Расчет винтового конвейера (шнека)

КП.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
«Подъемно-транспортные установки»
(дата подпись)(Ф.И.О.)
Специальность 260602 «Пищевая инженерия малых предприятий»
(номер наименование)
Обозначение проекта18.КП-260602-05.ПТУШ
Курсовой проект содержит 45 страниц текстового материала сборочный чертеж и деталировку проектируемого винтового конвейера.3
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ6
1.Стационарные и передвижные конвейеры6
2.Горизонтальные и наклонные конвейеры8
3.Вертикальные конвейеры9
4.Транспортирующие трубы12
5.Конвейеры с принудительной и свободной загрузкой14
6.Технические характеристики винтовых конвейеров15
ОПИСАНИЕ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ17
1.Назначение и область применения17
2.Описание конструкции и принципа действия18
3.Техническая характеристика28
3.Фактическая производительность конвейера30
4.Мощность необходимая для привода31
5.Требуемая мощность электродвигателя31
6.Вращающий момент на валу винта32
7.Диаметр выходного конца цапфы32
8.Диаметр вала винта32
9.Диаметр посадочного места подшипника32
10.Силы действующие на винт33
11.Угол подъёма винтовой линии34
МОНТАЖ ЭКСПЛУАТАЦИЯ РЕМОНТ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ44
Целью данной курсовой работы является проектирование винтового конвейера (шнека). Он является элементом поточной линии и обслуживает транспортные процессы поступления сырья (гречихи) из емкости для бестарного хранения сырья при помощи ленточного питателя в приемный башмак нории.
Курсовой проект содержит 45 страниц текстового материала сборочный чертеж и деталировку проектируемого винтового конвейера.
За несколько тысячелетий до нашей эры в Древнем Китае Индии для непрерывной подачи воды из водоёмов в оросительные системы использовали цепные насосы которые можно считать прототипами скребковых конвейеров; в Месопотамии и Древнем Египте применяли многоковшовые и винтовые водоподъёмники - предшественники современных ковшовых элеваторов и винтовых конвейеров. Первые попытки применения скребковых и винтовых конвейеров для перемещения насыпных материалов (например в мукомольном производстве) относятся к XVI-XVII вв. В конце XVIIIв. конвейеры стали систематически использовать для транспортирования лёгких сыпучих материалов на небольшие расстояния. В 30-е гг. XIXв. с той же целью впервые были применены конвейеры с лентами из прочной ткани. Во 2-й половине XIX в. началось промышленное использование конвейеров для доставки тяжёлых массовых и штучных грузов.
С 80-х гг. XIXв. изготовление конвейеров в промышленно развитых странах постепенно выделялось в отдельную область машиностроения. В современных типах конвейеров сохранились основные конструктивные элементы которые совершенствовались в соответствии с достижениями науки и техники (замена ремённого привода электрическим использование вибрационной техники применение энергии сжатого воздуха).
Шнеком или винтовым конвейером называют устройство осуществляющее перемещение груза по желобу при помощи вращающегося вала снабженного лопастями расположенными по винтовой линии. Простота конструкции высокая производительность надежность и неприхотливость винтовых конвейеров обуславливает их широчайшее использование в различных областях производственной деятельности связанной с перемещением больших объемов сыпучих грузов.
При вращении винта лопасти проталкивают груз вдоль желоба. Винтовые конвейеры состоят из секций длиной 2-4 м общая длина которых не превышает обычно 60 м диаметр жёлоба 100-600 мм. Винтовые конвейеры просты по конструкции удобны в эксплуатации особенно при транспортировке пылящих грузов. Однако лопасти и жёлоб сравнительно быстро изнашиваются груз измельчается и истирается кроме того требуется повышенный расход энергии..
В настоящее время шнеки очень часто используют одновременно как для перемещения груза так и для совершения технологических операции например перемешивания сушки охлаждения. Поэтому проектирование шнеков их расчёт и изучение очень важны особенно применительно к пищевой инженерии.
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Все винтовые конвейеры можно разделить по нескольким признакам. Например различают тихоходные (частота вращения винта не более 200 обмин) и быстроходные конвейеры.
Виды винтовых конвейеров
Транспортирующие трубы
С принудительной загрузкой
Со свободной загрузкой
1.Стационарные и передвижные конвейеры
Винтовые конвейеры бывают стационарными и передвижными. Последние используют обычно в складах и на механизированных площадках для погрузки зерна в автомобили и железнодорожные вагоны. Передвижной самоходный конвейер ТЭШ-100 (рис. 1.1) предназначен для перемещения зерна в наклонном направлении под углом до 60°. Кожух винтового конвейера состоит из трех секций: нижней на которой смонтированы привод винта (шнека) задняя пара колес лебедка для поворота сбрасывающего патрубка и раздвижная приемная воронка; средней снабженной очистными люками и верхней с поворотным выпускным патрубком. ство снабжено защитной решеткой.
Рис. 1.1. Винтовой конвейер ТЭШ-100
На рисунке обозначено: 124 - средняя верхняя и нижняя секции; 3 - разгрузочный патрубок; 5 - трос; 6 - подъемная рама; 7 - пулы управления; 8 - рукоятка подъема и опускания шнека; 9 17 - электродвигатели; 10 - червячный редуктор; 11 - гибкий кабель; 12 -лебедка; 13 -заднее колесо; 14 - клиноременная передача; 15- загрузочное устройство; 16 – цепная муфта.
Секции кожуха винтового конвейера соединены между собой фланцевыми соединениями а секции винта - при помощи шарнирно-зубчатых муфт. Выпускной патрубок смонтирован на поворотном круге верхней секции и может быть повернут при помощи лебедки и троса.
Передвижение конвейера обеспечивается передачей вращения от электродвигателя через редуктор и две цепные передачи одному из передних колес. Для поворота при движении задняя пара колес снабжена роликами обеспечивающими качение этих колес в любом направлении. Перемещение хвостовой части конвейера при повороте осуществляют вручную для чего предусмотрены ручки приваренные к приемной воронке.
Высоту сброса зерна устанавливают изменяя расстояние между передними и задними колесами при помощи полиспаста связывающего основания конвейера и поворотной рамы. Лебедка конвейера установленная на поворотной раме имеет ручной и электрический приводы. Для изменения угла наклона конвейера используют тот же двигатель и редуктор что и для передвижения.
2.Горизонтальные и наклонные конвейеры
Горизонтальный винтовой конвейер (рис. 1.2) состоит из винта 4 в виде расположенного в подшипниках 2 и 3 продольного вала с укрепленными на нем винтовыми витками желоба 5 с полуцилиндрическим днищем в котором винт размещен соосно и привода 1 (электродвигатель и редуктор) вращающего винт. Насыпной груз подается в желоб через одно или несколько отверстий в его крышке и при вращении винта скользит вдоль желоба подобно тому как движется по винту гайка удерживаемая от совместного с ним вращения. Совместному вращению груза с винтом препятствует сила тяжести груза и трение его о желоб. Разгрузка желоба производится через одно или несколько отверстий в днище снабженных затворами.
Рис. 1.2. Схема горизонтального винтового конвейера
На наклонных винтовых конвейерах с движением груза вверх производительность уменьшается с возрастанием угла наклона особенно при наличии промежуточных подшипников. Примером наклонного винтового конвейера является модель ТЭШ-100 (см. рис. 1.1).
Преимуществом горизонтальных винтовых конвейеров является надежность простота и компактность герметичность возможность загрузки и разгрузки в любом месте no длине трассы.
К недостаткам винтовых конвейеров следует отнести некоторое измельчение транспортируемого материала интенсивный износ винта и желоба при транспортировании абразивных материалов большой удельный расход энергии непригодность для перемещения крупнокусковых липких и влажных материалов.
3.Вертикальные конвейеры
Вертикальные винтовые конвейеры относятся к конвейерам специального типа (рис. 1.3 а и б). Конвейер состоит из подвешенного на упорном подшипнике вала со сплошными винтовыми витками вращающегося в цилиндрическом кожухе (трубе); короткого горизонтального винта-питателя тоже вращающегося в трубе и одного (рис. 1.3 а) или двух раздельных (рис. 1.3 б) приводов для обоих винтов. Разгрузка конвейера производится через патрубок вверху кожуха. Нижний участок вертикального винта в который подается груз делают либо переменного уменьшающегося кверху диаметра либо с уменьшенным шагом. При большой высоте конвейера во избежание биения вала иногда устанавливают промежуточные подшипники.
На рис. 1.3 в показан крутонаклонный перегрузочный винтовой конвейер с фланцевым электродвигателем.
Вертикальные винтовые конвейеры применяют для подъема груза на высоту обычно до 15 м и не больше 30 м при транспортировании порошкообразных зернистых и мелкосыпучих материалов при ограниченной производительности. Их преимущества и недостатки примерно те же что и горизонтальных винтовых конвейеров. По сравнению с ковшовыми элеваторами они имеют меньшие габаритные размеры и большее удобство разгрузки в любую сторону но значительно более энергоемки.
Рис. 1.3. Винтовые конвейеры:
а) б) –вертикальные; в) - крупнонаклонные
Особым случаем использования вертикальных винтовых конвейеров (при весьма малом диаметре винта и малой производительности) является применение их в качестве установок для бурения вертикальных скважин и шпуров. Транспортирующий винтовой орган совмещен на них с рабочим органом буровой машины и быстро вращающейся штангой с буровой коронкой на конце (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Буровая штанга с транспортирующим винтом
Кожухом в этих условиях служит цилиндрическая стенка скважины или обсадная труба. Образовавшаяся под коронкой буровая мелочь создает в нижней части скважины подпор забирается и транспортируется укрепленной на штанге винтовой лопастью. Скорость транспортирования и производительность возрастает с повышением частоты вращения штанги.
Винтовые конвейеры вертикального типа применяют редко. Они являются индивидуальным оборудованием требующим специальной конструктивной разработки и изготовления. Параметры этих конвейеров не стандартизованы.
4.Транспортирующие трубы
Рис. 1.4. Винтовая транспортирующая труба:
а) - общий вид; б) - опорная рама с роликами; 1 - опорно-упорные ролики;
- привод; 3 - труба; 4 – опорный ролик;
- упорный ролик; 6 - рама
Винтовая транспортирующая труба (рис. 1.5) вращается на установленных на некотором расстоянии друг от друга парных роликах. Внутри трубы на ее стенке укреплены винтовые витки. При вращении трубы насыпной груз поданный к ней с одного конца постепенно пересыпаясь под действием силы тяжести по образуемому витками винтовому желобу продвигается вдоль оси трубы и высыпается с другого конца. В местах опирания на ролики на трубу насажены охватывающие ее стальные кольца (бандажи) которыми труба перекатывается по роликам. Кроме опорных роликов на тех же станинах прикреплено по два упорных ролика расположенных по обе стороны от колец и удерживающих трубу от осевого смещения. Вращение передается трубе от привода с зубчатыми колесами причем колесо последней зубчатой пары надето подобно кольцу на корпус трубы. Для удобства подачи насыпного груза внутрь трубы при небольшом ее диаметре со стороны загрузки (справа на рис. 1.4 а) укреплена коническая винтовая секция. Разгрузка с противоположной стороны трубы происходит ссыпанием через ее кромку.
Винтовые транспортирующие трубы устанавливают горизонтально или с небольшим наклоном. Разновидностью устройств этого типа являются транспортирующие трубы без винтовых витков внутри т. е. с гладкой цилиндрической поверхностью. Для обеспечения осевого движения груза их устанавливают всегда с наклоном в сторону движения груза; такие трубы являются технологическими агрегатами служащими для выполнения тех или иных технологических процессов например обжига сушки агломерирования смешивания и т. п. Перемещение по винтовым трубам тоже обычно совмещается с технологическими процессами причем длина труб достигающая 200-250 м нередко определяется периодом времени в течение которого груз должен находиться в трубе для завершения технологической операции.
К преимуществам винтовых транспортирующих труб относится сравнительная простота конструкции и надежность изоляция по всей длине от внешней среды широкий диапазон производительности и длины; к недостаткам - большая масса значительные габаритные размеры высокий расход энергии (хотя и меньший чем на винтовых конвейерах).
5.Конвейеры с принудительной и свободной загрузкой
Рис. 1.5. Схема волчков с а) принудительной и
б) безпринудительной подачей сырья
Данные волчки применяют в основном в мясной промышленности для оборудования мясокомбинатов. Данное оборудование очень распространено и применяется в совокупности с различным пищевым оборудованием.
6.Технические характеристики винтовых конвейеров
Для различных отраслей промышленности предприятия производят винтовые конвейеры с различными характеристиками. Примеры таких стандартизированных конвейеров указаны в таблицах 1.1 1.2 и 1.3.
Технические характеристики винтовых конвейеров
Производительность на зерне при мин. высоте сброса тч
Минимальная высота сброса зерна мм
Максимальная высота сброса зерна мм
Установленная мощность кВт
Длина транспортера м
Передвижной шнековый самоподаватель (марки У9-УСШ У9-УСШ6 У9-УСВ) предназначен для подачи зерна из насыпи в различные транспортирующие средства. Зерно забирается шнеком непосредственно из насыпи и по трубе корпуса подаётся через патрубок на транспортирующее средство.
Технические характеристики шнековых самоподавателей
Производительность: (при насыпной массе зерна 075 тм.куб.) тч
Производительность тч
ОПИСАНИЕ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Винтовые конвейеры относятся к группе транспортирующих устройств непрерывного действия. Их назначение и области применения довольно обширны так же как конструкция и технические характеристики.
1.Назначение и область применения
Винтовые конвейеры используют для транспортирования на небольшие расстояния (30-40 м) сыпучих и мелкокусковых (цемента гравия песка шлака и т. п.) а также вязких и тестообразных (мокрой глины бетона теста фарша и т.п.) материалов. Винтовыми конвейерами нецелесообразно транспортировать липкие и сильно уплотняющиеся а также высокоабразивные грузы.
Винтовые конвейеры получили довольно широкое распространение благодаря тому что имеют закрытый транспортный тракт и пригодны для перемещения пылящих токсичных и горячих материалов. Шнеки применяют главным образом в пищевой промышленности промышленности стройматериалов (для транспортирования цемента) в химической промышленности (для транспортирования пылящих и токсичных продуктов) на электростанциях (для транспортирования угольной пыли). Винтовые конвейеры применяют на элеваторах и в зернохранилищах на комбикормовых заводах фермах как дозирующее устройство и во многих отраслях пищевой промышленности.
Наибольшее распространение получили винтовые конвейеры транспортирующие материалы по горизонтали или под небольшим углом к горизонту. Иногда применяют специальные вертикальные винтовые конвейеры осуществляющие вертикальное транспортирование материалов. Эти конвейеры имеют незначительное распространение и серийно не изготовляются.
Особым случаем использования вертикальных винтовых конвейеров (при весьма малом диаметре винта и малой производительности) является применение их в качестве установок для бурения вертикальных скважин и шпуров.
2.Описание конструкции и принципа действия
Основными элементами винтовых конвейеров являются (рис. 2.2.1): желоб 4 полукруглой формы внутри которого расположен винт 5 вращающийся в подшипниках 3 при помощи привода 8. Материал загружается через загрузочное отверстие 2 а выгружается — через выходное отверстие 6 с задвижкой 7. Желоб обычно закрыт крышкой 1 но иногда имеет песочный затвор.
Рис. 2.1 Винтовой конвейер
Материал загружается с одного конца трубы и постепенно перемещается при ее вращении к другому концу где и выгружается. Насыпной груз подается в желоб через одно или несколько отверстий в его крышке и при вращении винта скользит вдоль желоба подобно тому как движется по винту гайка удерживаемая от совместного с ним вращения. Совместному вращению груза с винтом препятствует сила тяжести груза и трение его о желоб. Принцип действия винтовых конвейеров основан на использовании осевой движущей силы возникающей при вращении винтовой поверхности с углом подъема α.
Загрузочные выполнены в виде люка в крышке желоба и выпускного патрубка обеспечивающего герметичность при переходе сыпучего материала в желоб из бункеров технологических машин или других конвейеров.
Винтовые конвейеры выполняют горизонтальными или полого-наклонными (под углом до 20º к горизонту) и вертикальными. Материал движется вверх под действием силы трения между ним и кожухом возникающей из-за наличия центробежной силы от вращения частиц материала у поверхности винта. Сила трения замедляет движение частиц и они проскальзывая по поверхности винта одновременно с вращательным имеют и поступательное движение вверх. Вертикальные конвейеры получают материал от горизонтальных винтовых конвейеров создающих подпор материала. Нижний участок вертикального винта куда подается груз делают либо с уменьшенным шагом либо переменного уменьшающегося кверху диаметра.
Желоб винтового конвейера U-образной формы сварной из листового металла толщиной 4-8 мм имеющий длину до 4м. Желоб бывает сварной конструкции крепится на фланцах и болтах. Обычно он снабжаются загрузочными и разгрузочными патрубками которые имеют квадратное сечение. Они привариваются к крышке и днищу желоба применяются для очистки от загрязнения. Крышка укрепляется болтами. Когда винтовой конвейер имеет несколько пунктов разгрузки под разгрузочными патрубками могут устанавливаться затворы перекрывающие патрубок. Открывание и закрывание затвора производится вручную или дистанционно при помощи соответствующего исполнительного механизма.
