Kuinka ruuvikuljettimen kapasiteetti lasketaan ja mitkä tekijät määräävät oikean rakenteen?

A ruuvikuljetin – jota kutsutaan myös kierukkakuljettimeksi tai kierukkaruuvikuljettimeksi – on yksi yleisimmin käytetyistä mekaanisista kuljetusjärjestelmistä teollisissa käsittelylaitoksissa, irtotavaran käsittelylaitoksissa, jätevedenpuhdistamoissa, sementtitehtaissa, viljaelevaattorissa, kemiantehtaissa ja kaikissa toiminnoissa, joissa on siirrettävä jauhemaisia, rakeita tai pienikokoisia irtotavaraa jatkuvasti ja luotettavasti pisteestä toiseen. Suunnittelu näyttää petollisen yksinkertaiselta: pyörivä kierreruuvi kaukalon tai putken sisällä, joka työntää materiaalia kuljettimen pituutta pitkin. Mutta ruuvikuljetin, joka on mitoitettu väärin sen kuljettamalle materiaalille – väärä halkaisija, väärä nousu, väärä nopeus, väärä teho – joko ei siirrä vaadittua tehoa, ylikuormittaa käyttömoottoriaan, ylikuumenee kuljetettavan materiaalin tai kuluu nopeasti liiallisen kitkan takia.

Tehdasinsinööreille, hankintapäälliköille ja ruuvikuljettimia määrittäville projektiryhmille tieto siitä, kuinka kapasiteetti lasketaan ja mitkä suunnitteluparametrit määräävät tämän kapasiteetin, on perusta sille, että eritelmät saadaan oikein ensimmäisen kerran. Tämä opas kattaa kapasiteetin laskennan, tärkeimmät suunnittelutekijät ja yleiset määrittelyvirheet, jotka johtavat ali- tai ylimittaisiin laitteisiin.

Perusruuvikuljettimen kapasiteetin kaava

Ruuvikuljettimen kapasiteetti – kuljetettavan materiaalin massa aikayksikköä kohti – riippuu neljästä ensisijaisesta muuttujasta: ruuvin halkaisijasta, ruuvin noususta, pyörimisnopeudesta ja materiaalin bulkkitiheydestä, jota säädetään kuormituksen tehokkuuskertoimella, joka kertoo, kuinka täysin kaukalon poikkileikkaus on täytetty materiaalilla normaalin käytön aikana.

Vaakasuuntaisen ruuvikuljettimen vakiokapasiteettikaava on:

K = (π/4) × D² × P × n × ρ × φ × 60

Missä:

• Q = Kapasiteetti (tonnia tunnissa, t/h)
• D = Ruuvin ulkohalkaisija (metreinä)
• P = Ruuvin kierteen nousu (metrejä) — tyypillisesti yhtä suuri kuin D vakionousulle
• n = Pyörimisnopeus (RPM)
• ρ = Materiaalin tilavuuspaino (tonnia kuutiometrissä, t/m³)
• φ = täyttökerroin — kaukalon poikkileikkauksen osuus, joka on täytetty materiaalilla (mittaamaton, tyypillisesti 0,25–0,45)

Täyttökerroin φ ei ole kiinteä vakio - se riippuu kuljetettavan materiaalin laadusta. Vapaasti juoksevia, hankaamattomia materiaaleja (rae, kuiva hiekka, kevyt jauhe) voidaan kuljettaa korkeammilla täyttötasoilla (φ = 0,40–0,45), kun taas hankaavia, tahmeita tai raskaita materiaaleja voidaan kuljettaa alhaisemmilla täyttötasoilla (φ = 0,25–0,35) kitkan, kulumisen ja materiaalin hajoamisen vähentämiseksi. Väärän φ-arvon käyttäminen materiaalityypille tuottaa kapasiteettilaskelman, joka ei vastaa todellista suorituskykyä.

Vakioruuvin halkaisijan ja nopeuden yhdistelmät

Käytännössä ruuvikuljettimen suunnittelussa valitaan vakioruuvin halkaisijat ja lasketaan sitten nopeus, joka tarvitaan tavoitekapasiteetin saavuttamiseksi sopivalla täyttötasolla. Seuraavassa taulukossa on ohjeelliset kapasiteettialueet tavallisille standardiruuvin halkaisijoille tyypillisillä käyttönopeuksilla vakiojaolla (P = D):

*Tilavuusalueet olettavat irtotiheydeksi 0,6–1,2 t/m³ ja täyttökertoimeksi 0,30–0,40. Materiaalisi todellinen kapasiteetti edellyttää laskentaa materiaalin todellisen irtotiheyden ja sopivan täyttökertoimen perusteella.

