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HISTORIA
� �
El transporte de material mediante cintas
transportadoras, data de aproximadamente el a�o
1795. La mayor�a de �stas tempranas instalaciones
se realizaban sobre terrenos relativamente plano,
as� como en cortas distancias.
El primer sistema de cinta transportadora era muy
primitivo y consist�a en leather, canvas, or rubber
belt traveling over a flat or troughed wooden bed.
�ste tipo de sistema no fue calificado como exitoso,
pero provoc� incentivar a los ingenieros para
considerar los transportadores como un r�pido,
econ�mico y seguro m�todo para mover grandes
vol�menes de material de una locaci�n a otra.�Durante los a�os �20, la instalaci�n de la compa��a
H. C. Frick, demuestra que los transportadores de
cinta pueden trabajar sin ning�n problema en largas
distancias. �sta instalaci�n se realiz� bajo
tierra, desde una mina recorriendo casi 8
kil�metros. La cinta transportadora consist�a de m�ltiples pliegues de
algod�n de pato con cubierta de goma natural, que eran los �nicos
materiales utilizados en esos tiempos para su fabricaci�n. Although
outmoded by today's standards, los sistemas de manejo de �stos
materiales son seleccionados de preferencia para trabajo pesado, lo cual
permite realizar una mejor elecci�n.�Durante la Segunda Guerra Mundial, los componentes naturales de los
transportadores se volvieron muy escasos, permitiendo que la industria
de goma se volcara a crear materiales sint�ticos que reemplazaran a los
naturales. La ventaja b�sica de los transportadores de cinta sobre otros
tipos de transporte (como lo son camiones, trenes, transporte a�reo,
etc.) es su variada aplicabilidad a los diferentes requerimientos de la
industria. Diferentes estudios indican que hoy, los transportadores de
cinta se han convertido en el primer m�todo utilizado para el transporte
de material.� � � �
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�CAPACIDAD �
�Las cintas transportadoras no tienen
competencia en cuanto a capacidad de
transporte. A una velocidad de 5 m/s, y un
ancho de cinta de 1600mm, �sta puede
descargar m�s de 100 toneladas m�tricas por
minuto de material, esto quiere decir
1000Kg/m3 de material. � � ���
ADAPTACI�N A LOS DIFERENTES TERRENOS� � �
Los transportadores pueden seguir la
naturaleza ordinaria del terreno,
debido a la habilidad que poseen para
atravesar pasos relativamente
inclinados (pendientes y gradientes,
de hasta 18�, dependiendo del material
transportado). Con el desarrollo de
tensiones elevadas, materiales
sint�ticos y/o miembros reforzados de
acero, un tramo del transportador
puede extenderse por millas de terreno
con curvas horizontales y verticales
sin ning�n problema.
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UNA CAMA DE CAMINO � � �
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El sistema de transportadores de cintas opera
en su propia cama de rodillos, los cuales requieren un m�nimo de
atenci�n. Su reparaci�n o reemplazo, es simple y f�cil, y el costo de su
mantenci�n rutinaria es m�nimo.
� �BAJO PESO DE LA ESTRUCTURA DEL TRANSPORTADOR
� �El bajo peso de carga y de la estructura del transportador por metro
lineal se consigue con un dise�o estructural simple que permita
atravesar terrenos escabrosos o pendientes muy pronunciadas. La
estructura del transportador requiere una peque�a excavaci�n,
permitiendo el afianzamiento a tierra de �sta, de la forma que se estime
como la m�s conveniente. Debido a que la estructura es compacta,
requiere un m�nimo de protecci�n. � �
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MULTIPLES COMPUERTAS Y PUNTOS DE DESCARGA � � �
Estas caracter�sticas son
importantes en la miner�a o
en excavaciones, en donde dos
o m�s operaciones de cavado
pueden dirigirse a un mismo
punto central de carga. En el
final de la descarga, el
material puede ser disperso
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material puede ser disperso
en diversas direcciones desde
la l�nea principal. El
material tambi�n puede ser
descargado en cualquier punto
a lo largo del transportador
mediante la maquinaria complementaria para �ste efecto. � � � � �EXTENSI�N Y MOVILIDAD � �
Las l�neas
modulares de
los
transportadoras
de cintas,
pueden ser
extendidos,
acortados o
reubicados con
un m�nimo de
trabajo y
tiempo.� � � � � � � �CONTROL � �
�El dise�o propio de los
sistemas de
transportadores, ha
requerido reducir el
control a botones de
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control a botones de
accionamiento en los
diferentes tramos del
transportador, y que
adem�s pueden ser
controlados desde
estaciones permanentes de
control.
� � � � �FUNDAMENTOS DEL DISE�O DE CINTAS. � � �INTRODUCCI�N
�Muchos ingenieros y diferentes usuarios de los
transportadores de cinta, est�n familiarizados con la
teor�a y los fundamentos de la transmisi�n por correa.
Un an�lisis de los aspectos generales de los
transportadores de cintas, permite determinar que la
transmisi�n por correa provee de una base para el dise�o
de los transportadores de cintas y elevadores de cintas.
En ambos transportadores la transmisi�n por correa, es
transmitida por fricci�n entre la cinta y los tambores o
poleas de accionamiento. Ciertamente otros elementos del
dise�o, que tambi�n colaboran con el sistema de
transmisi�n, son determinantes tanto en la potencia de la
transmisi�n como en la cantidad de material transportado.
La similitud entre ambos casos permite analizar y
discutir si los fundamentos del dise�o de cintas est�n
restringidos espec�ficamente tanto a los transportadores
como elevadores. � �DEFINICIONES
� �������� Tensi�n en una correa es una fuerza actuando a lo
largo de la cinta, tendiendo a elongarla. La tensi�n
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largo de la cinta, tendiendo a elongarla. La tensi�n
de la correa es medida en Newtons. Cuando una tensi�n
es referida a una �nica secci�n de la cinta, es
conocida como una tensi�n unitaria y es medida en
Kilonewtons por metro (kN/m).� � �������� Torque es el resultado de una fuerza que produce
rotaci�n alrededor de un eje. El torque es el producto
de una fuerza (o tensi�n) y de la extensi�n del brazo
que se est� utilizando y es expresado en Newton por
metro (N*m).� � ��������Energ�a y trabajo est�n relacionados muy cercanamente
debido a que ambos son expresados en la misma unidad.
El trabajo es el producto de una fuerza y la distancia
a recorrer. La energ�a es la capacidad de ejecutar un
trabajo. Cada uno es expresado en Joules, en el que un
Joule equivale a un Newton-metro. La energ�a de un
cuerpo en movimiento es medida en Joules.��������La potencia es la relaci�n entre la realizaci�n de un
trabajo o transmisi�n de energ�a. La unidad mec�nica
de potencia es el watt, que es definido como un
Newton-metro por segundo.�La potencia empleada en un periodo de tiempo produce
trabajo, permitiendo su medici�n en kilowatt-hora. � � � � �CONSIDERACIONES B�SICAS DE DISE�O� � �a)�����TENSI�N.� �
Una cinta transportadora es simplemente un medio
para llegar a un fin, un medio para el transporte de
material desde un comienzo A, hasta un punto final B.�Para efectuar el trabajo de mover material desde A hasta
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B, la correa requiere potencia que es proporcionada por
un tambor motriz o una polea de conducci�n. El torque
del motor transforma en fuerza tangencial, llamada
tambi�n tensi�n efectiva, a la superficie de la polea de
conducci�n. �ste es el �tir�n� o tensi�n requerida por
la correa para mover el material de A a B, y es la suma
de lo siguiente:� ��������La tensi�n debe vencer la fricci�n de la correa y
de los componentes en contacto con ella. �
�������La tensi�n debe vencer la fricci�n de la carga, y�
�������La tensi�n debe aumentar o disminuir debido a los
cambios de elevaci�n. �
�� � � � � � �
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b)�����FLEXIBILIDAD.� �Las figuras a y b, ilustran que la correa debe ser
dise�ada con una suficiente flexibilidad transversal en
la zona de carga propiamente tal.�Para una cinta transportadora vac�a, la cinta debe hacer
suficiente contacto con el centro de los rollos de los
polines o no funcionar� correctamente. En la figura a, la
correa es demasiado tiesa para hacer contacto con el
centro de los rollos y, por esto, se aumentan las
posibilidades de causar da�o considerable a los bordes de
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posibilidades de causar da�o considerable a los bordes de
la cinta. �En la figura b, el contacto es suficiente como para guiar
la cinta a lo largo de los polines.�Cuando el dise�o de la cinta indica restricciones de
carga, �stos deben ser respetados y chequeados, mediante
sistemas que que eviten la sobrecarga, como lo ser�a una
carcaza protectora. Para cada material a transportar,
existen valores referenciales establecidos de carga, as�
como m�todos para el c�lculo de �stos. � � �
������������� � ����� ����������������������������������� ����������� ���������������� � �c)�����OTRAS CONSIDERACIONES.� �
La mayor�a de los transportadores son relativamente
simples en dise�o y bajos en tensi�n. Sin embargo, como
los transportadores han pasado a ser m�s extensos, m�s
complejos y han aumentado su tensi�n, la investigaci�n
se torna primordial para poder obtener ventajas
industriales, y �sta generalmente se realiza en uno o
m�s de los siguientes puntos:
1. Aceleraci�n y roturas, problemas de tensi�n.�
2. Costo en tiempo y distancia.�
3. Curvas verticales y terrenos irregulares.�
4. Trough to flat transition distances.�
5. Cambios de longitud.�
6. Problemas en las dos poleas conductoras.�
7. M�ltiples perfiles de los transportadores.�
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8. Graduar el espacio entre polines.�
�
DEFINICI�N Y CLASIFICACI�N DE LOS ELEMENTOS DE CINTAS
TRANSPORTADORAS.� � Transportador es un elemento o maquinaria de
car�cter preferentemente electromec�nico, destinado a
trasladar productos o materias primas entre dos o m�s
puntos, alejados entre s�, ubicados generalmente, dentro
de una misma planta elaboradora.� ��������Uso de los transportadores.� �
Los principales usos de los transportadores se dan�mayormente en la miner�a, construcci�n, industria
alimenticia, industria motriz entre otros.� ��������Tipos de transportadores.� �
Existen variados tipos de transportadores, y una�variaci�n de los mismos, pero los principales que podemos
nombrar son:� �?��������Cinta transportadora.�?��������Elevador de capachos.�?��������Tornillo helicoidal.� � � �Figura esquem�tica de los componentes de una cinta
transportadora.�
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Componentes de una cinta transportadora� � �Definici�n de componentes pertenecientes a las cintas
transportadoras:� �a)����� Estructura soportante: la estructura soportante de una cinta
transportadora est� compuesta por perfiles tubulares o
angulares, formando en algunos casos verdaderos puentes que se
fijan a su vez, en soportes o torres estructurales apernadas o
soldadas en una base s�lida.� �b)����� Elementos deslizantes: son los elementos sobre los cuales se
apoya la carga, ya sea en forma directa o indirecta,
perteneciendo a estos los siguientes;� � � �
?�����Correa o banda: la correa o banda propiamente tal, que le da
el nombre a �stos equipos, tendr� una gran variedad de
caracter�sticas, y su elecci�n depender� en gran parte del
material a transportar, velocidad, esfuerzo o tensi�n a la
que sea sometida, capacidad de carga a transportar, etc.� �
?�������� Polines: generalmente los transportadores que poseen �stos
elementos incorporados a su estructura b�sica de
funcionamiento, son del tipo inerte, la carga se desliza
sobre ellos mediante un impulso ajeno a los polines y a ella
misma.� � �c) Elementos motrices: el elemento motriz de mayor uso en los
transportadores es el del tipo el�ctrico, variando sus
caracter�sticas seg�n la exigencia a la cual sea sometido.
