GÖTÜRÜCÜLER (KONVEYÖRLER) VE İLGİLİ DONATIMI

Transkript

1 A. Spivakovsky ve V. Dyachkov GÖTÜRÜCÜLER (KONVEYÖRLER) VE İLGİLİ DONATIMI Çeviren Ali Münir CERİT - Mak. Y. Müh. 2. BASKI ANKARA

2 BÖLÜM XII HELEZON (VİDALI) GÖTÜRÜCÜLER A. GENEL TANITMA VE AMAÇ Vidalı, spiral ya da helezon götürücü adıyla anılan götürücü-masurah ve titreşimli götürücüler gibi-bükülebilir bir çekme elemanının bulunmamasıyla, yukarda tanımlanan götürücü türlerinden ayrılır. Helezon götürücü (Şekil. 162), genellikle, bir tekne içinde dönen mile takılmış helezon ile bu mili hareket ettiren bir çalıştırma biriminden meydana gelir. Mil döndükçe malzeme, helisin (ya da kanatların) eksenel etkisiyle, götürücüye beslenir. Mil ve nelezon, U biçimindeki tekneye yataklanmış olan milin çevresinde dönerler. Taşınacak malzeme götürücüye bir ya da fazla sayıda besleme oluğundan doldurulur. Malzemenin tekne Doyunca kayma ilkesi, dönmesine engel olunan bir somunun-icindeki vida döndükçe-yaptığı öteleme hareketinin benzeridir. Yük, malzemenin ağırlığı ve tekne duvarları ile arasındaki sürtünme nedeniyle, vida(helezon) ile birlikte dönemez. Böylece, öteleme hareketi yapan malzeme, teknenin öbür ucundan ya da teknenin altına açılmış deliklerden boşaltılır. Boşaltma olukları bu deliklerin altına yerleştirilirler. Ara boşaltma delikleri ise kapaklı olup bu noktalarda boşaltma yapmak istendiğinde açılırlar. Bunlarla taşınmaya elverişli malzemelerin az sayıda olması nedeniyle, helezon götürücülerin uygulama alanları sınırlıdır. Bu götürücüler büyük-parçah, kolay kırılır, aşındırıcı, sıkışabilir ve yapışkan malzemelerin taşınmasında kullanılmazlar. Yalnızca, düzenli bir beslemede etkindirler. Aşırı yüklemeler, ara yataklar yakınında dar boğazlar yaratarak milin dönmesini engeller ve götürücüyü durdurur. Helezon götürücünün tasarımı basit, bakımı kolay, genişliği az olup malzemenin çeşitli noktalarda boşaltılmasına izin verir (bunun tozlu ve sıcak malzemelerle fena kokulu malzemeler için özel önemi vardır) ve bu durumda tekne, toz geçirmez biçimde yapılmıştır. Bu tür götürücüler, malzeme ile helezon ve tekne arasındaki sürtünmenin doğurduğu yüksek güç tüketimi, malzemenin kırılması ve götürücü parçalarındaki önemli ölçüde aşınma nedenleriyle her zaman elverişli olmayabilir. Sonuç olarak, helezon götürücüler, alçak ve orta kapasiteler (100 m^/sa e kadar) ve kısa taşıma uzaklıkları için kullanılırlar. Genellikle ir. ve seyrek olarak m uzunluğunda yapılırlar. Şekil. 163, bir dökümhanenin kum hazırlama bölümünde kullanılan bir helezon götürücünün düzenlemesini göstermektedir. Götürücü, kendisine bir havalı taşıma sisteminin boşaltma oluğundan (Bölüm XV e bakını/) ve"»:r öğütülmüş kili, kanştıncilar üzerinde bulunan beş siloya dağıtır. 251

3 to w Şekil Bir Helezon Götürücünün Düzenlenmesi 1- helezonlu mil; 2- tekne; 3- ara askı yatak; 4- ön yatak; 5- arka yatak; 6- besleme oluğu; 7- gözleme cami; 8- kapaklı ara boşaltma oluğu; 9- uç boşaltma oluğu (açık); 10- elektrik motoru; 11- redüktör; ı?- elastik kavrama; 13- dengeleme kavraması

