta tolva
han de ser suficientes para evitar que se produzcan RECA
atascos con el producto que se va a transportar y TAMBOR MOTRIZ
capaces de absorber el que, como consecuencia de los ECIERREAOERU FIJOS RESCIERRE DE FIJOS RASCADORES
diferentes tiempos de parada de cada cinta, se puede ¡~E~ COMPLEMENTARIOS
acumular en determinados puntos de transferencia.
A modo de ejemplo, para unos caudales entre 5.000 y 1iÍ CIERRE
7.000 M3/h, y según el tipo de material, se pueden utilizar -PLACA
tolvas de 5 a 8 m3, con unas longitudes entre 3 y 4 m. POSTERIOR
Un factor muy importante es la inclinación de las pare - y:. IWR
des de las tolvas, así como la clase de material de
desgaste que se va a colocar en las mismas. Con •: PLACA REFLECTORAAJUSTABLE
productos pegajosos, debido a un alto contenido en
arcilla, se recomiendan inclinaciones de hasta 70°, de
esta forma se evitan los amontonamientos sobre esas
superficies y los posteriores atascos. En cuanto al
revestimiento, si los productos son muy abrasivos, se
utilizará un acero resistente al desgaste y, si son muy
pegajosos, revestimientos de goma o acero inoxidable.
v•
La apertura entre las paredes de la tolva es función, L`
RECUSRIMIENrofundamentalmente, del ancho de banda y también de la RESISTENTE Al.
granulometría del material. Debe ser lo suficientemente
amplia como para que en circunstancias desfavorables, ------
como con productos pegajosos, y en instantes de caída
de bloques formados después de adherirse sucesiva- RODILLOS DELA
mente fragmentos sobre el estrelladero o placa de DE IMPACTO
rebote, puedan garantizar la salida de todo el material. Figura 53.- Transferencia del material entre dos cintas formando
Así pues, en los puntos de transferencia, además de las un ángulo recto.
propias tolvas se utilizan, Fig. 52, los siguientes elemen- - Alimentador, Fig. 54.
tos constructivos:
CINTA DE
AUMENTACION
TOLVA
t
1 - N, e7 H= CINTA
FALDON RO01JOS
DE UU Y PRINCIPAL
IMPACTOS - T - RODILLOS DE IMPACTOS
BANDA
Figura 54.- Carga de una cinta mediante alimentador continuo,
- Triper o carro intermedio, Fig. 55.
TOLVA
DE CARGA
MATERIAL
0' eo.
DIRECCION DES- -�•°
PLAZAMIENTO
DE LA CINTA
BANDA GUTAOERA
Figura 52.- Zona de carga de una cinta y detalle de colocación
de faldones en la tolva. Figura 55.- Carga de una cinta por medio de un triper.
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4.2. Dispositivos de limpieza
Uno de los principales problemas que se presentan en o
la operación con cintas transportadoras es la necesidad •
de limpiar la suciedad que se produce en la manipula-
ción
•
de materiales con componentes arcillosos, especial-
mente en ambientes húmedos.