食品机械与设备-第一章输送机械与设备

食品工厂中有大量的物料需要输送，为了提高劳动生产率，减轻劳动强度，则需用各种机械来完成物料的输送任务。被输送的物料有：固体物料（成件的、成块的、粉末状的等）、液体物料及气体物料。所用的输送设备有：机械输送设备（皮带输送机、斗式升送机、螺旋输送机）、水力输送设备、各种泵和气流输送设备。第一节机械输送设备§１.１带式输送机一、带式输送机的结构、原理及特点1、结构图1-1带式输送机结构简图1--金属结构架2--驱动滚轮3--张紧装置4--输送带5--上托辊6--下托辊7--驱动装置8--装载装置9--卸载装置10--清扫器2、原理：是利用无端皮带的往复运动来输送物料。3、用途：可输送块状物料、粉末状物料、成件物料。4、输送方式：可水平方向输送也可倾斜输送。5、基本结构：其主要部件为输送带、托架、鼓轮、传动装置、装卸料装置、张紧装置等。6、优点：输送距离长、生产能力大且效率高、结构简单、操作连续、动力消耗低、噪音小、可在机身的任何位置装卸料、维护检修方便等。7、缺点：造价贵、不封闭、只能做直线输送，改向时需几台联合使用。二、皮带输送机的主要构件１、输送带（它是绕过主动鼓轮和从动鼓轮的封闭的环形带）１）、作用：是通过传送带的往复运动，而使其上的物料达到向前输送目的的工作面。２）、对输送带材料的要求：充当输送的材料应具有强度高、挠性好、本身重量小、延伸率小、吸水性小、对分层现象的抵抗性能好、耐磨性好等特点。３）、分类：按材质可分为：橡胶带、纤维织带、钢带、网状钢丝带和塑料带等。４）、几种输送带的优缺点：⑴、橡胶带：它是最为常用的输送带，是由2-12层棉织品或化纤的衬布，用橡胶胶合而成的，其表面有橡胶保护层（即覆盖层）。目前，国内胶带已规格化，应用时可参考有关资料（ＧＢ523-65）。它的接头方式有皮线缝纽法、胶液冷粘缝纽法、加热硫化法、金属搭接法。可输送常温、中性、无腐蚀的固体物料。它的许用工作拉力：式中：K--1层1厘米宽的胶带许用工作张力（牛/层.厘米）B--带宽（厘米）I--带的层数iBKI⑵、钢带它一般厚度为0.6-1.4mm，宽度在650mm以内。优点：它具有机械强度大、不易伸长、耐高温、不易损伤等优点。缺点：①因其强度大、挠性差，故应用时需采用直径较大的滚筒；②另外它对冲击力敏感，易被刺破和划破。③再有它要求所有的支承及导向装置安装较准确。④还有它耐腐蚀性差、造价高等缺点。⑤通常在粘性大且灼热的物料不宜用胶带时，方采用钢带。⑶、网状钢丝带通常采用不锈钢材料制成。常用在在输送过程中需用水冲洗的物料，可选用网状钢丝带或有眼的钢带（如水果碱洗去皮机的输送带、饼干烤炉等）。⑷、塑料带它具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀等优点，现已逐渐被推广，但我国尚未实现系列化。２、托架１）托架的组成：由固定支架和托辊组成。２）作用：防止输送带下垂，起支撑作用，多采用辊轮式。３）分类：①按托架的形状可分为直型（平型：即有一个固定托架和一个辊拄组成）和槽型（即有一个固定托架和三个或五个辊拄组成）两种。②按工作性质可分为上托辊（栽运辊或承栽辊）和下托辊（空运辊或非承栽辊）。４）托辊的材料和结构：其材料多为铸铁或无缝钢管，托辊的轴承多采用滚动轴承和含油轴承，端部有密封和添加润滑油的沟槽。5）↓５）、托辊的工艺要求：①、托辊的长度应比输送带的宽度长约100-200mm。②、托辊的间矩和直径应视带宽和物料的性质而定。③、定型的托辊直径采用89、108、159mm等无缝钢管，如物料为成件的、重量大于20公斤时，则辊间矩不应大于物料在工作段上最小长度的1/2。④、下托辊间矩一般为上托辊间矩的二倍。３、驱动装置１）、作用：它是使输送带能运动起来的动力。２）、组成：它是由电动机、传动装置（减速器和联轴器）和驱动滚筒等组成的。３）、驱动滚筒的技术要求：①、驱动滚筒一般是用钢板焊接而成。②、为增加滚筒和输送带间的摩擦力，常在滚筒外表面包有木材、皮革或橡胶带。