Ruuvikuljettimien suunnitteluohje

Kuvassa tyypillinen ruuvikuljetin, joka soveltuu materiaalien siirtämiseen. Vastaavan tuotteen jokainen suunnittelee mittojensa mukaiseksi. Seuraavaksi käydään perusasioita, jotka suunnittelijan tulee tietää.

Ruuvikuljetin muodostuu putkeen tai kaukaloon sijoitetusta ruuvista tai spiraalista, joka pyöriessään siirtää kuljetettavaa, useimmiten rakeista tai jauhemaista materiaalia eteenpäin. Teknisesti ruuvikuljettimet ovat yksinkertaisia ja halpoja rakenteeltaan, haittapuolena ruuvin kuluminen ja tarvittava suurehkö käyttöteho. Ruuvikuljetin soveltuu erityisesti vaakatasossa tapahtuvaan siirtämiseen, kun materiaalivirta ja siirtomatka ovat kohtuulliset. Kuljettimen asentamista yli 20 asteen kulmaan pyritään välttämään, mutta jopa 90 asteen kulma on mahdollinen. Ruuvikuljettimen pituus on tavallisesti korkeintaa 30-40 metriä, mutta myös yli 60 metriä pitkiä kuljettimia valmistetaan. Pitkät kuljettimet valmistetaan kuljetinmoduuleista, jotka syöttävät edellä olevaa kuljetinta.

Kapasiteetiltaan ruuvikuljettimet ova yleensä 5-40 m3/h ja suurimmat voivat olla yli 200 m3/h. Suurilla materiaalivirtauksilla hihhakuljettimet ja eräät muut ratkaisut todennäköisesti ovat edullisempi tapa siirtämiseen.

Ryhmä 1: kevyet helposti siirrettävät materiaalit kuten kaura, vehnä, ohra, pavut, jauhot, pellavan siemenet, jauhemainen hiili ja vastaavat materiaalit, joiden (k =0,5)

Ryhmä 2: hienoja ja raemaisia ainesosia sisältävät materiaalit kuten sahanpuru (k= 0.7), kahvinpavut (k = 0,4), lentotuhka (k = 0,4), jauhemainen alumiin ( k = 0,6), hiilimurska tai -jauhe (k = 0,9), kevyt kalsinoitu sooda (k = 0,7).

Ryhmä 3: hienoja ainesosia sisältävät materiaalit, joissa taipumusta paakkuuntumiseen, kuten hieno- ja karkea suola (k = 1,2), raskas kalsinoitu sooda (k = 0,7), puuvillan siemenet (k = 0,9), kuiva tuhka (k = 4,0), booraksi (k = 0,7), märät mallasjyvät (k = 0,6).

Ryhmä 4: puolikuluttavia hienoja-, raemaisia- ja paakkuuntuvia ainesosia sisältävät materiaalit kuten kuiva sementti (k = 1,4), savi (k = 2,0), raakasokeri (k = 1,0), seulottu kalkkivi (k = 2,0), lyijysuolat (k = 1,0), sinkkioksiitti (k = 0,8), kuiva bauksiitti (k = 1,8), kuohusavi (k = 2,0).

Ryhmä 5: kuluttavia ja paakkuuntuvia ainesosia sisältävät materiaalit kuten märkä tuhka (k = 5,0), kvartsihiekka (k = 2,0), ilmava multa (k = 4,0) ja jätevesiliete (k = 6,0).

Spiraalikierukan korjauskerroin

Vaakasuoraan asennetulla spiraalikierukalla kerroin on 1,2-1,4, jolla materiaalivirtaus on kerrottava.

Kaltevuuden korjauskerroin

Kulma       0       10       15       20       25       30       35

kerroin      1       0,9     0,74    0,55    0,42    0,30    0,22

Ruuvin täytösaste (%) ja ohjeelliset pyörmisnopeudet

Taulukko tähän

Ohjeellinen ruuvikierukan mitoitus

Taulukko tähän

Ruuvikierukan akseli voi olla umpinainen mitoituksella d1 tai osaksi putkimainen kierukan kohdalta mitoituksella d ja laakeripäistään umpinainen mitoituksella d1. Sopivia lääkerointiyksiköitä ovat UCP200 sarjan pystylaakeriyksiköt, joita varten ruuvikierukan akselin päihin koneistetaan olakkeelliset laakerisovitteet ohjeellisella d2 mitoituksella. Yleisesti ruuvin nousu on sama kuin ruuvin halkaisija D.

Kuljetus kapasiteetti

Kerroin kuljettimen koolle

Tarvittava käyttöteho

Käyttölaitteen teho

Käyttölaite

Käyttölaite sijoitetaan yleensä ruuvin syöttöpuolen päähän, jossa ruuvin täytösaste on suurin ja tästä syystä tarvittava akselia kiertävä vääntömomentti. Usein jalkamallinen vaihde kiinnitetään ruuvikiinnityksellä jäykistetyn, tukevarakenteisen asennuslevyn päälle. Tämän levyn tehtävä on usein toimia kuljettimen kiinnityskohtana ja vaihteen vääntömomentin välittäjänä ympäröivään rakenteeseen. Vaihteen käyttöakselin ja ruuvin akselin väliin sijoitetaan joustava kytkin, jonka tehtävä on eliminoida akseleiden välinen kulmavirhe, jollainen syntyy varsinkin pitkissä ruuvin akseleissa.

Laakerointi

- päätylaakerit — tukevat ruuvin molemmat päät ja ottavat vastaan aksiaalikuormaa
- välilaakerit (hanger bearings) — kannattelevat pitkää ruuvia kourun sisällä
- laakeripesät — rungot, joihin laakerit asennetaan
- tiivisteet — estävät pölyn, jauheen ja lietteen pääsyn laakeriin
- akselin laippaliitokset — ruuvin ja laakeroinnin mekaaninen liitäntä

Laakerityypit ja niiden roolit
- Pallolaakerit — yleisin päätylaakeri; kestää radiaali- ja kohtalaisen aksiaalikuorman
- Rullalaakerit — raskaammille kuormille, esim. biomassalle tai kivimurskeelle
- Liukulaakerit — käytetään välilaakereina; materiaalina usein pronssi, UHMW‑muovi tai grafiittikomposiitti
- Erikoislaakerit — korkean lämpötilan, kemikaalien tai hygienian vaatimuksiin

Laakeroinnin tekniset vaatimukset
- Akselin linjaus: ruuvin on oltava suorassa, muuten syntyy värinää ja kulumista.
- Aksiaalikuorman hallinta: etenkin nousukulman ja materiaalin kitkan vuoksi ruuvi pyrkii “vetämään itseään” eteenpäin.
- Voitelu: välilaakerit voivat olla kuivavoitelulla, päätylaakerit yleensä rasvavoideltuja.
- Tiivistys: pöly, jauhe ja hienoaines ovat laakerien pahin vihollinen.
- Lämpölaajeneminen: pitkissä kuljettimissa akseli elää, joten toinen päätylaakeri on usein kelluva.

Missä laakerointi yleensä pettää
- väärä linjaus → ruuvi hankaa kouruun
- materiaalin pääsy laakeriin → ennenaikainen kuluminen
- ylikuormitus → akselin taipuminen ja välilaakerien rikkoutuminen
- puutteellinen voitelu → lämpeneminen ja jumiutuminen

Mitoitusperiaatteet
- Välilaakeriväli tyypillisesti 2–3 m, riippuen ruuvin halkaisijasta.
- Päätylaakerit mitoitetaan akselin halkaisijan ja momentin mukaan.
- Laakeripesien kiinnitys rungon jäykkyyteen on kriittinen — heikko runko = huono linjaus.

Siirtoruuvi

Ruuvin erikoisratkaisuja

Avoin spiraalikierukka, jota käytetään:

a) juoksevien materiaalien siirtoon, kuten kuumalle tervalle, asfaltille ja yleensä materiaaleille, joilla on taipumusta kerääntyä akselin ympärille.

b) märille ja tikkumaisille materiaaleille.

c) takertuville materiaaleille, kuten sorvauslastut

Katkaistu ruuvikierukka:

Lyhytnousuiset ruuvikierukat:

Lapamainen ruuvikierukka:

Muuttuvanousuiset ruuvikierukat

Lapamainen ruuvikierukka:

a) Lapamainen ruuvikierukka voi olla ...

b) Ruuvikierukka, jossa ei ole varsinaista ruuvinousua, ...

Teksti täydentyy lähipäivinä kattavaksi