Розділ VII ГВИНТОВІ ТРАНСПОРТЕРИ

Розділ VII
ГВИНТОВІ ТРАНСПОРТЕРИ
Гвинтовими транспортерами називають такі пристрої неперервного транспорту, у яких робочим органом є гвинт, що обертається в нерухомому жолобі (або кожусі). Гвинтові транспортери бувають: горизонтальні, похилі і вертикальні; стаціонарні, пересувні і переносні; тихохідні і швидкохідні.

Пристрій і застосування
Складовими частинами транспортера (рис. 118) є: нерухомий жолоб 2 (або кожух) із завантажувальним 6 і розвантажувальним 8 патрубками; приводний вал 3 з укріпленою на нім гвинтовою поверхнею 4, званий шнеком; кінцеві 1, 7 і проміжні 5 підшипники (підвісні) приводного валу; трансмісія 9 (редуктор або завантаження і розвантаження жолоба; відсутність втрат вантажу при переміщенні в закритому жолобі; можливість розміщення в невеликих приміщеннях (гвинтові транспортери значно компактні від стрічкових скребкових і ковшових транспортерів).
Недоліки гвинтових транспортерів - стирання переміщуваних вантажів унаслідок тертя їх по стінках жолоба і гвинтову поверхню шнека; дроблення вантажу в зазорах між шнеком і жолобом; велика витрата енергії, що викликається тертям і перемішуванням вантажу в процесі переміщення; мала продуктивність унаслідок незначної швидкості поступального руху вантажу.
У сільському господарстві гвинтові транспортери застосовують для механізації навантажувально-розвантажувальних робіт на зерноочисних пунктах, в складах, в кормоцехах тваринницьких ферм, на млинах і маслобійних заводах та ін. Часто вони є складовими механізмами сільськогосподарських машин.

Горизонтальні і похилі тихохідні гвинтові транспортери

У горизонтальних і похилих тихохідних гвинтових транспортерах жолоб шнека зазвичай заповнюють вантажем не більш як наполовину, а тому шнек переміщає вантаж нижньою частиною своїх витків.
Вантах, захоплюваний гвинтовою поверхнею шнека в обертальний рух, утримується від обертання за рахунок сили тяжіння і сил тертя по внутрішній поверхні жолоба. Шнек (рис. 122), що обертається, повертає шар вантажу (за рахунок сил тертя) і переміщує його вздовж жолоба до розвантажувального патрубка. При великому куті повороту шару вантажу відбувається обвалення або сповзання частинок, лежачих на поверхні шару, а в деяких випадках і перекидання їх через вал шнека. Все це викликає додаткову витрату енергії. У зв'язку з цим рекомендується, щоб кут обвалення не перевищував кута природного укосу:
13 EMBED Equation.3 1415 (240)
де
·0
-
кут природного укосу вантажу у спокої;


·
-
кут обвалення вантажу в русі при спокійному режимі роботи транспортера.

Одним з основних параметрів гвинтових транспортерів є кут підйому гвинтової лінії шнека. Для його визначення розглянемо умови переміщення вантажу.
Частинка вантажу (рис. 123), яка лежить на гвинтовій поверхні шнека біля внутрішньої поверхні жолоба, рухається по дузі кола з положення А в положення А' і вздовж жолоба шнека до місця розвантаження. При цьому на частинку діятимуть наступні сили: mg - сила тяжіння; Fл - сила тертя частинки по обертаючій гвинтовій поверхні шнека; Р - реакція поверхні шнека; Fк - сила тертя частинки по внутрішній поверхні жолоби; Т - реакція поверхні жолоба.
Розкладемо силу тяжіння mg по осях прямокутних координат ХYZ, початок яких приймемо в точці А'.
Складемо рівняння рівноваги сил, прикладених до розглянутої частинки, що знаходиться в положенні А'.
Сума проекцій всіх сил на напрям зовнішньої гвинтової кромки шнека і на нормаль до неї:
13 EMBED Equation.3 1415 (241)
13 EMBED Equation.3 1415
де
·
-
кут нахилу гвинтової лінії шнека по зовнішній кромці


·
-
кут нахилу шнека до горизонту.

