Расчет шнека своими руками

Шнеки своими руками

Шнек — стержень со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси. Шнек используется для транспортировки сыпучих, мелкокусковых, пылевидных, порошкообразных материалов:

Ниже представлены видео по самодельному изготовлению шнека для хозяйственных нужд

Как изготовить шнеки в условиях гаража

Витки шнека своими руками

Изготовление самодельного шнека длиной 3300 мм и диаметром 100 мм

Расчеты для изготовления шнека

Формула расчета развертки витка шнека в виде файла Excel представлена на форуме еchipgu.ru

Если у Вас есть программа Компас, Вы можете скачать и использовать бесплатную библиотеку для расчета и построения пера шнека и его развертки. Пример использования библиотеки приведен на видео:

Также можно провести расчеты шнека по формулам вручную, как показано на следующих двух видео:

Расчет витков шнека

Как рассчитать виток на шнек

Как изготовить круги для шнека?

В зависимости от имеющегося в наличии оборудования, круги для шнека можно изготовить несколькими способами:

Как вырезать круглое отверстие в металле буром в сверлильном станке

Как можно вырезать отверстия в листовом металле, на расточном станке

Кругорез Покровского

Простая оснастка из ролика трубореза

Шнеки можно использовать для самодельного шнекового погрузчика

Источник

Расчет шнека (развертка витка)

Поверхность витков шнека изготовленных из листовых заготовок близка к поверхности прямого кольцевого геликоида (или, иначе – винтового коноида). Строго математически поверхность геликоида, не может быть развернута в плоскость. Это означает и обратное — .

. теоретически из плоской заготовки нельзя получить виток геликоида.

Но на практике все сплошь и рядом изготавливают рабочие поверхности шнеков из металлического листа! Листовая заготовка при деформации в виток подвергается не только изгибу, но и вытяжке и сжатию (формовке). При этом локально изменяется начальная толщина листа заготовки! Классическая теория поверхностей, конечно, не предполагает деформационного растяжения или сжатия объектов исследования.

Далее рассмотрен широко применяющийся на практике приближенный расчет развертки витка шнека в виде сектора концентрического кольца с простым выводом всех формул алгоритма. Быстро и удобно выполнить расчет шнека (точнее – развертки витка шнека) призвана помочь небольшая программа, реализованная в Excel.

Расчет в Excel развертки витка шнека.

Рассмотрим виток шнека.

Длина наружной винтовой линии витка шнека по теореме Пифагора:

L=((π*D) 2 +t 2 ) 0,5 (1)

Аналогично длина внутренней винтовой линии витка шнека:

l=((π*d) 2 +t 2 ) 0,5 (2)

Высота витка шнека:

a=(D— d)/2 (3)

Перейдем к рассмотрению развертки витка шнека.

Три следующих формулы отражают зависимости между пространственным витком и плоской разверткой. (Углы в расчетах – в радианах!)

Длина наружной дуги заготовки должна быть равна длине наружной винтовой линии витка:

L=α*D₀/2 (4)

Длина внутренней дуги заготовки должна быть равна длине внутренней винтовой линии витка шнека:

l=α*d₀/2 (5)

Ширина кольцевого сектора заготовки должна быть равна высоте витка шнека:

a=(D₀— d₀)/2 (6)

Вычтем уравнение (5) из выражения (4), заменим часть выражения зависимостью (6) и выразим угол кольцевого тела развертки:

L— l=α *(D₀— d₀)/2=α *a

α=(L— l)/a (7)

Зная угол α из выражений (4) и (5) находим диаметры развертки:

D₀=2*L/α (8)

d₀=2*l/α (9)

Угол выреза в развертке:

β=2*π— α (10)

Размер вырезов по наружному и внутреннему диаметрам развертки:

B= D₀*sin (β/2) (11)

b= d₀*sin(β/2) (12)

В заключение для справки вычислим массу заготовки витка шнека:

G=s*(π/4)*(D₀ 2 — d₀ 2 )/(2*π)*α*ρ (13)

На размещенном ниже скриншоте показан пример расчета в Excel, реализующего рассмотренный несложный алгоритм.

Замечания.

Напоминаю, что выполненный расчет витка шнека — приближенный! Попытки его улучшить чаще всего не имеют ни теоретического, ни практического смысла, так как точность поверхности витка зависит от способа его формообразования.

При необходимости получения высокой точности размеры развертки заготовки можно попытаться скорректировать для каждого конкретного случая индивидуально по результатам экспериментальных замеров. Иногда рационально ввести дополнительно механическую обработку диаметров на токарном станке после формовки и сварки.