4 Ol Şekil Bir Dökümhanede Kum Siloları Helezon Götürücünün Düzenlenmesi

5 Helezon götürücüler genellikle yatay ya da hafif eğimli (10-20 ) durumda çalışırlar. Ancak, yükü düşey ya da duşeye yakın eğimde taşıyabilen özel tasarımlar da vardır. 1, Helezon Götürücülerin Parçaları B. GENEL AMAÇLIGÖTÜRÜCÜLER Götürücü helezonu sağ-vida (alışılmış tür), sol-vida-, tek-, çift- ya da üç-helisli olabilir. Helezonun tasarımı, götürülecek malzemeye uyacak biçimde seçilir. Eğer götürücü sıkıştınlamayan kuru taneli ya da pudra malzemeler taşıyacaksa, kısa-adımlı ya da sürekli vida (Şekil. 164a) kullanılır. Kütleli ve yapışkan malzemeler için kordela (ribbon) helis (Şekil. 164b) uygulanır. Sıkıştınlabilir malzemeler için pervane-kanatlı (Şekil. 164c) ya da kesikkanatlı (Şekil. 164d) helisler elverişlidir. Pala- ve kesik-kanatlı helezon götürücüler, iki ya da daha çok sayıda incelik derecesinde olan bir malzemenin-benzer amaçlar için-paçallanması, dövülmesi ve eş-yapı (homojen) duruma getirilmesinde bir araç olarak kullanılırlar. Helezon, genellikle, presde basılmış 4-8mm kalınlığındaki çelik sac bölümlerden yapılır. Bölümler mile kaynakla, birbirlerine ise kaynakla ya da perçinle birleştirilirler. Bazı durumlarda helezon, soğuk çekilmiş eksiz tek bir şerit olabilir. Helezon ayrıca, mille birlikte dökülmüş ya da mile geçirilmiş borulu döküm dilimlerden oluşabilir. Bir kordela-helis mile radyal çubuklarla bağlanır. Mil dolu ya da içi boş(boru) olabilir, tçi boş miller hafif, aynı zamanda yüksek dayanımlı ve helezonun kaynak edilmesine daha uygundurlar. { VI ^ il SI. D 254 (t) Şekil Helezon Türleri a- dolu, sürekli; b- kordela; c- pala-kanath;d- kesik-kanatlı

6 Şekil İçi Boş Milli Helezon 1- İçi-boş mil; 2- helis; 3- burç; 4- cıvatalar; 1 mili ve 2 helezonu, genellikle 2-4 m lik bölümler halinde yapılarak birleştirilirler. İçi boş miller, içeriye yerleştirilen 3 burçları ile 4 pimleri aracıyla birleştirilirler ve 5 cıvataları yardımıyla (Şekil.165) bu birleşim güven altına alınır. Pimler, ara ve ana yataklar için muylu görevi yaparlar. Bu birleştirme yöntemi basittir ve az yer kaplar. Ancak,, ayn bölümleri değiştirmek güçtür. T-biçimi tasarımda ara yatak askıları, teknenin üst kapağına bağlanmışlardır. Helezon askı yataklarının bulunduğu noktalarda kesintiye uğrar. Bu nedenle, yatak kısa olmalıdır. Kendi kendini merkezliyen (küresel yuvalı) ve bronz, sürtünmeye-dayanıklı dökme demir, babit ya da sürtünmeye-dayanıklı diğer malzemeden yapılmış ara kaymalı yataklar en çok kullanılanlardır. Direnci azaltmak için çift-sıra küresel bilyalı yataklar (Şekil. 166) kullanılabilir. Kesit AA Şekil Askılı Ara Yatak 255

7 Şekil ön Eksenel Yatak Kesit AA Şekil Çift-kapaklı Boşaltma Oluğu Bilyalı yataklar, malzeme parçacıklannm girmesine karşı güvenilir biçimde korunmalı; ancak, bu sızdırmazlık düzeneği, yatak yuvasını fazla büyütmemelidir. Yataklar gresle-yağlamalı olup gresörler, tekne kapağının üzerindeki borulara takılmıştır. Ana yatak genellikle götürücünün boşaltma ucuna yerleştirilir. Bu bir eksenel yatak olup götürücünün uzun ekseni boyunca etkiyen sürtünme direnci kuvvetini alır. MilJbUtün uzun- 256 m * ' # **> i-