③、滚筒的宽度一般比输送带宽100-200mm。④、驱动滚筒常做成鼓形（即滚筒的中间直径比两侧的直径稍大），这样滚筒可实现自动纠正胶带跑偏。4）↓4）驱动鼓轮的布置方案①、利用导向轮增大包角②、利用二个驱动轮增加包角③、利用压紧带增大牵引力４、张紧装置１）、分类：按结构可分为螺旋式拉紧装置（拉力螺杆、压力螺杆或齿轮、齿条等组成）和重锤式拉紧装置两种型式。２）、两种结构的优缺点：⑴、螺旋式拉紧装置：①、优点：外型尺寸小，结构紧凑。②、缺点：它的拉（压）力Ｆ＝k×Δx不衡定，不能始终保证胶带与滚筒间的紧配合，故应经常观察和张紧。⑵、重锤式拉紧装置：①、优点：拉力Ｆ＝Ｇ衡定，能始终保证胶带与滚筒间的紧配合。②、缺点：外型尺寸较庞大，拆装劳动强度大。５、机架及固定点或自行装置等三、带式输送机的设计计算１、生产能力１）、水平带式输送机Ｇ＝3600Ｂ×h×ρ1×u×φ(t/h）其中：Ｂ－－带宽（m）ρ1－－装栽密度（t/m3）φ－－装添系数（一般取0.75）h－－堆放一层物料的平均高度（m）u－－带速（m/s），用作检查性的一般为0.05-0.1（m/s），用作运输时一般取为0.8-2.5米／秒２）、倾斜带式输送机式中：φ0－－倾斜运输系数（其取值见下表）表1-1系数φ0值倾斜角度0～10011～15016～18019～220φ0值1.001.051.101.15)/(00小时吨　　　φGG２、输送机的长度１）、用作检查时（两边操作）(m)式中：Ｌ－－输送机总长（m）a－－一个工人工作位置的长度(m)，一般取0.6-0.8mq－－一个工人生产定额（t/h）l1－－输送机末端长度（m），如没有清洗喷头l1=0；有喷头时则l1为清洗段的长度。l2－－输送带没有利用的部分的长度（m），一般取0.3-0.5mm。2－－两边操作。２）、用作输送时Ｌ＝2×l0+（Ｄ1+Ｄ2）＋Ａ×Ｎ（米）式中：l0－－前后滚筒的中心距（米）Ｄ1、Ｄ2－－前后滚筒的直径（米）Ｎ－－接缝数Ａ－－接缝的长度（米），机械接头时Ａ＝0Ａ＝（i-1)b+Ｂty300其中：i－－带的层数b－--接头阶梯长度，一般取0.15-0.25米Ｂ－－带宽212llqaGL３、功率计算Ｎ＝Ｋ1Ａ(0.000545ＫＬv+0.000147QＬ)±0.00274ＱＨＫ1(kw)式中：Ｈ－－提升高度（m），上升为正，下降为负，水平为０。Ｋ－－系数，根据带宽和轴承类型而定(可参考表1-2)。Ｌ－－输送机的长度（m）Ｑ－－运输能力（t/h）v－－运输带的线速度（m/s）Ｋ1－－起动附加系数，一般在1.3-1.8之间Ａ－－系数，与Ｌ有关(可参考表1-3)表1-2系数Ｋ值带宽轴承40050060075090011001300滚动轴承21262938506274滑动轴承313843567592110表1-3系数Ａ值输送机长（米）1515-3030-4545Ａ1.21.11.051或或式中：Ｇ－－单位时间内的物料输送量（吨／小时）Ｌ－－输送带的长度（米）Ｈ－－提升高度（米）Ｋ－－系数，与Ｌ、Ｇ有关。1.36－－将马力换算为千瓦367＝3.6×102(1kw=102kg(力)×m/s=1000j/s)表1-4系数Ｋ值G510152030L545709010011510609010012013515701051251351502080115135145160258512014015017030901251451601704010014016017018050110150170180200100140190205215230功率计算也可参考其它资料介绍的公式。其他相关设备36736.1GHKGLN下面介绍一些与带式输送机相关的食品加工设备㈠、链条隧道炉㈡、隧道式食品烤炉㈢、连续式油炸机㈣、冰淇淋罐装机㈤、磁力除铁器㈥、刮板式输送机㈦、QW-6HM3新式多管微波干燥杀菌机㈧、带式干燥机§１.2螺旋式输送机螺旋式输送机（亦称绞龙）：是利用螺旋旋转来推动物料前进的输送设备。