tornillos de transporte
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TORNILLOS Y CADENAS DE TRANSPORTE
OSCAR VIÑA JUAN CARLOS REYES FREDDY LEONARDO PRADA
1. Generalidades y definición
2. Historia
3. Montaje de un sistema de tornillo de transporte
4. Partes del sistema
5. Ventajas de los tornillos de transporte
6. Clasificación de los tornillos de transporte
7. Sentido de giro de los tornillos de transporte
8. Tornillos inclinados y verticales
9. Carga y descarga del material al tornillo transportador
10.Tornillo transportador flexible
11. Selección y ejemplo de aplicación.
GENERALIDADES:
Los tornillos transportadores o de espiral son ampliamente usados para materiales pulverizados o granulares, no corrosivos y no abrasivos, y por su bajo costo muy utilizados en nuestra industria.
Materiales a transportarMateriales a transportar•Materiales Corrosivos•Materiales Contaminante •Materiales Abrasivos•Materiales de Traba o de Contacto•Materiales Higroscópicos •Material Viscoso o Pegajoso •Vapores Dañinos o Polvo•Mezcla en Tránsito •Polvo Explosivo •Materiales Sujetos a Compactarse •Materiales que sea Líquidos cuando se orean•Materiales Degradables•Temperatura Elevada
Definición:Definición:
Elemento mecánico constituido básicamente por un eje en el cual lleva una o varias hélices, empleado en la industria para el transporte de productos.
HistoriaHistoriaEl tornillo transportador es un directo descendiente El tornillo transportador es un directo descendiente del llamado del llamado TORNILLO DE ARQUIMEDES. TORNILLO DE ARQUIMEDES. Arquímedes, físico y matemático griego, es Arquímedes, físico y matemático griego, es reconocido como el inventor del tornillo transportador reconocido como el inventor del tornillo transportador en el 235-240 D. C..en el 235-240 D. C..
Este era usado para bombear agua en agricultura y Este era usado para bombear agua en agricultura y mineria.mineria.
Montaje de un sistema de tornillo de transporte
Tornillo
Sistema de
potencia
Canal o
artesa
Partes del sistema de tornillos Partes del sistema de tornillos transportetransporte Las principales partes de que
consta el sistema de tornillo de transporte son:A: Eje del tornillo y hélice propiamente dicha. (1)B: Buje tornillo de ACOPLE(6).C: Soporte colgante.D: Tapa terminal.E: Canal (Artesa)(2), boca de carga(7), reten.F: Soporte de piso intermedio.G: Boca de Descarga(8).H: Soporte de Piso Intermedio.I: Soporte(5).Cubiertas(3)Sistema de potencia(4)
Cubierta
Eje del tornilloGeneralmente tubular, recibe el movimiento de la transmisión y gira apoyado sobre rodamientos, situados a distancias especificadas por tablas. Existen pues apoyos terminales o extremos y apoyos intermedios, para longitudes considerables.
Eje tubular
Eje cuadrado
HéliceConstruida independientemente del eje en la mayoría de los diseños, y hecha a base de lamina cuyo espesor oscila entre 2 y 12 mm. Se construyen en tramos independientes, que luego se unen soldando o atornillando, con ayuda de elementos de unión.
Existen fabricas especializadas que sacan la hélice completa, sin necesidad de estar uniendo parte por parte sin embargo en nuestro medio la construcción de dichas hélices se realiza en forma rudimentaria, a través de herramientas artesanales y en ocasiones hechizas.
Artesa
Sirve de guía para el transporte del material.Puede quedar cerrado completamente o semicerrado según lo impongan las necesidades. También fabricado en lamina cuyo calibre se especifica en tablas de catálogos, según la naturaleza del material a transportar.
Tipos de artesaArtesa con fondo perforado.Artesa rectangular.Artesa de fondo cónico.Artesa tubular.Artesa de fondo desmontable.Artesa de claro cerrado.Artesa con parte lateral y alta.Artesa enchaquetada.Artesa de transportador aislado.Artesa de barras de manejo.Artesa sellada contra polvo. Artesa con canal lateral.Artesa de ángulos de sostenimiento.Artesa de placas de uso tipo silla.
Artesa con fondo perforado
Se utiliza como una operación de cribado o sección de colado cuando existen líquidos en el material transportador. El tamaño de las perforaciones varia dependiendo del material a transportar y de la aplicación.
Artesa rectangularHecha con un fondo plano y puede ser formada como un todo o por piezas. Para materiales abrasivos capaces de formar una capa de material en el fondo. El material por lo tanto se mueve sobre si mismo, protegiendo la artesa del desgaste.
