Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Горные машины»

Курсовая работа

Расчёт перерабатывающего шнека

по дисциплине «Механика торфа»

Руководитель: Слыш В.М.

Исполнитель: студент группы 102613

Труш.А.Ю.



Оглавление

Введение

1. Состояние вопроса (анализ конструкции шнеков)

1.1 Винтовые конвейеры и питатели

1.2 Напорные и перерабатывающие шнеки

2. Расчёты и построение графиков

Выводы

Литература



Введение

Одно из важнейших мест в технологии горного производства занимают операции добычи, переработки, транспортирования и перемешивания сырья и промежуточных материалов. Для осуществления этих технологических процессов широко используются винтовые конвейеры (шнеки).

Основной задачей современного конструктора является обеспечение оптимальных параметров шнеков. Для решения этой задачи наиболее удобен и эффективен расчетный метод определения интенсивности деформаций при добыче и переработке горной породы. Он позволяет оценить перерабатывающую и транспортирующую способность любого механизма еще на стадии разработки его конструктивных схем, что не требует предварительного создания экспериментальных образцов перерабатывающих устройств и проведение их предварительных испытаний с целью определения оптимальных конструктивных и режимных параметров. Этот метод предложил профессор Опейко Ф. А. Он обеспечивает расчет перерабатывающих и формующих устройств в горных машинах, исходя из заданной интенсивности деформации. Он является единственно возможным для определения перерабатывающей способности различных устройств на стадии их проектирования, используется для определения интенсивности перемешивания сред в смесителях, системах трубопроводного транспорта, а также в расчетах энергозатрат на измельчение, переработку, перемешивание, транспортирование и формование горных пород, продуктов их переработки и других материалов. В основу метода оценки интенсивности деформаций горной породы положено использование двух инвариантов симметричного тензора деформаций и напряжений. При этом горная порода принимается однородной и изотропной. Допускается также, что объем породы в процессе деформирование практически не изменяется, т.е. соблюдается условие неразрывности.

Если говорить о пищевой промышленности, то тут шнеки можно встретить практически на всех операциях транспортировки зерновых, мяса, муки, сахара, полуфабрикатов, добавок, вплоть до отбора и утилизации отходов. Шнеки для пищевой промышленности производят из нержавеющих сталей и технических полимеров, не вызывающих окисление продукта при транспортировке. Взрывобезопасное исполнение позволяет эксплуатировать винтовые конвейеры в запылённых помещениях.

В химической и фармацевтической промышленности шнеки помогают транспортировать материалы, обеспечивая герметичность, и не допуская контакта с окружающей средой. Для дозирования химикатов часто используют дозаторы, в основу которых также положен принцип спирального подающего винта.

Специальные исполнения шнековых питателей способны работать с материалами, обладающими высокими абразивными свойствами или имеющими, на стадии транспортировки, высокую температуру. Эти конструкторские решения позволили шнекам утвердиться в самых сложных и ответственных отраслях промышленности: металлургии, литейном производстве и добывающей промышленности.

В данной курсовой работе необходимо произвести обзор применения шнеков в горной промышленности и также представить рисунки и основные технические характеристики.

Требуется произвести расчёты шнека, в результате которых определить конструктивные и кинематические параметры; наибольшее давление, развиваемое шнеком; предельную и полезную мощности, затрачиваемые на работу шнека; коэффициент полезного действия шнека; давление, интенсивность деформаций породы и КПД.



1. Состояние вопроса (анализ конструкций шнеков)

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. шнек конвейер горный

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.

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.

1.1 Винтовые конвейеры и питатели

Стационарные и передвижные конвейеры[2]

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) 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.

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.

Рис. 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.

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[4]

Горизонтальный винтовой конвейер (рис. 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. 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(рис.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 винтовые конвейеры модели «ВВК»[5.5]

Вертикальные конвейеры модели «ВВК» производства машиностроительного предприятия «ТЕХПРИБОР» предназначены для подачи сыпучих материалов в бункеры, силосы и другие емкости на предприятиях горнорудной, химической и цементной промышленности.

