Công suất băng tải trục vít được tính như thế nào và yếu tố nào quyết định thiết kế phù hợp?

A băng tải trục vít — còn được gọi là băng tải khoan hoặc băng tải trục vít xoắn ốc — là một trong những hệ thống vận chuyển cơ học được sử dụng rộng rãi nhất trong các nhà máy chế biến công nghiệp, cơ sở xử lý vật liệu rời, nhà máy xử lý nước thải, nhà máy xi măng, máy nâng ngũ cốc, nhà máy hóa chất và bất kỳ hoạt động nào cần di chuyển các vật liệu rời dạng bột, dạng hạt hoặc cục nhỏ một cách liên tục và đáng tin cậy từ điểm này sang điểm khác. Thiết kế trông có vẻ đơn giản: một vít xoắn ốc quay bên trong máng hoặc ống, đẩy vật liệu dọc theo chiều dài của băng tải. Nhưng một băng tải trục vít có kích thước không chính xác đối với vật liệu mà nó mang theo - sai đường kính, sai bước, sai tốc độ, sai công suất - hoặc không thể di chuyển được thông lượng cần thiết, làm quá tải động cơ truyền động, làm vật liệu được truyền tải quá nóng hoặc bị hao mòn nhanh chóng do ma sát quá mức.

Đối với các kỹ sư nhà máy, người quản lý mua sắm và nhóm dự án chỉ định băng tải trục vít, việc hiểu cách tính công suất và các thông số thiết kế nào xác định công suất đó là nền tảng để có được thông số kỹ thuật đúng ngay lần đầu tiên. Hướng dẫn này đề cập đến phương pháp tính toán công suất, các yếu tố thiết kế chính và các lỗi thông số kỹ thuật phổ biến dẫn đến thiết bị có kích thước quá nhỏ hoặc quá khổ.

Công thức công suất băng tải trục vít cơ bản

Công suất băng tải trục vít - khối lượng vật liệu được truyền tải trên một đơn vị thời gian - phụ thuộc vào bốn biến số chính: đường kính vít, bước vít, tốc độ quay và mật độ khối của vật liệu, được điều chỉnh bởi hệ số hiệu suất tải có tính đến mức độ đầy đủ của mặt cắt máng được lấp đầy bằng vật liệu trong quá trình hoạt động bình thường.

Công thức công suất tiêu chuẩn cho băng tải trục vít ngang là:

Q = (π/4) × D² × P × n × ρ × φ × 60

Ở đâu:

• Q = Công suất (tấn/giờ, t/h)
• D = Đường kính ngoài vít (mét)
• P = Bước của vòng xoắn vít (mét) - thường bằng D đối với bước xoắn tiêu chuẩn
• n = Tốc độ quay (RPM)
• ρ = Mật độ khối của vật liệu (tấn trên mét khối, t/m³)
• φ = Hệ số lấp đầy - phần của mặt cắt ngang máng được lấp đầy vật liệu (không thứ nguyên, thường là 0,25–0,45)

Hệ số lấp đầy φ không phải là hằng số cố định - nó phụ thuộc vào bản chất của vật liệu được vận chuyển. Các vật liệu chảy tự do, không mài mòn (ngũ cốc, cát khô, bột nhẹ) có thể được vận chuyển ở mức lấp đầy cao hơn (φ = 0,40–0,45), trong khi các vật liệu mài mòn, dính hoặc nặng được vận chuyển ở mức lấp đầy thấp hơn (φ = 0,25–0,35) để giảm ma sát, mài mòn và suy thoái vật liệu. Việc sử dụng sai giá trị φ cho loại vật liệu sẽ tạo ra phép tính công suất không phản ánh hiệu suất thực tế.

Sự kết hợp đường kính trục vít và tốc độ tiêu chuẩn

Trong thực tế, thiết kế băng tải trục vít bao gồm việc lựa chọn đường kính trục vít tiêu chuẩn và sau đó tính toán tốc độ cần thiết để đạt được công suất mục tiêu ở mức lấp đầy thích hợp. Bảng sau đây đưa ra phạm vi công suất biểu thị cho đường kính vít tiêu chuẩn phổ biến ở tốc độ vận hành điển hình với bước tiêu chuẩn (P = D):

*Phạm vi công suất giả định mật độ khối là 0,6–1,2 t/m³ và hệ số lấp đầy là 0,30–0,40. Công suất thực tế cho vật liệu của bạn cần được tính toán bằng cách sử dụng mật độ khối thực tế của vật liệu và hệ số lấp đầy thích hợp.

Tại sao tốc độ vận hành phải phù hợp với loại vật liệu

Tốc độ vận hành băng tải trục vít không chỉ đơn giản là một chức năng của công suất - nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự xuống cấp của vật liệu, mức tiêu thụ điện năng và độ hao mòn của thiết bị. Chạy băng tải trục vít nhanh hơn mức phù hợp với loại vật liệu sẽ tăng:

Suy thoái vật liệu: Các vật liệu dễ vỡ - hạt thực phẩm, sản phẩm dạng viên, khoáng chất dễ vỡ - bị vỡ nhiều hạt hơn ở tốc độ trục vít cao hơn do lực ly tâm tăng và tác động lên thành máng cao hơn. Trong các ứng dụng chế biến thực phẩm và dược phẩm, tốc độ trục vít quá cao là vấn đề kiểm soát chất lượng chứ không chỉ đơn thuần là vấn đề hao mòn thiết bị.

Tỷ lệ hao mòn: Vật liệu mài mòn - cát, clinker xi măng, quặng khoáng - làm mòn các cánh vít và lớp lót máng với tốc độ tỷ lệ thuận với vận tốc ngoại vi của vít. Vít có vận tốc ngoại vi quá cao trên vật liệu mài mòn sẽ có đường bay và máng bị mòn nhanh hơn nhiều so với vít có đường kính lớn hơn, chạy chậm hơn, được chỉ định chính xác và mang lại cùng công suất. Cách tiếp cận đúng đối với vật liệu mài mòn là đường kính lớn hơn ở tốc độ thấp hơn, không phải đường kính nhỏ hơn chạy nhanh.

Tiêu thụ điện năng: Tốc độ cao hơn làm tăng hiệu ứng ly tâm đẩy vật liệu ra ngoài vào thành máng, tăng lực ma sát và do đó tiêu thụ điện năng vượt quá mức dự đoán chỉ riêng mức tăng công suất. Hiệu suất năng lượng của băng tải trục vít thường cao nhất ở tốc độ vừa phải - nằm trong phạm vi cho vật liệu và đường kính - và giảm ở mức cực đại của phạm vi tốc độ.

Tốc độ ngoại vi tối đa được khuyến nghị theo loại vật liệu: chảy tự do, không mài mòn (hạt, bột nhẹ) — lên tới 2,0 m/s; mài mòn nhẹ hoặc kết dính vừa phải (than, khoáng nhẹ) - lên tới 1,5 m/s; mài mòn mạnh (cát, clinker, quặng khoáng nặng) - lên tới 1,0 m/s. Tốc độ ngoại vi tính bằng m/s = (π × D × n) / 60, trong đó D là đường kính vít tính bằng mét và n là RPM.

Độ nghiêng ảnh hưởng như thế nào đến công suất băng tải trục vít

Tất cả các số liệu và công thức công suất trên đều áp dụng cho băng tải trục vít ngang. Khi băng tải trục vít nghiêng - được sử dụng để nâng vật liệu khi nó truyền tải - công suất giảm đáng kể do vật liệu có xu hướng trượt ngược xuống mặt nghiêng khi trục vít quay, làm giảm tác động vận chuyển hiệu quả.

Hệ số giảm công suất của băng tải trục vít nghiêng có mối quan hệ phi tuyến tính với góc. Công suất gần đúng tính theo phần trăm của công suất ngang ở cùng tốc độ và đường kính:

Đối với các ứng dụng nghiêng cần phải duy trì công suất, giải pháp thiết kế là tăng đường kính trục vít để bù cho việc giảm công suất - không phải để tăng tốc độ, điều này gây ra vấn đề dòng chảy ngược của vật liệu bằng cách tăng hiệu ứng ly tâm. Nếu độ nghiêng vượt quá 20°, cần đánh giá một băng tải trục vít thẳng đứng có thiết kế khác (vỏ hình ống kín, tùy chọn bước cao hơn, tốc độ cao hơn) hoặc loại băng tải thay thế.

Các thông số thiết kế chính ngoài công suất: Điều gì khác quyết định việc lựa chọn băng tải trục vít?

Công suất là điểm khởi đầu, nhưng thông số kỹ thuật băng tải trục vít hoàn chỉnh cũng phải giải quyết các thông số sau:

Loại máng — máng chữ U và dạng ống: Máng mở hình chữ U là cấu hình tiêu chuẩn cho hầu hết các ứng dụng xử lý vật liệu rời — nó cho phép giám sát mức vật liệu một cách trực quan, giúp dễ dàng làm sạch và bảo trì, đồng thời chứa nhiều điểm đầu vào và đầu ra dọc theo chiều dài. Cấu hình hình ống (ống kèm theo) được sử dụng khi vật liệu phải được bảo vệ khỏi tiếp xúc với khí quyển (độ ẩm, oxy, ô nhiễm), nơi băng tải phải xử lý áp suất hoặc chân không nhẹ hoặc khi vật liệu nguy hiểm và cần phải ngăn chặn. Hệ thống thu gom bụi băng tải trục vít xả thường có dạng ống để ngăn chặn bụi.

Biến thể bước vít - tiêu chuẩn, ngắn, một nửa: Bước chuẩn (P = D) là phổ biến nhất và thích hợp cho hầu hết các vật liệu chảy tự do và có độ kết dính vừa phải trên băng tải nằm ngang và hơi nghiêng. Bước ngắn (P = 0,67D) mang lại khả năng truyền tải tốt hơn cho các ứng dụng nghiêng và vật liệu dính vì nó làm giảm xu hướng trượt trở lại của vật liệu. Nửa bước (P = 0,5D) được sử dụng cho các vật liệu rất dính, nhớt và cho các ứng dụng vận chuyển thẳng đứng trong đó bước chuẩn sẽ gây ra dòng chảy ngược vật liệu quá mức.

Độ dày và vật liệu của chuyến bay (lưỡi dao): Lưỡi xoắn (bay) phải đủ dày để không bị lệch hoặc mỏi dưới tải trọng mô-men xoắn và áp suất vật liệu kết hợp trên toàn bộ chiều dài băng tải. Các chuyến bay bằng thép carbon tiêu chuẩn thích hợp cho các vật liệu không mài mòn ở nhiệt độ môi trường. Cần có các chuyến bay bằng thép được tôi cứng hoặc mài mòn đối với vật liệu mài mòn để đạt được tuổi thọ sử dụng chấp nhận được. Các chuyến bay bằng thép không gỉ được yêu cầu cho các ứng dụng cấp thực phẩm, dược phẩm và hóa chất ăn mòn. Việc chỉ định chính xác vật liệu chuyến bay cho sản phẩm và môi trường được vận chuyển sẽ xác định khoảng thời gian bảo trì và chi phí thay thế trong suốt thời gian sử dụng của băng tải.

Chiều dài băng tải và giá treo trung gian: Băng tải trục vít dài - thường là những băng tải có khoảng cách giữa các ổ trục cuối vượt quá 4–5 mét - yêu cầu các ổ trục treo trung gian để hỗ trợ trục vít chống lại độ lệch dưới trọng lượng của chính nó và tải trọng vật liệu. Vòng bi treo là điểm bảo trì quan trọng vì chúng nằm trong đường dẫn dòng vật liệu và không thể bịt kín hiệu quả — chúng được bôi trơn định kỳ và thay thế khi chúng mòn. Giảm thiểu số lượng móc treo trung gian bằng cách chọn đường kính trục vừa phải hơn cho chiều dài hoặc bằng cách phân đoạn băng tải dài chạy thành nhiều đoạn ngắn hơn, có thể giảm đáng kể yêu cầu bảo trì trong dịch vụ mài mòn.

Câu hỏi thường gặp

Chiều dài tối đa cho một băng tải trục vít đơn là bao nhiêu?

Không có chiều dài tối đa tuyệt đối, nhưng tồn tại các giới hạn thực tế dựa trên độ bền xoắn của trục vít và số lượng ổ trục treo trung gian có thể chứa được. Đối với băng tải trục vít công nghiệp tiêu chuẩn, các đoạn đơn dài tới 12–15 mét là phổ biến; Ngoài ra, mô-men truyền động cần thiết để xoay vít được nạp đầy đủ trên tổng chiều dài có thể vượt quá định mức mô-men xoắn thực tế đối với kích thước trục và số lượng móc treo trung gian cần phải bảo trì nhiều. Các đợt vận chuyển dài thường được phục vụ tốt hơn bởi nhiều đoạn băng tải nối tiếp, mỗi đoạn có bộ truyền động riêng, thay vì một băng tải siêu dài duy nhất yêu cầu một trục quá lớn và nhiều vòng bi trung gian.

Làm cách nào để kết nối băng tải trục vít với máy hút bụi túi lọc?

Bộ thu bụi túi lọc - đặc biệt là hệ thống lọc túi phản lực xung - thu gom bụi đã lọc trong phễu ở đáy bộ thu. Băng tải trục vít thường được lắp đặt ngay bên dưới cửa xả phễu để liên tục loại bỏ bụi tích tụ và chuyển bụi đến thùng thu gom, trạm đóng túi lớn hoặc điểm xử lý tiếp theo. Kết nối giữa đầu ra của phễu và đầu vào của băng tải trục vít phải kín bụi - kết nối mặt bích với miếng đệm kín và, trong nhiều hệ thống lắp đặt, một van quay (khóa khí) giữa phễu và vít để ngăn không khí rò rỉ vào vỏ máy hút bụi có áp suất hoặc áp suất âm. Băng tải trục vít phải có kích thước phù hợp với loại bụi (bột mịn thường φ = 0,30–0,35), tốc độ tích tụ bụi tối đa dự kiến ​​và bất kỳ độ nghiêng nào nếu điểm thu gom không cùng mức với mức xả của băng tải.

Những vật liệu nào không thể được xử lý bằng băng tải trục vít?

Băng tải trục vít không thích hợp với các vật liệu có nhiều sợi quấn quanh trục vít (sợi dài, dây, vải vụn), vật liệu dạng cục lớn vượt quá khoảng một phần ba đường kính trục vít ở kích thước lớn nhất của chúng, vật liệu có độ mài mòn cao ở công suất cao trong đó các băng tải thay thế có thể đạt được tuổi thọ dài hơn (băng tải đai để vận chuyển vật liệu mài mòn ở khoảng cách xa) và các vật liệu có vấn đề về độ nhạy nhiệt độ nếu ma sát trục vít tạo ra sự tăng nhiệt độ không thể chấp nhận được. Đối với các vật liệu nằm ngoài phạm vi phù hợp của băng tải trục vít tiêu chuẩn, các lựa chọn thay thế bao gồm băng tải đai, thang máy gầu, băng tải khí nén hoặc băng tải xích kéo phải được đánh giá dựa trên đặc tính, thông lượng và khoảng cách của vật liệu.

Băng tải trục vít công nghiệp từ Máy bảo vệ môi trường ZhongXing

Công ty TNHH Máy móc bảo vệ môi trường ZhongXing , Khu công nghiệp Hồ Tianmu, Liyang, Giang Tô, sản xuất băng tải trục vít công nghiệp để xử lý vật liệu dạng hạt và bột số lượng lớn, bao gồm dịch vụ xả bụi bên dưới bộ thu bụi lọc túi, xử lý xi măng và khoáng sản cũng như vận chuyển vật liệu khối nói chung. Băng tải trục vít có sẵn với đường kính tiêu chuẩn từ 150mm đến 630mm, ở dạng máng chữ U và cấu hình hình ống, bằng thép cacbon và thép không gỉ cho dịch vụ cấp thực phẩm và ăn mòn. Chứng nhận ISO9001:2015 và CE. Băng tải trục vít có sẵn riêng lẻ hoặc là một phần của hệ thống thu gom bụi tích hợp với bộ lọc túi và quạt ly tâm.

Liên hệ với chúng tôi về loại vật liệu, mật độ khối, công suất yêu cầu, chiều dài băng tải và độ nghiêng để nhận đề xuất thiết kế và báo giá.

Sản phẩm liên quan: Băng tải trục vít | Máy lọc bụi túi | Quạt ly tâm | Quạt hướng trục