Artesa de fondo cónicoArtesa de fondo cónico
Con algunos materiales la artesa cónica es necesaria para prevenir el acumulamiento en la artesa o la contaminación del material.
Artesa tubularArtesa tubularConstruida de tubo sólido o bipartido con pestañas para atornillar o prensar las dos mitades. Es un armazón tubular completo y se utiliza para aplicaciones que deban ser resistentes al medio ambiente, para aplicaciones inclinadas o verticales donde la caída obliga a la artesa a operar una carga total.
Artesa de fondo desmontableArtesa de fondo desmontable
Equipada con un fondo desmontable atornillado o prensado completamente removible, o con una bisagra en uno de sus lados con tornillos o prensa en el lado opuesto. Este diseño ofrece una facilidad en la limpieza de la artesa y del transportador helicoidal y se utiliza frecuentemente al manejar materiales de alimentación donde la inspección interna y la limpieza del transportador es necesaria.
Artesa de claro cerradoArtesa de claro cerradoEs de construcción convencional excepto que cuenta con un espacio libre más cerrado entre el exterior del transportador helicoidal y el interior de la artesa. Este tipo de artesa deja menos material en la artesa y se utiliza frecuentemente cuando se requiere de una mayor limpieza del material transportado. Esta también minimiza la caída de algunos materiales en un transportador inclinado.
Artesa con parte lateral y altaArtesa con parte lateral y alta
Los lados de la artesa se extienden más arriba de lo estándar de la línea del centro a la parte superior de la artesa. Esta mantendrá este tipo de material dentro de la artesa dando así mismo el suficiente espacio para expansión.
Artesa enchaquetadaArtesa enchaquetadaConsiste de una chaqueta formada continuamente soldada a la artesa. Este tipo de artesa se usa para el calentamiento, secado o enfriamiento de materiales. Las conexiones de tubo se proporcionan para el abastecimiento o descarga del medio de enfriamiento. Una construcción especial debe ser abastecida para presiones más altas.
Artesa de transportador aislado
Se usa al manejar materiales calientes o fríos. Existen muchos tipos de materiales de aislamiento y arreglos que pueden ser utilizados.
Artesa de barras de manejoArtesa de barras de manejo
Son barras planas de una media pulgada de ancho montadas en la longitud parcial o total de la artesa. Se usan normalmente dos o cuatro barras, las barras se usan para soportar el transportador helicoidal para prevenir el desgaste en la artesa cuando no se utilizan colgantes internos.
Artesa sellada contra polvoArtesa sellada contra polvo
Tiene pestañas que forman un canal a través de la artesa haciendo una bolsa de canal continuo dentro de la cual se montan cubiertas con caja especiales. El canal se llena con arena o polvo del producto transportado creando de tal forma un sello efectivo contra el escape de polvo de dentro del transportador.
Artesa con canal lateralArtesa con canal lateral Se usa ocasionalmente para el fácil reemplazo de fondos y para facilitar las reparaciones cuando el transportador helicoidal o los colgantes no son accesibles desde la parte superior. También puede ser utilizada para llenar depositos y tolvas.
Artesa de ángulos de sostenimiento
Se usan para sostener el transportador en la artesa cuando el transportador operado sin colgantes intermedios o cuando pedazos de material tienden a moverse bajo el transportador helicoidal y empujado hacia arriba.
Artesa de Artesa de placas de uso tipo sillaplacas de uso tipo sillaSon placas curveadas al contorno del interior de la artesa y de un grosor un tanto menor que el espacio libre entre el transportador helicoidal y la artesa. Se usan para soportar el transportador helicoidal para prevenir daños a la artesa cuando no se utilizan colgantes intermedios.
CubiertasCubiertas
Llamadas también tapas, se encargan de darle hermeticidad, y no dejan que material se salga del canal, unidas de diferentes formas al canal, ya sea por tornillo, bisagras o por bridas.
Tipos de cubiertasTipos de cubiertas
Cubiertas de desborde. Cubiertas de casquillos. Cubiertas de rejillas. Cubiertas tipo domo. Cubiertas selladas resistentes al
polvo. Cubiertas con bisagras. Cubiertas a dos aguas.
Cubiertas de desborde:Cubiertas de desborde: se usan como medio de seguridad para manejar el desborde en las descargas en casos donde el material se pueda atorar en estas.