Системы вертикального шнекового транспортирования, как правило, используются для подачи материалов на относительно небольшие высоты (обычно до 20 метров), когда применение пневматического транспорта неэффективно или экономически не выгодно.

По сравнению с транспортными механизмами с ковшами и бесконечной цепью, такими как нории, цепные или скребковые конвейеры, вертикальные шнеки имеют целый ряд неоспоримых преимуществ. Прежде всего, это высокая эффективность транспортирования, герметичность, низкая металлоемкость, а значит и стоимость конструкции. Ведь большинство вертикальных механических транспортных систем имеют помимо рабочей ветви, по которой перемещается материал, так же ветвь холостую, где рабочие органы конвейера возвращаются к загрузочному окну. То есть, фактически такие системы имеют два корпуса, хотя материал подается только по одному. В шнековых конвейерах нет холостой ветви, корпус конвейера образует единственную рабочую ветку с коэффициентом заполнения корпуса от 0.15 до 0.5. - значения, как правило, недостижимые для других видов оборудования вертикального транспорта.

Система вертикального шнекового транспортирования на основе вертикальных винтовых конвейеров модели «ВВК» (Рис.3) состоит из горизонтального «напорного» шнека (1), вертикального «подъемного» шнека (2) и соединительного шарнира (3). Вертикальный и горизонтальный шнеки содержат герметичный корпус (4), подающий винт (5), уплотнительные элементы (6), вынесенные подшипниковые опоры (7), необслуживаемый мотор-редуктор (8), элементы крепления (9), загрузочный патрубок (10) и патрубок разгрузочный (11).

Рис.3 Вертикальных винтовых конвейеров модели «ВВК»

Материал, подлежащий транспортировке, поступает в горизонтальный шнек из расходного бункера. Вращающийся винт перемещает материал, который, пройдя разгрузочное окно и соединительный шарнир, поступает в вертикальный шнек. Подобная схема обеспечивает стабильно высокий уровень наполнения транспортируемым материалом вертикального участка конвейера, так как помимо силы трения о стенки корпуса, горизонтальный загрузочный шнек создает дополнительное нагнетающее действие.

Для того чтобы в полной мере реализовать преимущества вертикального шнекового транспортирования, используемые винтовые конвейеры должны отвечать ряду требований. В частности, вертикальные шнеки производства МП «ТЕХПРИБОР» имеют усиленные подшипниковые опоры и уплотнительные элементы, в качестве привода подающих винтов используются только высокомоментные мотор-редукторы, не требующие обслуживания весь срок эксплуатации, корпус конвейера выполнен из трубы с увеличенной толщиной стенок, а толщина пера подающего винта может составлять от 3 до 8 мм.

Только при таком подходе компактность и экономичность систем вертикального шнекового транспортирования дополняется их высокой надежностью и минимальной стоимостью эксплуатации.

Шнековые питатели «ВК-92МВ»[5.5]

Общие сведения

Рис.4 Шнековые питатели «ВК-92МВ»

Шнековые питатели регулируемой производительности «ВК-92МВ» предназначены для подачи сыпучих материалов в виде потоков с заданным расходом (непрерывная подача) или парциональных потоков (периодическая подача) на предприятиях строительной отрасли, горнорудной и химической промышленности.

Основной отличительной особенностью шнековых питателей «ВК-92МВ» от своих функциональных аналогов являются:

Широкий диапазон регулировок. Высокая надежность. Простой алгоритм изменения производительности;

Оригинальная конструкция узла уплотнения вала, обеспечивающая долгую работу оборудования даже с высоко абразивными материалами;

Моноблочный мотор-вариатор от ведущего мирового производителя обеспечивает высокий крутящий момент на всех режимах подачи.

