Описание
Винтовые конвейеры.
Демоверсия
ДЕМОВЕРСИЯ является сокращенным вариантом статьи, позволяющим получить общее представление о содержащимся в ней материале, прежде всего, в части наличия примеров конструктивного исполнения рассматриваемых технических решений
1. Состав винтового конвейера
Винтовые конвейеры, также как и ленточные получили широкое распространение не только в машиностроении, но и в других отраслях промышленности, в частности, стройиндустрии, горнодобывающей промышленности и пищевой промышленности. Объясняется это простотой их конструкции, неприхотливостью к условиям работы (влажность, запыленность, перепады температур), а также удовлетворительной надежностью, долговечностью и ремонтопригодностью.
Рис 1. Общий вид горизонтального винтового конвейера
На Рис 1а показан общий вид горизонтального винтового конвейера. Он содержит установленный посредствам кронштейнов 2 и 3 на раме 1 корпус 4 конвейера, имеющий форму желоба с радиусным дном, закрытый сверху крышкой 6, а также закрепленный на раме 1 посредствам кронштейна 2 и промежуточной плиты 16 привод 5 шнека 10, установленного внутри корпуса 4 на передней 11, промежуточной 12 и задней 13 опорах. На крышке 6 выполнена загрузочная воронка 7 и смотровое окно 8, а в нижней части корпуса 4 разгрузочный лоток. На Рис. 1б показана конструкция передней опоры шнека. Она содержит закрепленный посредствам шпоночного соединения на валу приводного мотор – редуктора 5 вал 14, установленный в расточке кронштейна 2 посредствам поджатых пружиной 19 вставок 18 и соединенный посредствам болтового соединения 15 со ступицей шнека 10. Для исключения попадания сыпучего материала транспортируемого конвейером в подшипники вала мотор – редуктора 5 на правом торце кронштейна 2 установлена крышка 17 с воротниковой манжетой герметизирующий вал 14, а во вставках 18 установлены уплотнения герметизирующие вал 14 и наружный диаметр вставок. На Рис 1в показана конструкция задней опоры шнека. Она содержит вал 20 установленный на подшипниках 22 в расточке кронштейна 3, поджатых крышкой 23, который соединен посредствам болтового соединения 21 со ступицей шнека 10. Герметизация и удержание смазки в подшипниках 22 обеспечивается воротниковым уплотнением, установленным в крышке 24 и уплотнениями установленными во вставках 25 поджатых пружиной 27. На Рис. 1г показана конструкция промежуточной опоры шнека. Она содержит, установленный на желобе конвейера корпус 28, на котором посредствам стремянок 29 закреплен разъемный корпус 30, подвесного подшипника со втулкой 31, в отверстии которой установлен валик 32, соединяющий секции сборного шнека 10 посредствам сухарей 33. При этом в сухарях 33 выполнены взаимно перпендикулярные отверстия, в которых установлены пальцы 34 и 35, зафиксированные в осевом направлении в С – образных скобах 36 и вильчатой части секций шнеков 10. Для фиксации взаимного положения пальцев 34 и 35 на пальцах 35 выполнена цилиндрическая выборка а, в которую входит палец 34. Для предотвращения смещения скоб 36 относительно валика 5 они закреплены на нем посредствам ступенчатых шайб 37 и болтов 38. Смазка к трущимся поверхностям валика 32 и втулки 31 периодически подается через пресс – масленку 39 и трубку 40, при этом в лабиринтные полости скоб 36 она поступает по пазу б в валике 32. В корпусе 28 выполнены два отверстия 42 для разборки опоры при выполнении ремонтных работ, которые при эксплуатации конвейера закрываются крышками 41. Наличие в конструкции промежуточной опоры сухарей 33 и пальцев 34 и 35 позволяет компенсировать при сборке погрешность взаимного расположения соединяемых секций шнека.
2. Конструкция шнека
Шнек является основным конструктивным элементом конвейера и в общем случае содержит вал, или трубу, на которой крепится лопасть имеющая форму спирали. Конструкция шнека зависит от состава сыпучего материала, для транспортирования которого предназначен винтовой конвейер и предусматривает определенную форму и размеры спиральной лопасти, а также может включать дополнительные конструктивные элементы. Чаще всего, спиральная лопасть шнека изготавливается из разрезных колец 2, свободные концы которые растягиваются в осевом направлении на величину шага t и затем последовательно устанавливаются на вал 1 и привариваются к нему, а также свариваются друг с другом в стык (см Рис. 2). При этом наружный диаметр разрезного кольца D выполняется равным наружному диаметру шнека, а диаметр его отверстия выполняется больше диаметра вала d на величину зазора S, что позволяет перед сваркой свободно установить кольцо на вал в растянутом положении. Рекомендации по выбору материала для изготовления шнека приведены в ГОСТ 2037 – 82
Рис. 2 Традиционная конструкция спиральной лопасти шнека винтового конвейера
В данном разделе полной версии статьи содержится примеры кон-структивного исполнения шнеков с описанием их работы в
составе винтового конвейера (см. Рис. в таб.)
3 Конструкция промежуточной опоры шнека
Еще одним важным конструктивным элементов винтовых конвейеров, определяющим их надежность и долговечность является промежуточная опора шнека, которая становится особенно ответственным элементом для конвейеров с большой протяженностью, состоящих из большого количества промежуточных секций, каждый стык которых содержит промежуточную опору. Типовая конструкция промежуточной опоры винтового конвейера показана на Рис. 1. Однако в ряде случаев разработчик вынужден создавать оригинальные конструкции промежуточных опор, позволяющие решать следующие задачи:
– компенсировать увеличенную несоосность стыкуемых секций шнека,
– передавать увеличенное осевое усилие,
– увеличивать пропускную способность конвейера в месте установки промежуточной опоры,
– снижение потерь на трение в промежуточной опоре,
– устранение возможности образования пробок при транспортировании материала склонного к слипанию,
Рассмотрим несколько оригинальных конструкций промежуточных опор шнека, позволяющих решать вышеперечисленные задачи.
Рис 7 Конструкция промежуточной опоры винтового конвейера, компенсирующая погрешность взаимного расположения
соединяемых секций шнека
На Рис 7 показана конструкция промежуточной опоры винтового конвейера, компенсирующая погрешность взаимного расположения соединяемых секций шнека и обеспечивающая предохранение трущихся поверхностей от попадания частиц транспортируемого материала. Опора состоит из двух стаканов 4, в продольных пазах которых расположены сухари 3 со сферической наружной поверхностью, зафиксированные на валике 1 в осевом направлении пальцами 2, при этом, полость стакана, в которой расположены сухари 3, закрыта манжетой 5. Валик 1 установлен в подшипнике скольжения, корпус 10 которого крепится к кожуху конвейера. Для восприятия осевого усилия действующего на шнек конвейера при транспортировании сыпучего материала служит сферическая шайба 6, установленная в дне стакана 4 и контактирующая с коническим хвостовиком валика 1. Крепление стаканов 4 к фланцу 8 трубы 9 шнека осуществляется винтами (ан Рис 342 винты показаны условно). Конструкция промежуточной опоры позволяет компенсировать погрешность взаимного расположения труб 9 соединяемых секций сборного шнека конвейера в двух плоскостях благодаря наличию сухарей 3 со сферической поверхностью и сферических шайб 6. Наличие манжет 5 предохраняет попадание частиц транспортируемого сыпучего материала на сферические поверхности сухарей 3.
В данном разделе полной версии статьи содержится 8 примеров
конструктивного исполнения промежуточных опор
шнеков с описанием их работы (см. Рис. в таб.)
4 Конструкция привода винтового конвейера.
Традиционная конструкция привода винтового конвейера включает электродвигатель соединенный втулочно – пальцевой муфтой с понижающим цилиндрическим редук-тором, выходной вал которого посредствам жесткой муфты (зубчатой, или кулачково – дисковой) соединен со шнеком конвейера, при этом электродвигатель и понижающий редуктор обычно монтируются на индивидуальной раме (см. Рис. 16).
Рис 16 Конструкция привода винтового конвейера выполненная на основе электродвигателя и понижающего цилиндрического редуктора
Преимуществом такого привода является простота и надежность за счет использования покупных комплектующих, а недостатком увеличенные габаритные размеры конвейера. На базе такого типа привода очень сложно создать конструкцию переносного конвейера. Поэтому гораздо чаще привод винтового конвейера выполняется в виде агрегата, который устанавливается и крепится на трубе или желобе конвейера. Такой агрегатный привод может включает:
– электродвигатель, закрепленный на трубе конвейера и кинематически соединенный со шнеком посредствам ременной (цепной) передачи, (см. Рис. 17),
– цилиндрическый мотор – редуктора (см. Рис. 18),
– червячный мотор – редуктора (см. Рис. 19),
– планетарный мотор – редуктора (см. Рис.20).
В данном разделе полной версии статьи приведены примеры
конструктивного исполнения основных типов привода
винтового конвейера (см. Рис. в таб.)
5 Конструкция винтовых конвейеров для транспортирования
различных материалов
На конструкцию винтового конвейера и прежде всего на его шнек влияет тип транспортируемого сыпучего материала, в том числе такие его особенности:
– склонность материала к налипанию на винтовые лопасти шнека,
– наличие в составе материала крупной фракции – кусков,
– температура транспортируемого материала.
Для эффективной работы винтового конвейера при транспортировании сыпучего материала с вышеперечисленными особенностями в его конструкцию обычно вводятся дополнительные конструктивные элементы, которые оказывают существенное влияние на работу конвейера. Рассмотрим конструктивные особенности таких конвейеров.
Рис 21 Конструкция винтового конвейера оснащенного устройством исключающим налипание материала на шнек в загрузочной части.
На Рис 21 показана конструкция винтового конвейера оснащенного устройством исключающим налипание плохо сыпучего материала на шнек в загрузочной части. Он содержит корпус 1 с крышкой 2 и помещенный внутри него на подшипниках 3 и 4 сборный шнек 5 состоящий из двух частей транспортирующей части со сплошными лопастями 6 и загрузочной с ленточными лопастями 7, при этом ленточные лопасти крепятся на полом валу 8 посредствам двух ступиц 9 и 10, на которых также закреплена хомутами 11 эластичная 9 и 10, на которых также закреплена хомутами 11 эластичная (резиновая, пластмассовая) труба 12, которая образует с валом 8 полость 13, в которую периодически подается сжатый воздух. Центральное отверстие 14 вала 8 посредствам радиальных отверстий 15 связывает его внутреннюю полость с полостью 13. Ленточные лопасти 7 связаны между собою стержнями 16. Сжатый воздух подводится к центральному отверстию 14 вала 8 через штуцер 17. Для герметизации полости 13 в ступицах 9 и 10 установлены уплотнения 19, а крепление ступиц на валу 8 осуществляется болтами 20 с гайками 21.
Работает винтовой конвейер следующим образом. При вращении шнека его лопасти 7 и 6 осуществляют транспортирование сыпучего материала к месту выгрузки. Одновременно с включением привода вращения шнека (привод на Рис 6 не показан) начинается периодическая подача сжатого воздуха в полость 14 вала 8 через штуцер 17, который через радиальные отверстия 15 поступает в полость 13, в результате чего, эластичная труба 12 расширяется, а после прекращения подачи воздуха снова сжимается. Такая подача сжатого воздуха в эластичную трубу 12 осуществляется постоянно во время транспортирования конвейером сыпучего материала. Периодические колебания трубы 12 установленной в загрузочной части шнеки препятствует налипанию даже плохо сыпучего (вязкого ) материала, что создает условия для стабильной работы конвейера, при которой нет необходимости в его остановке для очистки вала шнека от налипшего материала.
В данном разделе полной версии статьи содержится 8 примеров
конструктивного исполнения винтовых конвейеров для транспортирования различных материалов с описанием
6 Винтовые конвейеры с гибким шнеком
ассмотренные конструкции винтовых конвейеров предназначены для транспортирования сыпучих материалов в горизонтальной плоскости по прямолинейной траектории. Однако часто возникает необходимости транспортирования материала по криволинейной траектории, что, прежде всего, бывает связано с уже существующей планировкой технологического оборудования выполненной в соответствии с технологическим процессом производства конкретной продукции. В этом случае винтовые конвейеры с жестким шнеком обеспечить транспортирование сыпучего материала обеспечить не могут, поэтому используются конвейеры с гибким шнеком. Рассмотрим несколько конструкций таких винтовых конвейеров.
Рис 25 Конструкция винтового конвейера с гибким шнеком, выполненная на основе пружинной спирали
На Рис 25 показана конструкция винтового конвейера с гибким шнеком, выполненная на основе пружинной спирали. Конвейер с гибким шнеком состоит из заборной части 1, гибкого шланга 2, выполняющего функции желоба транспортирующей части конвейера, гибкого вала 3, винтовой лопасти выполненной в виде спирали 4, состоящей из нескольких секций, каждая из которых закреплена на гибком вале 3 посредствам стоек 5, а также привода 6 и разгрузочного окна 7. Такая конструкция гибкого шнека, предусматривающая изготовление его винтовой лопасти из нескольких отрезков винтовой спирали распределяет нагрузку (тянущее усилие и крутящий момент) между ними и тем самым улучшает условия работы винтовой спирали в целом.
В данном разделе полной версии статьи содержится 7 примеров
различных вариантов гибких винтовых конвейеров с описанием работы и конструкции их шнеков (см. Рис. в таб.)
7 Круто – наклоненные и вертикальные винтовые конвейеры
Винтовые конвейеры достаточно часто успешно применяются для подъема сыпучего материала на достаточно значительную высоту, а наличие закрытого желоба практически исключат попадание, возникающей при этом, пыли в окружающую среду, что является существенным преимуществом конвейеров данного типа.
Общий вид вертикальных и круто – наклоненных винтовых конвейеров показан на Рис 33. Вертикальный винтовой конвейер показанный на Рис 33а содержит желоб 1, внутри которого расположен состоящий из двух секций щнек 2, с приводом 3, состоящим из электродвигателя, ременной передачи, червячного редуктора и упругой соединительной муфты для передачи крутящего момента от выходного вала редуктора к шнеку, а также приемный бункер 4, разгрузочный лоток 5, и опоры шнека 2 верхнюю 6 , нижнюю 7 и промежуточную 8, которая установлена в месте соединения секций шнека 2. Привод конвейера может быть выполнен и виде мотор – редуктора (см. Рис 33б). Однако загрузочное устройство винтового конвейера, выполненное в виде приемного бункера 4 (см Рис 33а), в который сыпучий материал поступает самотеком через окно в нижней части желоба 1, позволяют получить коэффициент заполнения шнека материалом не более чем 0,1 – 0,3, и вследствии этого невысокую производительность конвейера. Поэтому в вертикальных винтовых конвейерах большой производительности для создания необходимого подпора в нижней части шнека сыпучий материал загружается принудительно с использованием горизонтального винтового конвейера (см. Рис 33в), при этом, обеспечивается коэффициент заполнения 0,8 – 0,9, что обеспечивает соответствующий рост производительности, Однако, при этом, конструкция конвейера необоснованно усложняется и поэтому такое техническое решение, хотя и позволяет существенно повысить производительность конвейера, явно не является оптимальным
Рис 33 Общий вид вертикальных и круто – наклоненных
винтовых конвейеров
Известны и другие устройства для принудительной подачи сыпучего материала в заборную часть шнека вертикального винтового конвейера, позволяющие повысить его производительность. Рассмотрим их конструкцию.
На Рис 34 показано устройство для принудительной подачи сыпучего материала в шнек вертикального винтового конвейера. В заборной части конвейера расположен подающий шнек 1, расположенный в цилиндрическом желобе 2, а его нижний конец установлен в приемном бункере 3 со съемным днищем 4, в отверстии которого установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси шнека 1 ступица 6 с фланцем и центральным отверстием, снабженная вертикальными лопатками 5, закрепленными на верхнем торце ее фланца и расположенными вокруг спиральной лопасти шнека 1, выступающей из желоба 2. При этом, вертикальные лопатки 5 расположены под углом 35 – 45 град. от радиального направления. В центральном отверстии ступицы 6 установлены подшипники 7, 8 и 9. На подшипнике 9 установлен нижний конец шнека 1, а с помощью подшипников 7 и 8 ступица 6 установлена на оси 10, которая закреплена на крышке 11, ребра 12 которой крепят ее к нижнему торцу бункера 3. На ступице 6 посредствам шпоночного соединения установлен шкив 13 ременной передачи привода вращения ступицы 6 с вертикальными лопатками 5, обеспечивающий их вращение с угловой скоростью одинаковой по направлению с вращением шнека 1, но несколько меньшей по величине.
Рис 34 Устройство для принудительной подачи сыпучего материала в шнек вертикального винтового конвейера
Забор конвейером сыпучего материала подлежащего транспортированию осуществляется следующим образом. Сыпучий материал засыпается в бункер 3, таким образом, чтобы он полностью покрывал вертикальные лопатки 5. При включении привода ступицы 6 сыпучий материал увлекается лопатками 5 и одновременно по всему периметру поступает к вращающемуся шнеку 1, который захватывает его и подает по желобу вверх. Такая принудительная подача материала в шнек увеличивает коэффициент его заполнения и соответственно производительность конвейера. Рассмотренное устройство, которым оснащается для повышения производительности вертикальный винтовой конвейер, конечно проще, чем дополнительное его укомплектования горизонтальным винтовым конвейером для принудительной подачи сыпучего материала, но, тем не менее, также требует наличие индивидуального привода.
В данном разделе полной версии статьи содержится 4 примера
выполнения конструктивных элементов вертикального винтового
конвейера повышающих эффективность его работы (см. Рис. в таб.)
8. Винтовые пневматические конвейеры
Винтовые конвейеры для транспортирования сыпучих материалов по изогнутой траектории и на большие расстояния, в том числе на большую высоту, что сегодня достаточно востребовано, например, при строительстве высотных зданий, имеют достаточно сложную конструкцию и ненадежны в эксплуатации. Именно поэтому все чаще на смену им для работы в вышеуказанных условиях приходит винтовые пневматические конвейеры, в которых сыпучая смесь, соединяясь с воздухом, имеющим избыточное давление, подается к месту разгрузки в виде аэросмеси по гибкому рукаву. Рассмотрим несколько вариантов конструктивного исполнения таких конвейеров.
На Рис. 38 показана конструкция винтового пневматического конвейера с горизонтально расположенным отводящим патрубком. Он содержит загрузочную камеру 1, соединенную посредствам цилиндрической трубы 6 со смесительной камерой 3, а также шнек 2, расположенного между камерами 1 и 3, левый конец которого проходит через систему уплотнений 5, установленную в стенке загрузочной камеры, и соединяется с валом приводного электродвигателя 4. В корпусе 6 установлена гильза 7, отверстие которой контактирует с наружной поверхностью винтовой лопасти шнека 2, а на ее правом торце установлена букса 8 с обратным клапаном 9, также опора шнека 2, включающая корпус 11 ость 12 и двурядный сферический шарикоподшипник, посредствам которого ось 12 установлена в расточке вала шнека 2. В расточке вала шнека 2 установлена торцевая крышка 13 с уплотнением 14, которое предотвращает попадание сыпучего материала в подшипник 12. Корпус 11 опоры шнека состоит из ступицы 15 и обечайки 16, соединенных между собою тремя спицами, образуя, таким образом, три окна 19 для прохода сыпучего материала подаваемого из загрузочной камеры 2 в смесительную камеру 3. На левой вертикальной стенке смесительной камеры 3 расположено устройство 18 для подвода сжатого воздуха, а на противоположной стенке смесительной камеры установлен отводящий патрубок 20.
Рис. 38 Конструкция винтового пневматического конвейера с горизонтально расположенным отводящим патрубком
Работает конвейер следующим образом. В загрузочную камеру поступает сыпучий материал и шнек вращаемый электродвигателем 4 захватывает его и через окна 19 корпуса 10 и обратный клапан 9 подает его в смесительную камеру, при этом обратный клапан открывается под напором транспортируемого материала. Поступая в смесительную камеру 3, сыпучий материал смешивается со сжатым воздухом, непрерывно поступающим в смесительную камеру через устройство 18 и образует аэросмесь, которая по отводящему патрубку 20 подается к месту назначения.
В данном разделе полной версии статьи содержится 5 примеров
конструктивного исполнения винтовых пневматических
конвейеров, с описанием их работы (см. Рис. в таб.)
В полной версии статьи приведены рекомендации по расчету
винтового конвейера
Всего в полной версии статьи содержится 53страницы
текста и 46 чертежей
ЛИТЕРАТУРА
1. Григорьев А.М. Винтовые конвейеры М. Машиностроение 1972 г
2. Игнатьев Н П Справочно – методическое пособие Проектирование нестандартного оборудования Азов 2013г.
3. Спиваковский А. О. Транспортирующие машины М. : Машиностроение 1968г.
Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину.
