IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
UVOD Osnovna podjela prekrcajne mehanizacije najčešće se obavlja prema načinu premještanja robe, materijala. Sva prekrcajna mehanizacija može se podijeliti u dvije osnovne skupine – prekrcajnu mehanizaciju s neprekidnim djelovanjem i prekrcajnu mehanizaciju s povremenim djelovanjem. Strojevi u kojih postoji neprekidno kretanje radnog dijela stroja, obavljaju
neprekidno premještanje materijala. Prekrcaj robe obavlja se uglavnom ravnomjerno, bez praznog hoda. Kapacitet tih strojeva j e velik, uz malu potrošnju energije za
pogon. Ulaganja u te strojeve su mala po jedinici premještanja materijala, jer su i sami strojevi jeftini zbog jednostavne konstrukcije. Te strojeve dijelimo u dvije osnovne skupine: transportere i konvejere(sl. 1.).
S l i k a 1 . p o d j e l a p r e k r c a j n e m e h a n i z a c i je je s n e p r e k i d n i m d j e l o v a n j e m
Ponekad su potrebni strojevi velikih nosivosti uz brzo kretanje. Premještanje tereta tim strojevima obavlja se povremeno. Ti strojevi imaju veliku nosivost i u
jednom zahvatu premještaju veliku veliku količinu materijala. Ovi strojevi rad obavljaju samo
2
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
pri podizanju i premještanju, dok je povratak neproizvodan i zapravo je gubitak u vremenu i iskorištenju kapaciteta. Takav cikličan rad zahtjeva znatnu količinu energije. Potrošnja energije je velika, uz relativno malu proizvodnost. Strojevi s
povremenim djelovanjem složene su konstrukcije pa su skupi. U ovu skupinu spadaju dizalice i manipulativna vozila i dalje ih dijelimo kao na slici 2.
S l i k a 2 . p o d j e l a p r e k r c a jn e m e h a n i z a c i j e s p o v r e m e n i m d j e l o v a n j e m
3
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
PUŽNI TRANSPORTERI Pužni transporter najstarije je prenosilo kontinuirane dobave. U pužnom transpoteru materijal se kreće u koritu pomoću rotirajućeg puža. Poprečni presjek korita najčešće je u obliku slova U. Korito može biti otvoreno ili zatvoreno poklopcem, a ako je potrebno, korito može biti rađeno kao nepropusno za prašinu, vodu, plin ili
tako da može raditi pod tlakom. Zato se pužnim transporterima mogu bez teškoća prenositi materijali koji praše, smrde, koji su otrovni ili eksplozivni. Ako se želi materijal u pužnom transporteru zagrijavati ili hladiti, izrađuju se korita sa dvostrukim stijenkama, između kojih teče sredstvo za zagrijavanje ili hlađenje. Puž za potiskivanje materijala ima elektromotorni pogon preko mehaničkog prijenosnika. Zbog težine materijala i tren ja na stijenkama korita, materijal se ne okreće sa pužem. Zbog velikog trenja između materijala i korita, odnosno puža, mateijal se usitnjava.
Pema tome, materijali osjetljiva oblika i veoma abrazivni materijali nisu
prikladni za transport pužnim transpo rterom. Za svladavanje sila trenja potrebne su veće pogonske snage nego za ostala prenosila kontinuirane dobave. U praksi se pužnim transporterima prenosi veoma mnogo različitih sipkih materijala. Cijevni pužni transporter posebna je izvedba pužnog trans portera koji ima pužnu traku privarenu na unutrašnju stijenku cijevi. Cijev je oslonjena na valjcima i okreće se pomoću ozubljenog vijenca pričvršćenog na vanjskom obodu cijevi. Brzina vrtnje, korak puža i stupanj punjenja približno su upola manji nego u n ormalnih pužnih transportera. Cijevni pužni transporteri omogućuju dobro mješanje transportiranog materijala i veoma su prikladni za termičku i kemijsku obradu materijala za vrijeme transporta npr. u okretnim cijevnim pećima tvornice cementa.
4
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
Pužni transporteri svrstavaju se u skupinu transportera bez vučnog elementa. Puž gura ispred sebe materijal koji se nalazi u žlijebu ili cijevi. Najčešće se koriste za prijevoz skupog materijala. Najprikladniji radni položaj je vodoravni ili s blagim usponom. Koristi se u industriji građevinskog materijala, u silosima, mlinovima i dr.
Prednost tih transportera je u jednostavnoj konstrukciji, lakom održavanju, manjoj težini i manjim dimenzijama. Transport materijala može se obavljati i kroz cijev, pa je taj transport pogodan i za prijevoz prašnastog materijala i materijala
visokih temperatura. Tijekom transporta mogu se obaviti i određene tehnološke radnje. Nedostatak pužnih transportera je u tome što se uslijed trenja i klizanja ubrzano troše žlijeb i puž. Otpori kretanja su veći i zbog toga je veća potrošnja pogonske energije. Primjenjuju se za prenošenje materijala na kraće udaljenosti, do 40 m.
