При проектировании винтового конвейера необходимо учитывать множество различных факторов. Цель этого примера — показать пошаговый процесс, которому должен следовать инженер KWS при проектировании винтового конвейера. Разработчику винтового конвейера важно понимать, как каждый фактор влияет на окончательную конструкцию винтового конвейера.Для примера будет использоваться следующая информация:
  • Сыпучий материал: Кукурузная мука
  • Производительность: 25 600 фунтов/час
  • Длина винтового конвейера: 16 футов, 0 дюймов от центральной линии входа до центральной линии разгрузки
  • Угол наклона винтового конвейера: 0° по горизонтали
Винтовой конвейер, например, управляется на входе другим винтовым конвейером.

Пример винтового конвейера. Шаг 1.

Определение характеристик сыпучего материала

Первый шаг — найти кукурузную муку в таблице сыпучих материалов и записать следующую информацию:
Сыпучие материалы:Кукурузная мука
Максимальный размер частиц:минус 1/8 дюйма и меньше
Объемная плотность:от 32 до 40 фунтов/фут 3
Сквозная загрузка:30А (30-процентный)
Фактор ХП:0.5
Серия компонентов:А1-А2
Абразивность:I
Коррозионная активность:I
Текучесть:III
Примечание. Например, дополнительные характеристики, указанные в столбце «Примечание» сыпучего материала, не будут учитываться для упрощения решения. Пожалуйста, обратитесь к разделу «Коэффициенты сыпучих материалов» для получения более подробной информации.

Пример винтового конвейера. Шаг 2.

Определите размер и скорость конвейера в зависимости от производительности .

Информация дана для примера

  • Сыпучий материал: Кукурузная мука
  • Производительность: 25 600 фунтов в час
  • Длина: 16 футов-0 дюймов от центральной линии входа до центральной линии нагнетания.
  • Тип конвейера: Горизонтальный

Информация из таблицы сыпучих материалов:

Сыпучие материалыМаксимальный размер частиц (дюймы)Объемная плотность (фунты/фут³)%ЗагрузкаФактор HPСерия компонентовабразивностькоррозионная активностьТекучесть
Кукурузная мука-1/832-4030А0.5А1-А2IIIII
Теперь, когда характеристики транспортируемого сыпучего материала определены, следующим шагом является расчет производительности в кубических футах в час. Всегда используйте наименьшую объемную плотность при расчете емкости, чтобы получить максимально возможную объемную емкость.Рекомендуемый процент загрузки желоба в соответствии с таблицей сыпучих материалов составляет 30А или 30 процентов.Заполните пропуски и рассчитайте емкость:НоменклатураSC = мощность отбора (фут 3 /ч)CFH = требуемая производительность в кубических футах в час (фут 3 /ч)CF = коэффициент мощностиВыбор производительности будет использоваться для выбора правильного диаметра и скорости винтового конвейера из таблицы производительности. Используя рекомендуемый процент загрузки желоба и рассчитанную пропускную способность, выберите правильный диаметр конвейера. Емкость выбора должна быть меньше максимальной емкости, указанной в таблице емкости. Заполните пустые поля ниже на основе ваших предыдущих расчетов:Фактическая скорость конвейера рассчитывается путем деления производительности выбора на производительность при 1 об/мин.Заполните пропуски ниже:
Таблица емкости
Сквозная загрузкаДиаметр винта (в.)Максимум. об/мин *Производительность в фут 3 /час
В Макс. об/минПри 1 об/мин

30% А

4139570.4
61201791.5
91005455.5
12901,16112.9
14851,76820.8
16802,49631.2
18753,37545.0
20704,37562.5
24657,085109.0
306012,798213.3
365018,440368.8

Пример шнекового конвейера. Шаг 3.

Расчет требуемой мощности

Информация дана для примера

  • Сыпучий материал: Кукурузная мука
  • Производительность: 25 600 фунтов в час
  • Длина: 16 футов-0 дюймов от центральной линии входа до центральной линии нагнетания.
  • Тип конвейера: Горизонтальный

Информация из таблицы сыпучих материалов:

Сыпучие материалыМаксимальный размер частиц (дюймы)Объемная плотность (фунты/фут³)%ЗагрузкаФактор HPСерия компонентовабразивностькоррозионная активностьТекучесть
Кукурузная мука-1/832-4030А0.5А1-А2IIIII

Расчет лошадиных сил

Сила тренияВинтовой конвейер диаметром 12 дюймов был выбран на этапе 2 примера. Коэффициент диаметра (DF), выбранный из таблицы коэффициентов диаметра (секция HP), равен 55 для винтового конвейера диаметром 12 дюймов.
Диаграмма коэффициента диаметра (DF)
День.ФакторДень.ФакторДень.ФакторДень.Фактор
41212551813530377
61814782016536549
9311610624235  
Поскольку транспортируемым сыпучим материалом является кукурузная мука, для применения выбран деревянный подвесной подшипник. Коэффициент несущей способности подвески (HBF), выбранный из таблицы коэффициентов несущей способности подвески (раздел HP), составляет 1,7 для подшипника деревянной подвески.
Таблица коэффициентов несущей способности подвески (HBF)
Тип подшипникаФактор подшипникаПодшипник* Класс
Мяч, Ролик или ничего1.02
Бронза или дерево1.72
Пластик, нейлон, UHMW или тефлон2.03
Твердое железо, или стеллит4.44
Скорость винтового конвейера, рассчитанная на шаге 2, составляет 62 об/мин.Заполните пропуски и рассчитайте мощность трения (FHP):

Номенклатура:

DF = коэффициент диаметра конвейераHBF = коэффициент подшипника подвескиL = длина конвейера (футы)S = скорость конвейера

Материал лошадиных сил

Грузоподъемность (CP), указанная в примере, составляет 25 600 фунтов. в час. Обратите внимание: не используйте выбор мощности (SC) для расчета лошадиных сил. Длина винтового конвейера составляет 16 футов.Коэффициент материала (MF) или коэффициент HP для кукурузной муки равен 0,5 из таблицы сыпучих материалов.

Номенклатура:

MF = коэффициент материалаCP = производительность (фунты в час)Расчетная мощность материала (MHP) составляет 0,21 л.с. и должна быть скорректирована, поскольку она меньше 5 л.с. Используя приведенную ниже диаграмму HP скорректированного материала, найдите 0,21-HP на горизонтальной оси диаграммы, проведите вертикальную линию, пока она не пересечет изогнутую линию, затем переместите горизонтально, чтобы определить мощность скорректированного материала 0,5-HP.

Исправленная таблица HP материала

Заполните пустые поля и рассчитайте общую мощность на валу (TSHP) путем суммирования мощности трения (FHP) и скорректированной мощности материала (MHP) следующим образом:КПД привода (e) для типичного винтового конвейера с редуктором на валу и клиноременной передачей составляет 88 процентов, или 0,88.Общая мощность на валу (TSHP) обычно округляется до следующего общедоступного размера двигателя. Наиболее часто доступный размер двигателя для примера будет 1-HP. Для примера выбран приводной агрегат мощностью 1 л.с. при 60 об/мин. Частота вращения привода обычно округляется до ближайшего приращения в 5 об/мин.

Пример винтового конвейера. Шаг 4.

Расчет требований к крутящему моменту

Информация дана для примера

  • Сыпучий материал: Кукурузная мука
  • Производительность: 25 600 фунтов в час
  • Длина: 16 футов-0 дюймов от центральной линии входа до центральной линии нагнетания.
  • Тип конвейера: Горизонтальный

Информация из таблицы сыпучих материалов:

Сыпучие материалыМаксимальный размер частиц (дюймы)Объемная плотность (фунты/фут³)%ЗагрузкаФактор HPСерия компонентовабразивностькоррозионная активностьТекучесть
Кукурузная мука-1/832-4030А0.5А1-А2IIIII

