HISTORIA 

El transporte de material mediante cintas transportadoras, data de aproximadamente el año 1795. La mayoría de estas tempranas instalaciones se realizaban sobre terrenos relativamente plano, así como en cortas distancias.

El primer sistema de cinta

transportadora era muy primitivo y

consistía en leather, canvas, or rubber

belt traveling over a flat or troughed

wooden bed. Este tipo de sistema no fue

calificado como exitoso, pero provoco

incentivar a los ingenieros para

considerar  los transportadores como un

rápido, económico  y seguro método para

mover grandes volúmenes  de material de

una locación a otra.

Durante los años �20, la instalación de la compaña H.

C. Frick, demuestra que los transportadores de cinta pueden

trabajar sin ningún problema en largas distancias. esta

instalación se realizó bajo tierra, desde una mina

recorriendo casi 8 kilómetros. La cinta transportadora

consistía de múltiples pliegues de algodón de pato con

cubierta de goma natural, que eran los únicos materiales

utilizados en esos tiempos para su fabricación. Although

outmoded by today's standards, los sistemas de manejo de

estos materiales son seleccionados de preferencia para

trabajo pesado, lo cual permite realizar una mejor elección.

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 sintéticos que reemplazaran a los naturales. La

ventaja básica de los transportadores de cinta sobre otros

tipos de transporte (como lo son camiones, trenes, transporte

aéreo, 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 método utilizado para el transporte de material.

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, esta puede

descargar más de 100 toneladas

métricas por minuto de material,

esto quiere decir 1000Kg/m3 de

material.

ADAPTACION 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 sintéticos y/o miembros reforzados de acero, un tramo del transportador puede extenderse por millas de terreno con curvas horizontales y verticales sin ningún problema.

UNA CAMA DE CAMINO

El sistema de transportadores de cintas opera en su propia cama de rodillos, los cuales requieren un minimo de atención. Su reparación o reemplazo, es simple y fácil, y el costo de su mantención rutinaria es mínimo.

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 diseño estructural simple

que permita atravesar terrenos escabrosos o pendientes muy

pronunciadas. La estructura del transportador requiere una

pequeña excavación, permitiendo el afianzamiento a tierra de

�esta, de la forma que se estime como la más conveniente.

Debido a que la estructura es compacta, requiere un mínimo de

protección.

 

MUL

TIPLES COMPUERTAS Y PUNTOS DE DESCARGA 

Estas características son

importantes en la minera o en

excavaciones, en donde dos o más

operaciones de cavado pueden

dirigirse a un mismo punto central

de carga. En el final de la

descarga, el material puede ser

disperso en diversas direcciones

desde la línea principal. El

material también puede ser

descargado en cualquier punto a lo

largo del transportador mediante

la maquinaria complementaria para

ste efecto.�

 

 EXTENSI N Y MOVILIDAD�

 Las líneas

modulares de los

transportadoras de

cintas, pueden ser

extendidos,

acortados o

reubicados con un

mínimo de trabajo 

y tiempo.

CONTROL

 

 

El diseño propio de los

sistemas de transportadores,

ha requerido reducir el

control a botones de

accionamiento en los

diferentes tramos del

transportador, y que además

pueden ser controlados desde estaciones permanentes de

control.

 

 

FUNDAMENTOS DEL DISEÑO DE CINTAS.

 

 

INTRODUCCI N�

 

Muchos ingenieros y diferentes usuarios de los

transportadores de cinta, están familiarizados con la teoría

y los fundamentos de la transmisión por correa. Un análisis

de los aspectos generales de los transportadores de cintas,

permite determinar que la transmisión por correa provee de

una base para el diseño de los transportadores de cintas y

elevadores de cintas. En ambos transportadores la transmisión

por correa, es transmitida por fricción entre la cinta y los

tambores o poleas de accionamiento. Ciertamente otros

elementos del diseño, que también colaboran con el sistema de

transmisión, son determinantes tanto en la potencia de la

transmisión como en la cantidad de material transportado. La

similitud entre ambos casos permite analizar y discutir si

los fundamentos  del diseño de cintas están restringidos

específicamente tanto a los transportadores como elevadores.

 

DEFINICIONES

 

 

�      Tensión en una correa es una fuerza actuando a lo

largo de la cinta, tendiendo a elongarla. La tensión de la

correa es medida en Newton. Cuando una tensión es referida a

una nica sección de la cinta, es conocida como una tensión�

unitaria y es medida en Kilonewtons por metro (kN/m).

 

 

�      Torque es el resultado de una fuerza que produce

rotación alrededor de un eje. El torque es el producto de una

fuerza (o tensión) y de la extensión del brazo que se está�

utilizando y es expresado en Newton por metro (N*m).

