Trả lời trực tiếp: Vít tải đẩy vật liệu rời bằng một cánh xoắn quay trong máng. Vật liệu không quay theo cánh mà bị ma sát với thành máng giữ lại, nên mỗi vòng quay nó chỉ tiến lên được một đoạn dọc trục. Chính ma sát với máng là điều kiện để vít tải hoạt động.
Nội dung thuộc chuyên trang Máy & thiết bị của cokhi.net, cụm Thiết bị xưởng — ở góc nguyên lý vận chuyển, không giới thiệu hay so sánh máy của nhà cung cấp nào.
Vì sao vật liệu tiến lên thay vì quay theo cánh?
Đây là điểm cốt lõi và cũng là chỗ dễ hiểu sai nhất. Nếu vật liệu quay tròn cùng cánh xoắn thì nó đứng yên tại chỗ theo phương dọc trục, và vít tải không vận chuyển được gì.
Cái ngăn nó quay theo là ma sát giữa vật liệu và thành máng. Cánh xoắn đẩy vật liệu theo hướng vuông góc với mặt cánh; hướng đó gồm một thành phần vòng và một thành phần dọc trục. Thành phần vòng bị ma sát máng cản lại, còn thành phần dọc trục thì không có gì cản — nên vật liệu trườn dọc máng.
Hai hệ quả trực tiếp đi ra từ cơ chế này:
- Máng nhẵn quá thì hiệu quả giảm, vì ma sát cản chuyển động quay yếu đi và vật liệu bắt đầu quay theo cánh.
- Ma sát cũng chính là chỗ tiêu tốn công suất và là nơi sinh mài mòn. Đây là đánh đổi cố hữu, không phải khuyết điểm khắc phục được: cái làm vít tải chạy được cũng là cái làm nó mòn.
Vì mài mòn tập trung ở mép cánh và lòng máng, việc chọn vật liệu cho hai chỗ đó là quyết định thiết kế chính, tham khảo nhóm thép chống mài mòn ở bài thép chống mài mòn cho nông nghiệp.
Vít tải khác băng tải ở những điểm nào?
| Vít tải | Băng tải | |
|---|---|---|
| Cách vật liệu di chuyển | Bị cánh xoắn đẩy trượt dọc máng | Nằm yên trên mặt băng và đi cùng băng |
| Vật liệu chịu tác động | Bị xáo trộn, chà xát — có thể vỡ hạt | Gần như không bị tác động |
| Kín hay hở | Dễ làm kín hoàn toàn, ít bụi và mùi | Thường hở, cần bao che riêng nếu cần kín |
| Đổi hướng và độ dốc | Dốc được, nhưng năng suất giảm nhanh theo độ dốc | Dốc bị giới hạn bởi ma sát vật liệu với băng |
| Chiều dài hợp lý | Ngắn và trung bình; trục dài bị võng | Đi được quãng dài |
Bảng nêu quan hệ nguyên lý – hệ quả sử dụng; bảng không nêu trị số năng suất, hệ số điền đầy hay công suất, vì các trị số này tính theo loại vật liệu và cấu hình cụ thể. Cách lập bài toán công suất và lực kéo cho thiết bị vận chuyển liên tục trình bày ở bài tính công suất và lực kéo băng tải.
Vì sao trục vít tải dài lại phải có gối đỡ trung gian?
Trục vít tải nằm ngang chịu chính trọng lượng của nó cộng với tải vật liệu, nên võng xuống ở giữa. Trục càng dài thì độ võng tăng rất nhanh, và võng đủ nhiều thì cánh xoắn cọ vào lòng máng — mòn cả hai và tăng vọt mô-men cần thiết.
Cách xử là đặt gối đỡ trung gian, nhưng gối trung gian lại nằm trong dòng vật liệu, nên nó vừa cản dòng vừa là điểm hao mòn và là chỗ vật liệu dễ bám lại. Đây là đánh đổi phải cân, không có phương án chỉ toàn ưu điểm.
Ngoài ra, trục dài quay còn có một tốc độ mà tại đó dao động uốn tăng mạnh — nguyên lý và cách xác định trình bày ở bài tốc độ tới hạn của trục, còn cách tính đường kính trục theo tải nằm ở bài thiết kế trục theo độ bền.
Vật liệu nào không hợp với vít tải?
Ba nhóm hay gây sự cố, và đều do chính cơ chế trượt – chà xát gây ra:
① Vật liệu dễ vỡ hoặc cần giữ nguyên hình dạng hạt. Vít tải chà xát vật liệu suốt hành trình, nên hạt bị vỡ vụn. Nếu bản thân hình dạng hạt là yêu cầu chất lượng thì đây là hỏng hàng chứ không phải hao hụt. ② Vật liệu dính bám. Chúng bám vào cánh và trục, dần dần lấp đầy khe hở, làm mô-men tăng và có thể kẹt cứng. ③ Vật liệu có cục lớn hoặc lẫn vật cứng lạ. Cục lớn kẹt giữa cánh và máng gây quá tải đột ngột — đây là dạng tải va đập, và bộ truyền phải có phần tử bảo vệ quá tải, xem nguyên lý ở bài tính ly hợp và phanh.
Với ngành có yêu cầu vệ sinh, khe hở và các chỗ đọng vật liệu còn là vấn đề riêng, xem nguyên tắc ở bài thiết kế hợp vệ sinh cho ngành thực phẩm.
Câu hỏi thường gặp
Vít tải chạy nhanh hơn thì chở được nhiều hơn phải không? Chỉ tới một mức. Vượt quá mức đó, lực ly tâm ép vật liệu vào thành máng và làm nó quay theo cánh thay vì trượt dọc, nên năng suất không tăng tương ứng mà công suất và mài mòn thì tăng. Tốc độ hợp lý là thông số của từng thiết kế, phải lấy theo tài liệu thiết bị.
Vít tải đặt dốc được tới đâu? Dốc được, nhưng năng suất giảm dần vì phần vật liệu tụt ngược lại tăng lên. Với độ dốc lớn thường phải đổi sang kết cấu khác. Con số giới hạn khác nhau theo vật liệu nên không có một mức chung.
Vít tải có cần bôi trơn gì đặc biệt không? Bản thân cánh và máng làm việc khô. Việc bôi trơn tập trung ở ổ đỡ hai đầu và gối trung gian — những chỗ khuất, hay bị bỏ sót khi tra dầu thủ công, đúng vấn đề nêu ở bài bôi trơn tập trung.