Slika 3. Shema pužnog transportera
Na slici 3. prikazana je shema vodoravnog pužnog transportera sa stavljenog od dvaju dijelova. Preko usipnog lijevka (1) materijal dospijeva u zatvoreni žlijeb (2). Puž (3) je oslonjen u žlijebu na tri ležaja (4), dva krajnja i jedan međuležaj. Jedan krajnji ležaj je aksijalni i prihvaća aksijalnu silu. Transport materi jala ostvaruje se okretanjem puža. Na kraju žlijeba je otvor za iskrcaj (5). Kretanje materijala nastaje uslijed sile trenja između materijala i žlijeba. Dolazi do usporavanja čestica materijala te se one kreću sporije od zavojnice. Kutna brzina materijala manja je od kutne brzine zavojnice, pa se materijal , osim okretanja, kreće uzduž zavojnice.
5
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
Pužna zavojnica može biti puna, trakasta i s lopaticama, što ovisi o vrsti materijala (sl. 4.).
Slika 4. Oblik puža transportera
Puni puž koristi se za zrnati i prašnasti materijal kao što je pijesak, cement i sl. Broj okretaja punog puža je do 120 o/min. Za grudasti i krupniji komadni materijal koristi se puž s trakastom zavojnicom s brojem okretaja do 100 o/min. Mokri i ljepljivi materijal transportira se lopatasto izvedenom zavojnicom čiji broj okretaja nije veći od 50 o/min.
Žljebovi pužnih transportera izrađuju se u dijelovima duljine 2 -4 m od čeličnih limova. Puž se sastoji od osovine na koju je zavarena čelična zavojnica. Puž se na svakih 3 m oslanja na ležajeve. Zavojnice puža razlikuju se i po broju hodova. Mogu biti jednohodne i višehodne. Proizvodnost pužnih transportera je oko 100 t/h, a mijenja se s povećanjem kuta nagiba osi transportera. U tablici 1. pokazan je utje caj kuta nagiba na proizvodnost tj. na koeficijent c koji pokazuje pad proizvodnosti s nagibom transportera.
6
IVAN ŠUTIJA
PUŽNI TRANSPORTERI
FPZ
T a b l i c a 1 . Vr i j e d n o s t k o e f i c i j en t a c z a r a zn e k u t o v e u s p o n a
( )
o
0
5
10
15
30
45
60
75
90
c
1
0,95
0,9
0,85
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
Proizvodnost pužnog transportera iznimno može biti i do 500 t/h. Brzina prijenosa materijala je najviše do 0,5 m/s. Duljina bridova grudastog materijala ne bi smjela biti veća od 25% promjera puža. Promjer puža je od 100 do 1250 mm.
OSNOVNI OBLICI TRANSPORTERA
Za otvaranje privremenih (sezonskih) prekrcajnih mjesta koriste se laki pužni transporteri koji su stabilni ili prijevozni (sl. 5.).
Slika 5. Laki pužni transporteri
Posebnu mogućnost primjene imaju pužni transporteri s lijevom i desnom zavojnicom. Te se zavojnice ugrađuju u radne strojeve za skupljanje materijala s velikih površina (strojevi za čišćenje snijega, kombajni za poljodjelstvo i dr.).
7
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
Slika 6. Shema pužnog transportera – čišćenje snijega
Okomiti pužni transporter obično ima jedan vodoravno položeni puž kao dobavljač materijala pri transportu teško pokretljivih materijala. Puž okomitog transportera ima uvijek punu zavojnicu. Broj okretaja zavojnice je od 140 do 450 o./min. Visina podizanja materijala je do30 m.
Slika 7. Okomiti pužni transporter
8
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
Transporteri za prijenos vreća, sanduka, bačava i sl. sastoje se od dvaju puževa s desnim i lijevim navojem. Okretanjem zavojnica u suprotnom smjeru premješta se teret prema naprijed. Ti su transporteri jednostavni, lagani i mogu mijenjati smjer transporta. Sposobni su svladavati uspon do 16 , što ovisi o fizičkim
svojstvima ambalaže i materijala.
Slika 8. Radne zavojnice pužnog transportera komadne robe
Proizvodnost pužnog transportera komadne robe je 1000 – 2000 kom./h. Maksimalna masa jednog komada je 100 kg, a brzina vrtnje je 0,4 – 0,6 m/s.
PRORAČUN PUŽNOG TRANSPORTERA Proizvodnost pužnog transportera proizlazi iz izraza: Q= 3600 · A · v ·
(1)
Uzimajući u obzir nagib osi transportera i popunjenost žlijeba materijalom, slijedi da je Q = 3600 · c ·
·A·v·
(2)
gdje je: c – koeficijent smanjenja proizvodnosti uslijed nagiba osi transportera A – površina poprečnog presjeka materijala (m²)
9
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
v – brzina premještanja materijala (m/s) - gustoća premještanog materijala (t /m³) - koeficijent popunjenosti.