Технические особенности и конкурентные преимущества

Конструкция шнекового питателя регулируемой производительности «ВК-92МВ» содержит минимальное количество деталей. За этой кажущейся простотой стоит многолетний опыт конструирования и серийного производства винтового транспорта, каждый элемент которого продуман до мелочей и работает на повышение эффективности оборудования, упрощение его технического обслуживания, снижение стоимости эксплуатации.

Шнековый питатель регулируемой производительности «ВК-92МВ» (Рис.5) состоит из герметичного корпуса (1), мотор - вариатора (2), подшипникового узла (3), уплотнительных устройств (4,5), подающего винта (6), загрузочного и разгрузочного патрубков с присоединительными фланцами (7,8), инспекционного люка (9).

Рис. 5 Шнековые питатели «ВК-92МВ»

При создании шнекового питателя регулируемой производительности «ВК-92МВ» конструкторским отделом предприятия «ТЕХПРИБОР» был использован целый ряд оригинальных технических решений, направленных на улучшение эксплуатационных свойств оборудования. Краткий перечень основных конкурентных преимуществ шнекового питателя позволяет убедиться в этом.

Подающий винт является, пожалуй, наиболее ответственным элементом шнекового питателя. Находясь в постоянном контакте с перемещаемым материалом, подающий винт воспринимает значительные осевые и радиальные нагрузки, поэтому в шнековом питателе «ВК-92МВ» используется вал увеличенного диаметра, а в каждой подшипниковой опоре установлено по два подшипника. Для улучшения эксплуатационных характеристик шнековых питателей регулируемой производительности конструкторским отделом предприятия «ТЕХПРИБОР» была разработана оригинальная технология навивки полосы на разъемную оправку, что позволило изготавливать подающие винты с минимальными отклонениями от заданных размеров.

Не секрет, что некоторые производители шнековых питателей в погоне за снижением себестоимости производства используют узлы, в которых подшипники и уплотнительные элементы находятся в едином корпусе.

Достигаемые таким образом снижение массы и габаритов подшипникового узла на практике оборачиваются периодическими поломками, вызванными попаданием перемещаемого материала в подшипники. Опорные узлы, конструкция которых не обеспечивает возможность визуального контроля состояния уплотнительных элементов, в условиях реального производства являются по сути «минами» замедленного действия, способными остановить работу всей технологической цепочки.

Специалисты предприятия «ТЕХПРИБОР» понимая, что время, потерянное при авральных ремонтах, замене подшипников, уплотнительных элементов и ожидании поставки сменных деталей - это время, потерянное в производстве, использовали оригинальную схему вынесенных подшипниковых опор.

В случае, когда герметичность уплотнительного элемента по какой-либо причине нарушена, транспортируемый материал свободно высыпается из корпуса, а не попадает в подшипники. Повышенное пыление или скопление материала при работе шнека может быть легко обнаружено даже при поверхностном осмотре оборудования, а своевременная замена уплотнительного элемента позволит избежать серьезной поломки. Таким образом, достаточно простое техническое решение, делающее возможным визуальный контроль состояния уплотнения, уменьшает время простоя оборудования, экономя и деньги, и силы.

Питатель ПШ 1,0[5.1]

Рис.6 Питатель ПШ 1,0

Предназначен для приемки, промежуточного хранения и равномерной последующей выдачи сыпучих материалов с регулируемой производительностью.

Питатель снабжен ворошителем для работы с трудно-транспортируемыми продуктами (сырой песок).

Питатель шнековый ПШ-1,0 разработан для равномерной подачи материалов в вибрационные сушилки СВТ-0,5 и ПЭВ-270. Питатель может применяться в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Состоит из корпуса, в верхней части которого расположен бункер для загрузки материала. В нижней части корпуса встроены ворошитель и шнек, каждый из которых закреплены консольно в подшипниковых узлах. На валах ворошителя и шнека насажены регулируемые моторредукторы. Корпус с бункером установлены на раму. Выход материала из корпуса осуществляется через патрубок.

