Фактическая производительность (кг/ч) нагнетающего шнека

, (45)

 

где m – число заходов шнека, m = 1;

R – количество шнеков, R = 1;

R₂ и R₁ – наружный и внутренний радиусы шнека, R₂ = 3 см, R₁ = 1,5 см;

S – шаг витков винтовой линии шнека, S = 6 см;

b₂ и b₁ – ширина винтовой лопасти в ее нормальном сечении по наружному и внутреннему радиусам шнека, b₂ = b₁ = 0,8 см;

n – частота вращения шнека, n = 90 мин^-1;

К_н – коэффициент заполнения межвиткового пространства тестом, К_н =0,25;

К_п – коэффициент прессования теста, учитывает степень уплотнения тестом К_п = 0,5;

К_с – коэффициент (приведенный), учитывающий качество прессования, К_с=0,9;

α – угол подъема винтовой линии, рассчитывают по формуле (46).

 

; (46)

 

R_ср – средний радиус шнека

 

. (47)

 

Подставив значения в формулу (47) получим

 

 см;

 

Подставляя полученные значения в формулу (45), получим

 

 кг/ч.

 

Мощность привода шнека (кВт)

 

 (46)

 

Получим

 

 кВт.

 

Определение длины шнека

Под рабочей длиной шнека понимается длина шнека, на которой действует давление прессуемой массы. Она равна 3 шагам винтовой лопасти шнека

 

 (47)

см.

 

Общая длина шнека

 

, (48)

 

где L – общая длина шнека, см;

L_з – длина загрузки, L_з = 3S;

L_Т – длина транспортировки, L_Т = 3S;

L_к – длина конического окончания шнека, L_к = S.

 

Тогда по формуле (48) получим

 

 см.

 

Расчет на прочность шнека

Средний угол подъема винтовой поверхности находим из соотношения:

 

. (49)

 

Получаем

 

.

 

Интенсивность сплошной осевой нагрузки определяем по формуле

 

, (50)

где  и , (51)

 

Получим

 

. (52)

 

При х = , q_x = q_max и

, (53)

 

таким образом

 

 кГ/см.

 

Реакция упорного подшипника

 

, (54)

 кГ

 

где m₁ – число рабочих витков.

При расчете на прочность число рабочих витков следует принимать равным числу, расположенных между загрузочным отверстием и прессовой камерой.

Крутящий момент определяют по формуле (55).

 

, (55)

 кГсм.

 

Согласно теории наибольших касательных напряжений, эквивалентное напряжение

 

 (56)

 

или по формуле

 

. (57)

 

Осевая сила S передается до упорного подшипника, а крутящий момент М_кр – от шестеренчатой передачи до первого рабочего витка шнека; поэтому при расчете на прочность необходимо проверить самое слабое сечение на этих участках. Для вала сечением R₂ = 15 мм напряжения

 

, (58)

 кГ/см².

, (59)

 кГ/см².

 

Эквивалентное напряжение

 

 кГ/см².

 

Изгибающие моменты в витке шнека, действующие на внутреннем контуре (при r = R₂), определяют по формуле

При μ = 0,3

 

 (60)

. (61)

При

.

 

Напряжения определяют по формулам

 

, (62)

 кГ/см² (δ – толщина витка шнека).

 кГ/см².

 

Изгибающие моменты на внешнем контуре определяют по формуле (63)

при μ = 0,3 и α = 2

 

. (63)

. (64)

 

Получаем

 

 кГ/см².

 

В опасном месте у тела шнека при r = R₂

 

 кГ/см² (σ₁ = σ_r, σ₃ = 0).

 

Определяем диаметр выходного конца вала по минимальным значениям допускаемых напряжений

 

, (65)

 

где

 

 кГ/см², для Ст 8,

 

условие удовлетворяется.

Итак

 

 см = 28 мм.

 

Принимаем d = 28 мм.

Тогда

 

 (66)

см³.

 

Проверка

 

 (67)

 кГ/см² = 39,547 МПа ≤900 = [τ_-1]_и.

 

Рисунок 10 – Эскиз

 

Расчет матрицы