4.2 Расчет шнека выгрузного

Зная, что максимальная производительность двухконусного смесителя составляет Q=5 т/ч, произведем расчет рабочего шнека.

Принимаем конструктивные размеры шнека:

наружный диаметр шнека D=16O мм;

диаметр вала шнека d=40 мм;

шаг шнека S=300 мм;

радиальный зазор между наружной кромкой вала и внутренней поверхностью кожуха шнека λ =0,015 м;

φ=0,6 - коэффициент заполнения;

μ=0,55...0,65 - коэффициент трения (принимаем μ=0,65);

с - коэффициент снижения производительности от расположения шнека при β=0-с=1 (где β - угол наклона);

Количество материала, находящегося внутри шнека во время движения:

G= ·L·φ·μ·1000, кг, (4.1) G= ·1,8·0,6·0,65·1000=19 кг =0,019т;

υ= , м/с (4.2)

где υ₁, - скорость движения материала вдоль кожуха шнека, м/с;

ε- угол наклона; ε=78º30 ;

=0,131, м/с;

=0,135, м/с

F = f (p₁+Gcosβ·cosφ), (4.3)

F = 0,49 (65,609 +19·1·0,819) = 39,77 Н,

где F - сила трения, возникающая при движении материала по кожуху.

f- коэффициент трения движения перемещаемого материала по кожуху.

f =0,7 f₀, (4.4)

f=0,7·0,7=0,49.

где f₀ - коэффициент трения покоя по листовой стали;

φ=0,7φ₀, (4.5)

φ=0,7·60=42⁰.

где φ - угол естественного откоса в движении;

φ₀ - угол естественного откоса в покое;

р₁ - центробежная сила, прижимающая материал к кожуху;

Из формулы

Q=47.1[(D+2λ)²-d²]Sφnγc, (4.6)

находим число оборотов шнека:

n= = =39.4 с^-1,

Мощность для привода шнека находим по формуле:

N= , кВт, (4.7)

N₁=Fυ, (4.8)

N₁=39,770,135=5,36 кВт;

где υ - абсолютная скорость движения материала внутри кожуха шнека;

N₂=P₂R₀(ω-ω₃)+P₃R(ω-ω₃), (4.9)

R₀=0.8 =0.064 м,

где R₀ - радиус витка по центру тяжести;

Р₂ =Gsinβ tg{α₁- g) + Gcosβ sinφ, (4.10)

и, так как sinβ=0, то

Р₂ =Gcosβsinφ,

Р₂ =19sin35° = 10,85 Н;

где Рг- сила, требуемая на перемещение материала;

ω₃= =5,99 с^-1;

P₃= Fcosεtg(a + g) + Fsinε, (4.11)

g=35⁰;

tgα= , (4.12)

tgα= =0,199,

α=11,25°,

где а - угол подъема наружной кромки винта в градусах.

Р₃ = 39,77cos 78,5°tg46,25° + 77,1 sin 78,5° = 8,28 + 39 = 47,28 Н,

где Р₃ - сила, требуемая на преодоление трения материала по кожуху;

N₂= 10,850,064(6,09165,99) + 47,280,08(6,0916-5,99)=0,07+0,1=0,17 кВт;

P₁= , (4.13)

где υ₃ - окружная скорость материала по стенке;

υ₃=υ₁tgε, м/с, (4.14)

υ₃=0,131tg78,5⁰=0,6 м/с;

P₁= = 8,72, Н.

Тогда мощность для привода шнека:

N= = 9,6…14,1 кВт;

где η - коэффициент полезного действия, η = 0,98;

ω = 1,7…2,5 с^-1,

Крутящий момент находим по формуле

М₀= , Н  м, (4.15)

Максимальный крутящий момент

М_о = = 57 Н  м.

Минимальный крутящий момент

М_о = = 38,8 Н  м.

Исходя из полученного максимального крутящего момента подбираем предохранительную муфту. Предохранительную муфту используем согласно РТМА 23.2.038.85 с передаваемым крутящим моментом 100 Н м.

Определение параметров шнека

Возникла необходимость в модернизации шнека.

Определяем требуемую производительность шнека.

, (4.16)

где: G - масса корма;

-требуемое время раздачи, принимаем исходя из требований, =2 ч.

G= , (4.17)

где: - фактическая производительность погрузчика-кормораздатчика,т/ч;

- время цикла, ч.

G=5·4,6=23 т.

Подставляем данные, полученные в предыдущих формулах получим нужную нам производительность шнека

=11,5 т/ч.