Підставивши в перше з рівнянь (241) значення сили Fл =
·1P і замість Р його значення з другого рівняння (241), отримаємо:
13 EMBED Equation.3 1415 (242)
де
·1 - коефіцієнт тертя вантажу по гвинтовій поверхні шнека.
З цього рівняння визначимо Fк:
13 EMBED Equation.3 1415
або
13 EMBED Equation.3 1415
де
·1 - кут тертя вантажу по гвинтовій поверхні шнека.
Сума проекцій всіх сил на вісь Z
13 EMBED Equation.3 1415 (244)
Знаючи, що сила тертя вантажу по поверхні жолоба шнека Fк =
·2Т і підставивши значення Т в рівняння (244), отримаємо
13 EMBED Equation.3 1415 (245)
де
·2 - коефіціент тертя вантажу по жолобі шнека.
Прирівнюємо праві частини рівнянь (243) і (245), тоді
13 EMBED Equation.3 1415 (246)
Звідси отримаємо
13 EMBED Equation.3 1415
Якщо прийняти кут обвалення
·
· 0,7 (де
·0 -кут природного укосу вантажу в спокої), те рівняння (246) дозволить визначити
· -кут нахилу гвинтової лінії по зовнішній кромці шнека.
Діаметр шнека D рекомендується приймати згідно ГОСТ 2037-43 наступних розмірів: 100, 120, 150, 200, 250, 300, 400, 500 і 600 мм. Часто діаметри шнеків для гвинтових тихохідних транспортерів приймають залежно від продуктивності (табл. 36).
Таблиця 36
Продуктивність в т/год
7,5-10
10-20
20-30
30-50
50-100
100-150
150-200

Діаметр шнека в мм
150
200
250
300
400
500
600

Крок шнека визначається по наступній формулі:
13 EMBED Equation.3 1415 (247)
З метою запобігання заклинюванню вантажу діаметр і крок шнека транспортерів, що переміщають кускові вантажі, повинні бути пов'язані з величиною шматків.
У існуючих тихохідних гвинтових транспортерах крок шнека коливається в широкому діапазоні – від 0,5D до 2D (великі значення при горизонтальних транспортерах, менші - при похилих).
Шнеки гвинтових транспортерів сільськогосподарських машин, згідно ГОСТ 2705-51, мають розміри, приведені в табл. 37.
Таблиця 37
Розмірів шнеків сільськогосподарських машин
Діаметр шнека в мм
Крок шнека в мм
Діаметр валу в мм


60

90
60
20

25


170



190


130
70
130
25

150
90
150
28

180
100
160
135

250
260
60

430
425
152


Продуктивність гвинтового тихохідного транспортера виражається наступною формулою:
13 EMBED Equation.3 1415, т./год. (248)
де 13 EMBED Equation.3 1415 - площа поперечного перетину шару вантажу, що транспортується, в м2;
D
-
діаметр шнека в м;


·
-
коефіцієнт заповнення жолоба

с
-
коефіцієнт, що враховує зменшення площі поперечного перетину шару вантажу, що транспортується, унаслідок нахилу транспортера до горизонту (табл. 38)

13 EMBED Equation.3 1415 - швидкість подовжнього переміщення вантажу в м/с.;
S
-
крок шнека в м

п
-
число обертів шнека в хвилину


·
-
об'ємна вага вантажу в т/м3


Таблиця 38
Значення коефіцієнта с для тихохідних гвинтових транспортерів
Кут нахилу транспортера до горизонту в град

·
0
5
10
15
20

Значення коефіцієнта
с
1
0,9
0,8
0,7
0,65


Після підстановки значень F0 і vn отримаємо
13 EMBED Equation.3 1415 (249)
Значення коефіцієнта
· приймають залежно від виду вантажу, що транспортується: для зерна
· = 0,25 0,48, для картоплі і буряка
· = 0,30,4; для пшениці з половою (в-комбайнах)
· = 0,20,3. Великі значення - для транспортерів без проміжних опор валу шнека, менші - з проміжними опорами.
Число обертів шнека при заданій продуктивності транспортера можна визначити з рівняння (249):
13 EMBED Equation.3 1415, об/хв. (250)
Визначимо потужність двигуна для приводу гвинтового тихохідного транспортера (рис. 124).
Рис. 124.


