Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Шнековый (винтовой) конвейер — транспортирующее устройство непрерывного действия, в котором сыпучий груз перемещается по неподвижному жёлобу вращающимся винтом. Принцип работы шнекового конвейера основан на сообщении материалу осевой движущей силы витками винта при заторможенной от поворота массе груза: вращение преобразуется в поступательное движение вдоль оси жёлоба.
Конструкция компактна, герметична, без внешних движущихся частей, поэтому винтовые конвейеры применяют там, где важны изоляция потока, простота схемы и одновременная подача с нескольких точек. Ниже разобраны устройство, принцип действия, ключевые параметры (диаметр и шаг винта, частота вращения, коэффициент заполнения), порядок расчёта производительности, влияние угла наклона и типовые ошибки выбора.
Винтовой конвейер предназначен для непрерывного перемещения пылевидных, порошкообразных, зернистых и мелкокусковых насыпных грузов по горизонтали или с наклоном. Согласно ГОСТ 2037-82, стандарт распространяется на горизонтальные и наклонные одновинтовые конвейеры со сплошным винтом, предназначенные для транспортирования неабразивных и абразивных насыпных грузов с объёмной массой до 2600 кг/м³, при размере куска до 20 мм и температуре груза до 80 °C.
Основная задача шнекового конвейера — герметичное и компактное перемещение сыпучего материала с возможностью загрузки и разгрузки в любой точке трассы.
Типовые виды грузов: цемент, известь, гипс, песок, зола, шлак, мука, комбикорм, зерно, древесная щепа и опилки, минеральные удобрения, химические порошки. Стандарт ГОСТ 2037-82 не распространяется на двухвальные винтовые конвейеры, конвейеры для эксплуатации во взрывоопасных зонах шахт и карьеров, конвейеры, работающие в агрессивной среде, и специальные конвейеры — для них применяют профильные документы или индивидуальные технические условия. Для винтовых конвейеров кормопроизводства используется отдельный стандарт — ГОСТ 23976-80.
Конструктивно винтовой конвейер представляет собой неподвижный жёлоб с полукруглым днищем (или цилиндрический корпус трубчатого исполнения), внутри которого вращается винт. Винт состоит из вала и закреплённых на нём витков (лопастей). Привод осуществляется через редуктор, соединённый с валом винта муфтой; от двигателя на редуктор обычно передаётся вращение через эластичную муфту.
По ГОСТ 2037-82 винт и жёлоб конвейера изготовляются из стали с механическими свойствами не ниже, чем у конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3пс (по действующей редакции ГОСТ 380). При работе с агрессивными средами, пищевыми продуктами и материалами повышенной абразивности применяют коррозионностойкие или износостойкие стали по индивидуальным техническим условиям.
Подвесные подшипники и муфты, расположенные в жёлобе, по ГОСТ 2037-82 не должны занимать более 25 % площади поперечного сечения, чтобы не препятствовать потоку материала. Между винтом и жёлобом устанавливается номинальный зазор — он подбирается так, чтобы исключить заклинивание частицами и одновременно ограничить просыпание материала за виток.
Перемещение материала в шнековом конвейере основано на эффекте «гайки на винте». Винт вращается, а заполняющая жёлоб масса груза заторможена силами трения о стенки жёлоба и под действием собственного веса не может вращаться вместе с винтом. В результате витки винта смещают материал в осевом направлении — по аналогии с тем, как при вращении болта в неподвижной гайке болт перемещается вдоль оси.
Реальное перемещение за оборот всегда меньше шага S: из-за проскальзывания, вихревого движения частиц в межвитковом канале и сопротивления подвесных опор в формулы расчёта вводят коэффициент заполнения и (для наклонных трасс) поправочный коэффициент на угол.
Винтовые конвейеры классифицируются по нескольким признакам — типу корпуса, конструкции винта, расположению в пространстве и характеру работы.
Согласно ГОСТ 2037-82, ключевые параметры стационарных винтовых конвейеров общего назначения нормированы рядами. Это позволяет унифицировать узлы и упростить подбор оборудования под технологическую задачу.
Номинальный ряд диаметров винта, применяемый в инженерной практике на основе ГОСТ 2037-82:
Частота вращения винта выбирается из стандартного ряда (минимум в минуту):
Расчётная объёмная производительность также нормирована стандартным рядом (м³/ч): 0,025; 0,032; 0,04; 0,05; 0,063; 0,08; 0,1; 0,125; 0,16; 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 500.
Параметры выше относятся к стандартным конвейерам общего назначения. Конвейеры для специфических условий (агрессивные среды, температуры свыше 80 °C, грузы с насыпной плотностью больше 2600 кг/м³, абразивная пульпа, взрывоопасные зоны) проектируются по индивидуальным техническим условиям и не подпадают под действие ГОСТ 2037-82.
Объёмная производительность винтового конвейера зависит от диаметра винта D, шага S, частоты вращения n, коэффициента заполнения сечения ψ и поправочного коэффициента на наклон C. Базовая формула расчёта объёмной производительности:
Q = 60 · (π · D² / 4) · S · n · ψ · C, м³/ч,
где D — наружный диаметр винта, м; S — шаг винта, м; n — частота вращения винта, мин⁻¹; ψ — коэффициент заполнения сечения; C — поправочный коэффициент на угол наклона.
