Факультет

Студентам

Посетителям

Соображения по конструированию распространенных винтовых конвейеров

Обычно конструкция винтового конвейера прочна, его легко монтировать, он достаточно жесткий, не требует сложной опоры или подвески.

Необходимое для монтажа пространство невелико и может быть сравнимо с требованиями к площади для скребкового конвейера, которая значительно меньше, чем надо для ленточного конвейера одинаковой производительности. Поперечное сечение винтового конвейера небольшое, потому что у него, в отличие от скребкового и ленточного конвейеров и нории, отсутствует обратная ветвь.

Желоб

В соответствии с типом конструкции корпус винтового конвейера может быть сделан влаго — и газонепроницаемым или пригодным для охлаждения, нагрева или сушки продукта во время транспортирования.

Обычно винтовые конвейеры не выделяют пыли и довольно бесшумны, когда работают в закрытом кожухе. Закрытые желоба различны по конструкции.

При транспортировке очень абразивных продуктов внутренние стенки желобов всех типов могут иметь накладки из специальной износостойкой стали. Горизонтальные или расположенные под незначительным углом желоба обычно покрывают пластинами, крепящимися на болтах. Для улучшения пыле — и влагонепроницаемости между крышкой и отогнутым краем желоба можно устанавливать уплотнение. Герметизация может быть улучшена изготовлением уплотняющих бороздок в обеих примыкающих друг к другу плоскостях. Вблизи промежуточных подшипников крепят крышки, которые позволяют осуществлять контроль и текущий ремонт подшипников. Если требуется, крышки желобов можно оснастить взрыворазрядными клапанами.

Винт

Винт состоит в основном из вала и винтовой поверхности — непрерывной стальной ленты, приваренной к валу, наклон которой ограничен внутренним и внешним диаметрами вала. Вал винта — обычно бесшовная толстостенная труба с высокой прочностью на разрыв, небольшой массой и незначительным прогибом. Приводная часть и хвостовик приварены к валу. Винты небольшого диаметра или очень короткие винты имеют сплошной вал с затянутым на резьбе концом. После монтажа винтовой поверхности вал необходимо отцентровать и при необходимости снизить биение. При более длинном вале соединительные муфты секций вала имеют промежуточные подшипники.

Таким образом легко обеспечивается взаимозаменяемость секций, что особенно важно для цилиндрических валов.

Шаг винта обычно такой же, как диаметр винта. Перья винта должны характеризоваться низким сопротивлением трению. Их иногда закаливают или снабжают специальным покрытием для уменьшения износа и сопротивления продукта трению. Изредка проектируют отдельные перья шнека, и в этом случае перо представляет собой диск с соответствующим внутренним и внешним диаметрами. Эти перья соответственно изгибают до требуемого наклона и в конечном итоге устанавливают на валу одно сзади другого.

Винты могут иметь различную конструкцию. Показан двухзаходный винт, имеются две винтовые поверхности — одна внутри другой. Преимущество такого винта в том, что он препятствует движению назад продуктов с хорошей сыпучестью. Многозаходные винты обычно используют на вертикальных винтовых конвейерах.

Показан винт, состоящий из ленточной поверхности, проходящей на некотором расстоянии от вала и вблизи стенок желоба. Этот тип винта используют при транспортировании продуктов для обеспечения определенного смешивания. Их производительность почти равна производительности винта со сплошной поверхностью.

Показана коническая винтовая поверхность с увеличением диаметра к выпускному отверстию. Приемное отверстие размещено в стороне винта с наименьшим диаметром. Конические винты используют для трудносыпучих продуктов, которые могут уплотняться; продукт разрыхляется в процессе транспортирования.

Помимо описанных, существуют некоторые другие варианты смешивания или перемешивания продукта в процессе транспортирования. В этом случае винтовую поверхность делают прерывистой или составляют из ряда износостойких смешивающих перьев.

Из-за невозможности полностью опорожнить желоб горизонтального винтового конвейера вследствие зазора между кромкой винтовой поверхности и стенкой желоба, могут смешиваться несколько продуктов. Существует также опасность повреждения продукта, так как он может защемляться между кромкой винтовой поверхности и стенкой желоба; продукт также подвергается непрерывному трению о стенки. Помимо этого, посторонние предметы в массе продукта могут вызвать значительное повреждение винтовой поверхности или даже закупорку винтового конвейера. Иногда винт можно освободить, повернув его в противоположном направлении.

