Шнеки

 

 

 

  

 

 

Рис. 2.5 Винты конвейеров:

1)- полностенный (со сплошной винтовой поверхностью);

2)-ленточный; 3)- лопастный; 4)- фасонный

 

   Винт со сплошной поверхностью применяют преимущественно при перемещении сухого мелкозернистого и порошкового насыпного груза, не склонного к слеживанию; с ленточной, лопастной и фасонной - при перемещении слеживающихся грузов. Винт не допускает обратного пересыпания материала и поэтому при одинаковых диаметрах и числах оборотов дает большую производительность, чем винты других типов.

   Ленточные винты применяют при транспортировании крупнокусковых или липких материалов. Лопастный и фасонный винты используют для интенсивного перемещения груза, а также когда должна быть выполнена еще и определенная технологическая операция, например смешивание, смачивание.

   На практике использования винтовых конвейеров встречаются случаи применения их с винтами разных типов в одном агрегате. На рис. 2.6 показан винтовой конвейер для транспортирования золы в котельных установках. Конвейер подает золу от золоуловителей в шлакозольный канал. Особенностью данного конвейера является то, что он имеет комбинированный винт, состоящий из витков сплошного сечения и лопастных витков. Последние расположены в головной части конвейера, где производится смешивание золы с водой с целью образования гранул золы для уменьшения ее текучести. Операция гранулирования золы осуществляется перед подачей ее в шлакозольный канал для предотвращения вытекания золы из транспортных устройств (скребковый конвейер, скрепер), подающих шлак и золу в шлакозольный бункер для последующего удаления их с территории котельной. Как видно из рис. 2.6, диаметр лопастного винта больше, чем диаметр сплошного винта, что объясняется меньшей производительностью лопастного винтового конвейера.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.6. Конвейер для транспортирования золы

 

   Конструкция стационарных винтовых конвейеров общего назначения должна удовлетворять требованиям ГОСТа 2037-65 и обеспечивать удобный доступ для осмотра и смазки его частей, разборку привода без снятия винта и демонтаж винта без разборки привода.

   Вал винта, состоящий для удобства сборки из отдельных секций, может быть сплошным или трубчатым. Трубчатые валы имеют меньшую массу, и их более удобно скреплять между собой с помощью вставляемых по концам коротких соединительных валиков. Отдельные участки длинных валов соединяют между собой муфтами.

   Вал винта лежит в промежуточных и концевых подшипниках. Промежуточные подшипники подвешиваются сверху на укрепленных   на   желобе   поперечных планках. Они должны иметь по возможности малые диаметр и длину (так как витки винта на эту длину приходится прерывать), а также надежное уплотнение во избежание загрязнения частицами груза. Нередко это подшипники скольжения, в которых вращаются соединительные валики.   Вал винта поддерживается подшипниками через каждые 2,5-3,0 м. Смазка к подшипникам подводится по трубкам от пресс-масленок, расположенных сверху на планках.   

     Концевые подшипники укрепляют в торцовых стенках желоба. Один из них делают упорным и устанавливают обычно со стороны, в которую перемещается груз, для восприятия действующей вдоль вала осевой растягивающей силы. Кроме подшипников вал имеет подпятник, воспринимающий осевую силу винта. Подшипники и подпятники могут быть скользящие, но лучше их выполнять в виде опор качения.

   Головной (упорный) подшипник воспринимает осевое давление, возникающее при работе конвейера. Осевые усилия достигают в ряде случаев большой величины и составляют значительную долю общих сопротивлений в винтовых конвейерах. На конвейерах отечественного производства для головных подшипников применяют подшипники качения. Для хвостовых подшипников винтовых конвейеров отечественного производства также применяют преимущественно подшипники качения. Особенностями хвостовых подшипников является то, что они рассчитаны на возможность осевого сдвига. Благодаря этому достигается определенность в передаче осевых усилий на головной подшипник, а также компенсируются неточности изготовления.

