Bagaimana Kapasitas Konveyor Sekrup Dihitung, dan Faktor Apa yang Menentukan Desain yang Tepat?

SEBUAH konveyor sekrup — juga disebut konveyor auger atau konveyor sekrup heliks — adalah salah satu sistem pengangkutan mekanis yang paling banyak digunakan di pabrik pemrosesan industri, fasilitas penanganan material curah, pabrik pengolahan air limbah, pabrik semen, elevator biji-bijian, pabrik kimia, dan operasi apa pun yang memerlukan pemindahan material curah dalam bentuk bubuk, granular, atau gumpalan kecil secara terus menerus dan andal dari satu titik ke titik lainnya. Desainnya tampak sederhana: sekrup heliks yang berputar di dalam bak atau tabung, mendorong material sepanjang konveyor. Namun konveyor sekrup yang ukurannya tidak tepat untuk material yang dibawanya — diameter yang salah, pitch yang salah, kecepatan yang salah, daya yang salah — akan gagal untuk memindahkan throughput yang diperlukan, membebani motor penggeraknya secara berlebihan, membuat material yang diangkut menjadi terlalu panas, atau cepat aus karena gesekan yang berlebihan.

Untuk insinyur pabrik, manajer pengadaan, dan tim proyek yang menentukan konveyor sekrup, memahami cara penghitungan kapasitas dan parameter desain apa yang menentukan kapasitas tersebut adalah landasan untuk mendapatkan spesifikasi yang tepat pada kali pertama. halanduan ini mencakup pendekatan penghitungan kapasitas, faktor desain utama, dan kesalahan spesifikasi umum yang menyebabkan peralatan berukuran terlalu kecil atau terlalu besar.

Rumus Kapasitas Konveyor Sekrup Dasar

Kapasitas konveyor sekrup — massa material yang diangkut per satuan waktu — bergantung pada empat variabel utama: diameter sekrup, pitch sekrup, kecepatan putaran, dan kepadatan curah material, disesuaikan dengan faktor efisiensi pemuatan yang memperhitungkan seberapa penuh penampang bak diisi dengan material selama operasi normal.

Rumus kapasitas standar untuk konveyor sekrup horizontal adalah:

T = (π/4) × D² × P × n × ρ × φ × 60

Dimana:

• Q = Kapasitas (ton per jam, t/jam)
• D = Diameter luar sekrup (meter)
• P = Pitch heliks sekrup (meter) — biasanya sama dengan D untuk pitch standar
• n = Kecepatan putaran (RPM)
• ρ = Massa jenis bahan (ton per meter kubik, t/m³)
• φ = Koefisien pengisian — bagian dari penampang bak yang diisi dengan material (tanpa dimensi, biasanya 0,25–0,45)

Koefisien pengisian φ bukanlah konstanta yang tetap — ia bergantung pada sifat material yang diangkut. Material non-abrasif yang mengalir bebas (butir, pasir kering, bubuk ringan) dapat diangkut pada tingkat pengisian yang lebih tinggi (φ = 0,40–0,45), sedangkan material yang bersifat abrasif, lengket, atau berat diangkut pada tingkat pengisian yang lebih rendah (φ = 0,25–0,35) untuk mengurangi gesekan, keausan, dan degradasi material. Penggunaan nilai φ yang salah untuk jenis material menghasilkan perhitungan kapasitas yang tidak mencerminkan kinerja sebenarnya.

Kombinasi Diameter dan Kecepatan Sekrup Standar

Dalam praktiknya, desain konveyor sekrup melibatkan pemilihan diameter sekrup standar dan kemudian menghitung kecepatan yang diperlukan untuk mencapai kapasitas target pada tingkat pengisian yang sesuai. Tabel berikut memberikan kisaran kapasitas indikatif untuk diameter sekrup standar umum pada kecepatan pengoperasian tipikal dengan pitch standar (P = D):

*Kisaran kapasitas mengasumsikan kepadatan curah 0,6–1,2 t/m³ dan koefisien pengisian 0,30–0,40. Kapasitas sebenarnya untuk material Anda memerlukan penghitungan menggunakan kepadatan curah aktual material dan koefisien pengisian yang sesuai.

Mengapa Kecepatan Pengoperasian Harus Disesuaikan dengan Jenis Material

Kecepatan pengoperasian konveyor sekrup bukan sekadar fungsi kapasitas — namun secara langsung memengaruhi degradasi material, konsumsi daya, dan keausan peralatan. Menjalankan konveyor sekrup lebih cepat dari yang sesuai untuk jenis material akan meningkatkan:

Degradasi material: Bahan rapuh — biji-bijian makanan, produk berbentuk pelet, mineral rapuh — mengalami lebih banyak kerusakan partikel pada kecepatan sekrup yang lebih tinggi karena peningkatan gaya sentrifugal dan benturan yang lebih besar terhadap dinding bak. Dalam pengolahan makanan dan aplikasi farmasi, kecepatan sekrup yang berlebihan merupakan masalah pengendalian kualitas, bukan hanya masalah keausan peralatan.

Tingkat keausan: SEBUAHbrasive materials — sand, cement clinker, mineral ores — wear the screw flights and trough lining at a rate proportional to screw peripheral velocity. A screw with too high a peripheral velocity on an abrasive material will have its flights and trough worn through far faster than a correctly specified, slower-running, larger-diameter screw delivering the same capacity. The correct approach for abrasive materials is a larger diameter at a lower speed, not a smaller diameter running fast.

Konsumsi daya: Kecepatan yang lebih tinggi meningkatkan efek sentrifugal yang mendorong material keluar menuju dinding bak, meningkatkan gaya gesekan dan oleh karena itu konsumsi daya melebihi perkiraan peningkatan kapasitas saja. Efisiensi daya konveyor sekrup biasanya paling tinggi pada kecepatan sedang — berada dalam kisaran material dan diameter — dan menurun pada rentang kecepatan ekstrem.

Kecepatan periferal maksimum yang direkomendasikan berdasarkan kategori material: mengalir bebas, non-abrasif (butiran, bubuk ringan) — hingga 2,0 m/s; agak abrasif atau kohesif sedang (batubara, mineral ringan) — hingga 1,5 m/s; sangat abrasif (pasir, klinker, bijih mineral berat) — hingga 1,0 m/s. Kecepatan keliling dalam m/s = (π × D × n) / 60, dengan D adalah diameter sekrup dalam meter dan n adalah RPM.

Bagaimana Kemiringan Mempengaruhi Kapasitas Konveyor Sekrup

SEBUAHll the capacity figures and formulas above apply to horizontal screw conveyors. When a screw conveyor is inclined — used to elevate material as it conveys — capacity decreases significantly because the material tends to slide back down the incline as the screw rotates, reducing the effective conveying action.

Faktor pengurangan kapasitas untuk konveyor sekrup miring mengikuti hubungan non-linear dengan sudut. Perkiraan kapasitas sebagai persentase kapasitas horizontal pada kecepatan dan diameter yang sama:

Untuk aplikasi miring dimana kapasitas harus dipertahankan, solusi desainnya adalah meningkatkan diameter sekrup untuk mengimbangi pengurangan kapasitas — bukan meningkatkan kecepatan, yang memperparah masalah aliran balik material dengan meningkatkan efek sentrifugal. Jika kemiringan melebihi 20°, konveyor sekrup vertikal dengan desain berbeda (rumah tubular tertutup, opsi pitch lebih tinggi, kecepatan lebih tinggi) atau jenis konveyor alternatif harus dievaluasi.

Parameter Desain Utama Selain Kapasitas: Apa Lagi yang Menentukan Pemilihan Konveyor Sekrup?

Kapasitas adalah titik awalnya, namun spesifikasi konveyor sekrup yang lengkap juga harus memenuhi parameter berikut:

Tipe palung — U-trough vs tubular: Palung terbuka berbentuk U adalah konfigurasi standar untuk sebagian besar aplikasi penanganan material curah — memungkinkan level material dipantau secara visual, menyediakan akses mudah untuk pembersihan dan pemeliharaan, dan mengakomodasi beberapa titik masuk dan keluar di sepanjang bak tersebut. Konfigurasi tubular (pipa tertutup) digunakan ketika material harus dilindungi dari paparan atmosfer (kelembaban, oksigen, kontaminasi), ketika konveyor harus menangani tekanan atau sedikit vakum, atau ketika material berbahaya dan diperlukan penahanan. Konveyor sekrup pelepasan sistem pengumpulan debu sering kali berbentuk tabung untuk menampung debu.

Variasi pitch sekrup — standar, pendek, setengah: Pitch standar (P = D) adalah yang paling umum dan sesuai untuk sebagian besar material yang mengalir bebas dan cukup kohesif pada konveyor horizontal dan sedikit miring. Pitch pendek (P = 0,67D) memberikan tindakan penyampaian yang lebih baik untuk aplikasi miring dan material lengket karena mengurangi kecenderungan material untuk meluncur ke belakang. Half pitch (P = 0.5D) digunakan untuk material yang sangat lengket dan kental serta untuk aplikasi pengangkutan vertikal dimana pitch standar akan menyebabkan aliran balik material yang berlebihan.

Ketebalan dan bahan penerbangan (bilah): Bilah heliks (penerbangan) harus cukup tebal agar tidak membelok atau mengalami kelelahan akibat kombinasi beban torsi dan tekanan material di seluruh panjang konveyor. Penerbangan baja karbon standar sesuai untuk material non-abrasif pada suhu kamar. Penerbangan baja yang diperkeras atau pelat aus diperlukan agar material abrasif dapat mencapai masa pakai yang dapat diterima. Penerbangan baja tahan karat diperlukan untuk aplikasi kimia food grade, farmasi, dan korosif. Menentukan material penerbangan dengan benar untuk produk dan lingkungan yang diangkut akan menentukan interval perawatan dan biaya penggantian selama masa pakai konveyor.

Panjang konveyor dan gantungan perantara: Konveyor sekrup yang panjang — biasanya yang jarak antar bantalan ujungnya melebihi 4–5 meter — memerlukan bantalan gantungan perantara untuk menopang poros sekrup terhadap defleksi akibat beratnya sendiri dan beban material. Bantalan gantungan merupakan titik perawatan yang penting karena terletak di dalam jalur aliran material dan tidak dapat disegel secara efektif — bantalan tersebut dilumasi secara berkala dan diganti jika sudah aus. Meminimalkan jumlah gantungan perantara dengan memilih diameter poros yang lebih konservatif, atau dengan membagi jalur konveyor yang panjang menjadi beberapa bagian yang lebih pendek, dapat secara signifikan mengurangi kebutuhan perawatan dalam layanan abrasif.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Berapa panjang maksimum untuk konveyor sekrup tunggal?

Tidak ada panjang maksimum yang mutlak, tetapi batasan praktis ada berdasarkan kekuatan puntir poros sekrup dan jumlah bantalan gantungan perantara yang dapat ditampung. Untuk konveyor sekrup industri standar, satu bagian biasanya berukuran hingga 12–15 meter; lebih dari itu, torsi penggerak yang diperlukan untuk memutar sekrup yang terisi penuh sepanjang panjang total dapat melebihi nilai torsi praktis untuk ukuran poros, dan jumlah gantungan perantara menjadi intensif perawatan. Pengangkutan yang panjang biasanya lebih baik dilayani oleh beberapa bagian konveyor secara seri, masing-masing dengan penggeraknya sendiri, dibandingkan dengan konveyor tunggal yang sangat panjang yang memerlukan poros yang sangat besar dan banyak bantalan perantara.

Bagaimana cara menghubungkan konveyor sekrup ke pengumpul debu bag filter?

Pengumpul debu bag filter — khususnya sistem pulse jet bag filter — mengumpulkan debu yang disaring dalam hopper di bagian bawah pengumpul. Konveyor sekrup biasanya dipasang tepat di bawah saluran pembuangan hopper untuk terus menghilangkan debu yang terakumulasi dan membawanya ke tempat pengumpulan, stasiun kantong besar, atau titik pemrosesan lebih lanjut. Sambungan antara saluran keluar hopper dan saluran masuk konveyor sekrup harus kedap debu — sambungan flensa dengan paking penyegel dan, dalam banyak instalasi, katup putar (pengunci udara) antara hopper dan sekrup untuk mencegah kebocoran udara ke dalam wadah pengumpul debu bertekanan atau bertekanan negatif. Konveyor sekrup harus disesuaikan dengan jenis debu (bubuk halus biasanya φ = 0,30–0,35), tingkat akumulasi debu maksimum yang diharapkan, dan kemiringan apa pun jika titik pengumpulan tidak sejajar dengan pelepasan konveyor.

Bahan apa yang tidak dapat ditangani oleh konveyor sekrup?

Konveyor sekrup tidak cocok untuk material yang sangat berserat yang membungkus poros sekrup (serat panjang, tali, kain lap), material gumpalan besar yang melebihi sekitar sepertiga diameter sekrup dalam dimensi terbesarnya, material yang sangat abrasif pada kapasitas tinggi di mana konveyor alternatif dapat mencapai masa pakai lebih lama (konveyor sabuk untuk pengangkutan abrasif jarak jauh), dan material dengan sensitivitas suhu jika gesekan sekrup akan menghasilkan kenaikan suhu yang tidak dapat diterima. Untuk material di luar jangkauan konveyor ulir standar yang sesuai, alternatif termasuk konveyor sabuk, elevator bucket, konveyor pneumatik, atau konveyor rantai tarik harus dievaluasi berdasarkan karakteristik material, keluaran, dan jarak.

Konveyor Sekrup Industri dari Mesin Perlindungan Lingkungan ZhongXing

ZhongXing Perlindungan Lingkungan Machinery Co., Ltd. , Taman Industri Danau Tianmu, Liyang, Jiangsu, memproduksi konveyor sekrup industri untuk penanganan material bubuk dan butiran curah, termasuk layanan pembuangan debu di bawah pengumpul debu bag filter, pemrosesan semen dan mineral, serta pengangkutan material curah secara umum. Konveyor sekrup tersedia dalam diameter standar dari 150mm hingga 630mm, dalam konfigurasi U-trough dan tubular, dalam konstruksi baja karbon dan baja tahan karat untuk layanan food grade dan korosif. ISO9001:2015 dan bersertifikat CE. Konveyor sekrup tersedia secara terpisah atau sebagai bagian dari sistem pengumpulan debu terintegrasi dengan filter kantong dan kipas sentrifugal.

Hubungi kami dengan jenis material, kepadatan curah, kapasitas yang dibutuhkan, panjang konveyor, dan kecenderungan Anda untuk menerima rekomendasi desain dan penawaran harga.

Produk Terkait: Konveyor Sekrup | Pengumpul Debu Filter Kantong | Kipas Sentrifugal | SEBUAHxial Fan