Винтовую поверхность необходимо периодически проверять на наличие повреждений. Длинные винты обычно делают составными, из отдельных секций, которые можно легко снимать или ремонтировать. Осевое давление и прогиб винта, вызывающие контакт винта с желобом и его износ, необходимо проверять у очень длинных конвейеров. Обычно привод винтового конвейера располагается на разгрузочном конце; в этом месте вал работает на растяжение, а не на сжатие, что может вызвать искривление вала.

Подшипники

У винтовых конвейеров различают концевые, приводные и промежуточные подшипники.

Промежуточные подшипники должны быть сконструированы таким образом, чтобы не создавать преград прохождению продукта. Они должны легко заменяться. В зависимости от массы конструкции промежуточные подшипники располагаются с интервалом 2,5—3,5 м. При больших интервалах вал необходимо усиливать для предотвращения прогиба. В зависимости от назначения конвейера и вида транспортируемого продукта вкладыши подшипников делают из бронзы, пластмассы или вольфрама при работе в тяжелых условиях. Из-за пыли обычные шарикоподшипники используют нечасто. В пищевой промышленности следует избегать подшипников, требующих регулярной смазки, так как ее излишек будет попадать в продукт.

На конце вала обычно используют простой подшипниковый узел с фланцем, который устанавливают снаружи желоба. В случае, если вал выходит за пределы желоба, устанавливают на конце торцевую крышку, защищающую от пыли.

Из-за трения продукта о винтовую поверхность и желоб на приводной подшипник передается осевое давление. При длинных и тяжелых винтах это давление может достигать больших величин. Более того, собственная масса винта создает радиальное давление на подшипники. При выборе подшипника для привода необходимо учитывать эти давления.

Если промежуточный упорный подшипник используют на более длинных горизонтальных винтовых конвейерах, высота слоя продукта в желобе не должна быть выше основания упорного подшипника. Максимальный коэффициент заполнения в этом случае 45 %; он зависит от свойств продукта.

Загрузка и разгрузка

Загрузка и разгрузка винтового конвейера могут осуществляться в нескольких местах. Загрузка горизонтального или наклонного винтового конвейера в основном осуществляется через питающий лоток, проходящий через плоскую крышку желоба. Для загрузки вертикального цилиндрического конвейера требуется специальное питающее устройство в его основании.

Для устранения переполнения и закупорки винтового конвейера важно обеспечить равномерную подачу продукта. Поток продукта необходимо ограничивать регулировочной шиберной задвижкой. При конструировании особое внимание должно быть уделено подаче продукта в желоб на достаточном расстоянии от подшипников, чтобы предотвратить их чрезмерный износ.

Продукт выгружается или в конце винта или, при наличии промежуточных выпускных отверстий, через отверстия в днище желоба. Выпускные отверстия оборудуют выпускными клапанами с ручным или дистанционным управлением. Для полной разгрузки продукта выпускные отверстия должны быть достаточно широкими и длинными, в противном случае часть продукта пройдет над открытым выпускным отверстием и распределится по всей длине конвейера. Особенно требуют внимания трудносыпучие продукты.

Плоская выпускная задвижка. Она может открываться и закрываться в направлении транспортирования или под прямым углом к нему. Недостаток системы в том, что часть продукта остается в «мертвых» углах выпускного отверстия над передвижной пластиной задвижки, что приводит к плохой разгрузке желоба и может вызвать загрязнение продукта. Плоская выпускная задвижка может использоваться только при транспортировании одного продукта.

Полукруглая выпускная заслонка. Полностью приспособлена к форме желоба, она может открываться и закрываться только в направлении транспортирования.

Иногда бывает необходимо выгрузить небольшое количество продукта в различных местах. В этом случае выпускные задвижки в желобе имеют остроконечную форму. Вершина этого острия направлена в сторону, противоположную направлению транспортирования. Таким образом, выпускное отверстие становится все шире по мере открытия задвижки.

Выпускными задвижками можно управлять различными способами, например, вручную с помощью зубчатой рейки и шестерни или ходового винта или с помощью пневмо-, гидро — или электропривода.

Также очень важно, чтобы выпускная задвижка в закрытом положении была полностью пыленепроницаемой. Продукт, перемещаемый вдоль винта, прижимается к наружной поверхности, даже если задвижка имеет только небольшое отверстие.

