Обоснование параметров вертикального шнекового конвейера с оребренным кожухом для транспортирования сыпучих материалов

Актуальность темы исследования. Механизация тяжелых и трудоемких работ всегда была и остается одним из основных направлений развития технического прогресса.
Погрузочно-разгрузочные работы выполняются на всех этапах основных производственных процессов. Для механизации этих операций используется подъемно-транспортное и другое оборудование.
Подъемно-транспортное оборудование предприятий сферы услуг, коммунального хозяйства и легкой промышленности — это машины и механизмы, предназначенные для механизации работ при погрузке и выгрузке сырья во время их приемки и хранении, перемещении сырья внутри предприятия, уборки отходов и т.д. По функциональному назначению подъемно-транспортное оборудование подразделяется на грузоподъемное, транспортирующее и погрузочно-разгрузочное. Транспортирующие устройства отличаются большим разнообразием, поэтому одна и та же задача перемещения груза может быть решена различными способами, с помощью устройств разных типов, например, винтовых (шнековых) конвейеров [1].
Винтовые (шнековые) конвейеры применяют для перемещения пылевидных, порошкообразных и мелкокусковых грузов в горизонтальной или наклонной плоскостях, а также по вертикали. Конвейер имеет металлический закрытый желоб (цилиндр), внутри которого вращается вал с лопастями, расположенными по винтовой линии. Лопасти могут быть сплошными (для легкосыпучих грузов), ленточными (для влажных и кусковых грузов) и в виде отдельно укрепленных на валу лопаток (для липких и слеживающихся грузов) [2, 3, 4, 5, 6, 7].
Эти конвейеры могут быть также составной частью комплектов оборудования, предназначенных для выполнения определенных технологических процессов. Эффективность использования конвейера в технологическом процессе любого производства зависит от того, насколько тип и параметры выбранного конвейера соответствуют свойствам груза и условиям, в которых протекает технологический процесс. К таким условиям относятся: производительность, длина транспортирования, форма трассы и направление перемещения; условия загрузки и разгрузки конвейера; размеры груза, его форма, удельная плотность, абразивность, кусковатость, влажность, температура и прочее; ритм и интенсивность подачи и другое.
Простота конструкции и сравнительно невысокая стоимость, малая трудоемкость работ по их изготовлению, обеспечение безопасных условий труда - все это обусловило широкое применение винтовых конвейеров во всех областях промышленности: на предприятиях сферы услуг, в коммунальном хозяйстве, в чёрной и цветной металлургии, машиностроении, горной, химической, пищевой, в легкой промышленности. В промышленном производстве конвейеры являются неотъемлемой составной частью технологического процесса, позволяют устанавливать и регулировать темп производства, обеспечивать его ритмичность. Являясь одним из средств комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузо- разгрузочных процессов, конвейеры вместе с тем освобождают рабочих от тяжелых и трудоемких транспортных и погрузочно-разгрузочных работ, делают их труд более производительным. Широкая конвейеризация составляет одну из характерных черт развитого промышленного производства. Это объясняется тем, что внедрение загрузочных и разгрузочных, дозировочных, счетных и взвешивающих автоматов, автоматических очищающих и смазывающих устройств, разнообразной контрольной, защитной и блокировочной аппаратуры, средств автоматического управления невозможно без применения конвейеров как одной из основных машин, комплектующих систему автоматизированного производства [48].
Недостатками винтовых конвейеров являются связанные со способом перемещения высокий удельный расход энергии, значительное истирание и измельчение груза, повышенный износ винта и желоба, а также чувствительность к перегрузкам.
Актуальность данной работы обусловлена тем, что до настоящего времени практически не проводились исследования по изучению влияния конструкции кожуха (желоба) вертикального шнекового конвейера, в частности его оребрения, на производительность и энергоемкость транспортирования материалов, в то время как у горизонтальных шнековых конвейеров (питателей) оребрение кожуха дает положительные результаты [71]. Отсутствуют научные работы по определению оптимального угла установки ребер на внутренней поверхности кожуха и их количества, по определению геометрических параметров ребер.
Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности транспортирования материала вертикальным шнековым конвейером. Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач:
• анализ условий применения шнековых конвейеров в коммунальном хозяйстве, на предприятиях сферы услуг и легкой промышленности, изучение их конструкций и требований, предъявляемых к шнековым конвейерам;
• изучение результатов ранее выполненных научных исследований вертикальных шнековых конвейеров, определение направлений их дальнейшего развития;
• исследование механизма взаимодействия транспортирующего материала с оребренным кожухом;
• исследование влияния угла установки ребер кожуха на транс-портирующие качества шнекового конвейера, обоснование оп-тимального значения и вывод теоретической зависимости для определения этого угла;
• исследование влияния числа заходов ребра кожуха на произво-дительность вертикального шнекового конвейера;
• определение энергоемкости процесса транспортирования материала шнековым конвейером с оребренным кожухом;
• разработка усовершенствованной конструкции шнекового конвейера;