Питатели применяются в пищевой, кондитерской, комбикормовой, хлебо -пекарной, мясо -молочной, химической, строительной, керамической, фарфоро -фаянсовой, электроугольной и других отраслях промышленности при работе с липкими и слеживающимися материалами.

1.2 Напорные и перерабатывающие шнеки

Шнековый пресс Б6-БПО[2]

Пресс Б6-БПО предназначен для отжима моечных отходов после обработки их в сепараторе А1-БСТ. Основным рабочим органом пресса является шнек 9 (рис.1.10), установленный внутри сита 8. Под ситовым корпусом с конусными отверстиями установлен поддон для сбора отжатой воды, которая выводится через патрубок 11. Часть воды отводится также в зоне приёмного патрубка и из корпуса подшипников. Моечные отходы с влажностью 55-60% выводятся через патрубок 10 и направляются в сушку А1-БСО. Привод шнека осуществляется от электродвигателя 1 через ременную передачу 2, редуктор 3 и муфту 4. Для очистки сита от застрявших частиц оболочек служит барбатёр 7.

Двухшнековый смеситель DSM.[5.3]

Размещено на http://www.allbest.ru/

Двухшнековый смеситель DSM представляет собой машину со спаренными взаимозацепляющпмися вращающимися в одном направлении шнеками с месительными лопастями, аналогичными элементам закрытых смесителей периодического действия. Смеситель DSM разработан на базе описанного выше пластикатора с противовращающимися рабочими органами "Knetwolf" фирмы "Fried. Krupp AG" и машины "Еск-Mixtruder", изготовленной фирмой "Josef Eck u. S6hne" в 1950 г., и выпускается фирмой "Krauss Maffei" (ФРГ). Двухшнековые смесители DSM применяются главным образом для процессов смешения и гомогенизации при подготовке различных композиций на основе термопластов.

Рис 8.Технологический блок двухшнекового смесителя DSM

1 - главный привод; 2 - опора шнеков; 3 - гидросистема перемещениярпнеков; 4 - осевой подшипник; 5 - приводная шестерня; 6 - загрузочное отверстие; 7 - камера смешения-8 - дроссель с конической щелью; 9 - разгрузочный шнек; 10 - каналы для быстрого воздушного охлаждении корпуса; 11 - электрический обогрев корпуса

Принцип действия. Технологический блок состоит из трех секций - зоны загрузки, зоны смешения и пластикации с дросселирующими элементами и зоны нагнетания (дозирования). В соответствии с этим каждый вращающийся рабочий шнековый вал также состоит из трех элементов, называемых соответственно загрузочным шнеком, месительной лопастью и разгрузочным (напорным) шнеком. Загрузочные шнеки с большим межвитковым объемом и глубокой нарезкой захватывают перерабатываемый материал и транспортируют его в зону (камеру) смешения, в которой он пластицируется и перемешивается под давлением двумя взаимозацепляющимися месительными лопастями. Давление в камере смешения можно устанавливать, регулируя в достаточно широких пределах величину двух конических дросселирующих зазоров. После прохождения дросселирующих зазоров материал попадает в напорные шнеки, которые вращаются в отделенных друг от друга полостях корпуса. В зоне этих разгрузочных шнеков могут иметься дегазационные отверстия.



Рис .9 Схема напорного шнека

Конструктивная схема напорного шнека изображена на рис.9: 1-винтовая втулка ,2- шнек, 3- шпилька,4- сальниковое уплотнение, 5- крышка , 6 - кольцо.

Шнек для тяжёлых условий эксплуатации[5.2]

Размещено на http://www.allbest.ru/

Предназначен для работы в тяжёлых условиях, в которых использование обычных шнеков недопустимо. Используется в строительной промышленности для подачи цемента, песка, извести и глины, в стекольной промышленности для транспортировки карбоната кальция и соды, а также в металлургии и литейном производстве.

Все комплектующие шнека изготовлены с учётом непрерывного режима работы в сложных условиях. шнек конвейер горный

Прежде всего шнек должен обеспечивать высокую производительность и отличную гомогенизацию (качество смешения) расплава перерабатываемой полимерной композиции. Сам по себе шнек не может служить готовым и единственным решением для получения высококачественной пленки. Неспроста существует общепризнанный технический термин «шнековая пара», подразумевающий неразрывное единение собственно шнека и материального цилиндра экструдера. Под этим термином обычно подразумевается и довольно сложная система регулирования по нескольким отдельным зонам температуры - за счет работы нагревателей и охлаждающих устройств, конструкция зоны загрузки твердого гранулята, конструкция упорного подшипника, воспринимающего осевую нагрузку противодавления при вращении шнека и конструкцию соединения экструдера с экструзионной головкой, включающей фильтрующий узел. Кроме того, конструкция распределительных каналов в экструзионной головке также оказывает влияние на производительность экструзионной установки в случае применения шнека определенной конструкции. Не в последнюю очередь следует учитывать и реологические свойства расплава перерабатываемой полимерной композиции. Поэтому при оптимизации подбора и расчета геометрии каналов шнека для переработки конкретного типа полимерного сырья необходимо принимать во внимание все конструктивные особенности экструзионной установки в комплексе.

Машины для измельчения[5.4]

Незаменимые при размельчении охлажденного мяса модели FreshGrind 160 и 200 уже в течении долгого времени доказывают свои эксплутационные качества и надежность по всему миру.

Рис.11 Машина для размельчении охлажденного мяса модели FreshGrind

Наполнитель с отдельным приводом и перерабатывающие шнеки, расположенные под прямым углом друг к другу, образуют рабочий принцип углового волчка. Подающий шнек перемещает продукт к перерабатывающему шнеку, легкое давление гарантирует постоянное заполнение секции, обеспечивая, таким образом, полностью безперебойное размельчение и однородность грануляции продукта.

Волчок FreshGrind является прекрасным выбором для измельчения охлажденного мяса, замороженного и предварительно измельченного мяса, жира для подачи в системы топления, рыбы, фруктов и овощей. Более того имеются специализированные версии для резки сыра для производства мягкого (плавленного) сыра.

Благодаря большому винту подачи, крутящемуся с малой скоростью, FreshGrind также показывает прекрасные результаты при размельчении различных фаршевых смесей для колбасных изделий и при производстве бургеров.

Принцип действия

Кусочки мяса подаются в специально разработанный загрузочный бункер и поступают на подающий шнек, который подхватывает охлажденный или предварительно раздробленный материал и передает его далее на перерабатывающий шнек. Благодаря хорошо сбалансированной скорости шнеков, в зоне передачи создается идеальное давление для достижения непрерывности и бесперебойности потока. Продукт затем поступает на режущий блок, где он измельчается до нужной грануляции.



2. Расчеты и построение графиков

В результате расчетов определению подлежит: конструктивные и кинематические параметры шнека; наибольшее давление, развиваемое шнеком; предельная и полезная мощности, затрачиваемые на работу шнека; коэффициент полезного действия (КПД) шнека; давление, степень механической переработки торфа и КПД для выбранных длины и диаметра шнека при переменном шаге витков в случае:

a) постоянной угловой скорости шнека;

b) постоянной производительности.

По результатам расчетов необходимо построить графические зависимости давления, степени механической переработки и КПД от отношения шага витков к радиусу шнека. Установить влияние этого отношения на производительность при постоянной угловой скорости и на угловую скорость при постоянной производительности.

