食品输送机械

nullnull 第一节 固体物料输送机械 第一节 固体物料输送机械 食品工业生产中，物料输送在一定的环境（空间）内进行，时间、路线、人员、设备、工具、建筑设施与物料输送有直着接关系，生产过程就是从原料到产品的输送流动过程。物料与人、机械设备、建筑设施、能源发生关系。据不完全统计从原料到成品的实际加工时间只占生产周期的15% ～ 20%，其余时间物料处于停滞或输送状态，经营费用的20% ～ 40%是物料的输送费用，所以优化物料输送是提高食品生产效益的有效途径。 食品原料、辅料、废料、成品或半成品及物料载盛器的供排送均由输送机械完成，也提高了劳动生产率和减轻劳动强度。 食品输送机械的作用是：在单机或生产线中，将物料按生产工艺从一个工作地点传送到另一个工作地点或在传送中对物料进行工艺操作处理。 输送机械按传送过程的特征可分为连续式和间歇式两大类。按传送时的运动方式可分为直线式和回转式。 根据驱动方式又可分为机械驱动、液压驱动、气压驱动和电磁驱动等形式。 按所传送的物料可以分为固体物料输送和流体物料输送。输送固体物料时，一般采用各种类型的输送机械；输送流体物料时，则采用各种形式的泵、气、液流输送装置。null第一节 固体输送机械第一节 固体输送机械一、 带式输送机 （一）用途及工作特点 带式输送机是食品工厂广泛采用的一种连续输送机械。常用于块状、颗粒状物料及整件物料进行水平方向或倾斜方向运送。同时还可用作选择、检查、包装、清洗和预处理操作台等。 带式输送机的工作特点：速度范围广(0.02～4.00m/s)，输送距离长，生产效率高，所需动力较小，结构简单可靠，使用方便，维护检修容易，无噪音，能够在全机身中任何地方进行装料和卸料。缺点是输送轻质粉状物料时易产生粉尘飞扬现象，倾斜角度大于200时，则工作不可靠。 （二）结构组成 带式输送机是由挠性牵引构件组成形式的一种输送机械。主要由无端的环形输送带、驱动装置、张紧装置、托辊和机架等所组成。null 1.输送带 输送带既是牵引构件，又是承载构件。常用的输送带有：橡胶带、纤维编织带、塑料、尼龙、强力锦纶带、板式带、钢带和钢丝网带。其中使用最多的是普通型橡胶带。 (1)橡胶带 橡胶带由2～10层棉织品或麻织品、人造纤维衬布用橡胶胶合而成。其外面附有胶作为保护层。胶层起到连接衬布、保护其不受机械损伤及运载物料的磨损，防止潮湿及外部介质的侵蚀。 橡胶带按其用途不同分为强力型、普通型和耐热型三种。相对于普通型橡胶带而言，强力型能承受更大的载荷，而耐热型则用于比室温高些的温度环境。 国产橡胶带的品种及规格可查阅机械手册(GB523-74)。主要规格（按宽度查找）为：200、250、300、350、400、450mm、(胶带厚度范围为6～16.5 mm)500、650、800、1000、1200、1600mm(胶带宽度厚度范围为6～25 mm)。 选择橡胶输送带时，主要确定：带宽B(mm)，衬布层数i和带长（m）。带宽B可参考同类型输送机、根据生产能力或牵引力决定，带长则根据输送的距离确定。而衬布层数则按工作拉力、带的种类和带宽决定。带的强度决定于衬布层数，层数越多，承载能力越大。null 每一层衬布的许用工作拉力为断裂强度[б]b的1/3～1/12，即其安全系数为3～12，一般衬布的许用极限强度为：[б]=56×9.8（1/3～1/12）=45.7～183（N/层·cm）,例如带宽度为400mm，衬布层数为3的胶带，其断裂拉力为： SMAX=56×9.8×3×40=65856 (N) 若取安全系数为8，则其许用工作拉力为： S=56×9.8×3×40／8=8232 (N) [б]b － 胶带断裂极限强度 (N/层·cm) [б]－胶带许用强度 (N/层·cm) 如已知工作拉力SMAX =1000Kg，取安全系数[n] =10，选胶带宽度B=500mm时，应选的胶带层数 i 为： i= [n] SMAX/ [б]b B 或 i= SMAX/ [б] B 1000×10× 9 .8 /56 ×9 .8 ×50＝3.57（层） 胶带连接形式有皮线缝纽法、胶液冷粘缝纽法、金属扣搭接法和加热硫化搭接法。搭接时最好是采用硫化搭接法，其搭接强度可达胶带强度的90%，同时接口无缝，表面平整，运转平稳。而缝纽法和金属扣搭接法则简单易行，但强度降低至原来的35%～40%。(4.5)null (2)钢带 钢带的厚度一般为0.6～1.5mm，宽度在650mm以下。钢带的机械强度大，不易伸长，耐高温，因而常用于烘烤设备中。但钢带的刚度大，与橡胶带相比，需要采用直径较大的驱动滚筒。钢带容易跑偏，其调偏装置结构复杂，且要求所有的支承及导向装置安装准确。一般用于输送粘着性较大，灼热的物料。 (3)钢丝网带 钢丝网带强度高，耐高温。它具有网孔，网孔的大小可按需要选择，多用于一边输送一边固液分离的场合。如油炸食品炉中的物料输送，水果洗涤设备中的水平输送等常采用钢丝网带。钢丝网带用于烘烤食品设备中时，由于网带网孔能透气，故烘烤时食品生坯底部水分容易蒸发，其外形不会因胀发而变得不规则或发生油滩、洼底、粘带及打滑等现象。网带上积累的面屑碳黑不易清洗，致使制品底部粘上黑斑而影响食品质量。应对网带涂镀防粘材料来解决。null (4)塑料带 具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀和适用于温度变化较大等优点，分多层芯式和整芯式两种。多层芯塑料带和普通橡胶带相似，径向断裂强度为549N/层·cm。整芯式塑料带制造工艺简单，生产率高，成本低，质量好，但挠性较差。采用塑化接头时强度稍好些，若用机械接头则强度会大大降低。 (5)帆布带 帆布带主要用于饼干成型前的面片和饼坯的输送，如面片叠层、加酥辊压、饼干成型过程中均用帆布作为输送带。帆布带除抗拉强度大之外，主要特点是柔性好，能经受多次反复折叠而不疲劳。目前配套国产饼干机的帆布带宽度有500、600、800、1000、1200mm等几种。帆布的缝接通常采用棉线和人造纤维缝合，少数情况下用皮带扣连接。null (6)板式带 板式带即链板式传送带，与带式传送不同之处是：带式传送用来移动物品的牵引件为各式传送带，传送带作为承载被送物品的构件和输送构件；而链板式传送中，用移动被送物料的牵引件为板式关节链，而支承被送物品的构件则为托板下固定的导板，即链板是在导板上滑行的。在食品工业中，这种输送带常用来输送装料未装料的包装容器如玻璃瓶、金属罐等。 null链板与链轮结构图 a）-槽形 b）-多边形 食品工厂用的链板式传送装置，托板和链节做成一个整体而成为链板，如图所示。链板与链板间用销子连接，驱动链轮和改向链轮根据链板的结构作成槽形或多边形。链板式传送与带式传送相比较其结构紧凑，作用在轴上的载荷较小，承载能力大，效率高，并能在条件差的场合下工作，如高温、潮湿的场合。链板与驱动链轮间不存在打滑现象，因而能保证链板具有稳定、均匀的速度。但链板的自重较大，制造成本相对较高，对安装精度较高的要求。由于链板之间由铰链关节连接，需及时保养和调整、润滑。 ２.驱动装置 ２.驱动装置null 带式输送机的驱动装置由电动机、减速装置和驱动辊组成。倾斜式输送机上还设制动装置或停电刹车装置。除板式带的驱动辊为表面有齿的滚轮外，其它输送带的驱动辊通常为直径较大、表面光滑的空心滚筒。为了增加滚筒和带的摩擦力，有时在表面包上木材、皮革或橡胶等，滚筒的宽度比带宽大100～200mm。驱动滚筒形如腰鼓，即中间直径比两端直径稍大，能自动纠正胶带的跑偏。 驱动滚筒的牵引力，根据传送带与滚筒表面不打滑为条件来确定。根据欧拉公式，驱动滚筒对输送带的牵引力Ft为： Ft=Si－S1 ≤S1 (efα－1) (N) Si、S1输送带绕入点和绕出点的张力（N）α输送带在滚筒上包角（rad） f 为传送带与滚筒间的摩擦系数，一般为0.2～0.3null Ft=Si－S1 ≤S1 (efα－1) (N) S1为某一定值时，efα值越大，滚筒对输送的牵引力越大。可以通过增大包角α和摩擦系数f 的办法增大滚筒对输送带的牵引力。图 (a)、(b)就是增加包角的方法。而在滚筒表面包上橡胶和木条可以增大摩擦系数。输送带采用如图所示的布置形式亦可增大牵引力。 驱动滚筒布置 （a）利用导向轮增大包角 （b）-利用二个驱动轮增大包角： （c）利用压紧带增大牵引力（ a ）（ b ）（ c ）null 3.张紧装置 在带式输送机中，输送带具有一定的延伸率，在拉力作用下，长度会增大，输送带未张紧时，输送带的紧边不平坦，不仅使承载能力下降，且物料运行不平稳。这个增加的长度需要得到补偿，否则带与驱动滚筒间不能产生足够的摩擦力而打滑，使输送带无法正常运转。这种补偿装置就是张紧装置。张紧装置有重锤式、螺旋式和压力弹簧式等，如图所示。 对于输送距离较短的输送机，张紧装置可直接安装在输送带的从动辊筒的支承轴上，而对于较长的输送机则需设专用的张紧辊。螺旋式张紧装置是利用拉力螺杆(图a)、压力螺杆(b)使输送带张紧。其主要优点为外形尺寸小，较紧凑。缺点是必须经常调整。（a ）（ c ）（d）（ b ） 锤式张紧装置如图所示，由自由悬垂重物作用产生拉紧力。其优点是能够保证张紧力恒定，缺点是外形尺寸较大。 压力弹簧张紧装置是在张紧辊两端的轴承座上连接一弹簧和调节螺钉，如图d所示。其优点是外形尺寸小，具有缓冲作用，但结构较复杂。 4.机架和托辊 4.机架和托辊 机架多用槽钢、角钢焊接而成。可移式输送机的机架装在滚轮上。 托辊在输送机中对输送带及其上物料起承托作用，使输送带及物料运行平稳。板式带不用托辊，靠上下的导板承托滑行。 托辊分承载托辊和空载段托辊，上托辊的形式如图所示。槽形托辊在带的同一横截面方向接连安装3或5个平型辊，底下一个水平，旁边倾斜安装而组成一个槽形，主要用于输送散状物料。 调整托辊图 （二）带式输送机的设计计算 （二）带式输送机的设计计算 1.生产能力计算 （１）输送能力计算 已知带宽求输送量可用下式： Q=3600KB2VρC (t/h) 式中 K为断面系数，见表1 ρ为物料密度（t/m3） B为带宽 （m） V为带速 （m/s） C为带的倾角系数，见表2 已知输送量求带宽可用下式 B=(Q/K ρVC) 0.5 (m) 表1 断面系数K 表2 倾斜度修正系数 (2)输送成件物品时的输送能力 (2)输送成件物品时的输送能力 Q= 3.6GV/L N=3600V/L (件/h) 输送成件物品时，输送带的宽度应比成件物品的横向尺寸大50～100mm。 2.输送带张力计算 2.输送带张力计算 由于输送带各点阻力不同,带内部各点的张力也不同。计算内部各点的张力时,一般从输送带在驱动滚筒的上绕出点(该点的张力为S1)开始,然后沿输送带的运行方向逐点计算到驱动滚筒的上绕入点,从而计算出该点的输送带张力Si，Si与S1两点张力之间的函数关系为： S1=f（Si） （N） 为保证输送带不打滑Si与S1应满足欧拉公式，即： Si=S1efα （N） 主动滚简上的有效圆周力Ft等于驱动滚筒上绕入点张力si与绕出点张力s1之差，即： Ft=Si-S1 代入(Si=S1efα )式，即可求出Si。 输送带所受的最大拉力Smax也就是驱动滚筒绕入点的张力Si，联立解方程 Ft=Si-S1 Si=S1efα Si= Ft ef α/ ef α-1 根据带的最大拉力值Smax＝ Si ，即可确定胶带的层数，即 i=[n]Smax/B [б]b