 

 

�      Energía y trabajo están 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 energía es la capacidad de ejecutar

un trabajo. Cada uno es expresado en Joule, en el que un

Joule equivale a un Newton-metro. La energía de un cuerpo en

movimiento es medida en Joule.

�      La potencia es la relación entre la realización

de un trabajo o transmisión de energía. La unidad mecánica 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 medición 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

B, la correa requiere potencia que es proporcionada por un

tambor motriz o una polea de conducción.  El torque del motor

transforma en fuerza tangencial, llamada también tensión

efectiva, a la superficie de la polea de conducción. este es�

el tirón o tensión requerida por la correa para mover el� �

material de A a B, y es la suma de lo siguiente:

 

�      La tensión debe vencer la fricción de la correa y

de los componentes en contacto con ella.

�      La tensión debe vencer la fricción de la carga, y

�      La tensión debe aumentar o disminuir debido a los

cambios de elevación.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)     FLEXIBILIDAD.

 

Las figuras a y b, ilustran que la correa debe ser

diseñada  con una suficiente flexibilidad transversal en la

zona de carga propiamente tal.

Para una cinta transportadora vaca, 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 daño 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 diseño de la cinta indica restricciones de

carga, estos deben ser respetados y�   chequeados, mediante

sistemas que que eviten la sobrecarga, como lo será una

carcasa protectora. Para cada material a transportar, existen

valores referenciales establecidos de carga, as como métodos�

para el cálculo de estos.�

 

 

 

Figure a) Cinta tiesa, trabajo inapropiado.        

Figure b) Cinta flexible, trabajo apropiado.

 

 

 

c)     OTRAS CONSIDERACIONES.

 

La mayoría de los transportadores son relativamente

simples en diseño y bajos en tensión. Sin embargo, como los

transportadores han pasado a ser más extensos, más complejos

y  han aumentado su tensión, la investigación se torna

primordial para poder obtener ventajas industriales, y esta�

generalmente se realiza en uno o más de los siguientes

puntos:

 

1. Aceleración y roturas, problemas de tensión.

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. Múltiples perfiles de los transportadores.

8. Graduar el espacio entre polines.

 

DEFINICI N Y CLASIFICACI N DE LOS ELEMENTOS DE CINTAS� �

TRANSPORTADORAS.

 

     Transportador es un elemento o maquinaria de

carácter preferentemente electromecánico, destinado a

trasladar productos o materias primas entre dos o más 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 minera, construcción, industria

alimenticia, industria motriz entre otros.

 

�      Tipos de transportadores.

 

Existen variados tipos de transportadores, y una

Variación de los mismos, pero los principales que

podemos nombrar son:

 

�        Cinta transportadora.

�        Elevador de capachos.

�        Tornillo helicoidal.

 

 

 

Figura esquemática de los componentes de una cinta

transportadora.

 Componentes de una cinta transportadora

 

 

Definición de componentes pertenecientes a las cintas

transportadoras:

 

a)     Estructura soportante: la estructura soportante

de una cinta transportadora está 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 sólida.

 

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 estos equipos, tendrá una gran� �

variedad de características, y su elección depender en gran�

parte del material a transportar, velocidad, esfuerzo o

tensión a la que sea sometida, capacidad de carga a

transportar, etc.

 

�        Polines: generalmente los transportadores que

poseen estos elementos incorporados a su estructura básica�

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 eléctrico, variando sus

características según la exigencia a la cual sea sometido.

Además del motor, las poleas, los engranajes, el motor

reductor, son otros de los elementos que componen el sistema

motriz.

 

c)     Elementos tensores: es el elemento que permitir�

mantener la tensión en la correa o banda, asegurando el buen

funcionamiento del sistema.

 

d)      Tambor motriz y de retorno: la función de los

tambores es funcionar como poleas, las que se ubicaran en el

comienzo y fin de la cinta transportadora, para su selección

se tomaron 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), esta 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.)

          = 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)�

            = 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)�

 

 

6.  C LCULO DE LA VELOCIDAD NECESARIA.�

 

Para el cálculo de la velocidad necesaria, deberemos

tener el dato de la capacidad volumétrica de nuestra cinta

transportadora. Dato que por lo demás siempre es conocido ya

que es la cantidad de material a descargar por hora.

 

 

Primero calcularemos la velocidad en número de veces que

la cinta deba ser llenada o cargada.

 

 

Siendo:     = número de veces que la cinta debe ser

                   Cargada por hora.

            = capacidad (m3)

            = volumen total (m3)

 

     Ahora se calcular la velocidad en m/h.�

 

 

Siendo:   

            = velocidad (m/h)

            = número de veces que la cinta debe ser

                   Cargada por hora.

            = largo de la cinta (m)

 

     Para efectos de cálculo la velocidad deber ser�

trabajada en m/s, por lo tanto se realizar la conversión�

necesaria.