Подвесные подшипники являются одним из основных элементов  винтовых конвейеров. Габариты подвесных опор конвейеров в известной мере определяют допустимый коэффициент заполнения конвейеров транспортируемым материалом и величину сопротивления материала при прохождении его через зону подшипников. ГОСТ 2037-65 устанавливает, что подшипники и соединительные муфты не должны занимать более 25% полезного сечения желоба, расположенного ниже геометрической оси винта.

   Подвесные опоры  в конвейерах отечественного производства выполняются с подшипниками скольжения или качения. Подвесной подшипник скольжения, показанный на рис. 2.7, выполнен с разъемным вкладышем. Болты, стягивающие вкладыш, выведены на крышку желоба. Предусматривается подача к вкладышам консистентной смазки. Конструкция подшипника позволяет сравнительно легко производить монтаж и демонтаж винта и допускает некоторое осевое смещение винта (последнее необходимо при транспортировании материалов с высокой температурой).

Рис. 2.7. Подвесной подшипник скольжения

   Важнейшим условием обеспечения нормальной работы подшипников скольжения является их систематическая смазка. Рекомендуется централизованная смазка этих подшипников.

  

Рис. 2.8 Подвесные подшипники качения:

а) с войлочным и лабиринтным уплотнением;

б) с резиновыми манжетами  и лабиринтным уплотнением

 

   На рис. 2.8 показаны подвесные подшипники со сферическими шарикоподшипниками, допускающими некоторый угловой поворот промежуточного валика. Подшипники имеют крышки с лабиринтным уплотнением и прессмасленки для подачи консистентной смазки. Подшипник, показанный на рис. 2.8, б, имеет более качественное уплотнение (при помощи резиновых манжет) для предохранения от попадания пыли во внутреннюю полость. Недостатком этих подшипников является то, что их нужно весьма тщательно монтировать, чтобы обеспечить зазоры, предусмотренные в лабиринтных уплотнениях, и не допустить перекосы промежуточных валиков, так как в этом случае также нарушается плотность лабиринтных уплотнений. Рассматриваемые конструкции непригодны для винтовых конвейеров, транспортирующих материалы с высокой температурой, поскольку тепловые деформации также могут нарушить зазоры в лабиринтных уплотнениях.

   Подвесные подшипники устанавливают на конвейерах с шагом до 3 м. Для уменьшения сопротивления при проходе материала через зону подшипников рекомендуется устанавливать подшипники с наибольшим допустимым шагом [4].

   Винт приводится в движение от электродвигателя через редуктор, что обеспечивает высокий к. п. д. и эксплуатационную долговечность. Приводы рекомендуется устанавливать в головной части конвейера, чтобы винт работал на растяжение. Одноприводные винтовые конвейеры изготовляют длиной до 50 м. При большей длине транспортирования применяют двухприводные конвейеры.

   Приводы винтовых конвейеров аналогичны приводам, используемым в остальных машинах непрерывного действия, но, как правило, имеют меньшие габариты. Это объясняется в первую очередь довольно большой частотой вращения винтов. Ввиду этого в качестве передаточных механизмов используют одноступенчатые цилиндрические редукторы в сочетании с открытой конической передачей, двухступенчатые цилиндрические редукторы, клиноременные передачи [2].

  Разгрузка желоба производится через одно или несколько отверстий в днище, снабженных затворами. Для предохранения от завала в разгрузочном патрубке устанавливают мембранный сигнализатор уровня.

   Интерес представляют способы технического решения вопросов, связанных с тепловым удлинением конвейера. В конвейере жестко закреплены участки головных подшипников с приводами. Опоры желобов не закреплены и могут сдвигаться в осевом направлении. Вся тепловая деформация винтов и желобов передается на участок компенсационной секции, где имеется подвижной стык. На этом участке концы винтов консольные, длина консоли равна шагу винта. Между винтами предусмотрен зазор 60 мм, который сокращается при тепловом удлинении конвейера. Для предотвращения оседания материала на стенках желоба при охлаждении последнего внешняя поверхность желоба выстлана термоизоляционными плитками.

3. Техническая характеристика

 

 

   На предприятиях  получили распространение винтовые  конвейеры типа УШ2-Ч [6], предназначенные для перемещения зерна, комбикормов, отрубей и других сыпучих продуктов с насыпной плотность 0,25-0,75 т/м³.

