Considerações de projeto para uma rosca alimentadora volumétrica eficiente

Tom Picone, diretor de desenvolvimento de negócios, Vibra Screw Inc. | 07 de julho de 2023

Um alimentador de parafuso volumétrico é um componente crucial em muitas indústrias onde é necessária uma alimentação precisa e consistente de materiais secos a granel. Alcançar um projeto ideal para um alimentador (de rosca volumétrica) é essencial para garantir um fluxo de material preciso e confiável no processo. Este artigo se aprofundará em diversas considerações de projeto e diretrizes para o desenvolvimento de um alimentador de parafuso volumétrico eficiente que atenda aos requisitos específicos da aplicação. Desde a geometria da rosca até o projeto da tremonha e sistemas de controle, cada aspecto desempenha um papel vital na obtenção de uma alimentação volumétrica precisa.

A geometria da rosca é um aspecto fundamental de um projeto de alimentador de rosca volumétrico. Um parafuso com passo e diâmetro constantes ao longo de seu comprimento garante um fluxo consistente de material. Ao empregar uma única rosca de alimentação com passo variável, os projetistas podem otimizar o processo de alimentação. Esta configuração permite controlar a vazão do material ajustando o passo ao longo do comprimento do parafuso. A seleção da variação de passo apropriada depende das características de fluxo do material e da taxa de alimentação desejada. É crucial considerar fatores como coesão do material, ângulo de repouso e potencial de inundação ou descarga ao determinar a geometria ideal do parafuso.

O comprimento e o diâmetro da rosca de alimentação são fatores importantes para obter uma alimentação volumétrica precisa. O comprimento da rosca em relação à calha do alimentador afeta o tempo de permanência do material dentro do alimentador, o que pode afetar a precisão da alimentação. Um parafuso mais longo proporciona mais tempo para o material ser transportado, resultando em maior precisão. Um mínimo de três voos na calha produz os melhores resultados. O diâmetro da rosca deve ser escolhido com base na taxa de alimentação necessária do processo e nas características do material para evitar sobrecarga ou subalimentação de alimentação. Parafusos superdimensionados ou subdimensionados podem levar a um fluxo inconsistente (pulsação conforme as hélices do parafuso giram na descarga) e um parafuso subdimensionado simplesmente não atinge a taxa de alimentação necessária. A consideração adequada do comprimento e diâmetro da rosca de alimentação garante que o alimentador de rosca volumétrica possa lidar com o fluxo de material necessário, mantendo a precisão.

Projeto básico do parafuso de alimentação

A configuração das taliscas do parafuso refere-se à forma e disposição das taliscas ao longo de seu comprimento. Diferentes configurações de voo, como passo completo, passo curto, passo cônico ou corte, podem ser utilizadas para controlar a taxa de avanço e melhorar a precisão. Por exemplo, os voos de passo completo proporcionam uma maior capacidade volumétrica, enquanto os voos de passo curto oferecem maior controle sobre a taxa de alimentação. As taliscas cônicas podem ajudar na compressão do material e no controle do fluxo, enquanto as taliscas cortadas podem minimizar o refluxo do material. A seleção da configuração de voo apropriada depende das características específicas do material, da taxa de alimentação necessária e da precisão de alimentação desejada. A compreensão adequada desses fatores permite que os projetistas otimizem o processo de alimentação volumétrica.

Vários tipos de parafusos de alimentação

A velocidade de rotação da rosca influencia diretamente a taxa de alimentação do alimentador de rosca volumétrica. É crucial selecionar uma velocidade apropriada com base nas características de fluxo do material e na taxa de alimentação desejada. Diferentes materiais têm diferentes propriedades de coesão, ângulo de repouso e tendências para inundação ou descarga, o que deve ser considerado. Observe que a velocidade da rosca e a taxa de saída normalmente não são lineares (isto é, à medida que a velocidade da rosca aumenta, a taxa de saída aumenta proporcionalmente em toda a faixa de velocidade da rosca). Dependendo das características de manuseio do material alimentado, à medida que a velocidade da rosca aumenta acima de 100 RPM (em um alimentador de rosca única), a taxa de alimentação diminui. Materiais com densidades aparentes, tamanhos de partículas ou características de fluxo variáveis ​​podem apresentar comportamento não linear.

Uma compreensão abrangente do comportamento do material é necessária para determinar a velocidade ideal da rosca que evita a compactação, segregação ou fluxo errático do material. Podem ser necessários testes e experimentação para ajustar a velocidade de rotação para um desempenho ideal.