Потужність витрачається: 1) на підйом вантажу (у разі похилого транспортера); 2) на подолання тертя вантажу з внутрішньою поверхнею жолоба; 3) на подолання тертя вантажу по гвинтовій поверхні шнека; 4) на перемішування і дроблення вантажу; 5) на подолання тертя в підшипниках валу шнека; 6) на подолання тертя передавальному механізмі.
Потужність на підяття вантажу і подолання тертя по дотичній з ним поверхні визначають виходячи з теорії руху тіла по похилій площині:
13 EMBED Equation.3 1415 л.с., (251)
де v0
-
швидкість шпека по колу, що проходить через центр тиску вантажу, в м/сек

G
-
вага вантажу, що знаходиться в жолобі, в кг


·
-
кут нахилу транспортера до горизонту


·2
-
коефіцієнт тертя вантажу з внутрішньою поверхнею жолоба


·0
-
кут нахилу гвинтової поверхні шнека по колу що проходить через центр тиску вантажу на шнек


·1
-
кут тертя вантажу по гвинтовій поверхні шнека


Компоненти, що входять в рівняння (251), визначаються таким чином:
13 EMBED Equation.3 1415 м/с, (252)
де D0 - діаметр кола, що проходить через центр тиску вантажу на гвинтову поверхню шнека, в м.
13 EMBED Equation.3 1415 (253)
де D - діаметр шнека.
13 EMBED Equation.3 1415 кг, (254)
де qг
-
погонна вага вантажу, визначена по рівнянню (12), в кг/м

vn
-
швидкість поздовжнього переміщення вантажу в м/с

L
-
довхина транспортування вантажу в м

13 EMBED Equation.3 1415 (255)
де S – шаг шнека.
13 EMBED Equation.3 1415 (256)
де
·1- коефіцієнт тертя вантажу по гвинтовій поверхні шнека.
Потужність на валу шнека визначається так:
13 EMBED Equation.3 1415 (257)
де k0
-
коефіцієнт, що враховує перемішування і дроблення вантажу (для дрібнозернистих вантажів k0 = 1,151,20, для пилоподібних і борошнистих k0 = 1,2 1,3)


·п
-
к.к.д. підшипників валу шнека, для одного підшипника
·п = 0,97 0,99 (великі значення для підшипників кочення, менше - для підшипників ковзання)


Приклад. Визначити основні параметри тихохідного гвинтового транспортера (рис. 124) для переміщення комбікорму.
Початкові дані:
продуктивність ..............................................Q = 30 т/год;
висота підйому вантажу .............................Н = 2,5 м;
кут нахилу транспортера до горизонту ......
·= 20°.
Приймаємо об'ємну вагу вантажу
· = 0,73 т/м3; шнек і жолоб виготовлені із сталі, а тому коефіцієнт тертя вантажу по сталі
13 EMBED Equation.3 1415
кут тертя визначений з рівняння р = 19° 40; діаметр шнека (табл. 36) D = 300 мм;
коефіцієнт, що враховує нахил (табл. 38), c = 0,65;
коефіцієнт заповнення
· = 0,3; кут природного нахилу
· = 0,7
·0 =0,7 35= 24° 30'.
1. Кут підйому зовнішньої гвинтової кромки шнека (246)
13 EMBED Equation.3 1415
отже (
·+
·) = 31°
звідки

·= 31° - р = 31° - 19°40' = 11°20'.
2. Крок шнека (247)
13 EMBED Equation.3 1415
Приймаємо S = 190 мм.
3. Число обертів шнека (250)
13 EMBED Equation.3 1415об/хв
4. Робоча довжина шнека
13 EMBED Equation.3 1415м
5. Діаметр D0 і кут нахилу гвинтової лінії на цьому діаметрі (253) і (255).
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
6. Колова швидкість шнека на діаметр D0 (252)
13 EMBED Equation.3 1415
7. Швидкість поступального руху вантажу
13 EMBED Equation.3 1415м/с
8. Погонна вага вантажу
13 EMBED Equation.3 1415кг/м
9. Вага вантажу, що знаходиться в жолобі
13 EMBED Equation.3 1415кг
10. Потужність, що витрачається на підйом і на подолання тертя вантажу (251)
13 EMBED Equation.3 1415к.с.
11. Потужність на валу шнека (257)
13 EMBED Equation.3 1415к.с.
(один проміжний підшипник ковзаючого тертя, два радіальні кулькові підшипники і один кульковий упорний).
12. Необхідна потужність двигуна (64)
(
·Т =0,85:k=1,25)
13 EMBED Equation.3 1415
Приймаємо електродвигун Л042-4; N0 = 2,8 кВт; nд = 1420 об/хв.
13. Передавальне число трансмісії
13 EMBED Equation.3 1415

