1.2. Расчет конвейеров

Выбор частоты вращения вала винта. Принятые на практике частоты вращения винта горизонтальных пологонаклонных конвейеров общего назначения приведены в табл. 1.1.

Частота вращения, принимаемая для вертикальных винтовых конвейеров, зависит от диаметра винта: при диаметре, равном 150, 250, 400 и 500 мм, частота вращения составляет соответственно 210, 170, 140 и 80 об/мин.

Определение производительности конвейера. Производительность (т/ч) горизонтальных и пологонаклонных винтовых конвейеров вычисляют по приближенной формуле:

, (1.2)

где - в об/мин;- шаг винта, м;- насыпная плотность груза, т/м³; - расчетная высота слоя движущегося груза, м.

Расчетная высота движущегося груза (см. рис. 1.1, в)

(1.3)

где - расстояние между концами соседних витков в зоне подвесного подшипника;

- угол обрушения сыпучего груза;

; (1.4)

здесь - коэффициент внутреннего трения груза.

Если значения ,инеизвестны, то производительность конвейера можно определить по формуле:

,

где V - объемная производительность (м³/ч) определяется как:

; (1.5)

Здесь - коэффициент наполнения желоба конвейера, имеющий следующие значения для конвейеров без подвесных подшипников: для легкоподвижных грузов (муки, зерна)= 0,45; для грузов средней подвижности (песка, мелкокусковой соли и угля)= 0,3; для тяжелых абразивных грузов (руды, гравия, золы)= 0,15.

Если значение h, определяемое по формуле (1.3), больше чем

где - диаметр муфты, соединяющей винты, то в формулу (1.2) вместо h подставляют значение.

Правомерность определения производительности через h обосновывается тем, что высота слоя является основным параметром, характеризующим производительность многих конвейеров (ленточных, пластинчатых и др.).

Таблица 1.1

Коэффициент сопротивления и частота вращениядля горизонтальных и пологонаклонных конвейеров

Насыпной груз		об/мин	Насыпной груз		об/мин
Гипс	4,0	50...120	Пшеница	1,2	-
Глина:			Семена хлопка (очищенные)	1,5	80...140
сухая	4,0	-	Опилки древесные	1,3	50...120
сырая	-	20...60	Песок:
Гравий	3,2	50...100	сухой	3,2...4,0	40...100
Земля:			сырой	4,0	40...71
грунтовая	2,5	-	Сахар	4,0	-
формовочная	4,0	-	Сера	4,0	-
Зола	4,0	40...120	Соль:
Известь	4,0	50...120	каменная	2,5	63...100
Кокс	-	-	попаренная	4,0	63...100
Мел	-	-	мелкозернистая
Овес	1,2	-	Уголь бурый орешковый	2,5...4,0	63...100
Цемент	4,0	40...120	Угольная пыль	4,0	50...120
Шлак гранулированный	-	50...100

Производительность вертикального винтового конвейера вычисляют по формуле (1.36) при распределенной массе груза (кг/м):

(1.6)

Скорость , входящую в формулу (1.36), определяют с учетом того, что в вертикальном винтовом конвейере материал движется по винтовой линии М (рис. 1.1, в), направление которой противоположно направлению винтовой линии В винта конвейера. Для нахождения скорости разделяют вектор окружной скорости винта(рис. 1.2, а) на два отрезка cb иba.

Из рисунка видно, что (здесь- угол подъема винтовой траектории груза). Но(где- угол подъема винта). Тогда составляющая скорости материала, направленная вдоль оси желоба (см. рис. 1.2, а),

(1.7)

Зависимость угла - от угламожно вывести следующим образом.

Уравнения проекций сил, действующих на секторный вырез материала (рис. 1.2, б), имеют вид

(1.8)

(1.9)

где m - масса выделенного объема; - сила трения материала о стенки желоба, вызываемая центробежной силой;- сила давления груза на лопасть винта;- коэффициент трения материала о лопасти винта.

Для определения центробежной силы условно считают, что вся масса выделенного объема транспортируемого материала сосредоточена в одной точке, расположенной на расстоянии от оси винта. Сила трения материала о стенки

(1.10)

где - коэффициент трения материала о стенки желоба.

Решая совместно уравнения (1.8) и (1.9) и подставляя значения ииз формул (1.7) и (1.10), получаем

(1.11)

Определяя по этому уравнению и подставляя это значение угла подъема в формулу (1.7), находим скорость подъема.

Если принять , что допустимо ввиду малых значений угла, то из формулы (1.11) получим квадратное уравнение, решая которое находим

, (1.12)

где и- безразмерные функции;

; (1.13)

. (1.14)

Определение мощности привода. У пологонаклонного винтового конвейера энергия привода затрачивается на преодоление следующих сопротивлений: усилия вдоль винта для подъема груза; сил трения груза о дно желоба винта о груз; силы трения в подвесных и упорных подшипниках, сил внутреннего трения материала и трения между частицами груза, находящимися в относительном движении около подвесных подшипников.

Мощность привода горизонтальных и пологонаклонных конвейеров определяют по формулам (1.22) и (1.24), причем значение выбирают по табл. 1.1, коэффициент запаса.

Для грузов, не указанных в табл. 1.1, мощность привода (кВт) можно вычислить по приближенной формуле

(1.15)

где - в т/ч;- коэффициент сопротивления (для графита, картофеля, кукурузы, муки, риса;для руды идля кокса и шлака);- высота подъема груза, м;- в м;- длина горизонтальной проекции траектории перемещения груза, м.

Мощность привода вертикальных винтовых конвейеров складывается из следующих составляющих: мощности, затрачиваемой на подъем материала, потерь на трение материала о стенки желоба, потерь на трение материала о винт, внутренних потерь в материале (перемешивание, крошение и т. д.).

Мощность (кВт), затрачиваемая на подъем материала,

.

Потери мощности (кВт) на трение материала о стенки желоба

,

где - сила трения груза о стенки желоба (кН), которую можно определить по формуле (1.10), если в последнюю вместоm подставить ;- скорость, рассчитываемая по формуле (1.7).