Как се изчислява капацитетът и мощността на шнек

Когато ни пишат за шнек, първият въпрос обикновено е „колко ще пренася“ и „какъв мотор трябва“. Двете неща се изчисляват с проста сметка, ако знаем материала, размерите и оборотите. Тук показваме формулите, които използваме за първа оценка, и един пример с цимент.

Какво определя капацитета на шнека

Шнекът пренася материала, като го избутва напред с всяко завъртане. За един оборот материалът се премества с една стъпка на спиралата. Капацитетът зависи от пет неща:

• Диаметър на спиралата (D) – колкото по-голям, толкова повече материал в сечението.
• Стъпка (S) – разстоянието между два витка. Най-често е равна на диаметъра.
• Обороти (n) – колко пъти в минута се върти шнекът.
• Запълване (ψ) – каква част от сечението е пълна с материал. Шнекът никога не работи напълно пълен.
• Наклон (k) – при наклонен шнек част от материала се връща назад и капацитетът пада.

Формула за капацитет

Q = 47 × D² × S × n × ψ × ρ × k [т/ч]

• D – диаметър на спиралата, м
• S – стъпка, м
• n – обороти, об/мин
• ψ – коефициент на запълване
• ρ – насипна плътност на материала, т/м³
• k – коефициент за наклон

Числото 47 идва от 60 минути × π/4 (площта на кръга). Ако махнете ρ, получавате обема в м³/ч.

Колко да е запълването

Колкото по-абразивен и тежък е материалът, толкова по-малко се пълни шнекът – иначе спиралата и корпусът се износват бързо.

Колко губим при наклон

При наклон над 20–25° сметката вече не е достатъчна – за стръмни шнекове се правят по-малка стъпка и по-високи обороти, и капацитетът се проверява отделно.

Формула за мощност

P = Q × (f × L + H) / 367 [kW]

• Q – капацитет, т/ч
• L – дължина по хоризонтала, м
• H – височина, на която се качва материалът, м
• f – коефициент на съпротивление на материала: около 2 за зърно, 3 за цимент, 5 за пясък и чакъл

Така се получава мощността на вала. Към нея добавяме загубите в редуктора (делим на около 0,85) и резерв за пускане под товар. После избираме най-близкия стандартен мотор нагоре.

Пример: шнек за цимент

Хоризонтален шнек за цимент, дължина 6 м:

• D = 0,25 м, S = 0,25 м, n = 60 об/мин
• ψ = 0,25 (цимент), ρ = 1,2 т/м³, k = 1 (без наклон)

Капацитет: Q = 47 × 0,25² × 0,25 × 60 × 0,25 × 1,2 × 1 ≈ 13 т/ч

Мощност на вала: P = 13,3 × (3 × 6 + 0) / 367 ≈ 0,65 kW. С загубите в редуктора – около 0,76 kW. Избираме мотор-редуктор 1,1 kW, за да има резерв при пускане с пълен шнек.

Ако същият шнек се наклони на 15°, при същите обороти капацитетът пада до около 9 т/ч (k = 0,7). За да остане 13 т/ч, трябва по-голям диаметър или повече обороти – и съответно по-силен мотор.

Кога сметката не стига

Формулите дават добра първа оценка, но на практика проверяваме още:

• Износване при абразивни материали – при пясък и цимент спиралата и корпусът се износват по-бързо, затова там използваме износоустойчива или подсилена ламарина.
• Влажност и слепване – влажен или лепкав материал се пълни по-трудно и иска повече мощност.
• Подаване отгоре – ако шнекът е под силоз или бункер, тежестта на материала натоварва спиралата и мощността расте.
• Дължина – при дълги шнекове се добавят междинни лагери, а оста и тръбата се проверяват за провисване.

Какво ни трябва, за да ви предложим шнек

• Какъв е материалът и ако знаете – насипната плътност и влажността
• Нужният капацитет в т/ч или м³/ч
• Дължина и височина (или ъгъл на наклона)
• Откъде се подава материалът и къде трябва да излезе

С тези данни правим сметката, избираме диаметъра, стъпката, оборотите и мотора и ви изпращаме оферта. Вижте повече за винтовите транспортьори, които изработваме, или за шнековете за цимент.