Cálculo y diseño de un elevador de cangilones de 40 toneladas/hora.

Blasco Brumos, Rubén
Canalís Martínez, Paula (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2024
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Ingeniería Mecánica

Graduado en Ingeniería Mecánica

Resumen: En este trabajo se estudia el funcionamiento, los componentes y el mantenimiento que hay que realizar en un elevador de cangilones. Por otro lado, se calculan, diseñan o seleccionan los distintos componentes de un elevador para una aplicación concreta, que es elevar 40 T/h de arcilla seca hasta una altura de 20 metros. En primer lugar, se elige el tipo de tambores a utilizar, se calcula el diámetro de manera que la descarga del material se realice de forma centrífuga en el punto más alto del tambor motriz, y se calcula la trayectoria que seguirá el material hasta el conducto de descarga. A continuación, se elige un tipo de cangilón adecuado para esta aplicación, y se determina el volumen y el número de cangilones necesario. Tras esto, se calcula la fuerza que se necesita que haga el tambor motriz para elevar la carga, se selecciona un modelo de banda con la resistencia suficiente y se determinan sus dimensiones teniendo en cuenta el tamaño de los cangilones y el tipo de empalme a realizar para unir los extremos de la banda. También se seleccionan los tornillos para la fijación de los cangilones a la banda. Después de esto, se pasa al cálculo y diseño del sistema de accionamiento que permite transmitir la potencia al tambor motriz. Se selecciona un motor que cumpla los requisitos necesarios, verificando además el tiempo de arranque, se diseña el reductor y se selecciona un acoplamiento elástico que una los ejes del reductor y del tambor motriz. Una parte amplia del trabajo se centra en el cálculo y diseño del reductor (engranajes, ejes y rodamientos). De esta forma, se calcula la relación de transmisión necesaria con el motor seleccionado, se elige el tipo de reductor más adecuado (tipo de engranajes, número de etapas y relación de transmisión de cada etapa), se elige el tamaño y características geométricas de los engranajes, y a partir de esto, se determina el material de los engranajes para que no fallen a flexión ni a desgaste. Tras esto se determina el material y diámetro de los ejes realizando tanto el cálculo estático como el cálculo a fatiga, se seleccionan los rodamientos adecuados según las cargas que van a tener que soportar, y se comprueba el material de las chavetas. Además, se explican los tipos de sistemas para tensar la banda, se elige uno de ellos y se calcula la tensión mínima que hay que aplicar para evitar el deslizamiento de la banda con el tambor. Una vez establecido el sistema de tensión de la banda, se calcula el diámetro y el material de los ejes de los tambores, realizando la comprobación a fatiga, y se seleccionan sus rodamientos y soportes de rodamiento. Por último, se hace una breve explicación de los tipos de frenos antirretorno y se selecciona uno de ellos para evitar el giro de la banda en sentido contrario al de elevación en caso de parada del equipo y evitar la consiguiente caída del material que llevan los cangilones al fondo del elevador. Por su parte, para el estudio del mantenimiento se realiza un AMFE que permite identificar los fallos de mayor importancia y las revisiones y tareas a realizar para evitarlos.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado