Транспортеры шнековые: виды, характеристики, монтаж

 Шнековый транспортер, в основе конструкции которого лежит Архимедов винт, использовался для перемещения грузов еще в античности. В средние века изобретение было забыто, и лишь в 19 веке оно снова вернулось к людям.

Современные шнековые транспортеры — высокотехнологичный вид транспорта для горизонтального, наклонного и вертикального перемещения сыпучих и жидких материалов. Винт вращается внутри открытого желоба или закрытой трубы, его лопасти увлекают за собой груз и перемещают его от входного отверстия к выходному. Винтовые конвейеры широко применяются в складском хозяйстве и различных отраслях промышленности.

Разновидности

По типу корпуса специалисты разделяют транспортеры шнековые на два основных типа:

• открытые;
• закрытые.

По виду используемого шнека (числу независимых спиралей) различают одноходовые и двухходовые. По направлению вращения винта — левые и правые.

По ориентации корпуса устройства подразделяются на:

• вертикальный шнековый транспортер;
• наклонный;
• горизонтальный конвейер.

Наклонные и вертикальные винтовые конвейеры обычно выполняются в закрытом корпусе, чтобы избежать падения перемещаемого груза.

Различают шнековые спиральные транспортеры также и по таким параметрам, как:

• производительность;
• диаметр и шаг лопасти;
• длина транспортера;
• обороты и т. д.

Закрытый транспортер

Такие механизмы состоят из закрытой трубы, внутри которой вращается винт. Лопасти делаются сплошными или фасонными. Это определяется необходимой производительностью и видом перемещаемого материала. С входного конца трубы размещено отверстие, оно имеет приемный лоток, через который груз засыпается в механизм. На противоположном конце имеет выходное отверстие, его снабжают патрубком, направляющим поток в нужную сторону. Патрубок снабжают заслонкой, предотвращающей попадание в механизм случайных предметов и осадков.

Такая конструкция легко может быть загерметизирована, поэтому она идеально проходит для транспортировки мелкодисперсных сыпучих веществ с повышенным пылеобразованием. Они пригодны для работы как в закрытых производственных или складских помещениях, так и на открытом пространстве. Вертикальный шнек также требует закрытого контура. Им свойственна высокая производительность и малые потери перемещаемого груза.

Минусом является сложность обслуживания и ремонта- для доступа к деталям шнека требуется полная разборка устройства.

Открытый шнековый транспортер

Открытый винтовой конвейер имеет более простую конструкцию. Он представляет собой желоб или отрезок трубы с вырезанным верхом. Посредине желоба вращается шнек, перемещая по нему материал. Используется такая конструкция в основном в помещениях, где груз закрыт от атмосферных явлений и попадания посторонних предметов.

Рекомендуется использовать их для малопылящих материалов, не испускающих резких или неприятных запахов.

Преимуществом служит легкий доступ к деталям устройства для технического обслуживания и ремонта. Минусом будет исключительно горизонтально расположение транспортера (или с минимальным уклоном), иначе возникает опасность просыпания груза.

Конструкция винтового шнекового конвейера

Главный узел и рабочий орган шнекового транспортера- винтовой шнек. Вторым основным элементом служит корпус, не дающий перемещаемому грузу рассыпаться.

Шнековой транспортер состоит из следующих частей:

• приемный отсек, в котором накапливается перемещаемый материал;
• корпус агрегата — закрытая труба или открытая полутруба;
• рабочий шнек;
• приводной электромотор;
• трансмиссия (клиноременная или шестеренчатая);
• выходной патрубок.

Лопасти винта чаще всего изготовляют из стального листа. В отдельных случаях, для перемещения абразивных веществ, используется чугун. Лопасти монтируются на центральный вал, его делают из стальной трубы. На концах вал опирается на подшипники качения, прикрытые от попадания пыли и абразивов сальниками. при большой длине транспортера устанавливаются промежуточные опорные подшипники, защищающие вал от провисания.

Желоб сваривается из сегментов листовой стали. швы между сегментами служат в качестве дополнительных ребер жесткости, повышающих геометрическую стабильность всей конструкции. Между стенками трубы вертикального винтового конвейера и лопастями оставляют просвет в полсантиметра- сантиметр для снижения сопротивления вращению.

На входном и выходном окончаниях трубы устанавливаются соответствующие патрубки. Они снабжаются задвижками.

Монтаж шнековых транспортеров

Для того, чтобы шнековый транспортер работал продуктивно и без досадных сбоев, следует уделить внимание правильному выбору места для его установки и монтажу и настройке агрегата.

Устройство следует размещать на ровном надежном основании, исключающем падение или систематической загрязнение.