Miksi käyttönopeus on sovitettava materiaalityyppiin

Ruuvikuljettimen toimintanopeus ei ole pelkästään kapasiteetin funktio – se vaikuttaa suoraan materiaalin hajoamiseen, virrankulutukseen ja laitteiden kulumiseen. Ruuvikuljettimen ajaminen materiaalityypille sopivaa nopeammin lisää:

Materiaalin hajoaminen: Hauraat materiaalit – elintarvikejyvät, pelletoidut tuotteet, murenevat mineraalit – kokevat enemmän hiukkasten rikkoutumista suuremmilla ruuvinopeuksilla lisääntyneen keskipakovoiman ja suuremman iskun ansiosta kaukalon seinämää vasten. Elintarvikkeiden jalostus- ja lääkesovelluksissa liiallinen ruuvin nopeus on laadunvalvontakysymys, ei vain laitteiden kulumisongelma.

Kulutusaste: Hankaavat materiaalit - hiekka, sementtiklinkkeri, mineraalimalmit - kuluttavat ruuvin kannat ja kourun vuorausta nopeudella, joka on verrannollinen ruuvin kehänopeuteen. Jos ruuvi, jonka kehänopeus on liian suuri hiomamateriaalissa, kuluvat ja kourun läpi paljon nopeammin kuin oikein määritetty, hitaammin pyörivä, halkaisijaltaan suurempi ruuvi, joka tuottaa saman kapasiteetin. Oikea lähestymistapa hiomamateriaaleille on suurempi halkaisija pienemmällä nopeudella, ei pienempi halkaisija, joka kulkee nopeasti.

Virrankulutus: Suurempi nopeus lisää keskipakovaikutusta, joka pakottaa materiaalia ulospäin kaukalon seinää vasten, mikä lisää kitkavoimaa ja siten tehonkulutusta enemmän kuin kapasiteetin lisäys yksinään ennustaisi. Ruuvikuljettimen tehon hyötysuhde on tyypillisesti korkein kohtalaisilla nopeuksilla – reilusti materiaalin ja halkaisijan rajoissa – ja heikkenee nopeusalueen ääripäässä.

Suositeltavat enimmäiskehänopeudet materiaaliluokittain: vapaasti virtaava, ei-hankaava (rae, kevyt jauhe) – jopa 2,0 m/s; lievästi hankaava tai kohtalaisen koheesio (hiili, kevyt mineraali) - jopa 1,5 m/s; voimakkaasti hankaava (hiekka, klinkkeri, raskas mineraalimalmi) - jopa 1,0 m/s. Kehänopeus m/s = (π × D × n) / 60, jossa D on ruuvin halkaisija metreinä ja n on kierrosluku.

Kuinka kaltevuus vaikuttaa ruuvikuljettimen kapasiteettiin

Kaikki yllä olevat kapasiteettiluvut ja kaavat koskevat vaakasuuntaisia ruuvikuljettimia. Kun ruuvikuljetin on vinossa – jota käytetään materiaalin nostamiseen sen kuljetettaessa – kapasiteetti laskee merkittävästi, koska materiaalilla on taipumus liukua takaisin alas kaltevuutta ruuvin pyöriessä, mikä vähentää tehokasta kuljetustoimintoa.

Kaltevien ruuvikuljettimien kapasiteetin vähennyskerroin seuraa epälineaarista suhdetta kulmaan. Likimääräinen kapasiteetti prosentteina vaakakapasiteetista samalla nopeudella ja halkaisijalla:

Kaltevissa sovelluksissa, joissa kapasiteetti on säilytettävä, suunnitteluratkaisuna on kasvattaa ruuvin halkaisijaa kapasiteetin pienenemisen kompensoimiseksi – ei nopeuden lisäämiseksi, mikä pahentaa materiaalin takaisinvirtausongelmaa lisäämällä keskipakovaikutuksia. Jos kaltevuus ylittää 20°, on arvioitava pystysuora ruuvikuljetin, jolla on erilainen rakenne (suljettu putkimainen kotelo, korkeammat vaihtoehdot, suurempi nopeus) tai vaihtoehtoinen kuljetintyyppi.

Tärkeimmät suunnitteluparametrit kapasiteetin lisäksi: mikä muu määrittää ruuvikuljettimen valinnan?

Kapasiteetti on lähtökohta, mutta täydellisessä ruuvikuljettimen eritelmässä on otettava huomioon myös seuraavat parametrit:

Kaukalotyyppi – U-kaukalo vs putkimainen: U-muotoinen avoin kouru on vakiokokoonpano useimmissa irtomateriaalinkäsittelysovelluksissa – sen avulla materiaalin tasoa voidaan tarkkailla visuaalisesti, se tarjoaa helpon pääsyn puhdistukseen ja huoltoon, ja siihen mahtuu useita sisään- ja ulostulokohtia pitkin pituutta. Putkimaista (suljettua putkia) käytetään silloin, kun materiaali on suojattava ilmakehän altistumiselta (kosteus, happi, saastuminen), jossa kuljettimen on kestettävä painetta tai pientä tyhjiötä tai missä materiaali on vaarallista ja vaaditaan eristämistä. Pölynkeräysjärjestelmän poistoruuvikuljettimet ovat usein putkimaisia ​​pölyn eristämiseksi.

Ruuvin nousun vaihtelu – vakio, lyhyt, puoli: Vakiojako (P = D) on yleisin ja sopii useimpiin vapaasti virtaaviin ja kohtalaisen koheesiivisiin materiaaleihin vaakasuorilla ja hieman kaltevilla kuljettimilla. Lyhyt väli (P = 0,67D) tarjoaa paremman kuljetusliikkeen vinoissa sovelluksissa ja tahmeissa materiaaleissa, koska se vähentää materiaalin taipumusta liukua taaksepäin. Puoliväliä (P = 0,5D) käytetään erittäin tahmeisiin, viskoosiisiin materiaaleihin ja pystysuuntaisiin kuljetussovelluksiin, joissa vakionousu aiheuttaisi liiallisen materiaalin takaisinvirtauksen.

Lennon (terän) paksuus ja materiaali: Kierteisen terän (lennon) on oltava riittävän paksu, jotta se ei taipu tai väsy yhdistettyjen vääntömomentin ja materiaalin painekuormien vaikutuksesta kuljettimen koko pituudelta. Vakiohiiliteräslevyt sopivat hankaamattomille materiaaleille ympäristön lämpötiloissa. Hiomamateriaaleilta vaaditaan karkaistuja tai kuluvia teräslevyjä hyväksyttävän käyttöiän saavuttamiseksi. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut lennot vaaditaan elintarvike-, lääke- ja syövyttävissä kemiallisissa sovelluksissa. Lentomateriaalin oikea määrittäminen kuljetettavalle tuotteelle ja ympäristölle määrittää huoltovälin ja vaihtokustannukset kuljettimen käyttöiän aikana.

Kuljettimen pituus ja väliripustimet: Pitkät ruuvikuljettimet - tyypillisesti yli 4-5 metriä päätylaakereiden välissä - vaativat välilaakerit tukemaan ruuvin akselia taipumista vastaan sen oman painon ja materiaalikuorman vaikutuksesta. Ripustinlaakerit ovat kriittinen huoltopiste, koska ne sijaitsevat materiaalin virtausreitin sisällä eikä niitä voida tiivistää tehokkaasti – ne voidellaan säännöllisesti ja vaihdetaan kulumisen myötä. Väliripustimien määrän minimoiminen valitsemalla pituudelle konservatiivisempi akselin halkaisija tai segmentoimalla pitkä kuljetin useisiin lyhyempiin osiin voi vähentää merkittävästi huoltovaatimuksia hiomahuollossa.

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on yhden ruuvikuljettimen enimmäispituus?

Absoluuttista maksimipituutta ei ole, mutta käytännön rajat ovat olemassa ruuvin akselin vääntölujuuden ja sovitettavien väliripustimen laakereiden lukumäärän perusteella. Tavallisissa teollisissa ruuvikuljettimissa yksittäiset 12–15 metrin pituiset osat ovat yleisiä; Tämän lisäksi käyttömomentti, joka tarvitaan täysin kuormitetun ruuvin kääntämiseen koko pituudelta, voi ylittää akselikoon käytännöllisen vääntömomentin, ja väliripustimien määrästä tulee huoltointensiivistä. Pitkiä kuljetusajoja palvelevat tyypillisesti paremmin useat sarjassa olevat kuljetinosat, joista jokaisella on oma käyttövoimansa, kuin yksi ultrapitkä kuljetin, joka vaatii liian suuren akselin ja monia välilaakereita.

Kuinka yhdistän ruuvikuljettimen pussisuodattimen pölynkerääjään?

Pussisuodattimen pölynkerääjät – erityisesti pulssisuihkupussisuodatinjärjestelmät – keräävät suodatetun pölyn keräimen pohjassa olevaan suppiloon. Ruuvikuljetin asennetaan tyypillisesti suoraan suppilon poistoaukon alapuolelle kerääntyneen pölyn poistamiseksi jatkuvasti ja sen kuljettamiseksi keräysastiaan, big bag -asemaan tai jatkokäsittelypisteeseen. Suppilon poistoaukon ja ruuvikuljettimen sisääntulon välisen liitännän tulee olla pölytiivis – laippaliitos tiivistetiivisteellä ja monissa asennuksissa suppilon ja ruuvin välissä oleva pyörivä venttiili (ilmalukko), joka estää ilman pääsyn paineistettuun tai alipaineiseen pölynkeräimen koteloon. Ruuvikuljetin on mitoitettava pölytyypin (tyypillisesti hienojakoinen jauhe φ = 0,30–0,35), suurimman odotetun pölynkertymänopeuden ja mahdollisen kaltevuuden mukaan, jos keräyspiste ei ole samalla tasolla kuin kuljettimen poisto.

Mitä materiaaleja ei voi käsitellä ruuvikuljettimella?

Ruuvikuljettimet eivät sovellu erittäin kuituisille materiaaleille, jotka kiertyvät ruuvin akselin ympärille (pitkä kuitu, lanka, rätit), suurille kokkareille, jotka ylittävät noin kolmanneksen ruuvin halkaisijasta suurimmassa mitassaan, erittäin hankaaville materiaaleille suurella kapasiteetilla, joissa vaihtoehtoiset kuljettimet voivat saavuttaa pidemmän käyttöiän (hihnakuljettimet aiheuttaisivat ruuvin hankaamattomien lämpötilojen ongelmia, jos lämpötilaherkkyys on vaikeaa), ja nousta. Tavanomaisen ruuvikuljettimen sopivan alueen ulkopuolella oleville materiaaleille vaihtoehtoja, mukaan lukien hihnakuljettimet, kauhahissit, pneumaattiset kuljettimet tai vetoketjukuljettimet, tulee arvioida materiaalin ominaisuuksien, tehon ja etäisyyden perusteella.

ZhongXing Environmental Protection Machineryn teolliset ruuvikuljettimet

ZhongXing Environmental Protection Machinery Co., Ltd. , Tianmu Lake Industrial Park, Liyang, Jiangsu, valmistaa teollisia ruuvikuljettimia irtojauheen ja rakeisten materiaalien käsittelyyn, mukaan lukien pölynpoistopalvelu pussisuodattimen pölynkerääjien alla, sementin ja mineraalien käsittely sekä yleinen irtotavaran kuljetus. Ruuvikuljettimia on saatavana vakiohalkaisijaltaan 150 mm - 630 mm, U-kaukalossa ja putkimaisissa kokoonpanoissa, hiiliteräs- ja ruostumattomasta teräksestä valmistettuina elintarvikekäyttöön ja syövyttävään käyttöön. ISO9001:2015 ja CE-sertifioitu. Ruuvikuljettimet ovat saatavilla yksittäin tai osana integroituja pölynkeräysjärjestelmiä pussisuodattimilla ja keskipakopuhaltimilla.

Ota meihin yhteyttä ja kerro materiaalityypistäsi, irtotiheydestäsi, tarvittavasta kapasiteetistasi, kuljettimen pituudesta ja kallistuksesta saadaksesi suunnittelusuosituksen ja tarjouksen.

Liittyvät tuotteet: Ruuvikuljetin | Pussisuodatin pölynkerääjä | Keskipakotuuletin | Aksiaalituuletin