8 luğu boyunca çekme gerilmesine maruzdur. Bu durum, eksenel yatak götürücünün öbür ucunda olduğu zaman gözlenen eksenel basınca göre daha elverişlidir. Eksenel bilyalı yatakla birlikte kullanılan ana kaymalı yatağın yapısı Şekil. 167 de gösterilmiştir. Genel amaçlı bir helezon götürücünün teknesi çelik sacdan yapılır. Tekne bölümlerinin uçlarına flanşlı köşebentler kaynatılır. Bunlar, hem teknenin dayanımını arttırırlar hem de tekne bölümlerinin birbirleriyle ve kapaklarıyla birleştirilmesini sağlarlar. Sac kalınlığı, helezon çapına ve taşınan malzemenin aşındmcılığına bağlıdır ve genellikle 3-8 mm arasında değişir. Teknenin silindirik kısmının iç çapı, helezon çapından biraz büyüktür. Böylece, arada belli bir aralık kalır. Helezon ve teknenin duyarlı bir biçimde yapımı ve bütünleştirilmesi, ancak helezonun kenan ile tekne duvarı arasında uygun bir çalışma aralığı bırakıldığı zaman mümkün olur. Bu da malzemenin az kırılması ve güç tüketiminin düşük olması sonucunu verir, önerilen aralık 6-9,5mm arasındadır. Aralık, helezon çapı ile artar. Tekne bütün uzunluğu boyunca kaynaklı ya da döküm destekler üzerine oturur ( Şekil. 162) Ara boşaltma oluklannı açma ve kapama için genellikle bir kremayer dişli ve bir krank kullanılır (Şekil. 162 ye bakınız). Daha basit bir kapak açma mekanizması Şekil. 168 de gösterilmektedir. Bu mekanizma, orta eksen çevresinde 90 dönen iki eşdeğer kapak (supap) dan oluşur. Sökülebilir kapak, birbirine cıvatalanan ayn bölümlerden yapılmıştır. Teknenin basınç altında tutulmasının zorunlu olduğu durumlarda, kapakla tekne arasına lastik conta konabilir. Çalıştırma birimi şunları içerir: bir elektrik motoru, kapalı tip bir dişli ya da sonsuz vidalı redüktör, motorla redüktörü ve redüktörle götürücü milini birbirine bağlayan kavramalar. 2. Helezon Götürücülerin Hesabı Bir helezon götürücünün kapasitesi D helezon çapına, S vida adımına n (d/dak) dönme hızına ve helezonun düşey kesit alanının \p yükleme verimine bağlıdır. Sürekli (kesiksiz) helis biçimindeki (Şekil.164a) bir helezon götürücünün saatlik kapasitesi: Ş=V7 = 60 Sn\jjyC t/sa (189) 4 Burada, \* = Kapasite, mfysa h = Malzemenin yığma ağırlığı, t/m 3 C = Götürücünün eğimini dikkate alan bir katsayı Tipik tasarımlarda vida adımı D ye eşit alınır. Yavaş akıştı ya da aşındırıcı malzeme için adım 0,8 D olarak alınır. 257

9 t// yükleme verimi, ara yataklar dolaylarında meydana gelecek dar boğaz tehlikesini önlemek amacıyla, genellikle düşük değerde alınır. Aşındırıcı olmayan ve serbest akan malzeme için yüksek, aşındırıcı ve yavaş-akan malzeme için düşük alınır. Sovyet Devlet Standartlarında \p katsayısı aşağıda gösterilen değerlerdedir. Yavaş-akışlı aşındırıcı malzemeler için: 0,125 Yavaş-akışlı orta derecede aşındırıcı malzemeler için: 0,25 Serbest-akışh orta derecede aşındırıcı malzemeler için: 0,32 Serbest-akışlı aşındırıcı olmayan malzemeler için: 0,4 İt Malzemeyi yukan doğru götüren helezon götürücülerde, özellikle ara yatakların kullanıldığı durumlarda, yükleme verimi çok daha düşüktür. Bu, (189) denklemindeki C katsayısı ile dikkate alınır ve C nin ortalama değeri, götürücünün yatayla yaptığı J3 açısına bağlıdır. (3= C=l,0 0,9 0,8 0,7 0,65 Helezonun dönme hızı istenen kapasiteye, helezon çapına ve götürülen malzemenin türüne bağlıdır. Sovyet Standardlan aşağıdaki anma çaplarını: D = 100; 120; 150; 200; 250; 300; 400; 500 ve 600 mm ve dönme hızlarını vermektedir: n= 9,5; 11,8; 15; 19; 23; 6; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118 ve 150 d/dak. Yukardaki sıralamaya ilişkin en düşük ve en yüksek hızlar Tablo. 25 de gösterilmiştir. Tablo.25 Helezonun En Düşük ve En Yüksek Dönme Hızlan Helezon çapı D, mm n, d/dak En düşük 23,6 23,6 23, En yüksek Tabloda verilen en yüksek dönme hızlan hafif ve aşındırıcı olmiyan yüklere, (tahıl, çekirdekler, vb.) uygulanabilir. Aşındırıcı olmayan ağır malzemeler için (örneğin tuz) bu değerler %30 azaltılmalıdır. Ağır ve aşındırıcı malzemeler için (kül, kum ve diğerleri) %50 azaltma yapılmalıdır. tstenen D helezon çapı (189) denkleminden ve istenen O t/sa kapasitesine bağlı olarak hesaplanır. Götürülecek malzemenin tane-boyutu D helezon çapını etkiler. Bu çapın, sınıflandırılmış malzemede tane boyutunun en az 12 katı, sınıflandırılmamış malzemede (Bölüm I, B) ise 258

10 en az 4 katı olmalıdır. Bu yolla bulunan çap, tabloda gösterilen en yakın üst değere yuvarlatılır. Bir helezon götürücünün harekete karşı toplam direnci şu dirençlerin toplamına eşittir: Malzemeyle tekne arasındaki sürtünme; malzemeyle helezon yüzeyi arasındaki sürtünme; ara ve uç yataklardaki sürtünme; eksenel baskı yatağındaki sürtünme; malzemenin boşluğa kaçan ve genellikle tekne duvarında sert bir kabuk oluşturan parçacıkların doğurduğu sürtünmeden ileri gelen ek dirençler. Eğimli bir götürücüde, ağırlığa karşı ek bir güç düşünülmelidir. Toplam direncin yukarda sayılan bütün elemanlan-ek dirençler dışarda bırakılmak koşuluyla sürtünme katsayıları biliniyorsa, belirlenebilirler. Toplam direncin önemli bir bölümünü oluşturan ek dirençler hesapla bulunamaz. Bu nedenle, helezon götürücülerin uygulanmasından elde edilmiş olan w o toplam direnç katsayısı kullanılarak, pratik yolla bulunabilir. (27) denklemine göre, yatay götürücünün helezon milinde gerekli güç, " QLw o k W d ( ) Yatayla 0 açısı yapan eğimli bir götürücüde ise gerekli güç, N o = "5=- (Lw o ±H > = -^T~ < w o ± * in & kw olur - OD I OD I Buradaki tanımlamalar (27) formülündekilere uygundur. Artı işaret yukarı doğru harekette, eksi işaret aşağı doğru harekette alınır. Antrasit, havada kurutulmuş linyit, briket kömür, kaya tuzu, vb. gibi malzemeler için w o in ortalama değeri 2,5; gips, parça ya da ince kuru kil, dökümhane kumu, kükürt, çimento, kül, kireç, büyük ve küçük taneli kum, döküm "kumu için w o eşit 4 alınır. nd/dak hızı ile dönen helezon milinin taşıdığı moment 102 N o 102x60JV o N o M o = = = 975 kgm (192) O) 2 77 n n ve helezon üzerine etki yapan en yüksek eksenel kuvvet M o P = kg dır. (193) Burada t- r : P kuvvetinin uygulama yarıçapı, m; r «(0,7-0,8) D/2 259

11 \p : malzemeyle helezon yüzeyi arasındaki indirgenmiş sürtünme açısı (tg<p = f, f helezon yüzeyi üzerindeki yükten ileri gelen indirgenmiş sürtünme katsasıdır); a : r yarıçapı üzerindeki helis açısı. %' Yukanda verilen götürücüyle eşdeğer boyutlardaki kesik-kanatlı ve pala-kanatlı helezon götürücülerde, yükün daha yoğun biçimde kanştmlması nedeniyle, kapasite daha düşük ve güç tüketimi daha yüksektir. Örnek.4. Bir Helezon Götürücünün Hesabı. Problem. Yatay bir helezon götürücü, döküm kumunu (yığma ağırlığı y = 1,65 t/m^) taşımak üzere tasarlanmıştır. İstenen kapasite O = 35 t/sa ve taşıma uzaklığı L = 20mdir. 1. Götürücünün ana parametreleri. Malzemenin ağır ve aşındırıcı olduğu varsayımından tekne yükleme verimini tp = 0,125 ve helezon adımını S = 0,8 D alıyoruz. Demek ki, mil hızı da düşük seçilecektir, yani n = 37,5 d/dak alıyoruz. İki çift alın dişlili bir redüktör bu amaca uygundur. (189) denkleminde S = 0,8D koyarak 4x 35 D=3 / = 3 V 6O7rxO&n t 8n ıjjyc V 60 x 3,14 x 0,8 x 37,5 x 0,125 x 1,65 x 1 = 0,495 m «s 0,5 m 2. Gerekli güç. Döküm kumu için harekete karşı direnç katsayısı w o = 4 olduğundan helezon milinde gerekli gücü (190) denkleminden aşağıdaki gibi hesaplarız: 35x20x4 =7.7kW tki çift alın dişlili redüktörün verimini r? d = 0,9 olarak alırsak, gerekli motor gücü N n 7.7 N = - = 8,5 kw bulunur. 0,9 Elektrik motorunun helezon miline ilettiği moment (192) denkleminden elde edilir: N o 7,7 M o = 975 = 975 = 200 kgm n 37 f 5 3. Yük gidiş hızı (S = 0,8D = 0,8 x 0,5 = 0,4 m) v = ün 20 0,4 x 37,5 60 = 0,25 m/s 260

