Винтовым конвейером называют устройство, транспортирующее материалы по желобу с помощью вращающегося винта.
Винтовой (шнековый) конвейер состоит из неподвижного желоба, нижняя часть которого имеет форму полуцилиндра, закрытого сверху крышкой. Винт, нижняя часть витков которого погружена в транспортируемый груз, вращаясь, перемещает его вдоль желоба. Винт опирается на концевые и промежуточные опоры. Винт вращается от привода. Груз подается в кожух через загрузочный люк. Груз разгружается через специальное устройство.
Винтовые конвейеры могут перемещать грузы не только по горизонтали, но и по наклонному и вертикальному желобам. Винтовые конвейеры используют для транспортирования сыпучих или мелкокусковых грузов, не спрессовывающихся в плотную массу и не теряющих своего качества при незначительном дроблении и истирании, а также для транспортирования пылящих, горячих или слегка влажных грузов. Так как желоб винтовых конвейеров сравнительно легко герметизировать, они транспортируют и химически вредные грузы.
В легкой промышленности такие конвейеры транспортируют раздробленные дубители, сухую известь, химикаты, отходы производства, а также служат для смешивания компонентов (в производстве натуральных и искусственных кож).
Достоинства и недостатки
Достоинства винтовых транспортеров: компактность и простота конструкции, полная сохранность пылевидного груза, невысокая стоимость, простота ухода и отсутствие наружных движущихся частей.
Недостатки: большой расход мощности, небольшая длина транспортирования, частичное дробление груза, повышенный износ желоба и винта, что объясняется постоянным перемешиванием груза. Износ особенно интенсивен при транспортировании абразивных грузов.
Основные элементы
Винт является наиболее важным и ответственным элементом конвейера, так как он воспринимает усилие от привода и передает движение транспортируемому грузу.
Винты могут быть нескольких типов: сплошные, ленточные, лопастные и фасонные.
Наиболее распространены сплошные винты, которые собирают из секций, штампованных из листовой стали толщиной 2…5 мм и приваренных к полому валу, выполненному из трубы. Так как винтовой конвейер может иметь длину до 50 м, винты необходимо поддерживать в нескольких точках. Для этого через 2…3 м винтовую линию прерывают и между секциями винта устанавливают промежуточные цапфы, опирающиеся на подшипники. Сплошные винты применяют при транспортировании сухих, порошкообразных, мелкозернистых и среднекусковых материалов, не обладающих способностью слеживаться.
Винтовой поверхностью ленточных винтов является узкая спиральная полоса, между внутренней кромкой которой и валом имеется зазор, дающий возможность грузу переваливаться назад за виток, что способствует смешиванию. Такие винты применяют при перемещении кускового или слипающегося материала и при подгребании остатков на конвейерах, работающих без кожуха. Ленточные винты, работающие в кожухе, из-за значительного зазора между ленточной полосой и валом не могут создавать больших нагрузок, если пространство между желобом и промежуточным подшипником будет забиваться слипающимся материалом или кусками груза.
Недостатком ленточных винтов является необходимость изготовления их большего диаметра, чем диаметр сплошного винта, для достижения заданной производительности.
Лопастные винты состоят из лопастей, расположенных по винтовой линии. Такие винты разрыхляют, перемешивают и перемещают груз.
Фасонные винты имеют вырезы на наружной кромке винтовой поверхности. Их используют для перемещения слеживающихся материалов или совмещения транспортных и технологических операций (смешивание, дробление, смачивание и т. п).
Для транспортирования абразивных грузов применяют винты из чугунных секций, отбеленная поверхность которых обладает большой сопротивляемостью износу.
Шаг винта = (0,5…1)d, где – d диаметр винта.
Чем легче материал, тем больше шаг. Частота вращения винта зависит от абразивных свойств, вида транспортируемого груза и диаметра винта; она тем больше, чем меньше плотность материала и диаметр винта. Для тяжелых материалов частота вращения обычно около 50об/мин, а для легких – до 150.
Желоб винтового конвейера (транспортера) изготовляют из листового железа толщиной 2…8 мм. Нижняя часть желоба имеет форму полуцилиндра, переходящего в две прямые вертикальные стенки. На желобе монтируют подвесные подшипники, поддерживающие среднюю часть винта. Желоб закрывается крышкой, которую делают герметичной при транспортировании вредных веществ. На крышке предусматривают отверстия для загрузочных люков, люки для осмотра подшипников, винта и внутренней части желоба. На нижней части желоба имеются отверстия для разгрузочных люков.
Желоб собирают из секции длиной до 3 м, и через такое же расстояние он опирается на стойки. Ширина желоба и диаметр его нижней цилиндрической части на 5…10 мм больше диаметра винта. Для увеличения жесткости желоба его окаймляют ребрами (уголками).
В современных конструкциях винтовых конвейеров, как правило, променяют подшипники качения, которые при защите их внутренней полости от попадания пыли и грязи обеспечивают длительную работоспособность, упрощают уход и смазку. Головной подшипник должен воспринимать радиальную нагрузку и продольное усилие от винта, для чего в его конструкцию устанавливают упорный шарикоподшипник и конический роликовый подшипник.