Вертикальні і похилі швидкохідні гвинтові транспортери

Вертикальні (рис. 125) і похилі (рис. 126) швидкохідні гвинтові транспортери застосовують для підйому сипких і дрібнокускових вантажів. У цих транспортерів вал шнека встановлюється без проміжних опор.
Продуктивність швидкохідного гвинтового транспортера виражається наступною формулою:
13 EMBED Equation.3 1415 (258)
де D
-
зовнішній діаметр шнека в м

d
-
діаметр валу шнека в м

vп
-
швидкість переміщення вантажу вздовж осі шнека в м/с


·
-
коефіцієнт заповнення кожуха шнека: для вертикальних транспортерів
· = 0,3- 0,5;
для горизонтальних
· = 0,5-0,8;
для похилих - приймаються середні значення



Рис. 126.

Рис. 125.
При вибраних D і
·, а також заданій продуктивності можна з формули (258) визначати швидкість переміщення вантажу уздовж осі шнека:
13 EMBED Equation.3 1415 м/с , (259)
Розглянемо вертикальний гвинтовий транспортер. Принцип його дії полягає в наступному: вантаж, що поступив на гвинтову поверхню шнека, що знаходиться в кожусі, притискується (під дією відцентрової сили) до внутрішньої поверхні кожуха і, пригальмувавшись, ковзає по шнеку і кожуху, переміщаючись вгору.
Можливість переміщення вантажу вгору залежить від величини коефіцієнта тертя вантажу по шнекові і кожуху шнека, від числа обертів шнека, кута підйому гвинтової поверхні шнека і радіусу обертання вантажу.
Визначимо абсолютну vа і обертальну vгр швидкості вантажу (рис. 127), а також швидкість обертання шнека:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

де
· - кут нахилу траєкторії абсолютного переміщення вантажу до створюючої циліндрового кожуха шнека. Для того, щоб визначити кут
·, складемо рівняння рівноваги сил, прикладених до частинки вантажу, розташованої на зовнішній кромці гвинтової поверхні шнека, в період сталого руху вантажу:
Рис. 127.
13 EMBED Equation.3 1415 (262)
де Fк =fT
-
сила тертя частинки вантажу по внутрішній поверхні кожуха шнека, направлена вздовж шляху переміщення частинки вантажу у сторону, протилежну абсолютній швидкості vа (Т- реакція поверхні кожуха шнека

f = tg
·
-
коефіцієнт тертя вантажу по поверхні кожуха шнека, що зазвичай приймається рівним коефіцієнту тертя вантажу по шнекові, де р - кут тертя вантажу)


·
-
кут підйому гвинтової лінії шнека по зовнішній кромці

mg
-
сила тяжіння даної частинки

Fл=fP
-
сила тертя даної частинки по поверхні шнека

Р
-
реакція поверхні шнека


Виключивши з цих рівнянь силу Р, отримаємо
13 EMBED Equation.3 1415
Значення сили Fк виразимо через величину відцентрової сили:
13 EMBED Equation.3 1415
де Рс
-
відцентрова сила