Наклонные и вертикальные винтовые конвейеры

Винтовой конвейер также применяется для наклонного и вертикального транспортирования. В этом случае винт устанавливается не в U-образном желобе, а в стальной трубе, основание которой погружается в массу продукта. Захват продукта винтом возможен только в том случае, если винт выступает из цилиндрического желоба на некоторое расстояние. При медленном вращении винта в массе продукта действуют следующие силы: сила внутреннего трения продукта, сила внешнего трения продукта о стены цилиндрического желоба и винтовую поверхность, гравитационная и центробежная силы, создаваемые винтом и влияющие на продукт.

Теоретически очень трудно прогнозировать правильное распределение сил в массе продукта. Увеличение частоты вращения винта заставляет продукт вращаться, а повышенная центробежная сила отбрасывает продукт от винта. В результате только небольшое количество продукта захватывается винтом, а основная масса продукта находится в турбулентном движении вокруг приемного отверстия.

Если частоту вращения еще больше увеличить, турбулентность также возрастет, а количество продукта, захватываемое винтом, еще уменьшится. Для увеличения забора продукта винтом необходимо препятствовать турбулентности у приемного отверстия конвейера. Это достигается применением питающего устройства, характеризующегося непрерывной подачей продукта винтом.

Показан вертикальный конвейер, на который подается продукт с предшествующего конвейера, обеспечивающего непрерывный поток продукта в закрытый приемный патрубок винтового конвейера. Винт вращается в закрытом пространстве, постоянно заполняемом продуктом. По этой причине весь продукт попадает между лопастями винта и, следовательно, транспортируется вверх вдоль желоба. Наклон винтовой поверхности создает подъемную силу. Чем круче угол подъема, тем меньше требуемый наклон винтовой поверхности и тем больше требуемая частота вращения винта. Когда продукт достигает разгрузочного отверстия, он свободно выходит из цилиндрического желоба.

Для улучшения подачи продукта можно применять двухзаходный конический шнек, который предотвращает движение продукта назад. Если приемное устройство винтового конвейера предназначено для работы в массе продукта, но не в закрытом пространстве, тогда на нижнем конце цилиндрического желоба можно установить воронку или конус. Однако этот конус будет препятствовать подаче продукта сбоку. Поэтому в конусе делают два вертикальных и диаметрально противоположных паза, на стенке конуса устанавливают два пера винта.

В результате продукт с усилием поступает по пазам в конус, а сам конус предотвращает выброс продукта. Питающий конус вращается на роликовых подшипниках и приводится отдельным электродвигателем, который обычно вращается в направлении, противоположном вращению винта.

Непрерывный поток продукта можно поддерживать регулированием частоты вращения электродвигателя независимо от изменения подачи продукта по боковым сторонам. Кроме того, наружная стенка питающего конуса оборудована дополнительным пером из перфорированного листа, которое разрыхляет твердые корки и насыпи с крутым углом наклона. Принудительная загрузка винтового конвейера значительно увеличивает степень его заполнения и производительность.

Привод

При сравнении с другими типами конвейеров такой же производительности потребная мощность электродвигателя винтового конвейера наибольшая. Это объясняется трением продукта между стенками желоба и винтовой поверхностью.

Выбору привода уделяется больше внимания вследствие низкой скорости винта. Обычно между электродвигателем и валом винтового конвейера требуется понижающий редуктор. Некоторые редукторы предназначены для непосредственного соединения с валом винта. Редукторы, которые не могут противостоять удару, должны соединяться через соответствующую муфту, передающую только крутящий момент.

Тип приводного механизма обычно зависит от местных условий. Большей частью применяют индивидуальные приводные механизмы. Привод всегда устанавливают на шасси, крепящемся к конструкции желоба. При прямом приводе вал электродвигателя является как бы продолжением вала винта; усилие передается с помощью муфты. При косвенном приводном механизме вал электродвигателя устанавливают параллельно валу винта, а передача мощности осуществляется посредством цепной или клиноременной передачи. Это более дешевая конструкция, однако она требует больше времени на уход и текущий ремонт и не может быть рекомендована для тяжелых и интенсивно используемых винтовых конвейеров.

В некоторых случаях в процессе эксплуатации может потребоваться регулировка производительности с помощью контроля скорости конвейера. Отличными характеристиками обладают гидравлические приводы, обеспечивающие простую регулировку скорости.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: