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


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

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



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

 

Материал Угол естественного откоса Угол внутреннего трения Коэффициент трения материала о корпус питателя Насыпная плотность материала, т/м3
Песок 30…35   0,4 1,65
Гравий 40...45 40...45 0,8…1,0 1,5…1,9
Щебень 40...45 40...45 0,63 1,8…2,0
Гипс 30...35 0,65 1,4
Известь 45...50 45...50 1,7…1,8
Цемент 30...40 30...40 0,65 1,3…1,6
Земля 30...40 35...40 0,9…1,0 1,2…1,4
Глина 40...45 40...45 0,7…0,9 1,0…1,5

 

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

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 632; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.209.66.87 (0.028 с.)