它适用于需要密闭运输的物料，如粉状或颗粒状的物料。根据螺旋的螺距是否相等可分为：输送机和挤压机。螺旋输送机挤压机一、螺旋式输送机的组成、结构及优缺点１、组成：它由等距螺旋、固定的机壳（料槽）、进出料口、传动设备等组成的。２、结构：由两端轴承和中间轴承将螺旋支撑、固定在机壳（料槽）内，在延螺旋的方向上安装多个进料口和出料口，各出料口用平板闸门启闭，其传动装置可安装在槽头或槽尾。有时在一根螺旋轴上，可以设计为一半是左螺旋，一半是右螺旋，来完成从两边向中间送料或从中间向两边送料的工作。３、优缺点：⑴、优点：①、结构简单，造价低廉。②、便于在若干位置进行中间加载和卸载。③、操作安全方便。④、密封性好。⑵、缺点：①、在运输物料时，物料与机壳（料槽）和螺旋间均存在摩擦力，因此单位物料的动力消耗较大。②、由于螺旋叶片的作用，可使物料造成严重的粉碎和损伤。③、运输距离不宜过长，一般在30米以内，过栽能力较低。二、应用方法螺旋输送机多用于水平运输，如用于倾斜运输是，其倾角一般不大于200。三、适用范围它适用于短距离的粉末状、粒状和小块物料的输送。四、主要构件１、螺旋螺旋有左旋、右旋之分和单线、双线、三线之别，但一般为单线。螺旋叶片的形状可分为实体、带式、叶片式和成型等四种。①运输干燥的小颗粒或粉状物料时，多采用实体螺旋；②运送块状或粘滞性物料时，多采用带式螺旋；③运送韧性或可压缩性物料时，宜采用叶片式或成型的螺旋，这两种螺旋往往在运送物料的同时，还可以对物料进行搅拌、揉捏及混合的工艺操作。螺旋的叶片大多时用厚4-8mm的薄钢板冲压而成，然后相互焊接或铆接到轴上（有些螺旋是用宽的钢带经过链形轧辊轧成的一个没有接头的整螺旋体）。螺旋的螺距有两种，①实体式螺旋其螺距等于直径的0.8倍；②带式螺旋其螺距等于直径。２、轴根据所输送物料的性质，即阻力的大小，在设计时可将轴设计为空心的或实心的，一般由2-4米的各节段装配而成，通常采用钢管制成的空心轴，因在相同的强度下，它的重量要小的多，而且互相连接也方便。轴的连接有插入式和法兰连接两种方式。其中，插入式连接具有结构紧凑，输送物料连续性好的优点，但拆装较为麻烦；法兰式连接拆装方便，但尺寸较大，输送物料连续性稍差。一般在输送轻质物料的较大的输送机中的轴的连接多有插入式和法兰式混合使用的现象。３、轴承螺旋输送机中所使用的轴承有头部轴承和中间轴承两种。头部轴承应使用止推轴承，而中间轴承（亦称吊轴承）多采用对开式滑动轴承。４、料槽５、外壳五、设计计算对于螺旋输送机来讲，其设计计算的主要内容为：在已知物料的名称、最大块度、温度、含水率、粘度、磨擦性、腐蚀性等的前提下，根据要求的生产能力Ｇ，计算出螺旋的直径Ｄ、转数n和电动机的功率等。１、螺旋直径Ｄ和生产能力Ｇ之间的关系(T／h)式中：Ｆ－－料槽内物料的横断面积（米2）v－－物流速度（米／秒）ρ－－物料的堆积密度（吨／米3）Ｄ－－螺旋式输送机的螺旋直径（米）φ－－物料的填充系数（某些物料φ的推荐值见表1-6第16页）Ｃ－－与输送机的倾角有关的系数（见表１－５）n－－螺旋轴的转数（转／秒）表１－５C值与输送机倾角有关的系数Ｃ的取值输送机的水平倾角β0050100150200Ｃ值1.00.90.80.70.65CsnDsnCDFvGφρπρφπρ4606043600360022对于带式螺旋：s＝Ｄ，则（吨／小时）(1)对于实体螺旋：s＝0.8Ｄ，则（吨／小时）CnDGφρπ315CnDGφρπ312２、螺旋的转数n从螺旋输送机的工作原理可知，要使物料平稳地在料槽内被螺旋推移前进而不致被螺旋所抛起，就必须保证物料所受的切向力小于物料的重力和对槽壁的摩擦力。否则物料就会被抛起，且磨损较大。而物料所受的切向力的大小又直接与转数有关，故螺旋的转数不能过高，即实用的转数应与临界转数保持一定的关系。根据实验得出，螺旋轴的极限转数为：(2)式中：Ｄ－－螺旋直径（米）Ａ－－物料综合特征系数由(１)、(２)得式中：Ｋ－－物料综合特征系数(见表1-6第16页)DAn