Для устранения распыливания транспортируемого материала применяют песочный затвор в виде дополнительных бортов к желобу образующих боковые пазухи в которые засыпается песок и погружаются боковые края крышек. Выходные отверстия желоба снабжают задвижками 7 (см. рис. 2.1) регулирующими форму струи материала.
Конструкция желоба и крышки должна быть пыленепроницаемой а конвейер испытываться на пыленепроницаемость. Винтовые конвейеры предназначенные для транспортирования газовыделяющих материалов или работающие в зоне какого-либо газа должны быть газонепроницаемыми и испытываться на газонепроницаемость.
Рис. 2.2 Соединение крышек с желобами
На рис. 2.2 а) показано болтовое соединение крышки с желобом с прокладками из резины или асбеста; последние применяют при транспортировании материалов с высокой температурой.
На рис. 2.2 б) показано соединение называемое пылевым затвором. В лабиринтный паз образуемый отбортовками желоба и крышки засыпается транспортируемый материал являющийся в данном случае уплотнителем. Достоинством этого соединения является простота съема крышки: не требуется отвинчивания и завинчивания большого количества болтов. Следует отметить что эта конструкция непригодна для случаев когда в полости желоба возможно избыточное давление.
На рис. 2.2 в) показано крепление крышки в газонепроницаемом винтовом конвейере предназначенном для работы под избыточным давлением внутри кожуха. Уплотнение соединения достигается путем вдавливания отбортованной крышки в резиновую полосу уложенную в паз желоба. Соединение крышки с желобом при помощи откидных болтов с гайками-барашками позволяет сравнительно легко обеспечить необходимую глубину вдавливания а также облегчает съем крышки. Для удобства наблюдения за работой подвесных и концевых подшипников а также расположением транспортируемого материала в зоне подшипников в крышках около подшипников размещают откидные люки.
Направление движения материала в желобе зависит от направления вращения винта и направления витков винта (см. рис. 2.3).
Рис. 2.3 Зависимость между направлениями вращения витков винта
от движения материала
Винты небольшого диаметра работающие с абразивным материалом иногда выполняют литыми чугунными с отбеленной поверхностью. Поскольку винтовая поверхность в плоскость не раскладывается обычно винт делают из трубы. Витки винта изготовляют навивкой полосы (холодной или нагретой) на обечайку или штамповкой из стального листа толщиной 4 8 мм а затем приваривают к валу. Спираль ленточного и лопасти лопастного винта укрепляют на стерженьках пропускаемых через просверленные в валу отверстия.
Тип винта выбирают по виду поверхности и в зависимости от коэффициента наполнения витка желоба (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Заполнение витка винта в зависимости от
Коэффициента наполнения желоба
Винт конвейера выполняют с правым или левым направлением спирали одно- двух- или трехзаходным. Поверхность винта может быть сплошной ленточной или прерывистой в виде отдельных лопастей фасонной формы (рис. 2.5).
Рис. 2.5 Винты конвейеров:
)- полностенный (со сплошной винтовой поверхностью);
)-ленточный; 3)- лопастный; 4)- фасонный
Винт со сплошной поверхностью применяют преимущественно при перемещении сухого мелкозернистого и порошкового насыпного груза не склонного к слеживанию; с ленточной лопастной и фасонной - при перемещении слеживающихся грузов. Винт не допускает обратного пересыпания материала и поэтому при одинаковых диаметрах и числах оборотов дает большую производительность чем винты других типов.
Ленточные винты применяют при транспортировании крупнокусковых или липких материалов. Лопастный и фасонный винты используют для интенсивного перемещения груза а также когда должна быть выполнена еще и определенная технологическая операция например смешивание смачивание.
На практике использования винтовых конвейеров встречаются случаи применения их с винтами разных типов в одном агрегате. На рис. 2.6 показан винтовой конвейер для транспортирования золы в котельных установках. Конвейер подает золу от золоуловителей в шлакозольный канал. Особенностью данного конвейера является то что он имеет комбинированный винт состоящий из витков сплошного сечения и лопастных витков. Последние расположены в головной части конвейера где производится смешивание золы с водой с целью образования гранул золы для уменьшения ее текучести. Операция гранулирования золы осуществляется перед подачей ее в шлакозольный канал для предотвращения вытекания золы из транспортных устройств (скребковый конвейер скрепер) подающих шлак и золу в шлакозольный бункер для последующего удаления их с территории котельной. Как видно из рис. 2.6 диаметр лопастного винта больше чем диаметр сплошного винта что объясняется меньшей производительностью лопастного винтового конвейера.
Рис. 2.6. Конвейер для транспортирования золы
Конструкция стационарных винтовых конвейеров общего назначения должна удовлетворять требованиям ГОСТа 2037-65 и обеспечивать удобный доступ для осмотра и смазки его частей разборку привода без снятия винта и демонтаж винта без разборки привода.
Вал винта состоящий для удобства сборки из отдельных секций может быть сплошным или трубчатым. Трубчатые валы имеют меньшую массу и их более удобно скреплять между собой с помощью вставляемых по концам коротких соединительных валиков. Отдельные участки длинных валов соединяют между собой муфтами.
Вал винта лежит в промежуточных и концевых подшипниках. Промежуточные подшипники подвешиваются сверху на укрепленных на желобе поперечных планках. Они должны иметь по возможности малые диаметр и длину (так как витки винта на эту длину приходится прерывать) а также надежное уплотнение во избежание загрязнения частицами груза. Нередко это подшипники скольжения в которых вращаются соединительные валики. Вал винта поддерживается подшипниками через каждые 25-30 м. Смазка к подшипникам подводится по трубкам от пресс-масленок расположенных сверху на планках.
Концевые подшипники укрепляют в торцовых стенках желоба. Один из них делают упорным и устанавливают обычно со стороны в которую перемещается груз для восприятия действующей вдоль вала осевой растягивающей силы. Кроме подшипников вал имеет подпятник воспринимающий осевую силу винта. Подшипники и подпятники могут быть скользящие но лучше их выполнять в виде опор качения.
