ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА
Цель лабораторной работы
Целью выполнения лабораторной работы являются:
изучение процесса транспортирования сыпучего материала горизонтальным и пологонаклонным винтовыми конвейерами;
определение основных параметров винтового конвейера.
Задачи лабораторной работы
В ходе выполнения лабораторной работы студент должен изучить конструкцию и способ перемещения насыпных грузов винтовым конвейером; научиться определять основные параметры винтового конвейера; опытным путем установить зависимость изменений производительности от времени транспортирования при различных углах наклона конвейера.
Краткие теоретические сведения
Винтовые конвейеры относятся к группе транспортирующих машин без тягового органа и используются в химической, мукомольной промышленности, при производстве строительных материалов для транспортирования пылевидных, порошкообразных и реже мелкокусковых грузов на небольшое расстояние в горизонтальном или вертикальном направлении.
Винтовыми конвейерами не рекомендуется перемещать липкие и влажные, сильно уплотняющиеся и высоко абразивные грузы, а также грузы, измельчение которых снижает их качество.
Достоинствами винтовых конвейеров являются герметичность и компактность, простота конструкции и обслуживания, надежность в эксплуатации, удобство промежуточной разгрузки, пригодность для транспортирования горячих, пылящих и токсичных материалов. Недостатками винтовых конвейеров являются повышенная энергоемкость, дробление транспортируемых грузов, повышенный износ винта и желоба, ограниченная длина (до 60 м), высокая чувствительность к перегрузкам, возможность образования заторов [6, 7, 12].
|
|
Винтовые конвейеры выполняют горизонтальными, наклонными и вертикальными.
Горизонтальный винтовой конвейер (рис. 6.1) состоит из неподвижного желоба, нижняя часть которого имеет форму полуцилиндра, закрытого сверху крышкой, приводного вала с укрепленными на нем витками транспортирующего винта, концевых опор и промежуточной опоры, привода (включающего электродвигатель, редуктор и две муфты), загрузочного и разгрузочного устройств [6, 7, 11, 12].
Рис. 6.1. Схема горизонтального винтового конвейера:
1 – загрузочное устройство; 2 – подвесная промежуточная опора;
3 – винт; 4 – разгрузочное отверстие; 5 – желоб; 6 – редуктор;
7 – муфта; 8 – электродвигатель
Перемещение груза по желобу обеспечивается витками вращающегося винта, с помощью которого груз перемещается вдоль оси конвейера в направлении транспортирования, как гайка вдоль винта, а затем высыпается из разгрузочного отверстия.
|
|
Наклонные винтовые конвейеры по значению угла наклона разделяют на полого- и крутонаклонные. К пологонаклонным относятся конвейеры, угол β наклона которых не превышает угол φ0 естественного откоса транспортируемого груза. Для крутонаклонных конвейеров β > φ0.
Пологонаклонные конвейеры по конструкции и принципу действия подобны горизонтальным, а крутонаклонные – вертикальным. Длина горизонтальных винтовых конвейеров обычно не превышает 60 м. Вертикальные винтовые конвейеры имеют высоту до 20м, но в основном 5–10м.
Винт вертикального конвейера расположен в вертикальной трубе и вращается с большой скоростью, увлекая при этом насыпной груз, подаваемый горизонтальным питателем. Траектория его представляет собой винтовую линию с малым шагом. Вертикальные винтовые конвейеры снабжены лопастными питателями.
Одну из концевых опор винта снабжают упорным подшипником, который устанавливают на разгрузочном конце конвейера. Промежуточные подвесные подшипники устанавливают с шагом 1,5–3,5 м, в месте установки промежуточной опоры витки винта прерываются.
Подвесные подшипники должны иметь надежное уплотнение для защиты от загрязнения, малые длину и диаметр. Шаг винта t для легко перемещаемых грузов принимают равным его диаметру t = D, для трудно перемещаемых грузов величину шага снижают до t = 0,8D.
|
|
Частота вращения винта n зависит от характеристики перемещаемого груза, частота вращения уменьшается с увеличением диаметра винта, плотности и абразивности груза.
