Шнековое бурение представляет собой наиболее старый способ бурения скважин, и несмотря на то, что прошло много лет, он практически не изменился и дошел до нашего времени только с очень малыми изменениями. Единственный его недостаток заключается в том, что у него есть ограничение по максимальной глубине, которую возможно достичь только с использованием . Тем не менее, он по-прежнему является наиболее известным методом создания скважин.
Благодаря ему, можно выполнить все работы по бурению в короткие сроки, без лишних финансовых затрат. Шнековое бурение применяют, чаще всего, для скважин с глубиной до двадцати метров шнеками небольших диаметров до 1500мм. Более глубокие скважины нужно бурить уже на другом оборудовании.
Бурение шнеком необходимо, когда следует установить знаки на дорогах, столбы и опоры, когда нужно взять на исследование грунт, для создания свай, когда нужно пересадить дерево, завинтить винтовые сваи. Таким образом, можно смело сказать, что такой способ является универсальным для очень многих видов буровых работ и благодаря этому, можно выполнить вышеуказанные работы в достаточно короткий срок и без особых хлопот, при соблюдении конечно всех правил и норм безопасности.
Как правило, такое бурение осуществляют в грунтах категорий III- Х по . В грунтах категорий III-IV бурить уже сложнее, и поэтому от управляющего машиной и прочего персонала требуется опыт работ с таким типом грунта, так как он более плотен и тяжел. С такими категориями грунтов нужно предварительно ознакомиться, прежде чем заниматься буровыми работами , чтобы сохранить рабочее оборудование в целости.
Методы шнекового бурения - рейсовый и поточный.
При рейсовом способе бурения применяется , который наращивают специальными штанговыми удлинителями для того, чтобы он достиг необходимой глубины. Его забуривают на глубину витков, и потом он достается из скважины, когда витковая часть будет заполнена породой. Потом ее складывают около скважины и шнек снова погружается в скважину. Темп работы будет во многом зависеть от того, какая длина винтовой части.
Однако здесь требуется проявлять осторожность, чтобы нагрузка не стала запредельной, и машина не вышла из строя и не пришлось останавливать все работы и производить ремонт оборудования. Управляющий машиной должен быть , чтобы вовремя определить повышение нагрузки на шнек и вовремя остановиться, чтобы не поломать его.
При поточном способе буровых работ порода выходит все время. Такой способ более эффективен, так как нет нужды все время выбирать шнек с породой, ведь она сама двигается. Таким образом, вы можете добиться большей скорости выполнения задач, стоящих перед вами и сократить свои временные издержки.
Выбор способа бурения будет зависеть от того, какие вы ставите задачи перед собой. Поточный способ очень выгоден, когда вам нужно добиться четкого диаметра, вертикальности и ровности скважины, особенно это важно при забивке свай. В этом случае главную роль играет шнек .
.jpg)
Он сделан из стержня, на котором закреплены спиральные витки. Можно сказать что он представляет собой конвейер, по которому двигаются различные материалы. Он оснащен внизу резцом, который и дробит породу. Сейчас в продаже есть , так что вы можете выбрать себе именно тот, который нужен вам для буровых работ .
Материал транспортируется вместе с проходкой самой скважины. При бурении , давление начинает передаваться на саму породу, и зубья начинают ее дробить и измельчать. В том случае, если порода достаточно мягкая, что соответствует V - X категориям крепости пород по шкале Протодьяконова, зубья срезают грунт постепенно и передают его по шнеку к устью скважины. Если порода очень крепкая, тогда используются скальные зубья, они в свою очередь дробят породу и подают ее по ребордам с низа скважины к ее устью.
Увеличивающуюся температуру в свою очередь шнек передает грунту. Следует следить за тем, чтобы объем разрушенной режущей головкой породы не был небольшим, так как резко снизится темп работ, и порода будет плохо проходить по скважине. Шнеки должны быть сделаны таким образом, чтобы производительность шнекового транспортера была не ниже производительности режущей части шнека . Подъем породы по шнековому транспортеру будет происходить только тогда, когда угол линии спирали меньше значений трения породы о поверхность реборды.
Создал русский ученый М. Протодьяконов. Михаил Михайлович Протодьяконов (1874-1930г.г. жизни) был великим российским, а затем и советским ученым в области горного дела. Шкала коэффициента крепости горных пород стала первым реальным способом, который оценил горные породы по буримости, взрываемости и зарубаемости. Эта шкала - лишь один из многих глобальных трудов профессора Михаила Михайловича в горнодобывающей области. Несмотря на то, что прошло много времени, такую шкалу до сих пор используют при буровых работах , и она не раз показывала точность измерений.
Шнек представляет собой стержень, на котором имеется сплошная винтовая грань, проходящая по продольной оси.
Шнек - это рабочая деталь механизма, которая предназначена для продвижения материала и перемещения его вдоль винтовой поверхности, которая вращается внутри трубы, как бы напоминая нам винтовой конвейер.
Прообразом которого, стала машина, которая называлась Архимедов винт и изобретена была ещё до нашей эры.
Шнеки применяются в свёрлах, для того, чтобы удалить стружку.
Их используют при смешивании, или подаче жидких и насыпных компонентов.
Частота вращения шнеков колеблется в пределах от 50 до 150 оборотов в минуту. Это зависит от свойств используемых компонентов.
Иногда, шнеки используются в наземных машинах, вместо колёс. Такие машины получили название шнекоходы. После, были изобретены вездеходы ШН- 1, у которых вместо колёс, были расположены продольно два шнека.
Шнеки нашли применение в стрелковом оружии. В стрелковом оружии расположен шнековый магазин, который выполняется из длинного цилиндра, внутри его находятся спиральные направляющие, предназначенные для патронов. Они обеспечивают направление патрона к окну выхода. В шнековом магазине, патроны располагаются параллельно оси, идущие по спирали. Пули вставляются в магазин передом, и подаются взводимой пружиной.
Шнек применяется в мясорубках, где представляет основную рабочую часть.
Он является инструментом для бурения различных скважин.
Для шнекового бурения используются специальные буровые шнеки, которые составляют колонну непрерывных спиральных сооружений. Они начинаются от коронки в забое и заканчиваются на поверхности. В зависимости от того, какое бурение будет производиться, могут применять три вида шнеков, которые считаются основными.
К ним отнесём такие виды шнеков:
обычные, в их число входят утяжелённые, полые, а также магазинные. Чаще всего применение нашли обычные шнеки.
Шнеки применяются в ледовом комбайне, где составляют его часть. Эти машины служат для подготовки и последующей заливки зимних катков.
При изготовлении шнеков учитывается его конфигурация, материал, размер и его назначение.
Изготовление шнеков происходит:
способом литья; оно может быть под давлением или в землю.
Литьё, после которого происходит токарная обработка;
Способ горячей деформации, после которого следует токарная обработка;
Способ- холодная гибка.
Шнеки подразделяются в зависимости от зон.
Они бывают однозонные, двухзонные, трёхзонные.
Каждый из них имеет зону питания - глубину; длину; переходную зону; зону дозирования; степень сжатия.
Зона питания - глубина, это первый элемент, в котором находится полимер, входящий в шнек. У гладкоканальных экструдеров, как правило - считается самой глубокой зоной шнека. При работе со шнеками мелкого размера, диаметр которых 2.5” и может быть меньше, требуется уделить внимание именно этой части Вашего шнека, для снижения риска - скручивания пополам, из- за того, что создаётся чрезмерно - крутящий момент шнека. Иногда необходимо использовать мелкие шнеки, которые изготовлены из нержавейки марки 17-4 Ph, или применить в изготовлении другой высокопрочный материал. Это необходимо для того, чтобы намного снизить риск отказа.
Зона питания - длина. Основная функция её - это подача твёрдого материала.
Для осуществления этой подачи коэффициент трения данного полимера должен быть ниже у основания шнека, а у стенок цилиндра выше. Некоторые полимеры сами по себе уже имеют лучшие коэффициенты, по сравнению с другими полимерами.