Головной (упорный) подшипник воспринимает осевое давление возникающее при работе конвейера. Осевые усилия достигают в ряде случаев большой величины и составляют значительную долю общих сопротивлений в винтовых конвейерах. На конвейерах отечественного производства для головных подшипников применяют подшипники качения. Для хвостовых подшипников винтовых конвейеров отечественного производства также применяют преимущественно подшипники качения. Особенностями хвостовых подшипников является то что они рассчитаны на возможность осевого сдвига. Благодаря этому достигается определенность в передаче осевых усилий на головной подшипник а также компенсируются неточности изготовления.
Подвесные подшипники являются одним из основных элементов винтовых конвейеров. Габариты подвесных опор конвейеров в известной мере определяют допустимый коэффициент заполнения конвейеров транспортируемым материалом и величину сопротивления материала при прохождении его через зону подшипников. ГОСТ 2037-65 устанавливает что подшипники и соединительные муфты не должны занимать более 25% полезного сечения желоба расположенного ниже геометрической оси винта.
Подвесные опоры в конвейерах отечественного производства выполняются с подшипниками скольжения или качения. Подвесной подшипник скольжения показанный на рис. 2.7 выполнен с разъемным вкладышем. Болты стягивающие вкладыш выведены на крышку желоба. Предусматривается подача к вкладышам консистентной смазки. Конструкция подшипника позволяет сравнительно легко производить монтаж и демонтаж винта и допускает некоторое осевое смещение винта (последнее необходимо при транспортировании материалов с высокой температурой).
Рис. 2.7. Подвесной подшипник скольжения
Важнейшим условием обеспечения нормальной работы подшипников скольжения является их систематическая смазка. Рекомендуется централизованная смазка этих подшипников.
Рис. 2.8 Подвесные подшипники качения:
а) с войлочным и лабиринтным уплотнением;
б) с резиновыми манжетами и лабиринтным уплотнением
На рис. 2.8 показаны подвесные подшипники со сферическими шарикоподшипниками допускающими некоторый угловой поворот промежуточного валика. Подшипники имеют крышки с лабиринтным уплотнением и прессмасленки для подачи консистентной смазки. Подшипник показанный на рис. 2.8 б имеет более качественное уплотнение (при помощи резиновых манжет) для предохранения от попадания пыли во внутреннюю полость. Недостатком этих подшипников является то что их нужно весьма тщательно монтировать чтобы обеспечить зазоры предусмотренные в лабиринтных уплотнениях и не допустить перекосы промежуточных валиков так как в этом случае также нарушается плотность лабиринтных уплотнений. Рассматриваемые конструкции непригодны для винтовых конвейеров транспортирующих материалы с высокой температурой поскольку тепловые деформации также могут нарушить зазоры в лабиринтных уплотнениях.
Подвесные подшипники устанавливают на конвейерах с шагом до 3 м. Для уменьшения сопротивления при проходе материала через зону подшипников рекомендуется устанавливать подшипники с наибольшим допустимым шагом [4].
Винт приводится в движение от электродвигателя через редуктор что обеспечивает высокий к. п. д. и эксплуатационную долговечность. Приводы рекомендуется устанавливать в головной части конвейера чтобы винт работал на растяжение. Одноприводные винтовые конвейеры изготовляют длиной до 50 м. При большей длине транспортирования применяют двухприводные конвейеры.
Приводы винтовых конвейеров аналогичны приводам используемым в остальных машинах непрерывного действия но как правило имеют меньшие габариты. Это объясняется в первую очередь довольно большой частотой вращения винтов. Ввиду этого в качестве передаточных механизмов используют одноступенчатые цилиндрические редукторы в сочетании с открытой конической передачей двухступенчатые цилиндрические редукторы клиноременные передачи [2].
Разгрузка желоба производится через одно или несколько отверстий в днище снабженных затворами. Для предохранения от завала в разгрузочном патрубке устанавливают мембранный сигнализатор уровня.
Интерес представляют способы технического решения вопросов связанных с тепловым удлинением конвейера. В конвейере жестко закреплены участки головных подшипников с приводами. Опоры желобов не закреплены и могут сдвигаться в осевом направлении. Вся тепловая деформация винтов и желобов передается на участок компенсационной секции где имеется подвижной стык. На этом участке концы винтов консольные длина консоли равна шагу винта. Между винтами предусмотрен зазор 60 мм который сокращается при тепловом удлинении конвейера. Для предотвращения оседания материала на стенках желоба при охлаждении последнего внешняя поверхность желоба выстлана термоизоляционными плитками.
3.Техническая характеристика
На предприятиях получили распространение винтовые конвейеры типа УШ2-Ч [6] предназначенные для перемещения зерна комбикормов отрубей и других сыпучих продуктов с насыпной плотность 025-075 тм3.
Параметры стационарных винтовых конвейеров общего назначения определяются ГОСТом 2037-82.
Ряды диаметров винта и его шага имеют следующие значения в мм (см. табл. 2.1):
Ряды диаметров и шага винта.
Номинальные числа оборотов винта в минуту должны соответствовать следующему ряду: 6; 75; 95; 118; 15; 19; 236; 30; 375; 475; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 236 и 300. Числа оборотов в минуту менее 6 не регламентируются.
Длина конвейера может быть любой но в массовом производстве обычно составляет 30-40 м редко до 50 м.
Производительность винтового конвейера Q=20-40 м3ч но при больших размерах винта может составлять до 100 м3ч.
Для приведения конвейера в движение используют различные трехфазные электродвигатели и редуктора выполненные в соответствии с ГОСТами.
Будем производить расчет горизонтального винтового конвейера с часовой подачей q=4 м3ч продолжительностью работы =30 минч длиной L=15 м.
Расчеты будем проводить по [1] и [9].
