Welkom bij

---

Stapsgewijze ontwerpberekeningen voor transportschroeven

Ontwerp van schroefvoeders (capaciteit, afmetingen)

Volg ons op Twitter 
Vraag, opmerking? Neem contact met ons op via admin@powderprocess.net

---

Pagina samenvatting
1. Ontwerp van transportschroeven: methodes
2. Ontwerp procedure van een transportschroef
3. Hulpmiddel voor dimensionering en capaciteitsberekening van transportschroeven

---

1. Ontwerp van transportschroeven: methodes

Hoe dimensionert u een schroefvoeder?

Transportschroeven behoren tot de meest gebruikte apparatuur voor het transporteren en doseren van bulkvastestoffen. Het is daarom in veel projecten vereist om de afmetingen van een transportschroef te berekenen om een benodigde capaciteit te bereiken. Het kan ook nodig zijn om de capaciteit van een bestaande schroef te controleren in geval van verandering van het te verwerken materiaal of een toename van de benodigde capaciteit. Enkele formules zijn beschikbaar in de literatuur en worden in deze korte technische gids gepresenteerd.

Waarschuwing: Het moet worden opgemerkt dat deze formules bedoeld zijn om een indicatie te geven van de afmetingen van de transportschroef (d.w.z. de diameter) en de snelheid waarmee deze zal werken, gebaseerd op bepaalde aannames en ontwerpbeslissingen (keuze van schroefsteek, hellingshoek). De formules kunnen ook worden gebruikt om de capaciteit van een bestaande schroefvoeder globaal te controleren. Ze zijn niet bedoeld voor een gedetailleerd ontwerp, een taak die altijd moet worden toevertrouwd aan een gespecialiseerd bedrijf (bijvoorbeeld aangesloten bij de CEMA-vereniging in de VS of SHAPA in het VK).

Deze pagina gaat ervan uit dat het materiaal geen klontering vertoont. Dit is belangrijk, met name bij gebruik van de schroef in de mijnbouw- en betonindustrie, waar speciale voorzorgsmaatregelen, die hier niet in detail worden behandeld, moeten worden genomen.

Een typisch transportschroefontwerp is hieronder weergegeven:

Figuur 1: Principe-tekening van transportschroef en belangrijke componenten

2. Ontwerpprocedure van een transportschroef

Hoe berekent u de afmetingen en capaciteit van een schroefvoeder?

Bekend: benodigde capaciteit van de transportschroef, materiaal
Onbekend: schroefafmetingen en -kenmerken

2.1 Algemene formule

De capaciteit van een transportschroef met een standaard schroefvlucht kan als volgt worden geschat:

Met

Q = schroefcapaciteit in kg/u
D = schroefdiameter in m
S = schroefsteek in m
N = schroefsnelheid in omw/min
α = vulgraad
ρ = losse dichtheid van het materiaal in kg/m^³
C = hellingscorrectiefactor

Stap 1: definieer de vereisten

• Definieer de benodigde capaciteit voor de transportschroef. Het ontwerp van de schroef moet een capaciteit bereiken die gelijk is aan of groter is dan deze waarde.

Voorbeeld: de vereiste capaciteit voor een schroef die suiker transporteert is 3500 kg/u.

Stap 2: bereken de capaciteit van de transportschroef

• Neem een diameter D aan

• Definieer de schroefsteek (afhankelijk van de kenmerken van het te transporteren product, onder andere parameters) op basis van de diameter van de schroef.

Steek	Steeklengte S
Standaard	S = D
Kort	S = 2/3*D
Half	S = D/2
Lang	S = 1,5*D

• Schat de vulgraad α van de schroef in op basis van de stroom eigenschappen van de te transporteren vaste stof

Materiaal	Minimale vulgraad	Maximale vulgraad
Niet vrijstromend	0,12	0,15
Gemiddelde vloeibaarheid	0,25	0,30
Vrijstromend	0,4	0,45

Dit zijn slechts orde-grootten. Waarden kunnen hoger of lager zijn; in sommige gevallen kan de vulgraad zelfs 95% bereiken.

• Voor het ontwerp van een hellende transportschroef: Bepaal of de transportschroef vlak is (wat altijd de voorkeur heeft) of hellend moet zijn. Bepaal de bijbehorende correctiefactor.

Helling in °	Correctiefactor C
0	1
5	0,9
10	0,8
15	0,7
20	0,65

• Stel de schroefsnelheid zo in dat de capaciteit van de transportschroef hoger is dan de vereiste capaciteit.

Voorbeeld:

• De aangenomen diameter is 0,1 m
• Geen specifieke belasting voor de schroef; de spoed wordt standaard gekozen, S = 0,1 m
  
• Suiker is vrijstromend; een vulgraad van 0,45 wordt geselecteerd
• De schroef is horizontaal gemonteerd, C = 1
• De bulkdichtheid van suiker is 800 kg/m³

De berekening geeft 17 kg/u voor 1 omw/min. Door de snelheid aan te passen, zijn 207 omw/min vereist om een capaciteit van 3500 kg/u te bereiken.

Stap 3: vergelijk de berekende capaciteit met de maximale schroefsnelheid

Enkele referentiewaarden voor maximale schroefsnelheden zijn weergegeven in onderstaande tabel:

Schroefdiameter in m	15%	30%A	30%B	45%
0,1	69	139	69	190
0,15	66	132	66	182
0,23	62	122	62	170
0,25	60	118	60	165
0,30	58	111	58	157
0,36	56	104	56	148
0,41	53	97	53	140
0,46	50	90	50	131
0,51	47	82	47	122
0,61	42	68	42	105

Als de in stap 2 berekende snelheid < is dan de maximale toelaatbare snelheid voor de geselecteerde schroefdiameter, kan het ontwerp behouden blijven.

Als de in stap 2 berekende snelheid > is dan de maximale toelaatbare snelheid voor de geselecteerde schroefdiameter, is het ontwerp ongeschikt en moet de berekening opnieuw worden uitgevoerd door een parameter aan te passen, meestal de diameter.

Let op: bij het hanteren van poeders die gevoelig zijn voor stofexplosies, moet de maximale snelheid resulteren in een uiteinde-snelheid van de schroef < 1 m/s.

Voorbeeld:

• De geselecteerde diameter was 0,1 m, waarvoor de maximale schroefsnelheid bij 45% vulgraad geadviseerd wordt op 190 omw/min
• De berekende snelheid is te hoog; de berekening moet opnieuw worden uitgevoerd door een parameter aan te passen. Er kan een grotere diameter worden gekozen, D = 0,15 m
• De berekening wordt opnieuw uitgevoerd en deze keer wordt een snelheid van 62 omw/min verkregen. Dit is lager dan de maximale aanbevolen snelheid; het schroefontwerp kan worden geselecteerd.

2.2 Alternatieve formule volgens CEMA

De CEMA-vereniging geeft de capaciteit van een transportschroef als:

C = 0,7854*(D_s^²-D_p²").P.K.60/1728

Met:

C = capaciteit in ft³/u/min
D_s = Diameter van de schroefvlucht in inch
D_p = Diameter van de buis/as die de schroefvlucht ondersteunt, in inch
P = spoed (steek) van de schroef in inch
K = vulgraad van de trog in %

Dit is de capaciteit per 1 omwenteling (rpm). Indien de afmetingen bekend zijn, bijvoorbeeld bij een bestaande transportschroef, kan de uiteindelijke schroefcapaciteit in u/min worden bepaald door te vermenigvuldigen met het daadwerkelijke toerental waarop de schroef wordt gebruikt.

De formule levert vergelijkbare resultaten op als de hierboven genoemde.

3. Gereedschap voor het berekenen van schroeftransportgrootte en -capaciteit

U kunt hier een berekeningstool vinden die de formule toepast zoals beschreven op deze pagina. Gebruik deze tool uitsluitend voor een globale indicatie van de schroefafmetingen, voer geen gedetailleerd ontwerp uit met dit Excel-bestand.