Переходная зона, её ещё называют зоной сжатия - это зона, где происходит расплавление полимера. В этой части работающего шнека его основание постепенно утончается, тем самым заставляя материал стремиться к стенкам его цилиндра, где происходит его последующее плавление.
Зона дозирования служит для завершения плавления данного полимера, и для прокачки, чтобы осуществить преодоление давления головки.
Степень сжатия правильное его название трактуется так: « Объёмная степень сжатия» и рассчитывается она по определённой формуле- VCR.
Двухзонные шнеки - это 2 одинаковые одношнековые устройства, вместе взятые и, размещённые друг за другом. Они выполняют две различные функции. Двухзонные шнеки применяются для удаления из полимера летучих компонентов.
Бывают случаи, когда требуется вывести большой объём летучих веществ, тогда устанавливается второй клапан для вентиляции на стенку данного цилиндра. В этих случаях используется трёхзонный шнек.
Предназначенного для транспортировки груза перемещением вдоль вращающейся винтовой поверхности внутри трубы . Шнек это транспортирующее устройство для сыпучих, мелкокусковых, пылевидных, порошкообразных материалов.
Шнеки используют на предприятиях по производству строительных материалов, в комбикормовой, мукомольной и химической промышленности для перемещения в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях сыпучих, мелкокусковых, пылевидных, порошкообразных материалов (как правило на расстояние до 40 м по горизонтали и до 30 м - по вертикали). В машиностроительных цехах применяется для транспортировки сливной стружки от станков.
Нецелесообразно при помощи шнеков перемещать липкие, высокоабразивные, а также сильно уплотняющиеся грузы. К положительным свойствам шнеков относятся несложность технического обслуживания, простота устройства, небольшие габаритные размеры, герметичность, удобство промежуточной разгрузки. Отрицательными качествами шнеков являются значительное истирание и измельчение груза, высокий удельный расход энергии, повышенный износ жёлоба и винта.
Энциклопедичный YouTube
1 / 1
✪ 3d модель шнека
Субтитры
Применение
- по наклону жёлоба (горизонтальные, пологонаклонные, крутонаклонные, вертикальные);
- по направлению спирали;
- по переменности шага и диаметра винта;
- по конструктивному исполнению винта (сплошные, лопастные, ленточные, фасонные).
Форма винта выбирается в зависимости от вида транспортируемого груза.
Горизонтальный шнек
Данный вид конвейера состоит из привода (редуктор и электродвигатель), вращающего винт (рабочий орган машины), приводного вала с укрепленными на нём витками транспортирующего винта, жёлоба с полуцилиндрическим днищем, загрузочного и разгрузочного устройства. Через отверстия в крышке жёлоба подается насыпной груз и скользит вдоль жёлоба при вращении винта. Совместному вращению груза с винтом препятствует сила тяжести груза и трение его о жёлоб. Через отверстия в днище, снабженные затворами осуществляется разгрузка жёлоба. Винт шнека выполняют одно, двух или трехзаходным, с правым или левым направлением спирали. Поверхность винта шнека бывает лопастной, фасонной, ленточной, сплошной (применяют при перемещении порошкового насыпного, сухого мелкозернистого груза, не склонного к слеживанию). При перемещении слеживающихся грузов применяют винты шнека с лопастной, фасонной, ленточной поверхностью.
Вал винта шнека состоит из отдельных секций и может быть трубчатым (скрепляются между собой с помощью вставляемых по концам коротких соединительных валиков, имеют меньшую массу) или сплошным. Вал винта шнека лежит в концевых (укрепляют в торцовых стенках жёлоба) и промежуточных (подвешиваются сверху на укрепленных на жёлобе поперечных планках) подшипниках. Один из концевых подшипников делают упорным и устанавливают со стороны начала движения груза. Промежуточные подшипники имеют малые диаметр и длину, а также надежное уплотнение во избежание загрязнения частицами груза.
Питатель шнековый
Основная статья: Питатель шнековый
По сути питателем является двигатель, муфта и редуктор, который вводится в зацепление с рабочим органом непосредственно через зубчатую передачу.