Очень важный этап в подготовке агрегата к работе — его монтаж. Следует строго соблюдать требования к установке, изложенные в руководстве по сборке. Доверять такую работу нужно квалифицированным сборщикам, уже имеющим опыт в работе с подлобными механизмами. Нарушение порядка сборки, установочных размеров и другие ошибки могут привести к следующим последствиям:

• удары и вибрация при включении и при работе;
• падение скорости вращения, крутящего момента, производительности;
• ускоренный износ основных деталей, частые ремонты;
• сокращение срока службы.

Сборку и монтаж горизонтальных и вертикальных винтовых конвейеров рекомендуется проводить в два этапа.

Первый- подготовительный. в его рамках выполняются следующие операции:

• проверка комплектации по отгрузочным ведомостям завода-производителя;
• расконсервация законсервированных узлов и деталей;
• начальная сборка крупных узлов из отдельных деталей;
• подготовка места установки, включая электроустановочные работы.

После завершения подготовки можно переходить к основному этапу, включающему в себя такие работы, как:

• установка подъемно-такелажных устройств;
• подача крупноузловых сборок на установочную площадку;
• установка основания агрегата;
• монтаж остальных частей с обязательным контролем углов наклона и установочных размеров;
• проверка правильности сборки, проворот шнека вручную;
• подключение электропитания, настройка рабочих параметров и тонкая регулировка.

Сначала проводится пробное включение без нагрузки. Если все работает в штатном режиме, лопасти не задевают трубу, не слышно посторонних звуков или ударов, можно испытывать устройство под нагрузкой.

Виды винтов шнеков используемых в конвейерах

Винт — это основной рабочий орган устройства. Его форма и материал, использованный для изготовления, зависть от особенностей назначения агрегата.

Основные применяемые конструкции винта следующие:

1. Сплошной. Стальные штампованные сегменты соединяются в единую спираль и устанавливаются на вал с помощью сварки или резьбовых соединений. Используется для транспортировки порошкообразных мелкодисперсных и среднезернистых веществ, не склонных к слеживанию. Труба наполняется грузом на 30-40 %, скорость вращения от 50 до 120 оборотов в минуту.
2. Ленточный. Отличается от сплошного винта тем, что со стороны вала оставлены просветы. Они обеспечивают меньшую производительность за счет того, что груз частично сваливается через прорези обратно. Такая конструкция применяется для сред, склонных к слеживанию и обеспечивает их перемешивание и дробление слежавшихся комков в процессе транспортировки. Могут справляться с гравием, щебнем и аналогичными материалами. Наполняемость желоба составляет 24-40 %, скорость вращения — от 25 до 100 об/мин.
3. Лопастной. Винт разбит на отдельные лопасти. Они идут с равным шагом. Одновременно с подачей материала лопасти рыхлят и перемешивают его. Используется для подачи кусковых материалов, желоб при этом заполняется на 25-35 %, скорость вращения — от 40 до 100 об/мин. Применяется также для перемещения влажных сред, таких, как цементный раствор или увлажненная глина. В этом случае заполнение составляет 15-25 %, скорость вращения- от 30 до 60 об/мин.
4. Фасонный Сплошной профиль винта дополнен фасонными вырезами и выступами на внешней кромке. Выполняет сразу ряд операций, таких, как перемещение, измельчение, размешивание. Применяется для бетонной смеси, асфальта, глиняных смесей. Желоб наполняется на 15-30 %, скорость вращения — 30-60 об/минуту.

Принцип работы винтового конвейера

Действует транспортер со шнековым механизмом следующим образом:

• в накопительный бункер или непосредственно во входной патрубок попадает сыпучий материал;
• вращающиеся лопасти винта захватывают порции груза и толкают его в сторону выходного патрубка;
• по достижении выходного отверстия груз покидает механизм через него.

Винт приводится во вращение приводным устройством, состоящим из электродвигателя и трансмиссии. На отдельных моделях, предназначенных для работы в местах, где нет электроснабжения, транспортер может комплектоваться двигателем внутреннего сгорания. Трансмиссия представляет собой ременную передачу или зубчатый редуктор.

Шнековый транспортер может быть укомплектован электронной системой управления, датчики которой следят за уровнем продукта в выходном накопителе и управляют скоростью вращения электродвигателя и транспортировочного шнека, поддерживая уровень в пределах заданных значений.

Транспортер, оборудованный шнековым механизмом, рассчитан на продолжительную или непрерывную работу.