Расчет полного крутящего момента двигателя

Для примера винтового конвейера был выбран привод мощностью 1 л.с. при 60 об/мин. Полный крутящий момент двигателя рассчитывается по следующему уравнению:HP = Паспортная мощность двигателя винтового конвейера, л.с.S = Скорость винтового конвейераНоминальный крутящий момент приводного вала, соединительных валов, соединительных болтов и шнека конвейера должен быть больше, чем полный крутящий момент двигателя для правильной конструкции.Для примера был выбран винтовой конвейер диаметром 12 дюймов. Минимальный стандартный размер вала для винтового конвейера диаметром 12 дюймов составляет 2 дюйма. Соответствующий размер трубы — 2-1/2-дюймовая труба сортамента 40 с соединительными болтами диаметром 5/8-дюймов. Материал конструкции винтового конвейера – углеродистая сталь.
Стандартная конструкция шнека (по размеру вала)
Диаметр вала (дюймы)11-1/222-7/1633-7/163-15/164-7/16
номинальный размер трубы1-1/422-1/233-1/2456
Соединительный болт диам. (в.)3/81/25/85/83/47/81-1/81-1/4
Максимальные значения крутящего момента для каждого компонента шнекового конвейера показаны в таблицах крутящих моментов ниже. Максимальные значения крутящего момента основаны на безопасном значении напряжения для конкретного материала конструкции. Компоненты винтового конвейера будут иметь бесконечный срок службы при нормальных условиях эксплуатации.
Диаметр валаЗначения крутящего момента из углеродистой стали
ВалСоединительные болты (2 болта)Труба – График 40
С-10455 классА-53
кручениеБолты на сдвигТруба на сдвигТруба в подшипнике
Безопасный стрессРейтинг крутящего моментаБезопасный стрессРейтинг крутящего моментаБезопасный стрессРейтинг крутящего моментаБезопасный стрессРейтинг крутящего момента
фунтов на квадратный дюймв фунтахфунтов на квадратный дюймв фунтахфунтов на квадратный дюймв фунтахфунтов на квадратный дюймв фунтах
18,7501,00015,5003,4006,7003,1006,7002,200
1-1/28,7503,80015,5009,1006,7007,6006,7005,600
28,7509,50015,50019,0006,70014,2006,7008,900
2-7/168,75018,70015,50023,0006,70023,0006,70013,200
38,75035,40015,50041,0006,70031,9006,70017.500
3-7/168,75053,00015,50064,0006,70042,7006,70024,700
3-15/168,75076,40015,500121,3006,70072,6006,70058,200
4-7/168,750110,20015,500168,8006,700112,9006,700101,300
Номинальный крутящий момент компонентов винтового конвейера из таблиц крутящего момента:Приводные и соединительные валы = 9500 дюймов-фунтов.Соединительные болты = 19 000 дюймов-фунтов.Труба при сдвиге = 14 200 дюймов-фунтов.Труба в подшипнике = 8900 дюймов-фунтов.Номинальный крутящий момент каждого компонента винтового конвейера намного выше полного крутящего момента двигателя, генерируемого приводом. Винтовой конвейер в этом примере спроектирован правильно и будет функционировать много лет с минимальным обслуживанием или простоем.

Пример винтового конвейера – Шаг 5:

Выбор серии компонентов

Информация дана для примера

  • Сыпучий материал: Кукурузная мука
  • Производительность: 25 600 фунтов в час
  • Длина: 16 футов-0 дюймов от центральной линии входа до центральной линии нагнетания.
  • Тип конвейера: Горизонтальный

Информация из таблицы сыпучих материалов:

Сыпучие материалыМаксимальный размер частиц (дюймы)Объемная плотность (фунты/фут³)%ЗагрузкаФактор HPСерия компонентовабразивностькоррозионная активностьТекучесть
Кукурузная мука-1/832-4030А0.5А1-А2IIIII
Рекомендуемая серия компонентов для кукурузной муки — A, как указано в таблице сыпучих материалов. Кукурузная мука представляет собой легкий, неабразивный и сыпучий материал.Например, винтовой конвейер диаметром 12 дюймов и длиной 16 футов изготовлен из углеродистой стали со следующей конструкцией, выбранной из таблицы серий компонентов:
День винта.Диаметр валаТолщина покрытияСерия А
Номер винтаТолщина (мин.)
ГеликоидСекционный
41”14 Га.4H206Н/Д14 Га.
61-1/2”14 Га.6Х304*6С30914 Га.
91-1/2 “2”14 Га.9Х306*9Х406*9С3099С40914 Га.
122”2-7/16”3”14 Га.12Х408*12Х508*12Х614*12С40912С50912С61212 Га.
142-7/16”3”14 Га.14Х508*14Х614*14С50914С60912 Га.
163”14 Га.16Х610*16С61212 Га.
183”3-7/16”12 Га.Н/Д18С61218С71210 Га.
203”3-7/16”12 Га.Н/Д20С61220С7123/16”
243-7/16”12 Га.Н/Д24С7123/16”
303-15/16”10 Га.Н/Д30С8163/8”
364-7/16”3/16”Н/Д36С9163/8”
Винт: винты со спиральной головкой 12H408 с номинальной толщиной витка 1/8 дюйма и диаметром вала 2 дюйма.Желоб: желоб с угловым фланцем TUA1212, толщина желоба — 12.Крышка: фланцевая крышка COV1214UFL, толщина покрытия — 14.Рекомендуемая серия подшипниковых материалов — 1-2, как указано в таблице сыпучих материалов .Например, винтовой конвейер диаметром 12 дюймов и длиной 16 футов может использовать несколько различных материалов подвески, выбранных из таблицы серий компонентов:
РядМатериал подшипника
1Nylatron, Plastech, UHMw, Wood, Ball
2Plastech, Гатке, Мяч
3Бронза, твердое железо
4Твердое железо, твердая поверхность, стеллит, керамика
В зависимости от серии материалов подшипников 1-2 подвесные подшипники могут быть Nylatron, Plastech, UHMW, Wood, Gatke или шарикоподшипники. Мы выбираем для примера древесину, потому что подшипники для деревянных вешалок очень экономичны и долговечны.