Вертикальный шнек
Данный вид шнеков состоит из короткого горизонтального винта-питателя, вращающегося в цилиндрическом кожухе (трубе) и подвешенного на упорном подшипнике вала со сплошными винтовыми витками, также вращающегося в трубе, и одного или двух раздельных приводов для обоих винтов. Через патрубок вверху кожуха осуществляется разгрузка шнека. Груз подается в нижний участок вертикального винта шнека, и делают его либо с уменьшенным шагом, либо переменного, уменьшающегося кверху диаметра. Вертикальные шнеки используют для подъёма груза на высоту до 15 м, а при перемещении зернистых, порошкообразных, и мелкозернистых материалов при ограниченной производительности - не больше 30 м. Вертикальные шнеки применяют в качестве установок для бурения скважин. Вертикальные шнеки энергоемки, а также имеют небольшие габаритные размеры, удобство разгрузки в любую сторону.
В загородном доме при отсутствии централизованного водоснабжения обустраивают автономное – скважину или колодец, и для бурения скважины, с целью экономии бюджета, не арендуют буровую установку, а бурят самодельным шнеком, что удешевляет процесс, хотя делает немного больше растянутым во времени. Изготовить шнек своими руками можно за один день: достаточно иметь для этого некоторые инструменты и материалы, о которых будет рассказано, как и подробно описано изготовление шнека собственноручно.
Порядок изготовления шнека
Понадобятся материалы и инструменты:
- Толстостенная железная труба Ø 40 мм и труба профильная;
- Шлифмашинка с диском по металлу, электродрель и сварка;
- Лист стали толщиной ≈ 2 мм;
- Рулетка, карандаш, картон для изготовления шаблона, краска;
- Долото, рашпиль, точило и метизы (болты с гайками);
Сначала необходимо сделать собственно ленточный транспортер, который предлагается в двух вариантах:
- Для самостоятельного изготовления больше подойдет шнековый погрузчик с сухой выгрузкой грунта, то есть, грунт не смачивается водой, а вынимается на поверхность в таком состоянии, в каком он находился на глубине. Этот метод подразумевает быстрый износ деталей и рассчитан на бурение неглубоких скважин, или заготовку нескольких шнеков для замены в процессе бурения;
- Выемка грунта с промывкой водой происходит намного быстрее, но механизм требует доработки в области долота. Износ деталей уменьшается на счет уменьшения трения и водяного охлаждения механизма. Ниже будет рассмотрен именно такой вариант, который можно без воды использовать не только как инструмент для бурения, но и, например, как погрузчик зерна.
Перед тем, как сделать шнек своими руками, заготавливают материал. В качестве корпуса берется 120-сантиметровый обрезок трубы, торцы которого ровно обрезаются шлифмашинкой. Далее из листовой стали нужно вырезать квадрат со сторонами 200 х 200 мм, в центре квадрата просверлить Ø 40 мм и сделать прорезь шлифмашинкой от центра в любом направлении к краю. Это будет один виток спирали конвейера, которых нужно будет изготавливать несколько. Чтобы сделать ее круглой, квадрат обрезают сваркой или шлифмашинкой до формы круга с Ø180 мм, спираль изгибают так, чтобы шаг между витками спирали был в пределах 80-100 мм. 
У вас должен получиться круг, начало и конец которого не совпадают в плоскости. Эта деталь послужит, как шаблон: его нужно будет приложить к листу стали, очертить контур карандашом и вырезать следующий круг. Красить эти заготовки для предохранения от коррозии лучше сразу, а после сборки конструкции покрасить их еще раз.
При шаге между спиралями 100 мм для каждого сегмента шнека необходимо вырезать 12 спиралей (перьев). На оси шнека кольца закрепляют сваркой, между собой – тоже. После проведения сварочных работ швы оббивают молотком и зачищают от окалины рашпилем.
Профильная труба нужна для изготовления крепежной системы шнека. Сверху труба оставляется открытой, чтобы в нее подавалась вода. Для производства шнека под зерновые воду просто не заливают. Профильная труба вставляется на 2/3 в круглую и приваривается, а щели между трубами закрываются отрезками листовой стали. В квадратной трубе отступают 2 см от верхней части и сверлят сквозное отверстие Ø 10 мм. 
