Разработка технологической схемы системы приготовления и раздачи кормов свинарника, страница 4

С увеличением диаметра вала при постоянном диаметре винта (D=130), т.е. при увеличении отношения d:D, производительность снижается, и тем быстрее, чем выше это отношение. Однако абсолютное уменьшение производительности не велико и позволяет при конструировании шнеков заменять сплошные валы трубчатыми.

Влияние коэффициента трения на производительность шнека достаточно велико. Наивыгоднейшее отношение S:D лежит в пределах 1 – 1,25, все иные соотношения довольно резко понижают производительность.

Если малые отношения s:D только понижают производительность, то выбор больших отношений может привести к тому, что материал перестанет перемещаться вдоль оси, и будет только вращаться вместе с винтом.

4.4 Расчёт диаметра шнека

По заданной производительности можно определить диаметр шнека. Площадь сечения шнека принята равной ; точнее следует брать           , где d – диаметр вала, который для предварительных расчётов находят по соотношению d=(0,2÷0,35)D.

Тогда:                       F_ш=D²(0,96÷0,88).                                                   (7)

Подставив в уравнение производительности s=ψD, получим:

Q_н=47ψφεD³nγ, m/ч.

Это новое выражение для производительности позволяет определить диаметр винта по формуле:

D= ,м.                                                       (8)

D=                           (9)

Полученный диаметр винта округляется до ближайшего стандартного значения  D=320 мм и  проверяется на возможность пропуска кускового материала. Если наибольший размер куска А_max, то для рядового материала D≥(8÷10)А_max.

Шаг винта  принимаем из соотношения k_р=s/D=0,6…….1,25.

s=0.32·0,8=0,25 м.

При расчете вертикальных винтовых установок, учитывая, что кожух имеет цилиндрическую форму, следует принимать  меньшим по сравнению с горизонтальными транспортерами, соответственно меньшим надлежит принимать коэффициент заполнения φ, так как схема расположения транспортируемого материала представляет собой в сечении концентрическое кольцо, толщина которого зависит от числа оборотов , диаметра, угла подъёма и др. Помимо того, рекомендуется угол подъема винтовой линии винта принимать меньше угла естественного откоса транспортируемого материала.

В связи со значительным трением, сопровождающим работу винтового транспортера, число оборотов винта для горизонтальных шнеков назначается в относительно небольшом диапазоне.

Для предварительного определения числа оборотов можно пользоваться формулой: n= об/мин, где D – диаметр винта в м; А_о – коэффициент, принимаемый в зависимости от вида груза.

Приведенные данные для выбора числа оборотов в настоящее время подлежат уточнению, особенно для зерна и подобных ему, до 400 оборотов в минуту, а в некоторых зарубежных странах до 600 – 1000 оборотов в минуту. Это стало возможно благодаря применению легких металлов, уменьшению диаметра и устранению промежуточных опор.

Число оборотов для наклонного и вертикального шнеков подсчитывается по формуле:

n=                                            (10)

где β=1- - коэффициент, учитывающий влияние диаметра d вала шнека.

Полученное число оборотов n должно быть больше минимально допустимого значения n_min, определяемого с некоторыми допущениями по формуле:

n_min=42.3                                  (11)

где α₀ – угол подъема винтовой линии по валу шнека;

σ – угол трения о поверхности шнека.

4.5 Определение сопротивления перемещению материала

Общее сопротивление движению и мощность, потребляемая для работы винтового транспортера, расходуется на преодоление следующих сопротивлений:

Сопротивление W₁ от трения материала о желоб и от подъема по наклону. Обозначая вес материала в желобе через q_мL, где L – длина транспортера, получим составляющие (нормальную и направленную вдоль желоба):

q_мLsinα=q_мH,

q_мLsinα= q_мL₀.

Здесь Н – высота подъема и L₀ – длина горизонтального перемещения. Суммарное сопротивление будет:

W₁=ƒ₁q_мL+ q_мH, кг, где ƒ – коэффициент трения материала по желобу.

Умножая это выражение на величину скорости перемещения материала по желобу  получим мощность:

N₁=W₁υ=(ƒ₁q_мL₀+q_мH).                            (15)

Заменяя q_м кг/сек, получим:

N₁=Q(ƒ₁L₀+H).                                                (16)