Какова же точность развертки, полученной по представленной программе?

Виток винтового коноида с параметрами, заданными в качестве исходных данных (смотри скриншот выше), имеет массу 191 грамм по данным моделирования в одной из CAD-программ. Масса развертки витка по программе в Excel – почти 197 грамм. Разница — 3%. Развертка больше! Возможно, диаметры стоит уменьшить? Не стоит торопиться делать выводы. Если толщина листа в рассматриваемом примере будет меньше всего лишь на 0,05 мм, массы заготовки и теоретического витка станут равными.

По неподтвержденным данным размеры разверток, полученные по рассмотренным формулам, больше реально требуемых размеров на 1,4…1,8%.

Толщина листа заготовки витка шнека (s) и плотность материала (ρ) участвуют лишь в расчете массы (G), поэтому ввод этих значений в исходные данные при расчете только геометрических размеров развертки не является необходимым.

Прошу уважающих труд автора и желающих получать информацию о новых программах на сайте скачивать файл с программой расчетов после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла с программой расчета: raschet-razvertki-vitka-shneka-v-excel (xls 171KB).

В CAD SolidWorks есть интересное приложение BLANKWORKS (www.intersed.kiev.ua/blankworks):

«BLANKWORKS рассчитывает точную форму заготовки для простых и сложных деталей. В отличие от большинства подобных систем, BLANKWORKS способен работать с деталями, изготавливаемыми частично штамповкой с объемной деформацией, а частично гибкой. Расчет заготовки занимает лишь несколько минут и дает результат, имеющий точность, достаточную для предварительной оценки технологичности, оценки расхода и оптимизации раскроя материала. BLANKWORKS отображает также эпюру степени утонения материала.»

Интересно было бы услышать отзывы пользователей этой системы и сравнить результаты расчетов и факты практики.

Источник

Как сделать шнек своими руками: чертежи, схема, пошаговая инструкция

Для осуществления механического бурения скважин на воду используются специальные приспособления. Но многие умельцы стараются сделать шнеки своими руками. Чертеж и подробная инструкция по изготовлению помогут смонтировать механизм, который будет не хуже заводского. Главное, подготовить материал и инструмент.

Подготовительный этап

Прежде чем приступать к сборке конструкции шнека необходимо подготовить рабочий инструмент. В этот список входят:

• сталь листовая;
• автомобильные рессоры;
• напильник;
• специальные тиски для фиксации заготовок;
• молоток;
• картон и маркер;
• болгарка и диски для нее;
• крепежные элементы; рулетка;
• трубы разной длины.

Кроме этого, понадобится сварочный аппарат и защитные очки, чтобы снизить риск попадания искр в глаза при работе.

Что касается материала труб, то лучше подбирать стальные элементы, у которых повышенная коррозийная стойкость. Если брать дешевый вариант, то уже спустя некоторое время на поверхности появится ржавчина.

Если все подготовлено, то можно приступать к работе. Чтобы изготовить шнек своими руками, необходимо выполнить следующие действия:

• вначале сделать проект, а затем — шаблон на плотном картоне;
• взять стальную полую трубу, этот материал должен выдерживать серьезное механическое воздействие;
• изготовить из гибкого стального листа витки и с помощью сварочного аппарата приварить перья к трубе — получится своеобразная пружина.

Если требуется шнек для работы с сыпучим материалом, то витки должны быть расположены всплошную. В обратном случае нужного эффекта не будет. Если все сделано правильно, получится эффективный инструмент, который будет иметь следующие положительные качества:

• компактный размер;
• высокая производительность;
• длительный эксплуатационный срок;
• удобный в работе;
• быстрое углубление и подъем земли.

Но все эти характеристики можно получить только в том случае, если строго следовать инструкции при монтаже. Некоторые самодельные устройства сможет смонтировать даже новичок.

Простой способ

Есть очень простой способ быстро собрать самодельный шнек с двумя лопастями. Эти элементы будут прекрасно врезаться в грунт. Единственный минус, что работать им можно только на небольшой глубине, не более 10 м.