т
-
маса даної частинки вантажу

R
-
радіус внутрішньої поверхні кожуха шнека


Прирівнявши праві частини рівнянь (263) і (264), отримаємо
13 EMBED Equation.3 1415 (265)
Приведемо рівняння (265) до наступного вигляду:
13 EMBED Equation.3 1415 (266)
Позначимо праву частину цього рівняння буквою А,
13 EMBED Equation.3 1415 (267)
Тоді рівняння (266) перепишеться так:
13 EMBED Equation.3 1415 (268)
Розкладемо чисельник лівої частини рівняння (268) на складові:
13 EMBED Equation.3 1415
Приведемо це рівняння до наступного вигляду:
13 EMBED Equation.3 1415
Припускаючись незначної похибки (для транспортерів такого типу), приймаємо sin
·= 1; отримаємо наступне квадратне рівняння:
13 EMBED Equation.3 1415
Знаходимо корінь цього рівняння:
13 EMBED Equation.3 1415 (269)
Реальна величина кута
· є позитивною, а тому рівняння слід брати із знаком плюс:
13 EMBED Equation.3 1415 (270)
Рівняння (270) дозволяє визначити кут
·. Після цього по рівняннях (260) і (261) визначають швидкості vа і vгр.
Для того, щоб визначити швидкість обертання шнека, розглянемо графік швидкостей частинки вантажу, лежачої на зовнішній кромці шнека (рис. 128).
Якщо за відрізок часу
·t = 1 с маса вантажу т переміститься по поверхні кожуха шнека з точки А в точку А2, то vа = АА2 є швидкість абсолютного переміщення частинки вантажу по внутрішній поверхні кожуха, вектор цієї швидкості направлений під кутом
· до осі кожуха шнека; vп= А3А2 - швидкість переміщення частинки вантажу вздовж осі кожуха шнека; vгр = АА3 - швидкість обертального руху частинки вантажу; vс = А1А2 - швидкість ковзання частинки вантажу по зовнішній кромці шнека, вектор цієї швидкості направлений під кутом
· до вектора обертальної швидкості (
· - кут підйому гвинтової лінії по зовнішній кромці шнека); v = АА1 - вектор окружної швидкості зовнішньої кромки шнека.
З прямокутного трикутника А1А2А3 маємо:
13 EMBED Equation.3 1415 (271)
Звідси визначимо колову швидкість зовнішньої кромки шнека:
13 EMBED Equation.3 1415м/с. (272)
Число обертів і кутова швидкість шнека визначають по наступних формулах:
13 EMBED Equation.3 1415 об/хв.;
13 EMBED Equation.3 1415 1/с. (273)
Крок шнека S (зазвичай однаковий для гвинтових транспортерів по зовнішній і по внутрішній кромкам) приймається рівним
S = (0,751,25) D. (274)
Кут нахилу гвинтової нитки по зовнішній кромці шнека визначається з наступної формули:
13 EMBED Equation.3 1415 (275)
Визначимо мінімальне число обертів шнека. Для цього розглянемо рівновагу частинки вантажу, розташованій на внутрішній кромці гвинтової поверхні шнека (біля валу). Якщо
·0 >
· (де
·0 - кут нахилу гвинтової лінії по внутрішній кромці шнека),то частинка, розташована на внутрішній кромці, має тенденцію сповзати вниз. Для того, щоб не було такого явища, необхідно дотримати рівновагу сил, прикладених до цієї частинки. В даному випадку частинка затримуватиметься за рахунок тертя по гвинтовій поверхні шнека (рис. 129).
Рівняння рівноваги писатиметься так:
13 EMBED Equation.3 1415 (276)
де v0
-
мінімальна колова швидкість внутрішньої кромки шнека, при якій починається сповзання частинки вантажу вниз;

r
-
радіус валу шнека.


Кут
·0 визначають з наступного рівняння:
13 EMBED Equation.3 1415 (277)
З рівняння (276) визначимо v0:
13 EMBED Equation.3 1415 (278)
Звідси визначимо мінімальне число обертів шнека п0:
13 EMBED Equation.3 1415 (279)
Фактичне число обертів шнека, визначене по формулі (273), повинно бути більше мінімального, інакше треба міняти крок шнека.
Потужність двигуна вертикального гвинтового транспортера витрачається на:
1) подолання тертя вантажу по внутрішній поверхні кожуха шнека;
2) підняття вантажу;
3) подолання тертя вантажу по гвинтовій поверхні шнека;
4) перемішування і дроблення вантажу;
5) подолання тертя в підшипниках валу шнека;
6) подолання тертя в передавальному механізмі.
1. Визначимо потужність, що витрачається на подолання тертя вантажу по внутрішній поверхні кожуха шнека:
13 EMBED Equation.3 1415 (280)
де Рс-центробежная сила, що притискує грузнув до внутрішньої поверхні кожуха шнека (рис. 130,а):
13 EMBED Equation.3 1415 (281)
де
·1
-
вага одного кубічного метра вантажу, виражений в кг;