Изготовление приемника, который расположен с обратной стороны шнека, заключается в приваривании четырех стальных отрезков, повторяющих контуры профильной трубы. Отступив 2 см от нижнего конца, также сверлят сквозное отверстие Ø 10 мм, через которое пир помощи болтового соединения фиксируется вся конструкция. Резьбовое соединение лучше не применять, чтобы при обратном вращении шнека конструкция не рассоединилась.
Далее изготавливается долото для шнека, которое будет крепиться на сварку и находиться в отдельном подъемнике. Долото проще приобрести готовое, чем изготовить самостоятельно, так как для него нужны твердые сплавы металлов, которые в домашних условиях обрабатывать очень сложно. Кроме твердосплавных наконечников, можно использовать алмазные. Долото – инструмент сменный, и крепится к шнеку при помощи шпильки или резьбовым соединением. Чаще всего промышленные долота бывают двух- и трехлопастными, армированными шести- или восьмигранными резцами из твердых сплавов. Самодельное долото приваривается к шнеку (см. рисунок ниже):
В завершение работ лопасти шнека затачиваются для более легкого разрезания грунта – это можно сделать на точильном камне или напильником. При использовании шнека для перевалки зерновых культур заточка не требуется.
Готовый шнек красят антикоррозийной краской с предварительной грунтовкой стальных поверхностей. При эксплуатации большая часть краски сотрется, но восстанавливать ее не нужно – она сотрется в тех местах, которые постоянно соприкасаются с грунтом, поэтому там ржавчина не появится.
Практика показала, что на изготовление одного шнека уйдет не более 5 часов, если у вас нет навыков работы с железом. Но здесь важно качество, а не скорость изготовления, поэтому лучше не спешить.
Шнек используется на производстве (например, в аппарате для изготовления деталей их пластмассы), в качестве движителя винтового конвейера или для передвижения деталей и грузов. В бытовых условиях эта разновидность винта применяется для бурения скважин на дачных участках. Может ли человек сам ? Какие для этого нужны материалы и инструменты? Для этого рассмотрим, что представляет собой этот механизм.
Общие сведения об устройстве и сферах применения
Шнек – одна из разновидностей винта, имеющая увеличенную площадь витка спирали. Это позволяет ему переносить различные материалы грузы при вращении. Механизм очень компактен и чрезвычайно эффективен, что вместе с его простотой делает устройство незаменимым во многих областях техники и производства.Можно использовать шнек и в качестве бура при бурении колодцев – его конструкция позволяет вместе с углублением скважины при вращении поднимать землю на поверхность. Можно сделать шнек своими руками и применить его для изготовления самодельного снегоочистительного устройства или для подъема воды из колодца.
Способ изготовления самодельного конвейера
Схема работы шнека: 1 – скважина; 2 – реборды; 3 – разбуренная порода; 4 – долото.
Вначале надо приобрести материал, из которого будет сделан винт. Для этого на строительном рынке покупают стальной лист. Еще понадобится сварочный аппарат и некоторые инструменты. Для привода механизма нужны электродвигатель и понижающий редуктор. Для начала надо определится с типом устройства, так как такой механизм может совершать 2 движения:
- Если привод расположен в месте разгрузки, то нужен тянущий винт.
- При установке пускового модуля на стороне загрузочной горловины устройство должно быть толкающим.
Лист должен иметь толщину 2-2,5 мм. Еще нужна стальная труба длиной, равной расстоянию, на которое должны перемещаться грузы (материалы или детали). Корпус устройства может иметь сечение в виде квадрата с зазором 4,5-5 мм.
Пошаговая инструкция для изготовления подобного винтового конвейера выглядит следующим образом:
Рисунок 1. Винтовой контейнер механизирует перенос груза из одного места в другое.
- Изготавливают шаблон из картона для точной разметки шага навивки на трубе.
- Из стального листа вырезают витки спирали и приваривают по отмеченным точкам к трубе.
- Полученный винтовой толкатель вставляют в корпус, с входной стороны которого можно установить бункер для загрузки.