 

 

7.  C LCULO DEL PESO A TRANSPORTAR.�

 

El cálculo del peso a transportar nos permitir�

Obtener la capacidad que deber transportar nuestra�

cinta en toneladas/hora.

 

 

Siendo:   

            = peso a transportar (ton/h)

            = peso específico material (Kg/m3)

            = capacidad volumétrica cinta por hora

(m3/h)

            = coeficiente corrección de concavidad y

               Sobrecarga.

            = coeficiente corrección de inclinación.

        

     Para el coeficiente Z1, es posible obtener su valor

mediante el conocimiento del ángulo de sobrecarga dinámica�

del material a transportar.

     En cuanto al coeficiente Z2, su nombre claramente

lo indica siendo este, el valor angular de inclinación de la�

cinta transportadora.

 

     Ambos valores Z1 y Z2, pueden ser extraídos del

texto PIRELLI, manual para la construcción de cintas�

transportadoras .�  

 

 

8.  DEFINICI N Y SELECCI N DE POLINES.� �

 

 

a)  Polines de carga: el polín de carga de mayor

Utilización es el de tres rodillos de un mismo largo,

con una inclinación de rodillos usualmente de 20 , 35 , o� �

45 . Al mismo tiempo, los polines de 20 son los más� �

utilizados en la mayoría de los casos, con los polines de 35�

y 45 , usualmente son utilizados solo con granos y materiales�

livianos. Sin embargo, más recientemente los polines de

ángulos mayores, especialmente los de 35 , están siendo� �

utilizados con mayor frecuencia en diferentes aplicaciones

dentro de las industrias. Las dos principales razones para el

uso de los polines de ángulos 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 construcción de cintas transportadoras se

selecciona el polín de menor ángulo debido a que se�

proporciona mayor manejo sobre el material con un mínimo

control de derrame de este.

    

La siguiente figura muestra un polín de carga estándar,

que permite la selección de este conociendo sus dimensiones,�

sin duda alguna la selección del polín deseado se podrá�

realizar con cualquier catálogo de polines que entregue los

datos técnicos necesarios para ello.

 

 

 

 

 

 

  

AN

CHO

CORREA

MODELO

A B C D G H P

ESO

(

KG)

DI MET�

RO RODILLO

 

 

b) Polines de impacto: los polines de impacto se

encuentran en variados modelos, y su diseño está adaptado�

para el impacto que se produce en la recepción del material,

su ángulo de inclinación ser el mismo del polín de carga,� �

permitiendo una uniformidad en el transporte.

     La siguiente figura muestra al igual que la

anterior los datos técnicos necesarios para la selección del

polín de impacto.

 

AN

CHO

CORREA

MODELO

A B C F G H P

ESO

(

KG)

DI MET�

RO RODILLO

 

c) Polines de retorno: los polines de retorno como su

nombre lo indica, permiten el retorno de la banda mediante el

apoyo de esta.

 

     La siguiente figura muestra al igual que las

anteriores los datos técnicos necesarios para la selección

del polín de retorno.

 

 

AN

CHO

CORREA

MODELO

A C D G P

ESO

(

KG)

DI METR�

O RODILLO

  

 

9.  C LCULO DE LA DISTANCIA ENTRE POLINES.�

 

Para la determinación de la distancia entre polines,

se utilizar la siguiente tabla la cual nos entrega el�

espacio recomendado entre polines de:

 

ESPACIO SUGERIDO DE RODILLOS DE CARGA Y DE

RETORNO

ANC

HO DE

BANDA

PLG.

PESO DEL MATERIAL EN

LB/PIE3

RODI

LLOS DE

RETORNO3

5

5

0

7

5

1

00

1

25

1

50

14

18

24

30

36

42

48

54

60

72

5

1/2

5

1/2

5

5

5

4

1/2

4

1/2

4

1/2

4

4

5

5

4

1/2

4

1/2

4

1/2

4

1/2

4

4

4

3

1/2

5

5

4

1/2

4

1/2

4

4

4

3

1/2

3

1/2

3

1/2

5

5

4

4

4

3

1/2

3

1/2

3

1/2

3

3

4

1/2

4

1/2

4

4

3

1/2

3

1/2

3

1/2

3

3

3

4

1/2

4

1/2

4

4

3

1/2

3

3

3

3

2

1/2

10

10

10

10

10

10

9 a

10

9 a

10

9 a

10

9 a

10

FUENTE: EUZKADI

 

     Cabe destacar que la distancia sugerida entre

rodillos puede variar dependiendo del criterio del diseñador.

 

 

 

10. DETERMINACION DE LA ALTURA A TRANSPORTAR EL

MATERIAL.

 

Para la determinación de la altura, dato necesario

Para el cálculo de la potencia motriz, solo deberemos

aplicar trigonometría básica, siendo el resultado de esta el�

valor a utilizar.

 

     Para aquellos casos en que la cinta tenga una

inclinación de 0 o inferior, este valor deber ser omitido.� � �

 

 

 

11. CALCULO DE LA POTENCIA EN EL TAMBOR MOTRIZ.

 

 

Siendo:   

            = potencia tambor motriz. (KW)

  = factor en función 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. (Ton/h)

            = velocidad. (m/s)

            = altura a transportar el material. (m)

            = recargo. (KW)

 

Los factores C4 y   pueden ser extraídos del catálogo

TRANSILON, bandas transportadoras y para�

procesamientos .�        

 

12.         C LCULO DE LA POTENCIA MOTRIZ NECESARIA.�

 

Siendo:   

 

            = potencia motriz necesaria. (KW)

  = potencia tambor motriz. (KW)

           = rendimiento (89% = 0.89).

          

Con el cálculo de la potencia motriz necesaria podemos

realizar la selección de nuestro motor mediante catálogo.

13. CALCULO DE LA POTENCIA EFECTIVA.

 

El cálculo realizado anteriormente, (potencia motriz

Necesaria), nos permitió realizar la selección del�

motor que vamos a utilizar, este motor nos entregar una� �

potencia diferente a la obtenida por cálculo (generalmente

mayor), por esto se debemos calcular la potencia efectiva de

este motor dada por la siguiente fórmula.�

 

Siendo:   

 

             = potencia efectiva. (KW)

  = potencia entregada por el motor. (KW)

           = rendimiento (89% = 0.89).

 

 

14.CALCULO DE LA FUERZA PERIF RICA EN EL TAMBOR.�

 

 

Siendo:   

 

             = fuerza perif rica en el tambor. (N)�

  = potencia efectiva. (Kw)

           = velocidad. (m/s)

 

15. CALCULO DE LA TENSI N M XIMA EN LA BANDA.� �

 

 

Siendo:   

             = tensión máxima en la banda. (N)

             = fuerza periférica en el tambor. (N)

  = factor en función del ángulo de�

     Abrazamiento, y tipo de tambor. 

   

 

Siendo:   

             = factor en función del tipo de correa.

             = tensión máxima en la banda. (N)

  = ancho de la banda. (mm)

 

Para este cálculo debe cumplirse que�  

 

Los factores C1 y C2 pueden ser extraídos del catálogo

TRANSILON, bandas transportadoras y para procesamientos .� �

          

 

 

16.DETERMINACION DE LA DISTANCIA DE TRANSICI N.�

 

 

 

 

 

 

 

17. CALCULO DEL DI METRO M NIMO DEL TAMBOR DE� �

ACCIONAMIENTO.

 

 

               

 

Siendo:   

             = diámetro mínimo del tambor. (mm)

             = potencia efectiva. (KW)

   = velocidad. (m/s)

   = ángulo de abrazamiento. ( )� �

  = ancho de la banda. (mm)

 

     El resultado obtenido por cálculo puede ser

comparado con los diámetros recomendados en diferentes

catálogos de cintas, que según las especificaciones antes

obtenidas permiten una selección con mayor rapidez, lo ideal

es que ambos datos (catálogo y calculado), se aproximen en su

valor.

 

 

18.CALCULO DEL N MERO DE REVOLUCIONES DEL TAMBOR DE�

ACCIONAMIENTO.

 

                 

 

Siendo:   

             = revoluciones del tambor de

                accionamiento. (1/min)

              = velocidad. (m/s)

              = di metro tambor seleccionado. (mm)�

19. CALCULO DE LA RELACI N DE REDUCCI N.� �

 

 

 

Siendo:   

             = relación de reducción.

= revoluciones por minuto de     entrada.

(1/min)

= revoluciones por minuto de       salida.

(1/min)

 

 

20. CALCULO 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)

 

     Con los datos de relación de reducción ( ), y

torque en el eje del tambor motriz ( ), podemos realizar la

selección del motor reductor que más se acerque a las

especificaciones calculadas.

 

 

 

 

21. CALCULO DEL DI METRO DEL EJE DEL TAMBOR MOTRIZ.�

 

 

 

Siendo:   

             = momento de inercia. (cm4)

= momento torsor. (Kg/cm)

= longitud eje. (cm)

= ángulo de torsión permisible. (Rad)�

= módulo de elasticidad del acero. (Kg/cm2)

 

     Para obtener el diámetro del eje debemos recordar

que para el cálculo del momento de inercia podemos utilizar

diferentes fórmulas, es as como el diámetro estar dado por� �

la siguiente ecuación:

 

    

 

Por despeje tenemos que el diámetro ser igual a:�

 

 

 

Siendo:   

             Diámetro del eje. (cm)

= momento de inercia obtenido en la fórmula 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)