Universidad José Carlos Mariátegui
Ing. Mecánica Eléctrica
DISEÑO DE FAJA TRANSPORTADORA
2. CARACTERISTICAS DEL MATERIAL
TIPO DE MATERIAL
: TRIGO
 Peso Específico (𝜸)
: 45 – 48 lb/𝑝𝑖𝑒 3
(CEMA tabla 3-3, anexo 01)
 Código
: C25N
(CEMA tabla 3-3, anexo 01)

C = Granula hasta de ½”

2 = Fluidez buena.
Angulo de reposo

(CEMA tabla 3-2, anexo 02)
: 20° 𝑎 29°
5 = No abrasivo
(CEMA tabla 3-2, anexo 02)
(CEMA tabla 3-2, anexo 02)
 Característica variable
: polvo explosivo
(CEMA tabla 3-3, anexo 02)
 Angulo de Sobrecarga (α)
: 20°
(CEMA tabla 3-1, anexo 03)
3. CAPACIDAD DE TRANSPORTE.
3.1. CAPACIDAD
80 𝑡𝑛⁄ℎ𝑟 (Toneladas largas/ hora) Dato.
3.2. HORAS DE OPERACIÓN
La faja transportadora será operada por 15 horas por día
3.3. TEMPERATURA AMBIENTE
Temperatura ambiente de 22°𝐶
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4. CONDICIONES DE DISEÑO
4.1. SISTEMA DE ALIMENTACION
La carga será alimentada a través de un chute de descarga, con nervios espaciados
adecuadamente a fin de que puedan amortiguar el golpe del material al caer a la
faja.
4.2. SISTEMA DE CALIFICACION
El sistema de clasificación será a través de una zaranda, que permita seleccionar la
carga fina de la gruesa, a fin de que la carga fina llegue primero a la faja y le sirve de
cama al material grueso.
4.3. ANCHO DE FAJA
El ancho de faja a utilizar será de 18 pulgadas
4.4. VELOCIDAD DE FAJA
La velocidad será de 500 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛. (por encontrar nuestro material en la tabla 4-1
del CEMA.)
5. CALCULOS
5.1. SELECCIÓN DE LA VELOCIDAD DE LA FAJA
La tabla 4-1 del CEMA (ver anexo 04), nos recomienda una velocidad máxima para un
ancho de faja. En mi caso el material que debo transportar es arcilla calcinada.
b
:
ancho de faja
:
18 pulg.
𝑉𝐹
:
Velocidad de faja asumida
:
500 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
5.2. CALCULOS DE LA CAPACIDAD REQUERIDA
Convertir 80 𝑇𝑛⁄ℎ𝑟. A toneladas cortas/hora (𝑡𝑛⁄ℎ𝑟)
𝑇𝑛
𝑄1 = 80 ℎ𝑟 (
1.12 𝑡𝑛𝑐
1 𝑇𝑛
)
𝑡𝑛
𝑄1 = 89.6 ℎ𝑟
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Conversión a 𝒑𝒊𝒆𝟑 ⁄𝒎𝒊𝒏
𝑄 ′1 = 89.6

𝑡𝑛
ℎ𝑟
2000 𝑙𝑏
(1 𝑡𝑛∗ 𝜸
1 ℎ𝑟
𝒎𝒂𝒕
) (60 𝑚𝑖𝑛) = 89.6
𝑡𝑛
ℎ𝑟
2000 𝑙𝑏
1 ℎ𝑟
(1 𝑡𝑛∗ 45) (60 𝑚𝑖𝑛)
𝜸𝒎𝒂𝒕 : peso específico del material 45 lb/𝑝𝑖𝑒 3
𝑸′ 𝟏 = 66.37 𝒑𝒊𝒆𝟑 ⁄𝒎𝒊𝒏
5.3. CACLULOS DE LA CAPACIDAD EQUIVALENTE
Reducción del tonelaje requerido a la base 100 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛. Para entrar a las tablas 4-3
y 4-4 (anexo 05)
100 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛 2000
𝑄 ′ 𝑒𝑞 = 𝑄1 (
)(
)
𝑉𝐹
𝜸𝒎𝒂𝒕


𝑉𝐹
𝜸𝒎𝒂𝒕
= 500 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
= 45 lb/𝑝𝑖𝑒 3

𝑄1
= 89.6 ℎ𝑟
(ver 5.1)
(ver 5.2)
𝑡𝑛
𝑄 ′ 𝑒𝑞 = 89.6
(ver 5.2)
𝑡𝑛
100 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
2000
∗(
)(
)
ℎ𝑟
500 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛 45 lb/𝑝𝑖𝑒 3
𝑸′ 𝒆𝒒 = 𝟕𝟗𝟔. 𝟒𝟒
𝒑𝒊𝒆𝟑
𝒉𝒓
para una velocidad de 100 ppm.
Conversión a 𝒑𝒊𝒆𝟑 ⁄𝒎𝒊𝒏
𝑄′
𝑒𝑞
𝑄 ′′ 𝑒𝑞 = (𝟔𝟎 𝒎𝒊𝒏
)
𝑄 ′′ 𝑒𝑞 =
796.44
60 𝑚𝑖𝑛
𝒑𝒊𝒆𝟑
𝑸′′ 𝒆𝒒 = 13.27 𝒎𝒊𝒏 para una velocidad de 100 ppm.
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5.4. SELECCIÓN DEL ANCHO DE FAJA Y EL ANGULO DE ABARQUILLAMIENTO
Abarquillamiento.
Datos:




Angulo de sobrecarga
Angulo de abarquillamiento
Ancho de faja
Distancia del extremo de
Carga al extremo de faja
α : 10°
β : 35°
b: 18 in
(ver 2)
(ver tabla 4-3, anexo 06)
(ver 5.1)
c: 0.055b + 0.9 = 1.89 in (ver tabla 4-3, anexo 06)
5.5. TENTANTIVAS
5.5.1. PRIMERA TENTATIVA
Datos:



α
β
𝑸′′ 𝒆𝒒.


: 10°
: 35°
: 1066 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄ℎ𝑟
(ver 2)
(ver 5.4)
(ver tabla 4-3, anexo 06)
𝑄 ′′ 𝑒𝑞
: 796.44 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄ℎ𝑟
(ver 5.3)
𝑏
: 18 pulgadas
(ver tabla 4-3, anexo 06)
Verificar:
𝑸′′ 𝒆𝒒.
𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
>
𝑄 ′′ 𝑒𝑞
(ok cumple)
b = 18 in
5.5.2. SEGUNDA TENTATIVA
Datos:



α
β
𝑸′′ 𝒆𝒒.


: 10°
: 45°
: 1198 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄ℎ𝑟
(ver 2)
(ver 5.4)
(ver tabla 4-4, anexo 07)
𝑄 ′′ 𝑒𝑞
: 796.44 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄ℎ𝑟
(ver 5.3)
𝑏
: 18 pulgadas
(ver tabla 4-4, anexo 07)
Verificar:
𝑸′′ 𝒆𝒒.
𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
>
𝑄 ′′ 𝑒𝑞
(ok cumple)
b = 18 in
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5.6. ANALISIS DE LAS TENTATIVAS
5.6.1. PRIMERA TENTATIVA
𝑸′′ 𝒆𝒒.
𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
= 𝑸𝑨𝟏
Calculando la velocidad.
𝑄 ′′
𝑽𝑨𝟏 = ( 𝑸 𝑒𝑞) ∗ (𝑉𝐹 )
𝑨𝟏

𝑄 ′′ 𝑒𝑞
 𝑉𝐹
 𝑸′′ 𝒆𝒒.
𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
= 𝑸𝑨𝟏
= 796.44 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄ℎ𝑟
(ver 5.3)
= 500 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
= 1066 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄ℎ𝑟
(ver 5.1)
(ver 5.5.1)
𝟕𝟗𝟔.𝟒𝟒
𝑽𝑨𝟏 = ( 𝟏𝟎𝟔𝟔 ) ∗ (𝟓𝟎𝟎) = 373.56 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
Calculando la velocidad 𝑽𝟏
𝑄 ′1
𝑽𝟏 = (
)
𝑨𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂


𝑄 ′1 = 66.37 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄𝑚𝑖𝑛
𝑨𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂 = 𝟎. 𝟏𝟕𝟕 𝑝𝑖𝑒 2
66.37 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄𝑚𝑖𝑛
𝑽𝟏 = (
𝟎.𝟏𝟕𝟕 𝑝𝑖𝑒 2
(ver 5.2)
(ver tabla 4-3, anexo 06)
) = 374.97 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
Hallando la velocidad de operación:
𝑽𝑶𝑷 = 120% * 𝑽𝑨𝟏
𝑽𝑶𝑷 = 120% * 373.56 = 448.27 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
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5.6.2. SEGUNDA TENTATIVA
𝑸′′ 𝒆𝒒.
𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
= 𝑸𝑨𝟐
Calculando la velocidad.
𝑄 ′′
𝑽𝑨𝟐 = ( 𝑸 𝑒𝑞) ∗ (𝑉𝐹 )
𝑨𝟐

𝑄 ′′ 𝑒𝑞
 𝑉𝐹
 𝑸′′ 𝒆𝒒.
𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
= 𝑸𝑨𝟐
= 796.44 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄ℎ𝑟
(ver 5.3)
= 500 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
= 1198 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄ℎ𝑟
(ver 5.1)
(ver 5.5.2)
𝟕𝟗𝟔.𝟒𝟒
𝑽𝑨𝟐 = ( 𝟏𝟏𝟗𝟖 ) ∗ (𝟓𝟎𝟎) = 332.40 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
Calculando la velocidad 𝑽𝟐
𝑄 ′1
𝑽𝟐 = (
)
𝑨𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂


𝑄 ′1 = 66.35 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄𝑚𝑖𝑛
𝑨𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂 = 𝟎. 𝟏𝟗𝟗 𝑝𝑖𝑒 2
66.35 𝑝𝑖𝑒 3 ⁄𝑚𝑖𝑛
𝑽𝟐 = (
𝟎.𝟏𝟗𝟗 𝑝𝑖𝑒 2
(ver 5.2)
(ver tabla 4-4, anexo 07)
) = 333.41 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
Hallando la velocidad de operación:
𝑽𝑶𝑷 = 120% * 𝑽𝑨𝟐
𝑽𝑶𝑷 = 120% * 332.40 = 398.88 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
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5.7. RESUMEN

𝑽𝑶𝑷
: velocidad de operación
= 448.27 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛
(ver 5.6.1)

b
: ancho de faja
= 18 in
(ver 5.1)

α
: ángulo de sobrecarga
= 20°
(ver 2)

β
: ángulo de abarquillamiento
= 35°
(ver 5.4)

c
: 0.055 b + 0.9
= 1.89

A
: sección de carga transportada
= 0.177 𝑝𝑖𝑒 2 (25.488 𝑖𝑛2 )

𝑸𝟏
: capacidad requerida en
𝑡𝑛 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑠
ℎ𝑜𝑟𝑎
= 89.6
𝑡𝑛𝑐
(ver 5.6.1)
(ver 5.2)
ℎ𝑟
5.8. SELECCIÓN DE RODILLOS
5.8.1. CARGA REAL DEL RODILLO
IL = (𝑾𝒃 + 𝑾𝒎 ) ∗ 𝑺𝒊



𝑾𝒃 : peso de la faja
𝑾𝒎 : peso del material (𝑙𝑏⁄𝑝𝑖𝑒)
𝑺𝒊 : espaciamiento de rodillos de carga
𝑾𝒎 =
𝑽𝑶𝑷
𝑽𝑶𝑷 = 448.27 𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛

𝒕𝒏𝒄 = 89.6 ℎ𝑟

(ver tabla 5-2, anexo 09)
𝑡𝑛𝑐∗33.33

(ver 5.7)
𝑡𝑛
𝑾𝒎 =
(ver tabla 6-1, anexo 08)
89.6 ∗33.33
448.27
(ver 5.2)
= 6.66 𝑙𝑏⁄𝑝𝑖𝑒
𝑺𝒊 : de la tabla 5-2, para un ancho de faja de 18 in.
𝜸𝒎𝒂𝒕 (lb/𝒑𝒊𝒆𝟑 )
30
45
50
𝑺𝒊 (pies)
5.5
5.125
5.0
Interpolando 𝑺𝒊 = 𝟓. 𝟏𝟐𝟓 𝒑𝒊𝒆𝒔
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

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𝑺𝒊 = 5.0 𝑝𝑖𝑒𝑠 para rodillos de carga
𝑺𝒊 = 10.0 𝑝𝑖𝑒𝑠 para rodillos de retorno
(ver anexo 9)
(ver anexo 9)
Reemplazando:
IL = (𝑾𝒃 + 𝑾𝒎 ) ∗ 𝑺𝒊



𝑾𝒃 = 3.5 𝑙𝑏⁄𝑝𝑖𝑒
𝑾𝒎 = 6.66 𝑙𝑏⁄𝑝𝑖𝑒
𝑺𝒊 = 5.0 𝑝𝑖𝑒𝑠
(ver tabla 6-1, anexo 08)
(ver 5.8.1)
(ver 5.8.1)
IL = (𝟑. 𝟓 + 𝟔. 𝟔𝟔) ∗ 𝟓 = 𝟓𝟎. 𝟖 𝑙𝑏⁄𝑝𝑖𝑒
5.8.2. CARGA AJUSTADA
AL = IL* (𝑲𝟏 ∗ 𝑲𝟐 ∗ 𝑲𝟑 ∗ 𝑲𝟒 )

IL = 50.8 𝑙𝑏⁄𝑝𝑖𝑒
(ver 5.8.1)

𝑲𝟏 = 1.0
(ver tabla 5-4, anexo 10)

𝑲𝟐 = 1.10
(ver tabla 5-5, anexo 11)
Condición ambiental moderada y mantenimiento promedio.

𝑲𝟑 = 1.1
(ver tabla 5-6, anexo 12)
Para una operación de 10 a 16 horas diarias.

𝑲𝟒 = 0.8133
𝑽𝑭 (𝑝𝑖𝑒⁄𝑚𝑖𝑛)
400
448.27
500
(ver tabla 5-7, anexo 13)
Rodillo (pulgadas)
5
5
5
𝑲𝟒
0.91
0.9293
0.95
AL = 50.8* (1.0 * 1.10 * 1.1 * 0.9293)
AL = 57.12 𝑙𝑏⁄𝑝𝑖𝑒
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