Средние подвесные подшипники должны иметь минимальные ширину и высоту, чтобы не препятствовать прохождению груза по желобу. Их необходимо защищать от загрязнения, так как они находятся внутри желоба в непосредственной близости от транспортируемого груза – источника пыления. Чтобы избежать заметного прогибания вала в конвейерах с винтом малого диаметра (=200…300 мм), расстояние между подшипниками принимают равным 2…2,5 м, а в конвейерах с винтом большого диаметра – 2,5…3 м.
Хвостовой подшипник воспринимает только радиальную нагрузку. Он находится в лучших условиях работы, чем головной и средние подшипники.
Привод винтового конвейера состоит из электродвигателя и редуктора, соединенных и между собой, и с валом конвейера эластичной и уравнительной муфтами. Привод монтируют на раме, головной подшипник обычно располагают со стороны разгрузочного конца конвейера, чтобы винт работал на растяжение, а не на сжатие.
Винтовые конвейеры загружают с помощью транспортных агрегатов или из бункеров по пересыпным трубам.
Конвейеры могут иметь несколько разгрузочных отверстий, перекрытых плоскими задвижками или затворами.
Транспортирующие трубы
Транспортирующие трубы являются разновидностью винтовых конвейеров. Транспортирующие трубы используют для перемещения насыпных материалов, которые не подвержены измельчению, они особенно целесообразны для перемещения груза с одновременным выполнением какой – либо технологической операции (сушка, обжиг, охлаждение, промывание, смешивание и т.п.).
В кожевенной отрасли для жидкостной обработки кож применяют различные транспортирующие трубы.
Транспортирующие трубы отличаются сравнительно простой и надежной конструкцией, обеспечивают герметичность процесса транспортирования. Однако они имеют большие массу и габарит, а также высокий расход энергии. Трубы представляют собой горизонтальные или наклонные цилиндры, опирающиеся на два или несколько пар роликов. Труба приводится во вращение открытой зубчатой передачей, соединенной с приводом установки.
Внутри трубы может находится одно-, двух или трехзаходная винтовая поверхность (спираль), приваренная к цилиндрической части трубы. Высота гребня спирали в транспортирующей трубе = (0,2…0,3).
Имеются также конструкции труб, у которых внутренняя винтовая поверхность отсутствует.
При вращении трубы груз несколько отклоняется от центрального положения в направлении ее вращения и по образовавшейся наклонной плоскости ссыпается вниз и вперед. В транспортирующих трубах с внутренней винтовой поверхностью груз перемещается за каждый оборот на расстояние, равное шагу спирали. Шаг винтовой спирали обычно принимают равным 1/2d, а коэффициент заполнения сечения трубы с учетом снижения производительности при расположении трубы с уклоном вверх.
Винтовые конвейеры для штучных грузов
Винтовые конвейеры для штучных грузов представляют собой открытую винтовую поверхность, по впадинам которой при ее вращении перемещается транспортируемый груз.
Конвейеры разделяют на два типа: одновинтовые подвесные для легких грузовых и двухвинтовые напольные для тяжелых грузов.
Одновинтовые конвейеры для передачи легких штучных грузов на небольшие расстояния (2…4 м) по горизонтали состоит из электродвигателя со встроенным редуктором (мотор-редуктор), муфты, соединяющей выходной вал редуктора с винтом, конец которого опирается на хвостовой подшипник.
Винт обычно выполняют из трубы диаметром около 100 мм, к поверхности которой приваривают винтовые витки из круглой проволоки диаметром 8…10 мм. Конвейер смонтирован на металлической конструкции, которую подвешивают к перекрытию или монтируют на полу.
Груз в специальных конвейерах или на вешалках навешивают на винт. При его вращении грузы попадают во впадину нарезки и начинают двигаться со скоростью винтовой линии.
Чтобы избежать раскачивания и падения грузов, скорость не должна быть более 0,3 м/с.
Производительность конвейера, шт./ч, лимитируется расстоянием между грузами и сложностью навески грузов вручную.
Двухвинтовой конвейер
Двухвинтовой конвейер предназначен для транспортирования штучных грузов (джутовых и бумажных мешков с грузом, бочек, ящиков, тюков в рогоже или брезенте и т.п.). Двухвинтовой конвейер представляет собой две параллельные трубы, расположенные на расстоянии 200…300 мм друг от друга, с винтовыми поверхностями (ребрами), причем одна труба имеет левое, а другая – правое направление витков. Штучные грузы при вращении винтовых поверхностей движутся вдоль конвейера. Боковые усилия, появляющиеся при вращении винта, взаимно уничтожаются, не мешают перемещению груза и не могут сбросить его.
Двухвинтовой конвейер длиной 15…30 м состоит из секции длиной 2,5…3 м. Каждая секция опирается на стойки, в которых расположены подшипники. Соединяются секции пространственными шарнирами, которые допускают их поворот относительно друг друга на 15 в горизонтальной или вертикальной плоскости.
Трубы приводятся во вращение электродвигателем, который смонтирован вместе с передачами на переносной раме и расположен на одном из концов конвейера.
Винтовые конвейеры для штучных грузов имеют ограниченное применение из-за быстрого износа тары (мешков, тюков и т.д.), низкой производительности и больших сопротивлений движению.