Производительность винтового конвейера (Q - в тч) зависит от диаметра D (м) шага t (м) частоты вращения п (обмин) винта и коэффициента наполнения поперечного сечения винта :
(3.1) где ρ - плотность груза тм3. Для гречихи ρ=118÷128 тм3;
K – коэффициент учитывающий заполнение межвиткового пространства. По [9 стр. 145 табл. 9.1.] принимаем K=04 ;
– отношение шага к диаметру винта. По [9 стр. 145 табл. 9.1.] принимаем =tD=1;
t - шаг винта - для сравнительно легко перемещаемых грузов принимают t=D;
n - частота вращения винта. Её выбирают в зависимости от рода перемещаемого груза и диаметра винта; она должна обеспечивать спокойное без пересыпания через вал продвижение груза; частота вращения уменьшается с увеличением диаметра винта плотности и абразивности груза. По [9 стр. 145 табл. 9.1.] принимаем n=260 мин-1. .
Тогда скорость движения груза
Производительность конвейера:
По формуле (3.1.) определяем диаметр винта
Принимаем диаметр винта 125 мм (см. п. 2.3.).
Принимаем шаг винта t=125 мм (см. п. 3.1).
3.Фактическая производительность конвейера
Фактическая производительность конвейера при минимальном коэффициенте наполнения желоба =015 и работе конвейера 30 минут в час рассчитаем по [2]:
Q=0047D2tnρн05 (3.5)
Где ρн – насыпная плотность груза. Для гречихи ρн =510-700 кгм3.
Q=004701252012526060001505=107 тч.
Следовательно необходимо увеличить коэффициент наполнения желоба до =036 для выполнения минимальной производительности конвейера. Тогда
Q=004701252012526060003605=257 тч.
4.Мощность необходимая для привода
где Q – производительность кгс;
L и H – соответственно длина горизонтального перемещения и высота подъема груза. В курсовом проекте рассчитывается горизонтальный конвейер и Н=0;
Кс – коэффициент сопротивления груза зависящий от вида груза. По условию Кс =15;
Кд – коэффициент дополнительных сопротивлений Кд =25.
5.Требуемая мощность электродвигателя
Где -К.П.Д. механизма привода. Принимаем =085;
Кдв – коэффициент запаса мощности электродвигателя для преодоления перегрузок. По [1] Кдв =13..15. Тогда
6.Вращающий момент на валу винта
7.Диаметр выходного конца цапфы
где [кр] – допустимое напряжение цапфы винта. [кр]=15..20 МПа.
мм. Принимаем dц =20 мм.
8.Диаметр вала винта
db=20+015125=3875 мм. Принимаем dв=40 мм.
9.Диаметр посадочного места подшипника
Для верхней фиксирующей опоры А (см. рис. 3.1) выбираем подшипник №7306А роликовый конический однорядный средней серии ГОСТ 27365-87. Для свободной опоры В выбираем подшипник шариковый однорядный радиальный средней серии №306 ГОСТ 8338-75.
Рис. 3.1. Расчётная схема для определения
сил и реакций в подшипниках
10.Силы действующие на винт
Окружная сила (3.12)
где К=07..08 – коэффициент учитывающий положение равнодействующей сил сопротивления вращению винта.
Радиальная сила (3.13)
где γс – средний угол подъёма винтовой линии tg γс=04..05 так как шаг винта равен его диаметру. Тогда
где φ- угол трения между винтом и грузом. Принимаем φ= γс=22º. Тогда
11.Угол подъёма винтовой линии
Рассчитывается по наружному диаметру.
Значит угол подъёма винтовой линии
МОНТАЖ ЭКСПЛУАТАЦИЯ РЕМОНТ ВИНТОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Монтажом называют процесс сборки и установки сооружений конструкций технологического оборудования агрегатов машин приборов и их узлов из готовых деталей.
Организация монтажных работ начинается с составления штатного расписания работников предприятия. В их обязанности входит заключение договоров со специализированными организациями для выполнения строительных и монтажных работ контроль за выполнением договорных обязательств взаимосвязь между всеми организациями участвующими в строительно-монтажных работах.
Монтажные работы условно можно разделить на два периода - организационный и монтажный.
В организационном периоде выполняют следующие работы: получение и изучение проектной документации и привязку; укомплектование монтажной оснастки монтажных материалов и монтажного персонала; проверку заказа на оборудование; изготовление и отгрузку Монтажных заготовок мастерскими монтажной организации и нестандартизированного оборудования подрядными организациями.
Монтажные работы выполняют по трем этапам: этап подготовительных работ (сортировка и укрупнительная сборка оборудования расстановка и подготовка монтажной оснастки проверка и приемка строительных объектов под монтаж разметочные работы подготовка отверстий под монтажные болты) этап основных монтажных работ (такелажные работы установка и крепление основного оборудования укомплектование вспомогательного оборудования очистка и окончательная сборка оборудования установка привода и ограждений индивидуальный пуск оборудования) и этап заключительных работ (отделочные работы комплексный пуск оборудования вхолостую комплексный пуск оборудования под нагрузкой и сдача объекта в эксплуатацию).
Существуют три способа выполнения строительно-монтажных работ: подрядный хозяйственный и смешанный.
Способ предусматривающий привлечение к выполнению строительно-монтажных работ специализированных организаций называют подрядным.
Способ предусматривающий выполнение строительно-монтажных работ только штатными сотрудниками предприятия без привлечения посторонних организаций называют хозяйственным.
Способ предусматривающий выполнение строительно-монтажных работ при совместном участии штатных сотрудников мясокомбината и специализированных организаций называют смешанным. Современные предприятия используют преимущественно подрядный способ. Такой способ обеспечивает выполнение работ по заключенному договору в заданные сроки и специалистами высокой квалификации.
Очень важно обратить внимание на то чтобы всю работу выполнял высококвалифицированный рабочий во избежание неправильного монтажа настройки крепления и соединения оборудования.