Изготавливается шнек по следующей технологии:

1. Берем трубу длиной от 100 до 140 см, тут все зависит от роста работника. В ее верхней части привариваем продолговатую гайку, которая будет соответствовать болту. Можно заменить двумя стандартными. Если взять меньше, то конструкция будет держаться ненадежно.
2. В нижней части привариваем металлическую гильзу или толстую арматуру — этот элемент будет исполнять роль переходника к буру. Долото покупаем готовое или изготавливаем самостоятельно из стальной полосы длиной 30 см и толщиной 3 мм. Ее сначала хорошенько прокаливаем, а затем охлаждаем в кипящем свинце или масле. Эту спираль фиксируем в гильзе, а потом тщательно затачиваем.
3. Берем два диска от болгарки: один с ровной кромкой на 150 мм, другой зубчатый — 180 мм. Распиливаем эти диски напополам, в таком случае центральная часть расширяется и совпадает с основной трубой. Устанавливаем их поочередно: вначале меньший, а на 10 см выше — больший. Расположение деталей делаем строго под углом 35 градусов к земле. В таком случае повышается коэффициент полезного действия при минимальных усилиях.
4. Далее изготавливаем трубчатые элементы для продления. Для этого берем трубу с аналогичным диаметром и длиной 100−140 см. Затем вставляем снизу болт и привариваем его. В верхней части устанавливаем и привариваем продолговатую гайку.

В таком случае бурильная конструкция будет делать более продолжительные ходы, а значит, работать инструментом будет проще и быстрее. На этом шнек готов.

Сложный вариант

Этот способ изготовления шнека позволит собрать качественное и точное приспособление, которое будет служить долгое время. Для начала делаются расчеты и чертеж, затем — замеры. Также стоит заранее подготовить инструменты и подходящий материал, а уже потом приступать к сборке самодельного бура.

Пошаговая инструкция по монтажу шнекового смесителя выглядит следующим образом:

• Взять подготовленную трубу, причем она должна быть гладкой, без каких-либо изгибов или деформаций. Просверлить на одном конце перпендикулярное отверстие с диаметром 8 мм. Здесь будет соединяться верхняя часть с ручкой.
• Снизу установить наконечник — эта деталь будет задавать направление движения земли. Сделать его можно из старой автомобильной рессоры. Вырезать необходимый квадрат можно при помощи болгарки.
• В трубе проделать продольный пропил, который должен иметь толщину равную наконечнику. Дальше следует вставить его острым кончиком внутрь трубы. В результате должно получиться приспособление, напоминающее копье.
• Соединить детали при помощи сварочного аппарата, не забывая о мерах безопасности.
• Вырезать из рессоры резак длиной равной ½ диаметра изготавливаемого бура, а уже на нем пропилить зубцы. Именно эти элементы будут вгрызаться в грунт, рыхлить его, а уже после земля будет попадать на спираль самодельного шнека.
• Расположить резцы таким образом, чтобы они были под острым углом к основной поверхности. После этого следует приварить детали к стальной трубе.
• Вырезать из металлического листа круг, одинаковый по диаметру со спиралью шнека. Проделать в его центре отверстие, в которое будет вставляться труба. Приложить изготовленный диск к резцу, приваренному к трубке. Сделать разметку их соприкосновения при помощи карандаша или специального маркера.
• По полученным отметкам разрезать круг от края до центра, лучше всего сделать это болгаркой. Разрезанный диск положить в тиски и скрутить элементы в спирали молотком. Изготовленный своими руками шнек насадить на трубу и приварить. В конце обработать поверхность металлической щеткой и покрасить.

Собственно, на этом работа окончена. Остается сделать ручку и удлинитель. Первую можно сделать пластиковой, она будет удобнее, а вот последнюю деталь можно изготовить из любой подходящей трубы.

Несколько советов

Некоторые рекомендации помогут сделать качественное бурильное приспособление. При работе стоит учитывать следующее:

• Необходимо правильно рассчитывать диаметр шнека. Дело в том, что во время работы отверстие будет слегка отличаться от размера режущей детали. Например, 200 мл элемент обеспечит лунку в 240−250 мл.
• Можно заменить диски для болгарки обычной листовой сталью, толщина которой будет около 2 мм. Но ее придется дополнительно гнуть и затачивать, чтобы придать идеальную форму.
• Во время работы с диском необходимо соблюдать меры безопасности. Его следует тщательно и надежно закрепить в специальные тиски, а резать исключительно в защитных очках.
• Чтобы произвести расчет пера шнека, можно воспользоваться специальной программой «Компас-3 D». Она сделает все необходимое, достаточно внести исходные данные и дождаться готового чертежа. Все это позволит значительно сохранить время.

Чтобы продлить эксплуатационный срок самодельного шнека, нужно чистить его после каждой работы. Устранять землю с металлических деталей, при необходимости править лезвия и подтачивать их. Кроме этого, для хранения выбирать помещения с пониженной влажностью.

Источник