Adem�s del motor, las poleas, los engranajes, el motorreductor,
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Adem�s del motor, las poleas, los engranajes, el motorreductor,
son otros de los elementos que componen el sistema motriz.� �c)����� Elementos tensores: es el elemento que permitir� mantener la
tensi�n en la correa o banda, asegurando el buen funcionamiento
del sistema.� �d)����� Tambor motriz y de retorno: la funci�n de los tambores es
funcionar como poleas, las que se ubicaran en el comienzo y fin
de la cinta transportadora, para su selecci�n se tomar�n en
cuenta factores como: potencia, velocidad, ancho de banda, entre
otros. � � �
C�LCULOS GENERALES DE UNA CINTA TRANSPORTADORA.� � �1.��CUBICACI�N DEL MATERIAL.� �
� � � � �2.��C�LCULO DE LA HOLGURA DE LA BANDA.� �
La holgura de la banda se ubica en los costados de la banda
(en figura aparece como D), �sta permite tener un margen de
espacio utilizado para impedir que el material a transportar
rebalse.� �
D = 0,055xB + 0,9pulg. � �Siendo: D= holgura de la banda (plg.)�
�
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= ancho de la banda (plg.) � � �3.��C�LCULO DEL ANCHO PLANO DE LA BANDA (material).�
�El ancho plano de la banda es donde se ubicar� el material al ser
transportado.� � � �Siendo: = ancho de la banda (plg.)� �4.��C�LCULO DEL �REA DEL MATERIAL A TRANSPORTAR.� � � �Siendo: = �rea del material (m2)�
�
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= altura del material (m)�
= base del material (m)� �5.��C�LCULO DE LA CINTA COMPLETAMENTE CARGADA.� � � �Siendo: = cinta completamente cargada (m3)�
= largo de la cinta (m)�
= �rea del material (m2)� � � �
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� � � � �6.��C�LCULO DE LA VELOCIDAD NECESARIA.� �
Para el c�lculo de la velocidad necesaria, deberemos tener el dato de la capacidad volum�trica de nuestra cinta transportadora. Dato que por lo dem�s siempre es conocido ya que es la cantidad de material a descargar por hora.
� �Primero calcularemos la velocidad en n�mero de veces que la
cinta deba ser llenada o cargada.� �
� �Siendo: = n�mero de veces que la cinta debe ser� cargada por hora.� = capacidad (m3)�
= volumen total (m3)� � �
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Ahora se calcular� la velocidad en m/h.� �
� �Siendo: � = velocidad (m/h)�
= n�mero de veces que la cinta debe ser� cargada por hora.� = largo de la cinta (m)� � Para efectos de c�lculo la velocidad deber� ser trabajada en m/s, por lo tanto se realizar� la conversi�n necesaria.
� �7.��C�LCULO DEL PESO A TRANSPORTAR.� �
El c�lculo del peso a transportar nos permitir��obtener la capacidad que deber� transportar nuestra cinta en
toneladas/hora.� ��
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� �Siendo: � = peso a transportar (ton/h)�
= peso espec�fico material (Kg/m3)�
= capacidad volum�trica cinta por hora (m3/h)�
= coeficiente correcci�n de concavidad y� sobrecarga.� = coeficiente correcci�n de inclinaci�n.� � Para el coeficiente Z , es posible obtener su valor mediante
el conocimiento del �ngulo de sobrecarga din�mica del material a
transportar.�
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En cuanto al coeficiente Z2, su nombre claramente lo indica
siendo �ste, el valor angular de inclinaci�n de la cinta
transportadora.� � Ambos valores Z1 y Z2, pueden ser extra�dos del texto
�PIRELLI, manual para la construcci�n de cintas transportadoras�. � � � � �8.��DEFINICI�N Y SELECCI�N DE POLINES.� � �a)��Polines de carga: el pol�n de carga de mayor�utilizaci�n es el de tres rodillos de un mismo largo, con una
inclinaci�n de rodillos usualmente de 20�, 35�, o 45�. Al mismo
tiempo, los polines de 20� son los m�s utilizados en la mayor�a de
los casos, con los polines de 35� y 45�, usualmente son utilizados
s�lo con granos y materiales livianos. Sin embargo, m�s
recientemente los polines de �ngulos mayores, especialmente los de
35�, est�n siendo utilizados con mayor frecuencia en diferentes
aplicaciones dentro de las industrias. Las dos principales razones
para el uso de los polines de �ngulos mayores (35� y 45�) son para
