Лабораторная работа №3. Изучение конструкции, принципа действия и определение основных параметров шнекового питателя.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 8Следующая ⇒

Цель работы:

– изучить конструктивные особенности и принцип действия шнекового питателя;

– ознакомиться с методикой расчета производительности и потребляемой мощности шнекового питателя.

Оборудование, приборы и инструменты:

– шнековый питатель с переменным углом установки;

– секундомер;

– тахометр;

– линейка измерительная, 1000 мм;

– кусочки материала.

Конструктивные особенности и принцип действия шнекового питателя

Шнековые винтовые питатели нашли широкое применение в установках, выполняющих функции транспортирования в сочетании с технологическими операциями. В зависимости от угла наклона β оси шнека к горизонту их подразделяют на горизонтальные (β = 0), пологонаклонные (0 < β < 30), крутонаклонные (30 < β < 60), вертикальные (60 < β ≤ 90). Выпускают шнеки тихоходные и быстроходные; стационарные и передвижные.

Шнековый питатель (конвейер) – это устройство, непрерывно перемещающее материал посредством вращающегося в неподвижном кожухе (корпусе) винта, называемого шнеком (рисунок 3.1). Корпус шнека изготавливают из трубы или листовой стали толщиной 3…5 мм. В промышленности строительных материалов встречаются шнеки следующих конструкций:

– сварные, в которых вал шнека изготовлен из трубы с приваренными к ней цапфами, и винтовой поверхностью по длине трубы (вала);

– литые из отбеленного чугуна с большой сопротивляемостью износу.

В зависимости от целевого назначения питателя предусматривают шнеки:

– со сплошной винтовой поверхностью – для перемещения мелкокусковых и сыпучих материалов;

– ленточные, имеющие винтовую поверхность, изготовленную из узкой стальной полосы, которая укреплена на валу с зазором. Это способствует тому, что во время транспортирования материал переваливается через виток, тем самым улучшается качество перемещения;

– лопастные, состоящие из установленных на валу по винтовой линии лопастей, которые при транспортировке рыхлят и перемешивают материал;

– фасонные с вырезами по наружной кромке винтовой поверхности, предназначенные для перемещения слежавшихся масс.

В корпусе питателя укреплены подшипники, на которые опирается вал шнека. На конце вала, где воспринимаются осевые нагрузки, возникающие при транспортировании материала в горизонтальных питателях, устанавливают упорный и радиальный подшипники. В наклонных питателях этот подшипниковый узел воспринимает еще и составляющую массу шнека. Другой конец вала опирается на радиальный подшипник.

Материал, поступающий через загрузочный патрубок 5 в корпус 4 (см. рисунок 3.1), перемешивается в нем при помощи шнека 3, вращающегося подобно гайке винта, удерживаемого от проворачивания силами трения. Сила трения материала о внутреннюю поверхность корпуса питателя возникает в результате действия инерционных сил, вызванных вращением шнека, и массы транспортируемого материала. Если сила прижатия и связанная с ней сила трения о внутреннюю поверхность корпуса будут достаточно велики, то окружная скорость частиц материала будет меньше окружной скорости винтовой поверхности. Благодаря разности этих скоростей материал начнет перемещаться вдоль корпуса питателя.

1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – шнек; 4 – корпус; 5 – загрузочный патрубок; 6 – разгрузочный патрубок; 7 – устройство для изменения угла наклона

Рисунок 3.1 – Кинематическая схема винтового питателя

Основные расчетные формулы

Характерная особенность горизонтальных и пологонаклонных винтовых транспортеров состоит в том, что угол поворота свободной поверхности слоя перемещаемого материала не превышает угла естественного откоса материала в движении:

, (3.1)

где – угол поворота свободной поверхности слоя материала (см. рисунок 3.1)

– угол естественного откоса материала в движении;

– угол естественного откоса материала в покое (таблица 3.1).

Учитывая это положение, производительность шнекового питателя определяют по формуле

, (3.2)

где – наружный диаметр шнека, м;

– диаметр вала шнека, м;

– теоретическая скорость транспортирования материала вдоль

корпуса шнека, м/с, ;

– частота вращения шнека, с^–1;

– насыпная плотность материала, т/м³ (таблица 3.1);

– коэффициент, учитывающий проскальзывание материала

относительно шнека;

– коэффициент заполнения корпуса питателя материалом,

.

В шнековых питателях материал перемещается поступательно, вдоль оси шнека, поэтому затраты мощности на преодоление сил трения и перемещения материала у горизонтальных и пологонаклонных питателей меньше, чем у вертикальных и крутонаклонных.

Таблица 3.1 – Углы естественного откоса для различных материалов

Силу тяжести материала, находящегося в корпусе шнека, определяют по формуле

, (3.3)

где – путь транспортирования материала, м;

– ускорение силы трения, м/с².

Нормальная и осевая составляющая силы тяжести материала:

; , (3.4)

где – угол установки питателя к горизонту.

Силу трения материала о корпус шнека рассчитывают по формуле

(3.5)

Продольные силы, действующие на шнек, определяют следующим образом:

, (3.6)

где – высота подъема материала, м;

– коэффициент трения материала о корпус питателя

(см. таблицу 3.1).

Мощность привода шнекового питателя определяют по формуле

, (3.7)

где – коэффициент, учитывающий сопротивление при движении материала внутри корпуса, ;

– средний диаметр шнека, , м;

– угол подъема винтовой линии шнека на диаметр,

, (3.8)

где – шаг шнека, м;

– угол трения материала о шнек (см. таблицу 3.1);

– К.П.Д. привода шнекового питателя, равный 0,6…0,85.

Порядок выполнения работы

1 Изучить устройство питателя.

2 Начертить его кинематическую схему.

3 Определить коэффициент проскальзывания материала относительно шнека в зависимости от угла установки питателя, для чего зафиксировать путь, проделанный материалом в единицу времени при соответствующем угле β (при β = 0, = 1):

, (3.9)

где – скорость транспортирования материала вдоль корпуса питателя, м/с.

4 Рассчитать производительность шнекового питателя при соответствующих углах β (10, 20, 30, 40, 50) и построить график зависимости Q = f(β).

5 Рассчитать потребную мощность электродвигателя при одном из углов установки шнекового питателя.

6 Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Результаты замеров испытаний

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология