第一章物料输送机械与设备

1第一章物料输送机械与设备发展农产品加工业的意义：是丰富人民生活、改善人们食物结构的重要环节；也是发展乡镇企业的主力；更是促进农村脱贫致富的有效途径。农产品加工，是大农业的延伸发展；是高效农业的保证；农产品的加工过程。初加工和深加工两个不同的加工过程。初加工是指对农业原料进行诸如清理、分级、分离、尺寸减少、干燥和冷藏等直接的、简单的加工处理过程，所采用的加工技术和工艺设备一般比较简单。它主要表现为加工过程产生的是物理变化。深加工是指对初加工产品作进一步的再加工或者对原料直接进行多层次的精细加工。它主要表现为加工过程除了产生物理变化以外，还参与着化学变化和生物特性的变化。实现农产品加工机械化意义：实现农产品加工机械化是提高产品质量、劳动生产率和降低生产成本是实现农产品加工业现代化的重要环节和可靠保证。采用先进的技术装备武装农产品加工业，已成为发展我国农业生产、应对经济全球化（国际贸易）一项非常重要且十分紧迫的任务。为此，我们开设这门选修课，以满足目前经济发展对人才的需要。农产品加工机械的发展历程：形成于20世纪80年代，目前已进入产品结构调整，提高开发能力时期。1998年用于农产品加工机械的产值为140亿元。在短短的20余年取得了很大的进步，技术水平有很大的提高，可以向农产品加工企业提供一大批水平较高的成套设备或单机。主要差距：1、单机多，成套流水线少。2、通用机型多，专用机型少。3、结构简单、技术含量低的产品多，高技术附加值、高生2产率的产品少。4、主机多，辅机少。5产品可靠性差。基础件和配套件寿命短。6、造型落后，外观粗糙。7、高新技术应用少，自控技术差，生产线自动化程度低。课程的主要学习内容主要涉及以下几方面典型机械的主要内容：1、物料输送机械2、清洗、清理与分级机械3、分离机械4、切碎、磨碎机械5、干燥机械6、冷冻（藏）机械讲授重点：农产品加工机械的工作原理、工作过程、主要组成、构造和性能等内容。通过学习，在掌握有关基础理论知识的基础上，对农产品加工机械的选型、正确安装、使用具备一定的能力；了解典型加工机械的一般设计方法，主要参数的确定与选择，了解这一领域有关的最新技术成果和发展趋势。食品工业中，存在着大量的物料输送问题，为了保证卫生要求，提高劳动生产率和减轻劳动强度，需要采用各式各样的机械来完成物料的输送。尤其是自动化食品生产线中，输送机械是连接各个生产工序必不可少的重要环节。食品工厂的原料、燃料、容器及各种辅助材料都是通过各种运输工具进行输送的。输送机械的作用：组成流水线和自动化不可缺少的重要环节，构成了生产中的中间媒介和衔接纽带；降低产品成本、保证食品卫生、减少人身和产品的事故；食品加工工序的重要组成部分，有时还在输送中对物料进行某种工艺（如干燥、混合等）操作。被输送的物料有固体物料（成件的、成块的、粉末状的等）和液体物料及气体物料。所用的输送设备有：固体物料输送机械、流体物料输送机械、气力输送机械3第一节固体物料输送机械与设备固体物料的形态多样，包括粉末状、颗粒状、大粒状、块状等等，对于不同形态的固体物料应采用不同的输送方式及设备。固体物料输送机械与设备主要有：带式输送机、斗式输送机、螺旋输送机、振动输送机。一、带式输送机（一）带式输送机工作原理：带式输送机是一种应用广泛的连续输送机械，适用于块状、颗粒状物料及整件物品的水平或小角度输送。原理：驱动滚筒通过摩擦传动带动输送带，使输送带连续运行而将带上的物料输送到一定的位置。输送物料：块状、颗粒状物料及整件物品等。功能：水平输送、倾斜输送。形式：固定式、移动式。特点：输送量大，动力消耗少，运转连续，工作平稳，输送距离大。（二）带式输送机基本结构：它是由环形输送带、驱动装置、张紧装置、托架、装料漏斗、卸载装置等组成。是一种挠性牵引构件的运输机。1.输送带：在带式输送机中，输送带既是承载件又是牵引件，主要用来承放物料和传递牵引力，是带式输送机中成本最高，又是最易磨损的部件。