12 4. Götürücünün uzunluğu boyunca metre başına yük (1) formülünden hesaplanu-. a 35 9 = 3,6 v 3,6 x 0,25 = 38,8 kg/m 5. Helezon boyunca eksenel kuvvet. Döküm kumu için tekne içindeki sürtünme katsayısını f = 0,85 alarak eksenel kuvvetin değerini hesaplanz. [(36) denklemiyle karşılaştırınız]: P = qlf = 38,8 x 20 x 0,85 = 660 kg Aynı sonuç (193) denkleminden de elde edilir. Şekil.169- Düşey Bir Helezon Götürücünün Düzenlenmesi 261

13 D 0,5 r= 0,8 x = 0,8 -T 2 ' 2 y = 38 40' (f = 0,8), a = 17 40', buradan M,, 200 T tg (a + y) 0,2 x 1,5 = 660 kg Mil, (1) M Q momentinden doğan burulma; (2) P kuvvetinden doğan basma; (3) öz ağırlıktan doğan yataklar arasındaki eğilme; (4) helezon yüzeyi ile helezon kenarına etkiyen kuvvetin dikey (enine) bileşeni ve (5) dönüşlerin merkezkaç oluşundan meydana gelen kuvvetin bu kesitteki eksenel bileşeni gibi birleşik yüklerin etkisi altındadır. Bütün bu bileşenler duyarlı bir şekilde belirlenemeyeceğinden elemanların mukavemetinin hesaplanması, M o ve P ye göre yapılan tahminlerle basitleştirilir. C. DÜŞEY HELEZON GÖTÜRÜCÜLER Bir düşey helezon götürücünün genel görünüşü Şekil.169 da gösterilmiştir. Götürücü, baskı yatağından asılmış 1 sürekli vidası ile 2 silindirik gövdesinden (tekne) oluşur. Ara yataklar yoktur. Götürücü, malzemeyi teknenin alt tarafına getiren kısa ve yatay 3 helezonu ile beslenir, tki helezon da aynı motordan hareket alırlar. Bir konik dişli güç aktarma düzeneği ile birbirlerine kavratılırlar. Götürücü 2 üst tekne bölümündeki 5 penceresinden boşaltılır. Malzeme, düşey mil boyunca şu yolla hareket eder: 3 yatay helezonunun 1 düşey helezonunun yüzeyine beslediği malzeme, bu sonuncu tarafından döndürülür.-düşey helezon yüzeyine etki eden tüm dış kuvvetlerin etkisi altında (malzeme ile gövde iç yüzeyi arasındaki santrifüj kuvvetten doğan sürtünme direncini içerir) malzeme, helezonunkinden daha küçük bir açısal hızla, döner ve bu nedenle tıpkı bir somunda olduğu gibi (bu bölümün başında açıklanan örneğe bakınız), helezon boyunca yukan doğru harekete zorlanır. Tablo.26 Helezon çapı mm Helezon hızı d/dak Kapasite m3/sa 2,1 8,5-11, Düşey götürücülerde helezon, yatay türlere göre daha yüksek bir hızda döner. Güç tüketimi de aynı şekilde yüksektir. Gerekli eüç. (191) denkleminde L - H konarak elde edilir. 262

14 Pratik deneyler, bu götürücülerde w 0 direnç katsayısının tahıl için 5,5-7,5*, tuz içn» 6,5-8,3 olduğunu ve götürücü kapasitesindeki bir düşme ile arttığını göstermektedir. Tablo. 26 da verilen değerler serbest-akışlı ve aşındırıcı olmayan malzemeler için önerilir. Kurulu birimlerde, kaldırma yüksekliği genellikle sınırlı olup en yükseği 30 m dir. 263