По [8] «К монтажу эксплуатации обслуживанию и ремонту конвейеров допускаются работники прошедшие обучение и обладающие необходимыми техническими знаниями и производственными навыками по обслуживанию и ремонту конвейеров прошедшие инструктаж по охране труда и допущенные к выполнению работ в установленном порядке».
Наладкой и пуском оборудования называют совокупность технологических операций по подготовке оснастке и регулированию оборудования. Согласно [8]:
Конвейерные линии должны быть оснащены аппаратурой автоматического или дистанционного управления.
Аппаратура управления конвейерной линии должна допускать перевод управления любым конвейером с автоматического на местное с сохранением в этом режиме действия всех защит предупредительной сигнализации и экстренной остановки конвейера.
Средства автоматизации конвейеров должны обеспечивать автоматический контроль и защиту каждого конвейера автоматическое управление конвейерной линией в заданном режиме сигнализацию и блокировку с перегрузочным оборудованием.
Оператору конвейерной линии оставлять свое рабочее место и передавать управление конвейерной линией другому лицу разрешается в порядке установленном в организации.
Конвейеры в головной и хвостовой частях должны быть оборудованы аварийными кнопками "Стоп".
Конвейеры с открытой трассой в местах повышенной опасности а также конвейеры длиной более 30 м должны быть дополнительно оборудованы выключающими устройствами позволяющими останавливать конвейер в аварийных ситуациях с любого места по его длине со стороны прохода для его обслуживания.
Работники обслуживающие конвейер должны хорошо знать местонахождение кнопочных выключателей которые располагаются на видных и доступных местах. При аварийной обстановке на конвейере должна автоматически включаться светозвуковая сигнализация.
Многоприводные конвейеры должны иметь тормозные устройства на каждом приводе.
При работе конвейера не допускается:
а) ремонтировать узлы и элементы конвейера очищать поддерживающие ролики убирать просыпь из-под конвейера;
б) работать при неисправных реле скорости защиты от пробуксовки схода ленты и других реле при неисправных сигнальных устройствах и устройствах экстренной остановки конвейера;
в) ремонтировать электрооборудование находящееся под напряжением.
Выполнение указанных работ должно производиться при полной остановке и отключении от сети конвейера при снятых предохранителях и закрытом на замок пусковом устройстве на котором должна быть вывешена табличка с надписью "Не включать - работают люди!".
Ввод конвейера в эксплуатацию осуществляется на основе результатов приемо-сдаточных испытаний:
стационарных конвейеров - на месте их эксплуатации;
переносных и передвижных - на заводе-изготовителе.
Электрооборудование (электродвигатели электрическая аппаратура приборы цепи управления и т.п.) должны отвечать действующим правилам и нормам.
Состояние электрооборудования изоляции заземляющих устройств защиты от утечки токов ленточных конвейеров необходимо регулярно проверять т.к. повреждение электропроводки пусковых и заземляющих устройств может привести к поражению электрическим током.
Используя материалы [3] и [7] можно отметить что организацию пусконаладочных работ начинают с изучения проектно-технической документации объекта специалистами-наладчиками до начала монтажных работ или в начальной стадии. Это необходимо для предотвращения неточности при монтаже.
Для квалифицированного и качественного проведения пусконаладочных работ по технологическому оборудованию тщательно изучают техническую документацию пускового комплекса (пусковой комплекс утвержденный соответствующей организацией; проектное задание с дополнениями и изменениями; технологический проект с дополнениями и изменениями с полным набором рабочих чертежей и нормалей; проекты теплотехнических сантехнических и других трубопроводов обеспечивающих работу технологического оборудования на стадии рабочих чертежей; заводские паспорта на оборудование подлежащее пуску) которую передает заказчик пусконаладочной организации после заключения договора на производство пусконаладочных работ.
При этом обращают внимание на основные цехи и сооружения без которых невозможен пуск производства; основной и вспомогательные технологические процессы (по проектному заданию); проектную мощность пускаемого объекта каждой линии и агрегата; количество перерабатываемого основного и вторичного сырья; потребное количество рабочих осуществляющих технологический процесс; количество основных и второстепенных видов выпускаемой продукции; а также соответствие запроектированного технологического процесса достигнутому уровню технологии на момент строительства предприятия; технологические схемы планы и разрезы (в технологической части проекта на стадии рабочих чертежей) для уяснения всех деталей технологического процесса; недостатки и достоинства проекта.
Все машины механизмы и аппараты имеющие приводы после проведенных ревизий до пуска их в работу под нагрузкой должны быть обкатаны на холостом ходу. При работе оборудования на холостом ходу выявляются все неисправности которые должны быть устранены наладчиками. Не должно быть заеданий рывков ненормальных стуков и перегрева. Продолжительность холостой обкатки после устранения всех дефектов 2-12 ч и зависит от сложности оборудования и других причин.
До комплексного опробования оборудования на сырье производят индивидуальное испытание под нагрузкой отдельных агрегатов и линий. При испытании оборудования от малых нагрузок переходят к постепенно возрастающей рабочей нагрузке до проектной. Перед пуском оборудования под нагрузкой тщательно проверяют наличие необходимых элементов защиты и блокировки аварийного отключения электроэнергии исключающих перегрузку машин и их неисправную работу. В период опробования оборудования на сырье с помощью регулировки и наладки отдельных машин и агрегатов необходимо добиться получения продукции по качеству соответствующей действующим стандартам и достижения на отдельных машинах линиях максимальной производительности соответствующей проектной мощности цехов в целом.
Ремонтом называют совокупность организационных и технических мероприятий осуществляемых для восстановления исправности и работоспособности технического устройства.
Для обеспечения исправного состояния и работоспособности конвейер должен систематически проходить техническое обслуживание текущий и капитальный ремонты.
Техническое обслуживание и текущий ремонт производятся как правило по эксплуатационной документации завода-изготовителя.
Все ремонтные работы должны быть безопасными и это регламентируется в [8].
Смазка узлов и элементов конвейера (шестерен цепей и т.п.) должна производиться при полной остановке конвейера и после принятия мер по исключению его случайного пуска.
