Для расчета и проектирования наклонных спирально-винтовых транспортеров необходимо располагать данными о характере функциональной связи между их параметрами и кинематическими элементами движения транспортируемого материала и отдельных его частиц.
Рассмотрим наклоненный к вертикали под углом спирально-винтовой транспортер, состоящий из спирального проволочного винта с образующими, перпендикулярными к оси трубы. При этом труба неподвижна, а пружина вращается около своей оси с постоянной угловой скоростью .
Приложенными к частице силами будут: - сила тяжести; N2 - нормальная реакция поверхности трубы транспортера; N1- нормальная реакция поверхности проволочного витка пружины; f2N2 - сила трения частицы о поверхность трубы; f1N1 - сила трения частицы о поверхность проволочного витка пружины.
Направление сил за исключением силы трения частицы о поверхность трубы являются заданными. Угол и между нормальной реакцией поверхности проволочного витка и осью перпендикулярной к винтовой линии характеризует геометрические характеристики спирального винта, цилиндрического кожуха и размер частиц сыпучего материала в транспортере и определяется по формуле:
, (1)
где r - внутренний радиус цилиндрического кожуха; r1 - радиус частицы; r2 - радиус спирали; d - диаметр проволоки.
Оптимальный угол подъема винтовой линии, при котором скорость перемещения будет наибольшей, для транспортера определится по формуле:
. (2)
Для заданных параметров транспортера, т.е. когда г = 15°, щ = 100 с-1, r = 0,05м, r1 = 0,0045м, f2 = f1 = 0,5, угол равен 23,6°, что удовлетворительно совпадает с экспериментальным значением.