Cubiertas dCubiertas de casquillos:e casquillos: están diseñadas para embonar dentro de una artesa estándar, para crear un efecto de artesa tubular.
Cubiertas de rejillas:Cubiertas de rejillas: Pueden ser abastecidas donde se requiera de una cubierta para seguridad y de una inspección visual constante. Cubiertas tipo domo:Cubiertas tipo domo: son domos de medio círculo enrolladas al mismo diámetro interior que la parte inferior de la artesa y tienen pestañas para atornillarse a los rieles superiores de la artesa. Se utilizan cuando se requiere de una ventilación de gases o calor del material transportado.
Cubiertas selladas resistentes al polvo:Cubiertas selladas resistentes al polvo:
Tienen pestañas en sus cuatro lados para igualar las secciones fabricadas a los lados, en los extremos y canales transversales de
artesas especiales resistentes al polvo. Cubiertas con bisagrasCubiertas con bisagras::
Pueden ser fabricadas a partir de cubiertas planas convencionales. Están equipadas con una bisagra en uno de sus lados para fijarse a la artesa y están atornilladas o aprensadas a la artesa en el otro de sus lados.
Cubiertas con bisagras:
Cubiertas a dos aguas: un tanto anguladas para formar un borde a través del centro de la cubierta. Se recomiendan normalmente para instalaciones exteriores para prevenir la acumulación de humedad. También para rigidez.
MotoreductorPor lo general situado en el extremo de la descarga para accionamiento del eje por medio de transmisión a base de cadena o correa en V. Gracias a esta posición se logra mantener libre de mugre, o partículas del material transportado que entrarían mas fácilmente si se colocara en la entrada del tornillo transportador.
Sistema de potencia
Transmisión de motorreductor
Motor-reductor integral con transmisión de cadena a eje motriz del transportador. Generalmente montado en la parte superior de la artesa por medio de un placa como adaptador.
Transmisión de reductor tipo base
Motor ensamblado directamente al reductor de tipo base, con transmisión de cadena al eje motriz del transportador. Generalmente montado en el suelo o en plataforma lo más cercano posible al transportador.
SoportesEl propósito de estos es el soporte en las partes intermedias, donde sea necesario, al tornillo, siendo diseñadas primordialmente para soportar cargas radiales con bajo porcentaje de carga axial. También tiene dos apoyos extremos, los cuales al igual que los soportes intermedios se pueden escoger en forma sencilla a través de tablas contenidas en catálogos.
Soportes
AcoplesAcoplesCuando el tornillo tiene mucha longitud se utilizan para unir tramos de este, esto lo podemos realizar de distintas maneras, por ejemplo mediante acoples tubulares entre dos secciones, acople rápido por eslabón tubular partido o por acople de hélice partida. También se cuentan con ejes terminales para unir el tornillo a sus soportes, para acoplar el tornillo con la transmisión de potencia que viene del motor o para acoplarlo con la chumacera.
AcoplesAcoples
Boquillas de carga
Es el lugar por donde entra el material al tornillo transportador, se dosifica por medio de un alimentador para evitar daños en el transportador.
Tipos de boquillas de Tipos de boquillas de cargacargaBoquillas circulares: Se utilizan para uniones tubulares o cuando se conecta la descarga de un transportador a la entrada de otro en un ángulo que no sea recto. Este tipo de conexión se realiza fácilmente con descargas y entradas circulares.
Tipos de boquillas de cargaTipos de boquillas de cargaBoquillas de placas de deflexión:
Se usan cuando los materiales caen verticalmente en la entrada creando la posibilidad de un daño por impacto o por abrasividad al transportador helicoidal.
Boquillas de descarga mas largas de lo estándar:
son aproximadamente 1 ½ veces la longitud de la estándar. Utilizada con materiales difíciles de descargar, y para altas velocidades
Tipos de boquillas de descargaTipos de boquillas de descarga
Tipos de boquillas de descarga
Boquillas angulares:
este tipo se utiliza normalmente en transportadores inclinados cuando es necesario que la descarga sea paralela al nivel del suelo o bien cuando el material deba ser descargado a uno de los lados.
Tipos de boquillas de descarga
Boquillas de descarga circular:
cuando se requiera fijar uniones tubulares o cuando un transportador se descarga a otro transportador en un ángulo que no sea recto
Tipos de boquillas de descarga
Boquillas de cremallera y piñón:
Resistentes al polvo y al medio ambiente.
Tipos de boquillas de descarga
Boquillas de compuerta de operación por aire:El movimiento de la compuerta se obtiene a partir de un cilindro de aire.
