CC BY
44
УДК 621.867.4
ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ШНЕКОВЫЙ КОНВЕЙЕР С ОРЕБРЕННЫМ КОЖУХОМ
© 2010 г. К.А. Адигамов*, Г.В. Черненко**, А.В. Зеленщиков*
*Южно-Российский государственный *South-Russian State University
университет экономики и сервиса, г. Шахты of the Economy and Service, Shahty
**Шахтинский институт (филиал) **Shakhty Institute (Branch)
Южно-Российского государственного of South-Russian State
технического университета Technical University
(Новочеркасского политехнического института) (Novocherkassk Polytechnic Institute)
Приведены результаты аналитических и экспериментальных исследований шнекового конвейера с оребренным кожухом. Дано обоснование угла подъема и числа заходов реборды кожуха.
Ключевые слова: шнек; спираль; кожух; реборда; угол наклона; угол подъема.
Results of analytical and experimental researches the conveyor having screw with a casing having edges are resulted. The substantiation of an angle of lead and number of calling of a flange of a casing is given.
Keywords: a screw; a spiral; a casing; a flange; an angle of slope; an angle of lead.
Шнековый конвейер типовой конструкции состоит из шнека и охватывающего его цилиндрического кожуха с гладкой внутренней поверхностью. Транспортирование материалов таким конвейером осуществляется за счет его проскальзывания относительно спирали шнека и чем более эффективно происходит этот процесс, тем больше осевая скорость материала и производительность конвейера.
В работе [1] показано, что осевая скорость транспортируемого материала может быть определена из выражения:
= кпр (1)
где кпр - коэффициент проскальзывания транспортируемого материала относительно шнека; юш, Д -угловая скорость и радиус шнека; а - угол подъема спирали шнека на радиусе Д.
Произведение коэффициента проскальзывания материала на угловую скорость шнека является угловой скоростью материала относительно шнека
Юм = кпрЮш . (2)
Подставив зависимость (2) в выражение (1), получим
и0 = ЮмДtgа . (3)
Для вертикальных шнековых конвейеров угол а рекомендуется принимать в диапазоне 9 - 18°, при этом tga =0,16 - 0,32. Отсюда следует, что влияние угла подъема спирали на величину осевой скорости материала ограничено. Следовательно, для достижения высокой скорости и0 при известном радиусе
шнека необходимо повышать угловую скорость материала относительно шнека.
Одним из вариантов решения этой задачи является применение оребренного кожуха с винтовой ребордой на внутренней поверхности. При использовании такого кожуха реборда частично препятствует вращению материала вместе со шнеком, в результате чего можно ожидать повышения скорости перемещения материала относительно шнека.
Для проверки этого положения были изготовлены экспериментальные образцы кожухов, внутри которых навиты однозаходные реборды с углами подъема 20, 35, 50, 70° (рис. 1).
Рис. 1. Оребренный кожух
Реборды имели навивку, противоположную ходу навивки спирали шнека. При проведении экспериментов применялся шнек с углом подъема спирали 12°42'. В качестве транспортируемого материала использовался сухой мелкозернистый песок. Сравнение производилось с конвейером типовой конструкции с гладким кожухом. Результаты экспериментов приведены в таблице.
Объемная производительность шнекового конвейера, см3/мин, при транспортировании сухого песка
Угол подъема реборды кожуха, град Частота вращения шнека пш , мин-1
100 150 200 250 300
20 320 460 610 820 1000
35 390 550 750 930 1150
50 410 610 810 990 1210
70 450 650 900 1060 1290
Гладкий кожух - 240 360 510 660
Данные, приведенные в таблице, показывают, что производительность шнекового конвейера с оребрен-ными кожухами значительно выше, чем у конвейера с гладким кожухом, в исследованном диапазоне частоты вращения шнека. Так, при пш = 150 мин-1 производительность шнекового конвейера с оребренными кожухами выше в 1,92 - 2,71 раза, при пш = 200 мин-1 в 1,69 - 2,50 раза, при пш = 250 мин-1 в 1,60 - 2,08 раза, при пш = 300 мин-1 в 1,50 - 1,95 раза. Нижние значения этих интервалов относятся к варианту, когда на шнековом конвейере был установлен кожух с углом подъема реборды 20 °, верхние - при установке кожуха с углом подъема реборды 70 При частоте вращения шнека 100 мин-1 транспортирование сухого песка шнековым конвейером с гладким кожухом не происходило.
Расчеты, выполненные по данным таблицы, показали, что повышение производительности конвейера при применении оребренных кожухов вызвано увеличением скорости перемещения материала относительно шнека (рис. 2).
о0, мм/с 30
20
10
2
1
100
150
200
250
300 мин-1
Рис. 2. Зависимости осевой скорости материала от частоты вращения шнека
На рис. 2 показаны сравнительные данные по скорости перемещения материала шнековым конвейером с гладким кожухом 1 и с оребренным кожухом 2 с углом подъема реборды 70 °, откуда следует, что во втором случае осевая скорость материала оказалась больше в 1,66 - 2,38 раза.
С целью установления влияния числа заходов реборды кожуха на производительность шнекового конвейера выполнены эксперименты с кожухами, имеющими однозаходную 1, двухзаходную 2 и трехзаход-ную 3 реборду с углом подъема 70 °, результаты которых представлены на рис. 3.
Из данных, представленных на рис. 3, следует, что наивысшую производительность при транспортировании сухого песка развивает шнековый конвейер с кожухом с двухзаходной ребордой. Если его производительность принять за единицу, то производительность конвейера с кожухом с однозаходной ребордой составляет 0,79 - 0,84 от первого, а производительность конвейера с кожухом с трехзаходной ребордой равна 0,67 по всему диапазону частоты вращения шнека.
Q, см3/мин
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
2 -Л
1^
Л Г jS^
100
150
200
250
300 мин-1
Рис. 3. Зависимости производительности шнекового конвейера с оребренным кожухом от частоты вращения шнека
На основании полученных результатов можно заключить, что при транспортировании сыпучих материалов наибольшую производительность развивает шнековый конвейер с двухзаходным оребренным кожухом с углом подъема реборды 70 °.
Поступила в редакцию
Литература
1. Башкатов Д.Н., Олоновский Ю.А. Вращательное шнеко-вое бурение геологоразведочных скважин. М., 1968, 192 с.
23 марта 2010 г.
Адигамов Касьян Абдурахманович - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Прикладная механика и конструирование машин», Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса. Тел. (8636) 22-04-33 доб. 21-00.
Черненко Геннадий Владимирович - учебный мастер, кафедра «Электрификация и автоматизация производства», Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. (86362) 22036 доб. 252.
Зеленщиков Александр Владимирович - аспирант, кафедра «Прикладная механика и конструирование машин», Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса. Тел. (8636) 22-04-33 доб. 21-00.
Adigamov Kasyan Abdurahmanovich - Doctor of Technical Sciences, professor, head of department «Applied Mechanics and Designing of Machine», South-Russian State University of the Economy and Service. Ph. (8636) 22-04-33 доб. 21-00.
Chernenko Gennady Vladimirovich - senior teacher, department «Electrification and Manufacture Automation», Shakhty Institute (Branch) of South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute) Ph. (86362) 22036 add. 252.
Zelenshchikov Alexandr Vladimirovich - post-graduate student, department «Applied Mechanics and Designing of Machine», South-Russian State University of the Economy and Service. Ph. (8636) 22-04-33 add. 21-00.