Таблица 1

Исходные данные

№	Наименование	Обозначение	Ед. изм.	Значение
1	Степень механической переработки	л0		70
2	Коэффициент запаса степени механической переработки	s		1,4
3	Коэффициент, учитывающий вращение торфа с винтом шнека	ц		0,45
4	Отношение радиусов винтов шнека	k=r/R		0,4
5	Число заходов шнека	z		1
6	Коэффициент проскальзывания	е		0,15
7	Производительность	Q	М3/c	0,02
8	Тангенциальное напряжение	ф	Па	5250
9	КПД привода шнека	зM		0,8
10	Длина шнека	l	M	1,5

1.Расчетная интенсивность деформаций горной породы

Принимаем л=98.

2.Отношение длины шнека к его диаметру D

3.Число витков шнека

Принимаем i=5. Тогда расчетное отношение l/D будет

4.Пусть длина шнека l=1.5м. Тогда радиус шнека

Диаметр шнека .

Диаметр кожуха шнека принимаем в соответствии со стандартом на цельнотянутые трубы, и в случае необходимости уточняется радиус шнека.

5.Параметр производительности

6.Шаг витков шнека

7.Угловая скорость шнека

8.Частота вращения шнека

9.Действительная интенсивность деформаций породы

где - статический момент площади внутренней поверхности кожуха шнека относительно его оси, м³ .

м³ .

10.Наибольшее давление, развиваемое шнеком:

11.Удельная затрата энергии при переработке горной породы (предельная)



12.Предельная мощность для переработки горной породы

13.Полезная мощность при наибольшем давлении

14.Коэффициент полезного действия перерабатывающего шнека как винтового насоса

Вычисленные конструктивные и кинетические параметры являются оптимальными, так как в рассмотренном случае

Вариант А. Расчет для

15.Пусть от оптимального значения

м, при котором давление наибольшее. Тогда расчетные значения шага витков шнека будут

по этим формулам после ранжирования дают следующие значения витков шнека, сведенные в табл.2.

16.Давления, развиваемое шнеком при разных значениях шага витков, определяются по формуле

Расчеты выполнены при условии, что . Полученные результаты сведены в табл.2.

17. Производительность шнека при заданных значениях шага витков

Для расчетных значений полученные производительности дставлены в табл.2

18.Интенсивность деформации горной породы при заданных значениях шага витков шнека изменяются в пределах 69-185 единиц (табл.2).

19.Численные значения удельной затраты энергии (предельной) при переработке породы шнеков для разных величин шага витков, вычисляются по формуле , сведены в табл.2.

20. Предельная мощность для переработки породы при различных значениях втвествии с формулой

остается постоянной и составляет 33.6 кВт.

21.Полезная мощность с увеличением шага возрастает (табл. 2).

22.Коэффициент полезного действия шнека как винтового насоса возрастает по мере увеличения шага витков (табл.2).

23. Полученные данные (табл.2) служат основой для построения графических зависимостей производительности, интенсивности деформаций, давления и КПД шнека от его конструктивного параметра .

Таблица 2

Расчетные данные для шнека с

при

№	R,м	H,м	H/R	у,кПа	Q,м3/c	л	P,кПа	N,кВт	кВт
1	0.225	0.225	1.00	146.6	0.015	133	989	18.5	2.75	0.148
2		0.300	1.33	164.9	0.020	100	742	18.5	4.12	0.222
3		0.375	1.67	158.3	0.025	80	593	18.5	4.95	0.267
4		0.450	2.00	146.6	0.030	67	495	18.5	5.50	0.296
5		0.525	2.33	134.6	0.035	57	424	18.5	5.89	0.318
6		0.600	2.67	123.7	0.040	50	371	18.5	6.19	0.334

Рис.25 График зависимости производительности Q шнека от его конструктивного параметра



Рис.26 График интенсивности деформаций л шнека от его конструктивного параметра

Рис.27 График давления у шнека от его конструктивного параметра



Рис.28 График КПД ?? шнека от его конструктивного параметра

Вариант Б.