D
S
n
ψ
C
Массовая производительность: Qm = Q · ρ, т/ч, где ρ — насыпная плотность материала, т/м³.
Коэффициент заполнения учитывает, что винт никогда не работает с полностью заполненным сечением: часть пространства остаётся свободной, чтобы материал мог скользить вдоль оси, а не вращаться вместе с винтом. Значение ψ выбирают по характеру груза:
Дано: горизонтальный винтовой конвейер с диаметром винта D = 0,2 м, шагом S = 0,16 м (равен 0,8·D), частота вращения n = 60 мин⁻¹, груз — комбикорм (лёгкий неабразивный, ψ = 0,4), плотность ρ = 0,6 т/м³.
Площадь сечения: π · D² / 4 = 3,14 · 0,04 / 4 = 0,0314 м².
Объёмная производительность: Q = 60 · 0,0314 · 0,16 · 60 · 0,4 · 1 ≈ 7,2 м³/ч.
Массовая производительность: Qm = 7,2 · 0,6 ≈ 4,3 т/ч.
В большинстве задач шаг S принимают равным (0,8…1,0) D — это обеспечивает компромисс между захватом материала и эффективностью осевого перемещения. Для лёгких неабразивных грузов допустим шаг S = D, для тяжёлых абразивных шаг обычно уменьшают до S = (0,5…0,8) D, чтобы снизить износ.
При наклоне трассы часть энергии винта расходуется на подъём массы груза, а часть материала ссыпается назад через зазор между винтом и жёлобом. Это уменьшает эффективную осевую составляющую и снижает производительность. Учёт ведут через поправочный коэффициент C, значение которого падает с ростом угла β.
Конкретные значения C принимают по техническим характеристикам конвейера или таблицам действующих стандартов на профильные типы — например, ГОСТ 23976-80 для винтовых конвейеров кормопроизводства. С ростом угла наклона повышается требуемая частота вращения винта: при β > 20° расчёт ведётся по специальным методикам, общая инженерная практика — увеличивать обороты и использовать трубчатый корпус.
Расчётная мощность на валу винта складывается из мощности на перемещение груза по горизонтали, мощности на подъём (при наклоне) и потерь в опорах и муфтах. Общий вид формулы:
N = (Qm · L · w + Qm · H) / 367, кВт,
где Qm — массовая производительность, т/ч; L — длина горизонтальной проекции трассы, м; w — обобщённый коэффициент сопротивления перемещению; H — высота подъёма, м; 367 — переводной коэффициент к кВт.
Qm
L
w
H
Полученное значение мощности на валу делят на КПД редуктора и муфт для определения мощности приводного двигателя; полученную мощность округляют вверх по ряду серийных электродвигателей.
Коэффициент сопротивления w зависит от вида груза: для лёгких неабразивных (зерно, мука) принимают меньшие значения, для тяжёлых абразивных (песок, шлак, гравий) — большие. Точные значения берут по справочникам производителя, методическим указаниям отраслевых институтов или результатам испытаний.
Вращающийся винт в неподвижном жёлобе захватывает сыпучий груз витками и за счёт сил трения о стенки заставляет его скользить вдоль оси конвейера — от загрузочного патрубка к разгрузочному.
Это синонимы: «шнек» — обиходное название винта. В стандартах (ГОСТ 2037-82, ГОСТ 18501-73) применяется термин «винтовой конвейер»; в технической речи равноправно используются оба варианта.
Пылевидные, порошкообразные, зернистые и мелкокусковые сыпучие грузы — цемент, известь, гипс, песок, золу, шлак, зерно, муку, комбикорм, опилки, химические порошки. Согласно ГОСТ 2037-82 — с насыпной массой до 2600 кг/м³, размером куска до 20 мм и температурой до 80 °C.
Стандартные жёлобчатые конвейеры эффективно работают до 20°. При больших углах применяют трубчатое исполнение и повышенные обороты; вертикальные шнеки требуют отдельной методики расчёта и существенно большей мощности.
По формуле Q = 60 · (π·D²/4) · S · n · ψ · C, где D — диаметр винта, S — шаг, n — частота вращения, ψ — коэффициент заполнения сечения (0,125…0,4 в зависимости от характера груза), C — поправка на угол наклона. Подробный пример приведён в разделе «Производительность».
Чтобы материал имел свободу осевого скольжения и не начал вращаться вместе с винтом. Если ψ превысить, поток теряет осевую составляющую, нагрузка на привод растёт, а производительность падает.
Сначала по требуемой производительности и характеру груза подбирают коэффициент заполнения ψ. Затем из стандартного ряда подбирают диаметр D и шаг S (обычно S = (0,5…1,0)·D в зависимости от абразивности), а частоту вращения n принимают из ряда ГОСТ 2037-82 так, чтобы выйти на расчётный расход.
Длина секции винта по ГОСТ 2037-82 ограничена 4 м, общая длина конвейера складывается из секций с промежуточными подвесными подшипниками. В инженерной практике общая длина обычно не превышает 30…40 м; на больших расстояниях ставят последовательно несколько конвейеров или применяют другие виды транспорта.
Между винтом и днищем нормирован зазор. При его выборке частицы груза заклинивают в зоне контакта, виток истирает днище, растёт момент и ускоряется разрушение опор. Зазор контролируют щупом по требованиям ГОСТ 2037-82.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.