Транспортирование абразивных материалов винтовыми конвейерами приводит к быстрому изнашиванию винта и желоба. Винтовыми конвейерами со сплошными винтами очень липкие грузы транспортировать нельзя, т. к. они налипают на винт и вращаются вместе с ним, не перемещаясь вдоль желоба. Винтовые конвейеры также не рекомендуют для перемещения грузов, крошение которых снижает их качество (например, кокс) [6, 7, 11, 12].
Производительность горизонтального и полого наклонного винтового конвейера [7], (м3/ч),
, (6.1)
где ψ – коэффициент заполнения желоба конвейера, для грузов средней подвижности (песка) ψ = 0,3;
Dв – диаметр винта, м;
t – шаг винта, м;
n – частота вращения винта, мин-1; частота вращения винта зависит от характеристики транспортируемого груза и диаметра винта.
|
|
Максимальная частота вращения винта для легких неабразивных материалов n = 60 / Dв; для тяжелых неабразивных материалов n = 45 / Dв; для тяжелых абразивных материалов (песок) n = 30 / Dв.
Мощность электропривода винтового конвейера
, (6.2)
где Q – производительность конвейера, т/ч;
H – высота подъема, м;
L – длина транспортирования, м;
ω – коэффициент сопротивления движению груза, учитывающий трение груза о винт и желоб, потери на трение в подшипниках (табл. 6.1);
η = 0,7–0,9 – кпд привода.
Требуемая мощность привода вертикальных конвейеров [7]
, (6.3)
где kз – коэффициент запаса мощности; при перемещении легких неабразивных мелкозернистых грузов kз = 1,1–1,2; при перемещении неабразивных грузов kз = 1,2–1,4; при перемещении абразивных грузов kз = 1,8–2,0;
ω – коэффициент сопротивления движению груза; для зерновых грузов ω = 5,5–7,5; для соли ω = 6,5–8,3.
Таблица 6.1
Коэффициент сопротивления ω и частота вращения n
для горизонтальных и пологонаклонных конвейеров
Насыпной груз | ω0 | n, об/мин |
Глина: сухая сырая | 4,0 – | – 20–60 |
Зола | 4,0 | 40–120 |
Овес | 1,2 | – |
Цемент | 4,0 | 40–120 |
Опилки древесные | 1,3 | 50–120 |
Песок: сухой сырой | 3,2–4,0 4,0 | 40–120 40–71 |
Угольная пыль | 4,0 | 50–120 |
Мощность электродвигателя с учетом коэффициента перегрузки kп = 1,3–1,5 и КПД привода ηобщ = 0,7–0,9 определяется
. (6.4)
При сравнении винтового и ленточного конвейеров производительностью 30 т/ч установлено, что при длине до 10 м общая величина эксплуатационных расходов за 1 час приблизительно одинакова, а при длине 100 м расходы на винтовой конвейер увеличиваются вдвое по сравнению с расходами на ленточный конвейер. Таким образом, при небольшой длине транспортирования использование винтовых конвейеров является наиболее рациональным (из-за их невысокой стоимости), при значительной длине транспортирования использование винтовых конвейеров является экономически невыгодным из-за их высокой энергоемкости [6].
Расчет винта на прочность производится с учетом действия сил растяжения (сжатия), крутящего момента и сил собственного веса по стандартным методикам.
Крутящий момент на валу винта
, (6.5)
Действующая на винт продольная сила
, (6.6)
где αср – средний угол подъема винтовой линии; tg αср = 0,45 tв / Dв;
φ – коэффициент внутреннего трения насыпного груза о материал винта.
Далее выполняют силовой и кинематический расчеты с выбором редуктора и соединительных муфт [6, 7, 11, 12].
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 104; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!