   Параметры стационарных винтовых конвейеров общего назначения определяются ГОСТом 2037-82.

Ряды диаметров  винта и его шага имеют следующие  значения в мм (см. табл. 2.1):

Таблица 2.1

Ряды диаметров и  шага винта.

 

Диаметр	100	125	160	200	250	320	400	500	650	800
Шаг	100	125	160	200	250	320	400	500	650	800
	80	100	125	160	200	250	320	400	500	650

  

Номинальные числа оборотов винта в минуту должны соответствовать следующему ряду: 6; 7,5; 9,5; 11,8; 15; 19; 23,6; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 236 и 300. Числа оборотов в минуту менее 6 не регламентируются.

   Длина конвейера может быть любой, но в массовом производстве обычно составляет 30-40 м, редко до 50 м.

  Производительность винтового конвейера Q=20-40 м³/ч, но при больших размерах винта может составлять до 100 м³/ч.

   Для приведения конвейера в движение используют различные трехфазные электродвигатели и редуктора, выполненные в соответствии с ГОСТами.

 

 

 

 

3. РАСЧЕТЫ

 

 

   Будем производить  расчет горизонтального винтового конвейера с часовой подачей q=4 м³/ч, продолжительностью работы τ=30 мин/ч, длиной L=15 м. 

   Расчеты будем проводить по [1] и [9].

 

 

 

 

1. Диаметр винта

 

 

   Производительность винтового конвейера (Q - в т/ч) зависит от диаметра D (м), шага t (м), частоты вращения п (об/мин) винта и коэффициента наполнения поперечного сечения винта ψ:

,                                   (3.1) где ρ - плотность груза, т/м³. Для гречихи ρ=1,18÷1,28 т/м³;

K – коэффициент, учитывающий заполнение межвиткового пространства. По [9, стр. 145, табл. 9.1.] принимаем K=0,4 ;

ψ – отношение шага к диаметру винта. По [9, стр. 145, табл. 9.1.] принимаем ψ=t/D=1;

t - шаг винта - для сравнительно легко перемещаемых грузов принимают t=D;

n - частота вращения винта. Её выбирают в зависимости от рода перемещаемого груза и диаметра винта; она должна обеспечивать спокойное, без пересыпания через вал продвижение груза; частота вращения уменьшается с увеличением    диаметра    винта, плотности и абразивности груза. По [9, стр. 145, табл. 9.1.] принимаем n=260 мин^-1. .

Тогда скорость движения груза 

                                                                                                       (3.2)

 с^-1..

Производительность конвейера:

Q=qρτ,                                                                                                                   (3.3)

Q=4∙1,28∙0,5=2,56 т/ч.

По формуле (3.1.) определяем диаметр винта

                                                             (3.4)

м.

Принимаем диаметр винта 125 мм (см. п. 2.3.).

 

 

 

 

2. Шаг винта

 

 

Принимаем шаг винта t=125 мм (см. п. 3.1).

 

 

 

 

3. Фактическая производительность конвейера

 

 

Фактическая производительность конвейера при минимальном коэффициенте наполнения желоба ε=0,15 и работе конвейера 30 минут в час рассчитаем по [2]:

Q=0,047D²tnρ_нε∙0,5,                                                          (3.5)

Где ρ_н – насыпная плотность груза. Для гречихи ρ_н =510-700 кг/м³.

Q=0,047∙0,125²∙0,125∙260∙600∙0,15∙0,5=1,07 т/ч.

Следовательно, необходимо увеличить коэффициент наполнения желоба до ε=0,36 для выполнения минимальной производительности конвейера. Тогда 

Q=0,047∙0,125²∙0,125∙260∙600∙0,36∙0,5=2,57 т/ч.

 

 

 

 

4. Мощность, необходимая для привода

 

 

,                                                        (3.6)

где Q – производительность, кг/с;

L и H – соответственно длина горизонтального перемещения и высота подъема груза. В курсовом проекте рассчитывается горизонтальный конвейер и Н=0;