Ventajas de los tornillos de Ventajas de los tornillos de transportetransporte
El poco espacio ocupado Pueden ser utilizados en forma horizontal,
inclinados y verticales totalmente. Económico Pueden hacerse herméticos al polvo. Este transportador puede manejar material en
terrones, si no son muy grandes en relación con el diámetro de la hélice.
Los materiales abrasivos o corrosivos pueden manejarse con una construcción adecuada de la hélice, con espiras seccionales para el tornillo.
Ventajas de los tornillos de Ventajas de los tornillos de transportetransporte
Utilidad como transportador y mezclador
Facilidad de distribución en diferentes sentidos partiendo de un mismo deposito y con un mismo eje coaxial.
Su gran utilidad como dosificador en rangos finos, bastando acoplar un reductor final de velocidad variable.
Fácil mantenimiento.
Clasificación de los tornillos de Clasificación de los tornillos de transportetransporte
Básicamente se clasifican de acuerdo al paso y a la forma como desenvuelve o se enrolla la hélice en el transportador.
HELICES BASICAS DEL TORNILLO TRANSPORTADOR Y TIPOS DE PASOS:
Paso estándar, helicoide sencillo:
Paso corto, 2/3helicoide sencillo:
Paso medio,1/2 helicoide sencillo:
Paso alargado, helicoide sencillo:
Paso variable, helicoide sencillo:
Helicoide doble, paso estándar:
Ahusado, paso estándar,
helicoide sencillo:
Helicoide con corte, paso estándar:
Helicoide con corte y doblez,
paso estándar:
Helicoide sencilla de cinta:
Paso estándar con paletas: De paletas:
Diámetro escalonado: Helicoidales de paso escalonado:
Helicoidales de paso corto y doble espiral:
Helicoidales de cinta múltiple:
Diámetro escalonado:
Helicoidal de diámetro irregular:
Las juntas giratorias paraLas juntas giratorias para enfriamiento o calentamiento:enfriamiento o calentamiento:
Los helicoides de manos opuestas:
Pernos de corte:
SENTIDO DE GIRO DE LOS TORNILLOS TRANSPORTADORES
Un transportador helicoidal es mano derecha o izquierda dependiendo de la forma de la hélice. El sentido del helicoidal se determina fácilmente mirando el extremo del helicoide.
SENTIDO DE GIRO LOS TORNILLOS TRANSPORTADORES
Rosca derecha
Rosca izquierda
TORNILLOS TRANSPORTADORES INCLINADOS Y VERTICALES
El rendimiento del sinfín varía mucho según su inclinación, y puede llegar a anular el sistema de sinfines si se sobrepasan los límites impuestos en el diseño. También en posible forzar al motor más allá de su capacidad, si se trata de elevar materiales de alta densidad en ángulos muy pronunciados.
TRANSPORTADORES HELICOIDALES INCLINADOS:
Los transportadores helicoidales inclinados tienen un requisito de HP más grande y un rango de capacidad menor que los transportadores verticales. El incremento en las cantidades de HP y la pérdida de HP dependen del ángulo de inclinación y de las características del material a transportar.
TRANSPORTADORES HELICOIDALES VERTICALES:
Los transportadores helicoidales verticales proporcionan un método eficiente para elevar la mayoría de los materiales que pueden ser transportados por transportadores helicoidales horizontales. Debido a que los transportadores verticales deben estar uniformemente cargados para prevenir un ahogo, están diseñados generalmente con alimentadores integrados.
TRANSPORTADORES HELICOIDALES VERTICALES:
Carga del material al tornillo de Carga del material al tornillo de transportetransporte
Un tornillo de transporte opera a un determinado nivel de capacidad y es extremadamente importante tener precauciones en el método y control de la entrada de la carga. Una sobrecarga en el transportador causaría desgastes innecesarios en los componentes, y además podría dañar el equipo de potencia.
Hay dos métodos fundamentales de carga de transportadores:
Por medio de dispositivo mecánico llamado alimentador. Tales como alimentadores de tornillos hacia maquinas de algún proceso, que disponga de este medio.
Directamente de almacenamiento estático. Carga desde dispositivos regulación de salida.
Formas de Formas de cargacarga del material: del material:
Con cámara acojinada (de cama muerta): sirven para el mismo propósito que el de las entradas de placa de deflexión pero están construidas con un borde que forma un cojín para los materiales alimentadores al transportador.
En forma de entradas laterales: están equipadas con una compuerta para adquirir un medio de regulación o de paro de flujo en la entrada para aligerar al transportador helicoidal de presiones excesivas de material.
En forma de entradas laterales:
Se utilizan normalmente cuando se requieren de múltiples entradas. Estas entradas deben ser ajustadas o cerradas manualmente para asegurar la adecuada alimentación al transportador.
Descarga del material:
Este componente es el que se encarga de entregar el material transportado por el tornillo al proceso o dispositivo que lo necesite.
Tornillo transportador flexiblePrincipio de funcionamiento En forma básica, un transportador de tornillo flexible consiste en un resorte de acero o acero limpio, el tornillo flexible está encerrado en un tubo de plástico flexible o rígido, o un tubo de acero rígido, y normalmente manejado por un motor eléctrico localizado al extremo de la descarga del portador.
Partes de un tornillo transportador flexible.
1. Motor eléctrico2. Adaptador del motor y conector de la
espiral en acero suave o inoxidable.3. Conjunto de salida 4. Accesorio del tubo hermético al polvo.5. Control del nivel máximo y mínimo.6. Tubo externo de polímero resistente a
la abrasión.7. Espiral flexible en acero para muelles o
acero inoxidable. 8. Conjunto de entrada 9. Estrangulador de alimentación 10. Tolva de alimentación en tamaño
estándar
RENDIMIENTO DE UN TRANSPORTADOR FLEXIBLE
Ejemplo de selección de Ejemplo de selección de aplicaciónaplicación
DISEÑAR UN TORNILLO PARA CONDUCIR 1000 ft3/h, DE GRANO DE CEBADA, HUMEDO EN UNA DISTANCIA DE 25 ft.
Paso 1ESTABLECER
FACTORES CONOCIDOS.
1.Tipo de material a transportar. 2. Máximo tamaño de partículas.3. Distancia de material a transportar.4. Factores adicionales que puedan afectar al transportador o las operaciones.
Paso 2CLASIFICACIÓN DEL
MATERIAL.
Clasificamos el material según el código de la tabla 1-2 y utilizamos esta clasificación.
Paso 3DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DE
DISEÑO.Determinamos la capacidad de diseño de la tabla 1-6.
Paso 4
DETERMINACION DEL DIAMETRO Y LA
VELOCIDAD.
Como ya se conoce la capacidad requerida en pies cúbicos/hora, la
clasificación del material y % de carga de artesa, determinamos el diámetro y la
velocidad de la tabla 1-7.
Paso 5
REVISAMOS EL DIÁMETRO MINIMO DE LA HELICOIDAL PARA
LIMITACIONES DE TAMAÑOS DE TROZOS.
Como ya se conoce el diámetro de la helicoidal y con el % de partículas
duras, revisamos el diámetro mínimo de la helicoidal de la tabla 1-7.
Paso 6
DETERMINACION DEL TIPO DE BUJES.
De la tabla 1-2 ya teníamos el grupo de buje para colgante para el material a
transportar y en la tabla 1-11 localizamos el tipo de buje
recomendado.
Paso 7DETERMINACIÓN DE
LOS HP.
De la tabla 1-2 obtenemos el factor HP “Fm” para el material a transportar y por medio de la formula siguiente calculamos el HP.
Paso 8
REVISION DE LOS RANGOS DE TORSION
Y/O DE HP DE COMPONENTES DE
TRANSPORTADORES.
Con el HP obtenido del paso anterior, consultamos (pag #25 y 26) para revisar las capacidades de tubo del transportador, de los ejes y de los tornillos de ensamblaje.
Paso 9SELECCION DE LOS
COMPOENTES.
Seleccionamos los componentes básicos de las tablas 1-8,1-9,1-10, de acuerdo con el grupo de componentes usados en la tabla1-2 para el material a transportar. Seleccionamos el balance de los componentes de la sección de componentes del catalogo.
CALCULO DE LAS REVOLUCIONES:
n = C.requerida / C.tabla = 1000/12.9 = 77.5 r.p.m
Determinación de los HP
HPf=25*78*55*1.7/1`000.000
HP= 0.2145
L = 25 ft
N = 78 rpm
Fd = 55
Fb = 2
C = 1000 ft^3 / h
L = 25 ft
W = 28 lb / ft^3
Ff = 1
Fm = 0.4
Fp = 1 HPtotal = ( 0.2145+0.28)* 2.48 / 0.88
HPtotal = 1.39 hp
HPm = 1000*25*28*1*0.4*1 / 1`000.000
HPm =0.28
