Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Шнеки

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

В ГОРОДЕ СМОЛЕНСКЕ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Подъемно-транспортные установки»

на тему: «Шнеки».

Автор проекта ____________________ Т.И. Головкина

(дата, подпись) (Ф.И.О.)

Специальность 260602 «Пищевая инженерия малых предприятий»

^{(номер,
наименование)}

Обозначение проекта 18.КП-260602-05.ПТУШ

Руководитель проекта _____________________ М.В. Гончаров

(дата, подпись) (Ф.И.О.)

Проект защищен _________________ Оценка ______________

^(дата)

Члены комиссии ____________________ ______________

^{(дата, подпись) (Ф.И.О.)}

____________________ ______________

^{(дата, подпись) (Ф.И.О.)}

Смоленск - 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

РЕФЕРАТ

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.

ВВЕДЕНИЕ

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 об/мин) и быстроходные конвейеры.

Виды винтовых конвейеров

Винтовые конвейеры

Горизонтальные

Наклонные

Вертикальные

Транспортирующие трубы

С принудительной загрузкой

Со свободной загрузкой

Стационарные

Передвижные

Тихоходные

Быстроходные

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: 1,2,4 - 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.

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.

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.

Транспортирующие трубы

Рис. 1.4. Винтовая транспортирующая труба:

а) - общий вид; б) - опорная рама с роликами; 1 - опорно-упорные ролики;

2 - привод; 3 - труба; 4 – опорный ролик;

5 - 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).

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.

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.

Таблица 1.1.

Технические характеристики винтовых конвейеров

	У9-УКВ-1	У9-УКВ-1-01
Производительность на зерне при мин. высоте сброса, т/ч	100	100
Минимальная высота сброса зерна, мм	2350	2780
Максимальная высота сброса зерна, мм	6500	7100
Установленная мощность, кВт	11	11
Диаметр винта, мм	250	250
Длина транспортера, м	10	12,5

Передвижной шнековый самоподаватель (марки У9-УСШ, У9-УСШ/6, 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.

Таблица 1.2.

Технические характеристики шнековых самоподавателей

	У9-УСШ	У9-УСШ/6	У9-УСВ
Производительность: (при насыпной массе зерна 0,75 т/м.куб.), т/ч	80	80	80
Высота сброса, мм	850	950	2500
Установленная мощность, кВт	4	4	4

Таблица 1.3.

Технические характеристики винтовых конвейеров

Тип конвейера	РЗ-БКШ-200	РЗ-БКШ-250	РЗ-БКШ-315	РЗ-БКШ-400	РЗ-ДКВ-Т-200	РЗ-ДКВ-Т-250	РЗ-ДКВ-Т-315	РЗ-ДКВ-Т-400
Производительность, т/ч	14	28	57	84	14	28	57	84
Диаметр винта, мм	200	250	315	400	200	250	315	400
Шаг винта, мм	200	250	315	400	200	135 185 250	250 315	400
Транспортируемый материал	Зерно и субпродукты				Комбикорма

Тип конвейера	РЗ-ДКВ-Т-100	РЗ-ДКВ-200	РЗ-ДКВ-250	РЗ-ДКВ-315	РЗ-ДКВ-400	Г1-20-16П	Г1-32-25П	Г1-40-30П
Производительность	5,2 т/ч	14 т/ч	28 т/ч	57 т/ч	84 т/ч	6,4 м³/ч	26 м³/ч	50 м³/ч
Диаметр винта, мм	100	200	250	315	400	200	315	400
Шаг винта, мм	125	200	135 185 250	300 250	315 400	160	250	300
Транспортируемый материал	Комбикорма					Уголь, руда и т.п.

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.

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.

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 ε

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).