它是绕过主动鼓轮和从动鼓轮的封闭的环形带，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。输送带：按材质分有橡胶带、各种纤维带、钢带、塑料带等。（1）橡胶带：它是最为常用的输送带，是由2-12棉织品、麻织品或人造纤维衬布等材料制成的强力层，用橡胶加以胶合而成的，可以4用于传递动力，衬布之间的橡胶层为胶合层。目前，国内胶带已规格化，可输送常温、中性、无腐蚀的固体物料。⑵钢带：它一般厚度为0.6-1.4mm，宽度在650mm以内。它具有机械强度大、不易伸长、耐高温、不易损伤等优点。但因其强度大、挠性差，故应用时需采用直径较大的滚筒，另外它对冲击力敏感，易被刺破和划破。再有它要求所有的支承及导向装置安装较准确。还有它耐腐蚀性差、造价高等缺点。通常在粘性大且灼热的物料不宜用胶带时，方采用钢带。（3）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。带式输送机对输送带的要求：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。同时，用于输送食品的输送带还须满足食品卫生要求。2.驱动滚筒：驱动滚筒是传递动力的主要部件，是由一个或若干个驱动滚筒、减速器、联轴器等组成。输送带借其与滚筒之间的摩擦力而运行。倾斜输送时还应设有制动装置。功能：驱动、张紧、改向。它是使输送带能运动起来的动力。驱动滚筒有光面、木面和胶面之分，木面和胶面与输送带之间的摩擦力较大。一般为鼓形设计。１）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100-200mm④、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5自动纠正胶带跑偏。3.托辊（托架）：其功用是支承运输带及上面的物料，保证带子平稳运行。防止输送带下垂，起支撑作用，多采用辊轮式。托架的组成：由固定支架和托辊组成。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）托辊的工艺要求：①托辊的长度应比输送带的宽度长约100-200mm②托辊的间矩和直径应视带宽和物料的性质而定。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。A、按功能和位置分：上托辊：直接支承物料的承载托辊。下托辊：用于支承返程胶带的空载托辊。下托辊间矩一般为上托辊间矩的二倍。B、按托辊的用途来分：普通托辊：仅仅起支承作用，有平直和槽形缓冲托辊：安装在加料段，起支承和缓冲作用，有橡胶圈和弹簧板式，食品加工很少用。调心托辊：每隔6－10组设一组调心托辊，防跑偏。C、按托辊的形状分：平直辊、槽形辊•平直辊：一般用于输送成件物品。•槽形辊：一般用于输送散装物料。平直辊：适用于支承平形输送带，通常由单节辊，水平放置。其6优点是作用轴承少，运行阻力小，缺点是输送散料时输送带上物料流的横截面小。槽形辊：有一节式、二节式、三节式、五节式一节式：使用轴承少，物料的堆积截面大，但托辊表面上沿轴向直径不同会引起输送带相对滑动，易磨损。仅用于轻物料小量输送。二节式：克服了一节式的缺点，但在负载最大的中间部位却没有支承，带中央横向弯曲较大易弯折损伤，且用轴承多。三节式：槽形最佳，带上料流截面较为理想。但转动件多，使用轴承多。多辊式使运输带弯曲呈槽状，运送量大，生产率高，适合运送散粒物料，但运输带较易磨损。4.张紧装置张紧装置的作用：在安装张紧输送带时，要求能够补偿因输送带伸长而产生的松弛现象，使输送带与驱动滚筒之间保持足够的摩擦力，避免打滑，维持输送机正常运行。带式输送机中张紧装置中有中部张紧和尾部张紧。