При работе конвейера необходимо следить за работой очистных и оросительных устройств (при их наличии) за наличием и состоянием ограждений исправностью приводных натяжных и тормозных устройств поддерживающих роликов ловителей за положением несущего органа по всей трассе конвейера.
Для обеспечения нормальной эксплуатации обслуживания ремонта конвейеров рекомендуется закрепление за ними ответственных лиц из числа инженерно-технических работников аттестованных в установленном порядке.
Система планово-предупредительного ремонта предусматривает проведение профилактических осмотров и плановых ремонтов после отработки каждой машиной заданного количества часов. В период между осмотром и ремонтами оборудование поддерживают в рабочем состоянии путей проведения мероприятий по техническому обслуживанию. В работы по межремонтному обслуживанию входят очистка промывка протирка машины; проверка работы привода; состояния пускателей заземления передач ограждений; состояния машины механизмов управления систем смазки охлаждения подогревания; наличия и состояния доступных для осмотра крепежных деталей шпоночных соединений уплотнений крышек упорных колец стопорных винтов; устранение мелких дефектов и неполадок в работе машины выявленных в течение рабочей смены или при приеме и сдаче смены.
Текущий ремонт - вид планового ремонта имеющий целью обеспечить нормальную эксплуатацию агрегата до очередного планового ремонта путем замены или восстановления изношенных деталей и регулирования механизмов. Этот вид ремонта наименьший по объему. Его осуществляют при минимальном количестве разборочно-сборочных работ. Текущий ремонт производят на месте установки машины силами ремонтного персонала.
Средний ремонт - вид планового ремонта при котором частично разбирают машину; производят капитальный ремонт сдельных узлов; замену и восстановление основных изношенных деталей; сборку регулировку и испытание под нагрузкой. Сборка при среднем ремонте должна обеспечивать проверку и ремонт узлов за исключением базовых и корпусных. Средний ремонт производят на месте установки оборудования силами ремонтного персонала.
В результате среднего ремонта восстанавливают основные параметры машин на период до очередного планового среднего или капитального ремонта.
Капитальный ремонт - вид планового ремонта включающий полную разборку машины при необходимости со снятием с фундамента; замену всех изношенных деталей и узлов; ремонт базовых и корпусных деталей и узлов; сборку регулирование и испытание машины под нагрузкой. Одновременно с капитальным ремонтом для повышения эксплуатационных качеств можно модернизировать машины.
Капитальный ремонт производят как непосредственно на месте установки машины так и в ремонтно-механическом цехе (заводе) в сроки предусмотренные графиком ремонта. Его осуществляют силами ремонтного персонала предприятия а также другими организациями по договорам. Капитальный ремонт включает полную подетальную разборку всех узлов машины; замену всех износившихся узлов и деталей или ремонт с доведением до размеров установленных техническими условиями; полную замену всех крепежных деталей регулирующих и установочных винтов; ремонт фундаментов опор каркасов трубопроводов арматуры воздуховодов защитных и оградительных устройств изоляции обмуровки согласно техническим требованиям для нового оборудования; шпаклевку и окраску по техническим условиям; выверку станины; центровку и балансировку узлов и деталей машины; испытание на холостом ходу и под производственной нагрузкой.
За своевременность и качество ремонта отвечает главный механик предприятия.
В ходе работы над курсовым проектом были рассмотрены и проанализированы различные механизмы устройства и установки винтовых конвейеров. Применительно к пищевой промышленности можно отметить что винтовые конвейеры (шнеки) очень широко используются на предприятиях мясной хлебобулочной промышленности и являются неотъемлемой частью технологического оборудования. Проектирование и расчет шнеков – основополагающая часть подъемно-транспортных установок пищевой промышленности.
В данном курсовом проекте показаны положительные и отрицательные стороны использования различных видов винтовых конвейеров.
К преимуществам шнеков относятся простота устройства и несложность технического обслуживания небольшие габаритные размеры удобство промежуточной разгрузки герметичность что особенно важно при перемещении пылящих горячих и остропахнущих грузов.
Недостатками винтовых конвейеров являются связанный со способом перемещения высокий удельный расход энергии значительное истирание и измельчение груза повышенный износ винта и желоба а также чувствительность к перегрузкам ведущая к образованию внутри желоба (особенно у промежуточных подшипников) скопления грузов.
В настоящее время оборудование включающее в себя шнеки является востребованным и популярным поэтому большую роль играет расчет и проектирование различных винтовых конвейеров с новыми заданными параметрами. Пример такого проектного расчета представлен в данной работе.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Зубова Г.В. Подъёмно-транспортные установки: методические указания к курсовому проекту Г.В. Зубова А.П. Степанов. – Смоленск: филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске 2007. – 32 с.
Зуев Ф.Г. Лотков Н.А. Подъемно-транспортные установки. – М.:КолосС 2006. - 471 с.
Ивашков И.И. Монтаж эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин: Учебник для машиностроительных вузов. – М.: Машиностроение 1981. – 335 с.
Плавинский В.И. Машины непрерывного транспорта. – М: «Машиностроение» 1969. - 720 с.
Спиваковский А.О. Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. – 3-е изд. перераб. – М.: Машиностроение 1983. – 487 с.
Зуев Ф.Г. Лотков Н.А. Левачев Н.А. Паргентанян Г.В. Курсовое проектирование по механизации погрузочно-разгрузочных транспортных и складских работ. Учебное пособие для вузов – М.:Колос 1995. – 416 с.
Илюхин В.В. Тамбовцев И.М. Монтаж наладка диагностика и ремонт оборудования предприятий мясной промышленности – С-П.:ГИОРД 2005. – 455 с.
Ерохин Карп Проектирование и расчет подъемно-транспортных машин сельскохозяйственного назначения -

Подшипник.cdw

шнек1.cdw

стойка.cdw

шнек.cdw