ingeniero

Ingeniería Mecánica, 1 (1999) 51-55

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Análisis de la fuerza axial en un transportador de sinfín
F. Aguilar Parés
Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría
Facultad de Ingeniería Mecánica. Departamento de Mecánica Aplicada
Calle 127 s/n, Marianao 15, Ciudad de La Habana, Cuba.
Teléfono: 20 2267
E-mail mecanica@cujae.ispjae.edu.cu

( Recibido el 21 de enero de 1999;aceptado el 27 de febrero de 1999 )

Re sume n
Durante el movimiento de un material en un transportador de sinfín surge una fuerza en dirección axial que influye en la
selección de uno de los cojinetes de apoyo del equipo. En el artículo aparecen algunas soluciones constructivas que tienen en
cuentan la fuerza axial. Por otro lado se establece la relación entre la fuerza axial y el empuje axialy se precisa de quien
depende el sentido del empuje axial. Por último se propone un modelo matemático que relaciona la fuerza axial con la potencia
requerida por el equipo.

Pa la br a s c la ve s: T ra n spo r t ad o r de sin f in , f u er z a a xia l, e mpuj e axia l.

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1. Introducción
Uno de los aspectos que influyen en el posterior diseño yselección de las partes de un transportador de sinfín es la
determinación del empuje axial que surge al transportarse el
material en un sentido dado. Generalmente en la bibliografía
especializada se brindan expresiones empíricas y no se
explica cual es el origen del empuje axial. El objetivo
principal que se persigue en su determinación es la
determinación de la fuerza axial paraposteriormente
seleccionar el cojinete. También es común que en las
expresiones mencionadas no se haga referencias a la
influencia que tienen, en la fuerza axial, los pesos del
material transportado y el propio peso del conjunto eje
tubular – hélice

2. Sentido del empuje axial
Antes de exponer el modelo para obtener el empuje axial
hay que precisar cual es su sentido. Aunque es lógico y
acertadodecir que el sentido del empuje axial es contrario al
del movimiento de la carga, este último depende no solo del
sentido de rotación del eje de la hélice sino también del
sentido de la hélice. Por consiguiente pueden haber cuatro
posibilidades, las cuales se muestran en la figura 1.

Fig. 1. Relación entre empuje y movimiento del material.

Las soluciones constructivas para absorber lascargas
generadas por el empuje axial se hacen lo mismo en el
apoyo inicial del equipo como en su apoyo extremo, [1]. En
la figura 2 se muestran algunas soluciones posibles.

© 1999 – Ediciones ISPJAE.

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F. Aguilar Parés

3. Determinación del empuje axial
El empuje axial se define como la resultante axial de las
fuerzas aplicadas al material. Tiene dos componentes, una es
laresultante de todas las resistencias al movimiento, o sea,
las que surgen tanto por el mezclado del material como por
el rozamiento entre el material y la canal, hélice y apoyos
intermedios; y la otra es la componente del peso del
material, en la dirección axial. O sea:

F e = W + G.senβ

(1)

donde:
Fe – empuje axial
W – resistencias al movimiento.
G – peso del material.
β – ángulo deinclinación del equipo.
El cuerpo libre del conjunto eje tubular – hélice se puede
ver en la figura 3.
Nótese que el cuerpo libre representa un equipo horizontal
para simplificar el esquema.

Fig. 3. Cuerpo libre del conjunto eje tubular – hélice.

donde:
Gc – peso del conjunto
Fa – fuerza axial en el cojinete
Fr – fuerzas radiales en los cojinetes.
Mr – momento resistivo delmaterial.
Mf – momento de fricción en los cojinetes
M – momento externo.
v – velocidad de transportación.

Si el equipo es horizontal:

Fig. 2. Soluciones típicas para absorber el empuje axial.

Fa = Fe
pero como expresión general se plantea:

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Análisis de la fuerza axial en un transportador de sinfín

Fa = Fe + G c . senβ

(2 )

El problema estaría resuelto si se conociera la...