Охрана труда и техника безопасности

Чтобы избежать сбоев в работе оборудования и аварий, которые могут повредить сохранности материальных ценностей и здоровью персонала, следует строго соблюдать требования правил техники безопасности при работе с транспортерами шнекового типа:

• регулярно проверять квалификацию персонала, допущенного к работе на шнековом оборудовании;
• оборудовать механизм ограждением, исключающим доступ посторонних в рабочую зону;
• при использовании наклонных шнековых конвейеров ограждена должна быть вся площадь его проекции;
• использовать средства индивидуальной защиты, защитные перчатки, респиратор (при работе с пылящими материалами), защитные очки, прочную спецодежду и обувь;
• при перемещении пылящих материалов необходимо регулярно проверять качество герметизации всех сочленений трубопроводов, чтобы не допустить образования взрывоопасной взвеси, кроме того, в помещении должна работать вытяжная вентиляция;

Категорически недопустимо выполнять сервисные и ремонтные работы, не обесточив агрегат.

Как выбрать конвейер для зернистых материалов

Шнековый конвейер для гранулированных материалов следует выбирать, исходя из следующих параметров:

• потребная производительность;
• характеристики перемещаемых продуктов: зернистость, влажность, склонность к слипанию и пылеобразованию;
• высота подъема;
• расстояние перемещения;
• мобильность.

Для таких материалов обычно применяют сплошной шнек, для горизонтального перемещения- открытые желоба, для наклонного и вертикального- закрытые.

Мобильные винтовые транспортеры, как правило, выпускаются малой и средней производительности. Для перемещения больших объемов надежнее смонтировать транспортер на постоянной основе.

Методика расчета основных показателей

Для производства шнековых транспортеров необходимо выполнить большой объем конструкторско-технологической подготовки. Она включает и выпуск чертежей изделия, и построение его кинематической схемы, и инженерные расчеты.

Для расчета шнекового конвейера необходимо учитывать основные параметры.  К ним относятся:

• Шаг спирали t. зависит от удельного веса ρ перемещаемого вещества, с ростом плотности шаг приходится уменьшать.
• Скорость вращения вала n. Для легких грузов дона достигает 120 об/мин, для плотных и вязких скорость приходится снижать до 30 об/мин.
• Диаметр шнека d. также снижается с увеличением удельного веса и вязкости.
• Показатель наполнения желоба ψ, в зависимости от плотности материала составляет от 15 до 40%.
• C- поправка на угол возвышения, для горизонтальных устройств С=1, для вертикальных винтовых конвейеров значение берут из таблиц;

Производительность шнекового механизма рассчитывают по формуле:

Мощность двигателя, достаточная для уверенной работы конвейера с заданной производительностью, определяется:

• массой вала с лопастями;
• массой груза в трубе;
• линейной скоростью движения;
• рядом поправочных коэффициентов на трение.

Окончательно мощность определяется с учетом коэффициента полезного действия редуктора и с добавлением нормативного запаса мощности, необходимого для пуска заполненного грузом транспортера.

Сфера применения шнековых транспортеров

Винтовые транспортеры применяются во многих отраслях, везде, где необходимо перемещать сыпучие материалы:

• предприятия пищевой промышленности, кондитерские фабрики, крупные хлебопекарни, элеваторные комплексы, установки размола зерна;
• сельскохозяйственные предприятия, связанные с производством, хранением и переработкой зерна, производство комбинированных кормов для животных;
• добывающая промышленность, производство стройматериалов;
• предприятия химической промышленности-  подача сырья и готовой продукции;
• системы отопления – для подачи гранулированного топлива и удаления шлаков;
• деревообработка и металлообработка — для удаления стружки и опилок.

Обычно шнековые конвейеры применяются для материала с зернистостью до 20 мм. Более крупные удобнее транспортировать ленточными конвейерами. Вертикальные шнековые конвейеры позволяют быстро и с минимальными затратами подавать сыпучие материалы на высоту до 30 метров

Преимущества и недостатки применения шнековых транспортеров

Шнековые конвейеры имеют ряд важных достоинств:

• Высокая безопасность использования. Отсутствие внешних движущихся частей минимизирует опасность травмирования персонала.
• Малые габариты дают возможность легко встраивать устройство в производственные линии и технологические установки, перемещать грузы между помещениями и между уровнями.
• Агрегаты закрытого типа незаменимы при работе с ядовитыми и склонными к образованию пыли веществами. Все соединения легко герметизируются прокладками.
• Подходят для перемещения как нагретых, так и охлажденных грузов.
• Простота конструкции обуславливает доступные цены на такое оборудование.

Имеется у них и ряд минусов:

• Изменение структуры транспортируемого груза. В транспортере он испытывает трение о стены и лопасти, может размалываться и истираться.
• Ограниченное конструктивными особенностями расстояние перемещения.
• Быстрый износ рабочих органов и корпуса, особенно при работе с абразивными материалами.