24. Принимаем производительность постоянной . В соответствии с исходными данными Q=0.03 м³/с .Тогда угловая скорость шнека для разных значений его шага может быть вычислена по формуле

Полученные значения и все последующие результаты расчетов сведены в табл.3 и использованы для построения графиков

Таблица 3

Расчетные данные для шнека с

№	R,м	H,м	H/R	,	у,кПа	л	P,кПа	N,кВт	кВт
1	0.225	0.225	1.00	9.29	146.6	133	989	24.7	3.67	0.148
2		0.300	1.33	6.97	164.9	100	742	18.5	4.12	0.222
3		0.375	1.67	5.57	158.3	80	593	14.8	3.96	0.267
4		0.450	2.00	4.65	146.6	67	495	12.4	3.67	0.296
5		0.525	2.33	3.98	134.6	57	424	10.6	3.37	0.318
6		0.600	2.67	3.48	123.7	30	371	9.3	3.09	0.334

Рис.29 График зависимости угловой скорости w шнека от его конструктивного параметра H/R

Рис.30 График интенсивности деформаций л шнека от его конструктивного параметра

Рис.31 График давления у шнека от его конструктивного параметра

Рис.32 График КПД ?? шнека от его конструктивного параметра

25.Интенсивность деформаций при , вычисляется по формуле



26.Удельная затрата энергии (предельная) при переработки породы шнеком для также соответствует значениям .

27.Предельная мощность для переработки при , вычисляется по формуле , по мере возрастания уменьшается.

28.Полезная мощность при имеет максимум в случае оптимального значения .

29. КПД шнекового пресса как винтового насоса с увеличением возрастает, если . Коэффициент в случае получились такими же, как и для , хотя предельная и полезная мощности разнятся. Так если при , , а по мере увеличения возрастает, то в случае уменьшается, а имеет максимум.



Выводы

В данной курсовой работе приведен обзор применения шнеков в различных отраслях промышленности и также представлены рисунки и основные технические характеристики.

Были произведены расчёты шнека в результате которых определены конструктивные и кинематические параметры; наибольшее давление, развиваемое шнеком кПа; предельная и полезная мощности, затрачиваемые на работу шнека; коэффициент полезного действия шнека; давление, интенсивность деформаций породы и КПД для выбранных длины l = 1,5 м и диаметра D = 0,450 м шнека при переменном шаге витков в случае постоянной угловой скорости шнека, а также в случае постоянной производительности м³/c.

Исходя из результатов расчётов, были построены графические зависимости интенсивности деформаций, КПД, давления от конструктивного параметра Н/R шнека, по которым можно судить о влиянии конструктивного параметра шнека на производительность (производительность возрастает с увеличением H/R) при постоянной угловой скорости и влияние на угловую скорость ( уменьшается с увеличением H/R) при постоянной производительности.



Литература

1) Спиваковский А.О., Дьячков В.Н. Транспортирующие машины. - М.: Машиностроение, 1968. - 499 с.

2) Зенков Р.Л., Ивашков И.И., Колобов Л.Н. Машины непрерывного транспорта. - М.: Машиностроение, 1987. - 426 с.

3) Гетопанов В.Н., Гудиоин Н.С., Чугреев Л.И. Горные и транспортные машины и комплексы. - М.: Недра, 1991. - 302 с.

4) Башкатов Д.Н. Вращательное шнековое бурение георазведочных скважин.- М.: Недра, 1975 г.

5) Кислов Н.В. Деформация и напряжение в горных породах/ Н.В. Кислов.-Минск: БНТУ, 2006. -48 c.

6) Электронный ресурс: 6.1www.niva.by

6.2info@shneks.ru

6.3www.drilings.ru

6.4ipr@sipr.by

6.5www.amkorm.ru

6.6www.tehinf.ru

6.7 www.zerpro.ru

Размещено на Allbest.ru

...