Разработка технологической схемы системы приготовления и раздачи кормов свинарника, страница 5

Сопротивление от трения материала о винт. Принимая осевые усилия ƒ₁q_мL₀+q_мН вдоль винта (с некоторым допущением) за нормальное давление на поверхность винта и зная ƒ₂ – коэффициент трения между материалом и винтом, получим окружное усилие:

Р₁=(ƒ₁q_мL+q_мH)ƒ₂ ,кг.                                      (17)

Принимая, что это усилие приложено в центре тяжести сечения материала на радиусе 0,5d, получим окружную скорость перемещения спирали винта относительно материала:

 ;                                                            (18)

Тогда мощность будет:

N₂=P₁υ₁=(ƒ₁q_мL₀+q_мH)ƒ₂.                       (19)

После преобразования получим:

N₂=Q(ƒ₁L₀+H)ƒ₂.                                      (20)

Сопротивление от трения в упорном подшипнике или пяте. К осевым усилиям, действующим на винт   ƒ₁  q_мL₀ и   q_мН, воспринимаемым упорным устройством, прибавится составляющая от веса вращающихся частей винта, равная q₀H, где q₀ – вес вращающихся частей в кг на 1 пог. м.

Сила трения в упорном устройстве будет:

Р₂=(ƒ₁q_мL₀+q_мH+q₀H)ƒ₃, кг,                                   (21)

где ƒ₃ – коэффициент трения в упорном подшипнике.

Упорное устройство ставится в одной из опор так, чтобы вал винта нагружался растягивающим усилием.

Полагая силу трения Р₂ приложенной на некотором диаметре d₂ (средний диаметр упорного заплечика), получим мощность:

N₃=P₂ υ₂=(ƒ₁ q_мL₀+ q_мH+q₀H) ƒ₃.                        (22)

Умножив и разделив третий член в скобках на q_м и все выражение на s, получим:

N₃=Q(  ƒ₁ L₀ + H +) ƒ₃,                                          (23)

где отношение   для существующих винтовых транспортеров при коэффициенте наполнения φ=0,4 и насыпном весе материала γ=0,5÷2 т/м³ колеблется примерно в приделах 2 – 0,5; при γ=1 т/м³ можно принимать .

Сопротивление от трения в радиальных подшипниках. Сила трения в подшипниках от веса вращающихся частей  может быть выражена формулой:

Р₃=q₀L₀ƒ₄.                                                          (24)

Помимо этого усилия, в подшипниках могут возникать сопротивления от сил трения, как следствие действия крутящего момента и момента направленного вдоль оси винта, однако за их малостью ими при расчете пренебрегают.

Зная диаметр цапф вала d_ц и его окружную скорость, можно определить мощность, поглощаемую подшипниками, по формуле:

N₄=q₀L₀ƒ₄ .                                                       (25)

В выражениях мощности N₂, N₃ и N₄ встречаются соотношения , , ; умножим и разделим каждое из них на диаметр винта D:

                                                  (27)

Отношение D: s есть величина ψ и может при расчетах находиться из соотношения D:s=1:ψ, а соотношения , ,  определяются конструктивно – эксплуатационными характеристиками транспортера.

Величина d₁:D определяется простым расчетом, если известны D и φ. Отношение d₂:D и d_ц:D характеризует габариты подшипников, что особо важно учитывать для подшипников, расположенных в середине шнека, так  как от их размеров зависит пропускная способность транспортера и дополнительные сопротивления, возникающие в местах установки подшипников. Для существующих конструкций эти величины можно принимать при ориентировочных расчетах:

d₂:D=0,25÷0,2 и d_ц:D=0,2÷0,15.                          (28)

Помимо указанных сопротивлений работа винтового транспортера сопровождается потерями на перемешивание и дробление материала, которые учитываются опытным коэффициентом К≈1,05÷1,4. На коэффициент К умножают только  N₁ и N₂ – мощности, расходуемые на транспортирование материала. Полная мощность будет:

N= л.с.,                               (29)

При определении мощности этим путем возникают трудности учета добавочных сопротивлений, величина которых может составлять значительную долю общих сопротивлений. В состав этих добавочных сопротивлений входят потери: у средних подшипников, на спресовывание материала и т. п. Поэтому в практике с достаточной точностью пользуются формулой, состоящей из первого члена формулы с введением в нее общего коэффициента сопротивления ω_о, полученного экспериментальным путем:

N=, л.с.,                                (30)

где Q – производительность в т/ч;