Подъемно-транспортные машины

p align="justify">     2.7 Определение передаточного числа  редуктора 

     Для начала находим частоту вращения приводного барабана по формуле (21):

     n_б = мин^-1,

     где ν_т – скорость движения ленты элеватора, м/с;

     D_б – диаметр приводного барабана, м. 

     n_б = = 16,37 мин^-1                                                                 (32) 

     Теперь  определяем передаточное число редуктора  по формуле (20):

     i_ред = ,

     где n_дв – частота вращения вала двигателя, мин^-1;

       n_б – частота вращения приводного барабана. 

     i_ред = 89,1                                                                               (33) 

     Подбор  редуктора производится по альбому [7].

     Подбираем редуктор цилиндрический двухступенчатый серии РЦД – 350:

     - передаточное число     ,

     - максимально передаваемая мощность 3,9 кВт;

     - оборотов в минуту 1500;

     - режим работы – непрерывный  (С). 

     3 Определение основных параметров  и расчет винтового конвейера  (шнека) 

     В сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности широкое распространение  получили винтовые транспортеры (шнеки) в виде самостоятельных машин  и встроенных узлов.

     Шнеки применяют для перемещения по горизонтали, по наклонной (до 20⁰) поверхности и даже по вертикали (такие материалы как мука) сыпучих, влажных, жидких и реже штучных грузов на расстояние до 30-40 м и имеют производительность 20-40 м³/ч, а при больших размерах винта – 100 м3/ч. Их отличает компактность и отсутствие тягового органа.

     Принцип действия всех горизонтальных конвейеров заключается в том, что груз, попадая  в желоб с вращающимся винтом, под действием сил давления на него совершает единственно возможное  для груза перемещение – движение вдоль оси винта. Вращаться вместе с винтом груз не может, так как  этому препятствуют собственная  сила тяжести и сила трения о желоб.

     Однако  некоторые недостатки винтовых конвейеров в ряде случаев полностью исключают  возможность их применения. К таким  недостаткам относятся: сильное  повреждение груза в результате его трения о винт и желоб, большой  расход энергии, затрачиваемой на транспортирование, невозможность использования винтовых конвейеров для перемещения липких грузов.

     Указанные недостатки позволяют использовать винтовые конвейеры только для перемещения  сухих пылевидных, мелкозернистых, зерновых грузов с производительностью  до 100 м³/ч на небольшие расстояния.

     Таким образом, можно сказать, что винтовые конвейеры (рисунок 6) применяются для  транспортирования сыпучих, кусковых и тестообразных материалов на расстояние до 30 – 40 м и имеют производительность 20 – 40 м³/ч, а при больших размерах винта 100 м³/ч.

     Перемещаемый  материал в винтовом конвейере выполняет  роль гайки. Под действием центробежной силы, создаваемой вращающимся винтом, частицы материала разбрасываются к периферии желоба и за счет сил  трения удерживаются на его поверхности.

      Сила трения между перемещаемым материалом и стенкой желоба больше, чем между частицами материала  и поверхность винта, поэтому  материалы под действием вращающегося винта приобретают поступательное движение.

     1 – электродвигатель; 2 – соединительная  упругая муфта; 3 – редуктор; 4 –  зубчатая соединительная муфта; 5 – загрузочное отверстие; 6 –  винт; 7 – промежуточные подшипники  винта; 8 – желоб; 9 – выходное  отверстие. 

     Рисунок 6 – Схема горизонтального винтового  конвейера 

     3.1 Выбор типа винта 

     Винты различают по направлению навивки  на левые и правые и на одно- и  многозаходные.

     Перемещается  груз в них по принципу волочения  под действием осевой силы винта. Груз от вращения вместе с ним удерживается силами тяжести и трения между  грузом и кожухом. При вертикальном транспортировании груз перемещается благодаря разности угловых скоростей  груза и винта. Груз, вращающийся  под действием центробежных сил, тормозится силами трения о кожух.

     В зависимости от вида груза и назначения винт бывает:

     - сплошной (рис. 7,а), который применяют для транспортирования хорошо сыпучих материалов (муки, мела, порошковой соли, извести в порошке и другого) при коэффициенте наполнения желоба К_н = 0,25-0,45 и частоте вращения 90-120 мин^-1;

     - ленточный (рис. 7,б), применяемый для транспортирования крупнокускового и слипающегося грузов при коэффициенте наполнения желоба К_н = 0,25-0,45 и частоте вращения 60-100 мин^-1;

     - лопастной (рис. 7,в) применяют для сильно слипающихся грузов и активного их перемешивания при коэффициенте наполнения желоба К_н = 0,25-0,45 и частоте вращения 60-100 мин^-1.