Vrijednosti za c dane su u tablici 1. koeficijent popunjenosti prije svega ovisi o vrsti transportiranog materijala: = 0,30 – 0,40 za vrlo sipki materijal ( cement, gips, pijesak i sl.), = 0,25 – 0,40 za krupniji materijal (šljunak, šljaka i sl.), = 0,15 – 0,30 za mokri i plastični materijal (mokra glina, beton i sl.).
Za pužni transporter je:
(3)
A=
(4)
gdje je: S – korak pužne zavojnice (m) n – broj okretaja (o./min) D – promjer zavojnice (m).
Uvrštavanjem izraza (3) i (4) u izraz (2) slijedi: Q = 15 · D² ·
·
·
· n · S · c (t/h)
(5)
Snaga za pogon pužnog transportera slijedi iz izraza P=
(6)
gdje je: P – snaga na vratilu pužne zavojnice - stupanj djelovanja prijenosnog mehanizma.
Snaga P može se odrediti izrazom P0 = 0,0027 · Q · ( l · W
H ) (kW)
gdje je: Q – proizvodnost pužnog transportera (t/h)
10
(7)
IVAN ŠUTIJA
PUŽNI TRANSPORTERI
FPZ
l – duljina horizontalne projekcije transportera (m) W – koeficijent otpora (2,5 – 4) H – visina dizanja materijala.
Najveća aksijalna sila (sl. 9.), koja djeluje uzduž zavojnice, a prihvaća je aksijalni ležaj, ovisit će o kutu nagiba zavojnice 0 , koeficijentu trenja materijala o zavojnicu i promjeru pužne zavojnice D.
Slika 9. Odnos sila na pužnoj zavojnici
Na zavojnici se normalna sila FN' razlaže u aksijalnu silu F A i radijalnu komponentu FR. Ako je zavojnica izbočena i nije okomita na os puža već s njom zatvara kut . Kut trenja i reducirani kut trenja ' izračunaju se: tg
=
tg '=
11
(8)
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
Iz odnosa sila (sl. 9.) slijedi:
FN '=
(9)
Tada je: FR = F · tg · (
0
+ ')
(10)
Budući da je zakretni moment puža M 0 : M0 = FR · r 0
(11)
gdje je r 0 (m) polumjer pužne zavojnice na kojemu djeluje radijalna sila. Iz jednadžbi (10) i (11) slijedi da je:
FA =
(12)
Ako je zavojnica ravna, tj. 0 = 0, tada je ' = , a aksijalna sila
FA =
(13)
Za određivanje F A potrebno je izračunati M 0 , , r 0 i 0. Vrijednost za u rasponu je od 35 do 40. Moment na vratilu puža iznosi
M0=
(14)
gdje je = · n / 30 kutna brzina.
Kut nagiba pužne zavojnice može se izračunati kada se zna da je: S = (0,6 – 1,0) · D r = (0,7 – 0,8) · tg
=
Tada je vrijednost za 0 između 16 i 27.
12
(15)
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
ZAKLJUČAK Pod pojmom transportni sustavi razumijevaju se svi oblici transporta i
skladištenja robe koji sudjeluju u premještanju potrošnih dobara od mjesta proizvodnje do krajnjih potrošača. Razvoj transportnih i prekrcajnih sredstava bio je spor iako je čovjek već na
najnižem stupnju razvitka bio primoran koristiti primitivne uređaje za ukrcaj i prijenos robe.
S razvojem i pojavom masovne proizvodnje i s povećanjem robne razmjene, povećavaju se i zahtjevi u razvoju transportnih, prekrcajnih i skladišnih operacija. Mehanizacija prekrcaja u proizvodnji i transportu postaje ključni problem za pravodobno i ekonomičnije obavljanje prijevoza robe. Realizatori premještanja potrošnih dobara od proizvodnje do potrošnje dužni su pribrojiti transportne troškove konačnoj vrijednosti robe. Danas se teži za što manjim prekrcajima robe i za što većom mehanizacijom. S toga je jedna od osnovnih zadaća kreatora sustava transporta, pri projektiranju prekrcajno – transportnih postrojenja i mehanizacije, primijeniti najnovija postignuća suvremene znanosti i
tehnike s osnovnim interesom da se transport obavi uspješno i racionalno, tj. da u cijeni vrijednosti robe bude što manji udio transportnih troškova.
13
IVAN ŠUTIJA
FPZ
PUŽNI TRANSPORTERI
LITERATURA 1. Mavrin, I.: Prekrcajna mehanizacija – transporteri, FPZ Sveučilište u Zagrebu, Zagreb, 1997. 2. Tehnička enciklopedija, Knjiga 11, Zagreb, 1998
14