- Винт установлен на подшипниках. Он должен легко вращаться и не давать биений. Если эти условия не выполняются, то шнек надо сбалансировать – это позволяет избавиться при работе от шума и вибрации.
- При необходимости передвижения сыпучих материалов витки шнека должны быть сплошные. Шаг навивки в основной транспортной зоне должен быть больше, чем в области загрузочного бункера.
- Для чистки винта надо предусмотреть инспекционные люки.
- В конце устанавливают приводной механизм из электрического двигателя и понижающего редуктора, подсоединяют питающую сеть и проверяют работу всего конвейерного механизма.
Полученное устройство позволит механизировать перенос грузов из одного помещения в другое (рис. 1).
Самодельные буровые устройства
Рисунок 2. Вращаясь по спирали, буровой шнек врезается в землю и поднимает ее на поверхность.
Часто на дачном участке нужен бур при производстве строительных работ. Например, чтобы сделать ямки под столбики. Это устройство пригодится и для бурения скважины для колодца. Для этих целей можно – сделать шнек. В нижней его части установлены следующие детали:
- несущая труба;
- наконечник;
- резак;
- спиральная часть шнека.
Верхняя часть бура имеет рукоятку, которая может быть снята, что позволяет вставить между частями бура удлинитель для сверления глубоких скважин. Для создания устройства надо приобрести следующие детали:
- несколько труб калибром от 20 мм до 50 мм и длиной 35-58 см;
- отрезки пластин старых автомобильных рессор;
- железный лист размерами 2,5х10 см, толщиной 1,8-2,2 мм.
Технология создания шнекового бура такова:
- Берут отрезок трубы нужной длины (он не должен иметь изгибов и деформаций) и на одном из его концов сверлят дрелью перпендикулярное отверстие калибром 8 мм. Это нужно для соединения верхней части с ручкой или удлинителем.
- На нижнем конце трубы должен быть установлен наконечник – он задает направление движения грунта. Его надо вырезать из рессоры. Для этого болгаркой из нее вырезают квадрат.
- В трубе делают пропил (продольный), равный по толщине детали наконечника.
- Вставляют его острым концом внутрь трубы – получается что-то похожее на копье.
- Сваривают детали электросваркой.
- Из рессоры вырезают резак. Его длина равна половине (или чуть больше) диаметра создаваемого бура.
- На нем пропиливают зубцы, которые вгрызаются в грунт и разрыхляют его. Затем вынимаемая земля попадает на спираль шнека.
- Зубцы должны быть расположены под острым углом к основной поверхности резца.
- Эту деталь приваривают электрической сваркой к трубе.
- Из листа железа вырезают круг, равный по диаметру будущей спирали шнека.
- В его центре делают отверстие для основной трубы.
- Диск прикладывают к приваренному к трубе резцу и отмечают с помощью карандаша место их соприкосновения.
- По полученной отметке разрезают диск болгаркой от края до центра.
- Разрезанный круг укрепляют в тиски и при помощи молотка делают кусок спирали.
- Полученный шнек насаживают на трубу устройства и приваривают.
- Обрабатывают поверхность механизма при помощи металлической щетки и красят.
- Переходят к созданию ручки и удлинителя. Первая имеет приваренную поперечную трубу для вращения и может быть выполнена в нескольких вариантах. В качестве удлинителя можно использовать любой подходящий по длине и калибру отрезок трубы.
Количество витков спирали можно увеличить, если в этом есть необходимость (рис. 2).
Используемые материалы, приспособления и инструменты
- Листовая сталь.
- Рессоры от автомобиля.
- Трубы разной длины и калибра.
- Электрический двигатель с понижающим редуктором.
- Сварочный аппарат.
- Болгарка.
- Электрическая дрель со сверлами.
- Тиски.
- Молоток.
- Напильник и металлическая щетка.
- Краска.
- Болт.
- Карандаш и картон для шаблона.
Сделать шнек своими руками – задача вполне осуществимая. Надо лишь приобрести соответствующие материалы и иметь нужные навыки владения разными инструментами. Созданное на основе шнека любое устройство будет верно служить долгие годы.