     - фасонный (рис. 7,г) и лопастной винты применяют для транспортирования тестообразных, слеживающихся и мокрых материалов (силосная масса, кашеобразные корма и т. д.) при коэффициенте наполнения желоба К_н = 0,15-0,30 и частоте вращения 30-60 мин^-1;

     - спиральные винты применяются  для криволинейного движения  в гибких шлангах. Число оборотов  в пределах 1500-500 об/мин.

     

     а – сплошной; б – ленточный; в  – фасонный; г – лопастный.

     Рисунок 7 – Конструктивные схемы винтов 

     Тип винта выбирается в зависимости  от транспортируемого материала (рисунок 7).

     Так как, по заданию, транспортируется хорошо сыпучий материал, мука, то принимаем, исходя из вышесказанного, сплошной винт при коэффициенте наполнения желоба К_н = 0,45 и частоте вращения 120 мин^-1.

     Угол  подъема винтовой линии α = 14^о ÷ 18^о. Вал винта через каждые 2,5 -3 м поддерживают подшипники, укрепленные на верхней части желоба или на боковой его стенке. Для восприятия осевых усилий вал снабжен упорным подшипником (подпятником). Зазор между винтом и внутренней поверхностью желоба составляет 3 – 8 мм.

     Данный  винтовой конвейер установлен горизонтально, поэтому его габаритные параметры  определяют:

           L_ш = L_г = 18 м,                                                                      (34)

     где L_ш – длина конвейера, м;

     L_г – длина транспортирования по горизонтали, м;

     Н – высота подъема материала, м. 

     3.2 Определение диаметра винта и  скорости движения материала 

     Материал  перемещается в винтовом транспортере волочением независимо от физико-механических свойств груза, положения и параметров шнека. Однако траектории движения частицы  груза различны в зависимости  от частоты вращения винта. Принято  различать шнеки тихоходные и  быстроходные. В тихоходных шнеках действительная угловая скорость меньше критической. Их применяют для вязких, липких и связных грузов: запаренный картофель, силос и т. п.

     В быстроходном шнеке материал располагается  под действием центробежных сил  концентрично по поверхности кожуха. Быстроходные шнеки применяют при  вертикальном и других направлениях транспортирования сыпучих и  жидких грузов: зерно, жидкий навоз, кормовые смеси.

     Диаметр винта определяют исходя из заданной производительности.

     Поскольку винтовой конвейер работает в одной  технологической схеме с ковшовым конвейером и находится перед  ним, то производительность шнека не может быть больше производительности элеватора.

     Принимаем производительность винтового конвейера  равной производительности ковшового  конвейера, то есть П_ш = П_э = 34,8 т/ч.

     Используя значение производительности шнека  П_ш, найдем диаметр винта шнека:

           D_ш =                                                                (33)

     где n – частота вращения винта в минуту, выбирается по данным, приведенным в характеристики винтов. В данном случае принимаем равной 120 мин^-1;

     γ – объемная масса материала, выбирается из таблицы 1 , т/м³, для муки принимаем равной 0,73 т/м³;

     К_н – коэффициент наполнения материалом желоба, принимаем равным 0,475;

     ε – соотношение между шагом  и диаметром винта, обычно ε = 0,8 или 1, мы принимаем равной 1;

     С – коэффициент, учитывающий снижение производительности в зависимости  от угла наклона винтового конвейера, который принимают по таблице 8 [1]. 

     Таблица 8 – Значения коэффициента, учитывающего снижение производительности конвейера

         

     Так как в нашем случае отсутствует  угол наклона винтового конвейера, то принимаем С, равным 1,0. 

     D_ш = = 0,4 м.                             (34) 

     Окончательное значение диаметра винта принимают по ГОСТ 2037-65 (таблица 9 [1]). 

     Таблица 9 – Значения диаметров винта 

         

     Принимаем величину диаметра, равную 400 мм.

     Теперь  найдем площадь сечения потока материала  в желобе:

           F = , м²,                                                                     (34)

     где D_ш – диаметр винта шнека, м;

     К_н – коэффициент наполнения желоба материалом;

     F = = 0,05м².

     Скорость  движения материала в желобе ν_м может быть выражена через частоту вращения и шаг винта S_в:

           ν_м =                                                                      (35)

     ν_м = м/с.

     Шаг винта S_в принимаем равным диметру винта шнека D_ш, т.к. если выразить зависимость диметра шнека и шага винта через ε, получаем формулу:

           ε = =0,8-1                                                                     (36)

     Принимая  ε = 1, S_в = D_ш = 0,40