常用的尾部张紧装置有重锤式、螺旋式和弹簧调节螺钉组合式。中部张紧和尾部张紧仅适用于距离较短的输送。对于距离较长的输送机，则需设置专用张紧辊。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。7⑵重锤式拉紧装置：①优点：拉力衡定，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。（四）带式输送机的优、缺点和应用范围1.带式输送机的优点输送平稳，噪音小，输送中不损伤物料；连续输送能力强，动力消耗小，输送效率高;输送距离长(可达5000～10000米)，工作速度范围广(每秒钟0．02～4米)；能倾斜和水平输送；结构简单，工作可靠，使用维修方便；能够向机身任何地方装、卸物料。2.带式输送机的缺点输送不密封，输送轻质粉状物料时易飞扬；设备成本高，输送带易磨损；即使采用网纹带，也不适于倾角过大的场合二、斗式提升机：又称斗式升运机，是环绕在驱动轮（头轮）和张紧轮上的环形牵引构件（畚běn斗带或钢链条）上，每隔一定距离安装一畚斗，通过机头（鼓轮、链轮）驱使而带动牵引构件在提升管中运行，完成物料提升的专用设备。１、用途：可用来输送块状物料、粉末状物料。2、输送方式：可垂直输送也可倾斜输送。3、优点：占地面积小，可把物料输送到较高的位置，生产率范围较大（3-160米3／小时）等。4、缺点：对过栽较敏感，必须均匀供料。（一）分类按安装形式分：移动式、固定式；按畚斗深浅分：深斗型、浅斗型；按牵引构件不同分：链式、带式；按畚斗底有无分：有底型、无底型.8（二）构造和工作原理1、结构畚斗：常用1mm薄钢板冲压、焊接或铆接，近年则采用聚丙烯塑料制成。分深斗、浅斗、无底畚斗和圆形畚斗四种。深斗——前臂斜度小，斗口与后壁夹角大（65），斗深且大，适用于输送散落性好的粒状物料。浅斗——前臂斜度大，斗口与后壁夹角小（45），斗浅且小，适用于输送潮湿或散落性差的粉料。无底畚斗—常用于高效提升机上，畚斗5－10只为一组连续排列，最后一只为有底畚斗。圆形畚斗——是一种新型畚斗，容量大，制造方便。牵引带：带式：料斗用特种头部的螺钉和弹簧垫片固接在带子上，带宽比料斗的宽度大35－40mm。带式升运具有结构简单、运转平稳、速度高、噪声小等优点，但适于提升载荷小、不潮湿、温度低的物料。链条式：常用的是板片或衬套式滚子链条。其节距有150mm、200mm、250mm等，当料斗的宽度为160－250mm时，用一根链条固接在料斗后壁上，深斗和浅斗可用角钢以螺钉固接在链上。（三）装料过程斗式提升装料方式有吸取装入（即挖取法）和直接装入（撒入法）。挖取法是将物料由底部加入，再被运动着的料斗所挖取提升。这种方法适用于中小块度或磨损小的粒状物料。由于物料的阻力小，故粒度可以有较高的速度（0.8-2.0米／秒）9撒入法即物料由下部进料口直接加入到运动着的料斗中而提升。这种方法适用于大块和磨损性大的物料，料斗有密封装置，以防物料在料斗之间抛撒料，料斗速度低，一般不超过1m/s。（四）卸料过程斗式升运机根据斗的提升速度不同有三种卸料方式：重力式、离心式和混合式。1.重力式：重力大于离心力，物料沿料斗内壁向外流动。2.离心式：离心力大于重力，物料沿料斗的外壁运动。3.混合式：接近外壁的物料靠离心力抛出，接近内壁的物料靠自重卸出。三、螺旋式输送机：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。主要由料槽、输送螺旋、电动机、传动装置、轴承等组成。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。1.水平螺旋输送机——也称慢速螺旋输送机2.垂直螺旋输送机——也称快速螺旋输送机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10摩擦力，