Hd
·ds
-
об'єм паралелепіпеда, у якого d
·ds- площа поперечного перетину (рис. 130,а);

Н
-
висота піднімання вантажу;


·гр
-
кутова швидкість обертального руху вантажу;

ds=
·d
·
-
елементарна дуга, обмежена елементарним кутом
·.


Після інтеграції отримаємо
13 EMBED Equation.3 1415кг (282)
Рис. 130.
2. Визначимо потужність, що витрачається на підйом вантажу і на подолання тертя вантажу по поверхні шнека:
13 EMBED Equation.3 1415 к.с. (283)
де Р’0
-
колова сила на середньому радіусі гвинтової поверхні шнека (рис. 130,6);

Р"0
-
колова сила на зовнішній кромці шнека (рис. 130 б).


Визначимо силу Р’0:
13 EMBED Equation.3 1415 (284)
де G - сила тяжіння вантажу, що знаходиться в кожусі.
Визначимо силу Р"0:
13 EMBED Equation.3 1415 (285)
3. Потужність на валу шнека
13 EMBED Equation.3 1415 (286)
де k0
-
коефіцієнт, що враховує перемішування і дроблення вантажу (для дрібнозернистих вантажів k0 = 1,151,20, для пилоподібних і борошнистих k0 = 1,21,3);


·n
-
коефіцієнт корисної дії підшипників вала шнека, для одного підшипника
·n = 0,97 0,99 (великі значення для підшипників кочення, менші - для підшипників ковзання).


Рис. 131.


Розглянемо похилий швидкохідний гвинтовий транспортер. Принцип його дії аналогічний принципу дії вертикального транспортера.
Швидкість
·n поступального переміщення вантажу вздовж осі шнека, швидкість
·а абсолютного руху вантажу і швидкість
·гр обертального руху вантажу визначаються по формулах (259), (260) і (261).
Для визначення кута
· розглянемо рівновагу сил, прикладених до частинки А, розташованої в нижній частині на поверхні кожуха під довільним кутом
· від нормалі до напряму транспортування вантажу
13 EMBED Equation.3 1415
де
· - кут нахилу транспортера до горизонту.
Підставивши значення Fл = fP і виключивши з цих рівнянь силу Р, отримаємо
13 EMBED Equation.3 1415
Значення сили Рк можна виразити наступним рівнянням:
13 EMBED Equation.3 1415 (289)
Максимальне значення сили Fк буде при
· = 0.
Тоді:
13 EMBED Equation.3 1415 (290)
13 EMBED Equation.3 1415 (291)
Прирівнявши праві частини цих рівнянь, отримаємо
13 EMBED Equation.3 1415 (292)
Рівняння (292) приведемо до наступного вигляду:
13 EMBED Equation.3 1415 (293)
У рівнянні (293) невідомою величиною є кут
·, який неважко визначити методом послідовних наближень.
Підставивши в рівняння (293) замість кута
· різні значення, ми отримаємо рівність лівої і правої частини; при цьому за початкову величину кута
· можна приймати:

·1 =
· + р + 30°. (294)
Колова швидкість зовнішньої кромки шнека, число обертів шнека і кутова швидкість шнека визначаються по рівняннях (272) і (273).
Потужність, що витрачається на подолання тертя, що виникає при обертальному русі вантажу, що транспортується, від тиску відцентрової сили і сили тяжіння вантажу на внутрішню поверхню кожуха шнека, визначається аналогічно тому, як для вертикальних гвинтових транспортерів, але тільки з урахуванням складової від сили тяжіння вантажу, що знаходиться в кожусі:
13 EMBED Equation.3 1415к.с. (295)
Тут
13 EMBED Equation.3 1415 кг (296)
13 EMBED Equation.3 1415кг (297)
де L
-
довжина шнека від середини завантажувального отвору до середини розвантажувального;

G
-
вага вантажу, що знаходиться в кожусі.


Потужність, що витрачається на підняття вантажу і на подолання тертя вантажу, визначається по формулі (283):
13 EMBED Equation.3 1415к.с.
де
13 EMBED Equation.3 1415кг. (298)
13 EMBED Equation.3 1415кг. (299)

Потужність на валу шнека визначається по формулі (286)

Приклад. Визначити основні параметри вертикального гвинтового транспортера із сталевим кожухом, призначеного для переміщення пшениці. Початкові дані: продуктивність Q = 15 т/год; висота підйому вантажу H = 10 м. Приймаємо: об'ємна вага вантажу (табл. 1)
·= 0,75 т/м3; коефіцієнт тертя вантажу по сталі f = 0,36; коефіцієнт заповнення
· = 0,45; зовнішній діаметр шнека D = 200 мм; діаметр валу шнека d = 50 мм.
1. Кут тертя вантажу по сталі f=tg
·, звідки
· = 19° 50'
2. Крок шнека
13 EMBED Equation.3 1415мм.
3. Швидкість підйому вантажу (259) по заданій продуктивності
13 EMBED Equation.3 1415м/с
4. Кути підйому гвинтової поверхні шнека по зовнішній кромці, по внутрішній кромці (по валу) і по середньому діаметру:
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415мм
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
5. Використавши рівняння (269),визначимо кут
·:
13 EMBED Equation.3 1415,
де 13 EMBED Equation.3 1415;

13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415.
6. Фактична колова швидкість зовнішньої кромки шнека(272)
13 EMBED Equation.3 1415м/с
7. Фактичне число обертів і кутова швидкість шнека:
13 EMBED Equation.3 1415об/хв
13 EMBED Equation.3 14151/с
8. Мінімальне число обертів шнека
13 EMBED Equation.3 1415об/хв.
9. Швидкість обертання і кутова швидкість вантажу:
13 EMBED Equation.3 1415м/с
13 EMBED Equation.3 14151/с
10. Швидкість абсолютного переміщення вантажу:
13 EMBED Equation.3 1415м/с
11. Відцентрова сила яка притискує вантаж до внутрішньої поверхні кожуха шнека:
13 EMBED Equation.3 1415кг
12. Потужність яка витрачається на подолання тертя вантажу по внутрішній поверхні кожуха при обертовому русі вантажу:
13 EMBED Equation.3 1415 к.с.
13. Вага вантажу в кожусі шнека:
13 EMBED Equation.3 1415кг
14. Визначимо силу Р’0