obtener una mayor capacidad de transporte y mayor control sobre el
derrame de material, especialmente en inclinaciones. Generalmente
en la construcci�n de cintas transportadoras se selecciona el polin
de menor �ngulo debido a que se proporciona mayor manejo sobre el
material con un m�nimo control de derrame de �ste. � �La siguiente figura muestra un polin de carga est�ndar, que permite
la selecci�n de �ste conociendo sus dimensiones, sin duda alguna la
selecci�n del pol�n deseado se podr� realizar con cualquier
cat�logo de polines que entregue los datos t�cnicos necesarios para
ello. � � � �
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� � � �
� �b) Polines de impacto: los polines de impacto se encuentran en
variados modelos, y su dise�o est� adaptado para el impacto que se
produce en la recepci�n del material, su �ngulo de inclinaci�n
ser� el mismo del polin de carga, permitiendo una uniformidad en el
transporte.� La siguiente figura muestra al igual que la anterior los datos
t�cnicos necesarios para la selecci�n del polin de impacto.�
� �
��
ANCHO CORREA�MODELO �
� �A� �B� �C� �D� �G� �H� �
PESO�(KG)�
DI�METRO RODILLO
��
ANCHO CORREA�MODELO �
� �A� �B� �C� �F� �G� �H� �
PESO�(KG)�
DI�METRO RODILLO
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�c) Polines de retorno: los polines de retorno como su nombre lo
indica, permiten el retorno de la banda mediante el apoyo de �sta.� � La siguiente figura muestra al igual que las anteriores los
datos t�cnicos necesarios para la selecci�n del polin de retorno.�
�����
� �9.��C�LCULO DE LA DISTANCIA ENTRE POLINES.� �
Para la determinaci�n de la distancia entre polines, se
utilizar� la siguiente tabla la cual nos entrega el espacio
recomendado entre polines de:� �
�
��
ANCHO CORREA�MODELO �
A� �C� �D� �G� �PESO�(KG)�
DI�METRO RODILLO
ESPACIO SUGERIDO DE RODILLOS DE CARGA Y DE RETORNO
ANCHO DE
BANDA PLG.��
RODILLOS DE
RETORNO 35� 50� 75� 100� 125� 150� �14�18�24�30�36�42�
�51/2�51/2�5�5�5�
41/2� �5�5�
41/2�41/2�41/2�41/2�
�5�5�
41/2�41/2�4�4�
�5�5�4�4�4�
31/2� �
41/2�41/2�4�4�
31/2�31/2�
�41/2�41/2�4�4�
31/2�3�
�10�10�10�10�10�10�
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FUENTE: EUZKADI� � Cabe destacar que la distancia sugerida entre rodillos puede
variar dependiendo del criterio del dise�ador. � � � �10.���������DETERMINACI�N DE LA ALTURA A TRANSPORTAR EL MATERIAL.� �
Para la determinaci�n de la altura, dato necesario�para el c�lculo de la potencia motriz, s�lo deberemos aplicar
trigonometr�a b�sica, siendo el resultado de �sta el valor a
utilizar.� � Para aquellos casos en que la cinta tenga una inclinaci�n de
0� o inferior, �ste valor deber� ser omitido. � � � �11.���������C�LCULO DE LA POTENCIA EN EL TAMBOR MOTRIZ.� �
� �Siendo: � = potencia tambor motriz. (Kw)�
�
42�48�54�60�72�
41/2�41/2�41/2�4�4�
41/2�4�4�4�
31/2�4�4�
31/2�31/2�31/2�
31/2�31/2�31/2�3�3�
�31/2�31/2�3�3�3� �
3�3�3�3�
21/2� �
10�9 a 10�9 a 10�9 a 10�9 a 10�
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= factor en funci�n del largo de cinta.�
= factor de rozamiento.� L= largo de la cinta.(m)� = peso de la banda.(Kg/m)�
= peso de los polines de carga.(Kg/m)�
= peso de los polines de retorno.(Kg/m)�
= peso da transportar.(Tons/h)�
= velocidad.(m/s)�
�
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= altura a transportar el material.(m)�
= recargo.(Kw)� � Los factores C4 y pueden ser extra�dos del cat�logo
�TRANSILON, bandas transportadoras y para procesamientos�. � �12.���������C�LCULO DE LA POTENCIA MOTRIZ NECESARIA.� ��
Siendo: � � = potencia motriz necesaria. (Kw)�
= potencia tambor motriz. (Kw)�
�
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= rendimiento (89% = 0.89).� �
Con el c�lculo de la potencia motriz necesaria podemos realizar la selecci�n de nuestro motor mediante cat�logo. 13.���������C�LCULO DE LA POTENCIA EFECTIVA.
El c�lculo realizado anteriormente, (potencia motriz necesaria), nos permiti� realizar la selecci�n del motor que vamos a utilizar, �ste motor nos entregar� una potencia diferente a la obtenida por c�lculo (generalmente mayor), por esto se debemos calcular la potencia efectiva de �ste motor dada por la siguiente f�rmula.
��
Siendo: � � = potencia efectiva. (Kw)�
= potencia entregada por el motor. (Kw)�
= rendimiento (89% = 0.89).� �
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� �14.���������C�LCULO DE LA FUERZA PERIF�RICA EN EL TAMBOR.� �
�Siendo: � � = fuerza perif�rica en el tambor. (N)�
= potencia efectiva. (Kw)�
= velocidad. (m/s)� �15.���������C�LCULO DE LA TENSI�N M�XIMA EN LA BANDA.� ��
�Siendo: �
�
������.����� ���� �������������������� ���
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= tensi�n m�xima en la banda. (N)�
= fuerza perif�rica en el tambor. (N)�
= factor en funci�n del �ngulo de� abrazamiento, y tipo de tambor. � ��
�Siendo: � = factor en funci�n del tipo de correa.�
= tensi�n m�xima en la banda. (N)�
�
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= ancho de la banda. (mm)� �
Para �ste c�lculo debe cumplirse que � �Los factores C1 y C2 pueden ser extra�dos del cat�logo �TRANSILON,
bandas transportadoras y para procesamientos�.� � � �16.���������DETERMINACI�N DE LA DISTANCIA DE TRANSICI�N.� � � � � � � �17.���������C�LCULO DEL DI�METRO M�NIMO DEL TAMBOR DE ACCIONAMIENTO.� � � � �Siendo: � = di�metro m�nimo del tambor. (mm)�
�
������/����� ���� �������������������� ���
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= potencia efectiva. (Kw)�
= velocidad. (m/s)�
= �ngulo de abrazamiento. (�)�
= ancho de la banda. (mm)� � el resultado obtenido por c�lculo puede ser comparado con los
di�metros recomendados en diferentes cat�logos de cintas, que
seg�n las especificaciones antes obtenidas permiten una selecci�n
con mayor rapidez, lo ideal es que ambos datos (cat�logo y
calculado), se aproximen en su valor.� � �18.��������� C�LCULO DEL N�MERO DE REVOLUCIONES DEL TAMBOR DE
ACCIONAMIENTO.� � � �Siendo: �
������0����� ���� �������������������� ���
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Siendo: � = revoluciones del tambor de � accionamiento. (1/min)� = velocidad. (m/s)�
= di�metro tambor seleccionado. (mm)�19.���������C�LCULO DE LA RELACI�N DE REDUCCI�N.� � �
� �Siendo: � = relaci�n de reducci�n.�
= revoluciones por minuto de entrada.
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(1/min)�= revoluciones por minuto de salida.
(1/min)� � �20.���������C�LCULO DEL TORQUE EN EL EJE DEL TAMBOR MOTRIZ.� ��
�Siendo: � = torque en el eje del tambor motriz. (Kp*m)�
= potencia. (HP)�
= revoluciones por minuto de salida. (rpm)� �
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Con los datos de relaci�n de reducci�n ( ), y torque en el eje
del tambor motriz ( ), podemos realizar la selecci�n del
motorreductor que m�s se acerque a las especificaciones calculadas.� � � � �21.���������C�LCULO DEL DI�METRO DEL EJE DEL TAMBOR MOTRIZ.� � ��
�Siendo: � = momento de inercia. (cm4)�
= momento torsor. (Kg/cm)�
= longitud eje. (cm)�
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= longitud eje. (cm)�
= �ngulo de torsi�n permisible. (rad)�
= modulo de elasticidad del acero. (Kg/cm2)� � Para obtener el di�metro del eje debemos recordar que para el
c�lculo del momento de inercia podemos utilizar diferentes
f�rmulas, es as� como el di�metro estar� dado por la siguiente
ecuaci�n:� �
� �Por despeje tenemos que el di�metro ser� igual a: �
� � �Siendo: � di�metro del eje. (cm)�
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�
= momento de inercia obtenido en la f�rmula anterior.
(cm4)�22.���������C�LCULO DE LA SUJECI�N DEL MOTOR.� � �
mediante despeje tenemos:� �
� �Siendo: � = momento. (Kp*m)�
= potencia. (HP)�
= revoluciones por minuto de salida. (rpm)�
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= revoluciones por minuto de salida. (rpm)� �
�
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