13 EMBED Equation.3 1415кг
15. Визначимо силу Р’’0
13 EMBED Equation.3 1415кг
16. Потужність яка витрачається на подолання сил тертя внаслідок руху вантажу вверх:
13 EMBED Equation.3 1415к.с.
17. Потужність на валу шнека при
·п=0,99;k0=1,2:
13 EMBED Equation.3 1415к.с.
18. Необхідна потужність двигуна при
·Т=0,85;k=1,25:
13 EMBED Equation.3 1415кВт
Приймаємо електродвигун АО51-4; Nд=4,5кВт; пд=1440 об/хв.
Приклад. Визначити основні параметри бистрохідного похилого гвинтового зернонавантажувача, призначеного для переміщення пшениці.
Вихідні дані: продуктивність Q=5т/год.; висота підняття вантажу Н=2,5м;кут нахилу шнека
·=47020.
Приймаємо :коефіцієнт тертя вантажу по сталі f=0,50; об’ємна вага пшениці
·=0,75т/м3;зовнішній діаметр шнека D=100мм;крок шнека S=110мм;діаметр вала шнека d=32мм;коефіцієнт заповнення
· =0,49.
1. Швидкість переміщення вантажу вздовж осі шнека:
13 EMBED Equation.3 1415м/с.,
2. Визначимо кут
·:
13 EMBED Equation.3 1415,
де
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415.
Підставимо в рівняння відомі величини, визначимо кут
·:
13 EMBED Equation.3 1415.
3. Швидкість шнека і вантажу:
13 EMBED Equation.3 1415м/с.
13 EMBED Equation.3 1415об/хв.;
13 EMBED Equation.3 1415 1/с.;
13 EMBED Equation.3 1415 м/с.;
13 EMBED Equation.3 1415 1/с.;
13 EMBED Equation.3 1415м/с.
4. Відцентрова сила і вага вантажу який находиться в кожусі:
13 EMBED Equation.3 1415кг;
13 EMBED Equation.3 1415кг;
5. Потужність яка витрачається на подолання тертя, яке виникає при обертовому русі вантажу від тиску на внутрішню поверхню кожуха шнека:
13 EMBED Equation.3 1415к.с.
6. Кут нахилу гвинтової поверхні шнека по середньому діаметру:
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415.
7. Визначимо сили Р’0 і Р’’0:
13 EMBED Equation.3 1415кг;
13 EMBED Equation.3 1415кг.
8. Потужність яка витрачається на підняття вантажу і на подолання тертя при русі вантажу вздовж осі шнека:
13 EMBED Equation.3 1415к.с.
9. Потужність на валу шнека:
13 EMBED Equation.3 1415к.с.
10. Потрібна потужність двигуна (k=1,25;
·Т=0,97)
13 EMBED Equation.3 1415кВт.
Приймаємо електродвигун АО31-4; Nд=0,6кВт; пд=1410об/хв..
11. Передавальне число трансмісії
13 EMBED Equation.3 1415.
Вал шнека розраховується на міцність.
До типу бистрохідних гвинтових транспортерів відносяться транспортер-живильник, а також зернонавантажувач ПШП-4 і ПШП-10.
Гвинтовий транспортер-живильник використовується як навантажувач сипких вантажів на стрічкові, скребкові і ковшові транспортери, у яких завантажувальний бункер знаходиться над поверхнею підлоги.
Технічна характеристика такого транспортера наступна:
Довжина шнека.3,7 м
Діаметр шнека...275 мм
Крок шнека....200
Число обертів шнека за хвилину.280
Найбільший кут нахилу до горизонту....150
Діаметр ходових коліс..600 мм
Продуктивність при повному загруженні
хвостової частини в зерно....до 100 т/год
Потужність електродвигуна ..2,8 кВт
Загальна вага транспортера....170 кг.
Таблиця 1. Основні фізико-механічні властивості сільськогосподарських вантажів
Назва вантажу
Об’ємна маса
·,т/м3
Кут природного ухилу в спокої,
·0 град
Коефіцієнт тертя спокою f0




по сталі
по дереву
по гумі

Горох
0,78...0,82
24...26
0,25
0,27
0,36

Гречка
0,54...0,72
26...28
0,73
0,79
0,8

Кукурудза (зерно)
0,60...0,77
28
0,4
0,44
0,46

Конопляне насіння
0,55...0,60
27
0,38
0,41
0,44

Насіння льону
0,55...0,66
35
0,34
0,37
0,4

Мука
0,55...0,60
55
0,65
0,85
0,85

Овес
0,40...0,52
27
0,46
0,52
0,55

Висівки
0,25...0,44
38
2,16
2,3
2,45

Просо
0,75...0,83
24...26
0,38
0,4
0,45

Пшениця
0,65...0,82
33...35
0,4
0,62
0,68

Рис
0,65...0,75
33...35
0,47
0,57
0,6

Ячмінь
0,60...0,72
27...29
0,37
0,42
0,5

Соняшник
0,42...0,45
45
0,51
0,54
0,58

Жито
0,68...0,49
35
0,58
0,62
0,66

Картопля
0,65...0,73
35
0,51
0,55
0,58

Буряки
0,47...0,70
35
0,5
0,54
0,57

Сіно і солома
0,28...0,30
-
0,35
0,37
0,4

Сіно ворохом
0,10...0,17
-
0,31
0,33
0,35

Силос вологий
0,55...0,65
-
0,78
0,75
0,9

Кукурудза (качани)
0,38...0,45
-
0,6
0,63
0,7

Гній мокрий
0,60...0,89
72
1,68
1,8
1,9

Торф вологий
0,55...0,65
50
0,7
0,75
0,85

Торф висушений на повітрі
0,33...0,41
45
0,27
0,3
0,32





Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeoEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • doc 8222076
    Размер файла: 513 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий