第二章物料输送机械（一）4h.ppt

1、食品加工机械与设备,任课教师：张鸿雁 电话： 电子邮箱：,第二章 物料输送机械,第二章 物料输送机械,2液态食品输送机械(liquid),1固体物料输送机械(solid),Conveying Machines,第一节 固体物料输送机械 一、带式输送机 二、螺旋式输送机 三、刮板输送机 四、斗式提升机 五、振动输送机 六、气力输送装置 七、料仓与喂料器 第二节 液体物料输送机械 一、真空吸料装置 二、液料泵,输送机械的发展概况,早在公元186189年， 为了灌溉农田，我国人民发明了龙骨水车 （翻车）,公元600年左右，创造了链斗车（筒车）,诸葛亮的木牛流马,从十五世纪起，随着世界工业、贸易和建筑

2、事业的发展，推动了输送机械的进步，出现了结构较为复杂的输送机械，并用于散状物料输送。 十八世纪未期，螺旋输送机与带式输送机首先用于面粉加工行业。 十九世纪，由于蒸汽机和电动机的出现，产生了机械驱动的输送机械，并出现了最初的输送谷物的气力输送装置。 二十世纪，输送机械已广泛用于生产工艺中。,输送机械的分类,带式 有挠性牵引刮板式 斗式 固体物料无挠性牵引 螺旋式 振动式 有动力类气力输送 离心泵、螺杆泵、 液体物料齿轮泵 真空吸料装置 无动力类：依靠物料自重,典型输送机械,转弯液筒输送机:45倾角转弯线,45双拼转弯线,伸缩滚筒转弯线,转弯皮带输送机:90转弯线,180转弯线,360转弯线,本章

3、学习目标 1、了解各种形态物料的输送特点。 2、掌握输送机械的主要类型及其工作原理。 3、了解各种主要输送机械的基本结构。 4、掌握输送机械的基本性能特点。 5、掌握输送机械的选用和使用要点。,食品输送机械的作用是：在单机或生产线中，将物料按生产工艺要求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

4、用各种形式的泵、气、液流输送装置。,第一节 固体物料输送机械,第一节固体物料输送机械,带式 有挠性牵引刮板式、埋刮板式、板式 斗式 无挠性牵引 螺旋式 振动式 气力输送,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。,一、带式输送机,（一）用途及工作特点,带式输送机的优、缺点和应用范围,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500010000米)，工作速度范围广(每秒钟0024米)；,能倾斜和水平输送；,结

5、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。,速度范围广(0.02-4.00m/s);,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（倾斜角度大于200时，则工作不可靠）,（二）工作原理,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。 物料从装料斗进入输送带上，通常被运送至输送机的另一端，当需途中卸料时，可在相应位置另设卸料器。,（三）主要构件,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、驱动滚筒、张紧滚筒、张紧装置、装料斗、卸料装置

6、、托辊和机架等所组成。,输送带既是牵引构件，又是承载构件。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。 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。 要求：强度高、挠性好、本身重量轻、延伸小、吸水小、对分层现象抵抗性能好、耐磨性好,1、输送带,（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。其外表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。宽度规格有300、400、500、650、800、1000、1200和16

7、00mm 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。,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。,衬布,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

8、低至原来的35%-40%。,（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

9、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。,（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

10、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。,（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。,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

11、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。,组成： 电动机 传动装置(减速器) 驱动滚筒 多采用钢板焊成，为增加筒和带间摩擦力，筒表面多包以木材、皮带或胶带； 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100200mm。

12、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。,2、驱动装置,2、驱动装置,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。,驱动滚筒是传递动力的主要部件，输送带借其与滚筒之间的摩擦力而运行。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。,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。可以通过增大包角和摩擦系数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

13、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。,驱动滚筒布置方案 （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 ）,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。,3、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

14、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）,（b）,（c）,（d）,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。,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。,4、

15、机架和托辊,TD90-1型托辊内部结构,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610组设一组调心托辊，防跑偏,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,A、按功用和位置分：,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。,为防止输送带跑偏，常采用：,较长胶带输送机，防带跑偏，每隔若干组托辊装上调节托辊。 偏斜安装支撑辊柱，将侧托辊沿输

16、送的运动方向向前倾斜3 4 安装，使输送带受朝向中间的分力，从而保持在中央位置。,C、按托辊的形状分：,平直辊 槽形辊,平直辊：适用于支承平形输送带，多用于包装输送的承载分支和包装、散料输送的无载分支，通常由单节辊，水平放置。其优点是作用轴承少，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。,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。,槽形辊：有一节式、二节式、三节式、五节式,二节式：克服了一的缺点，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

17、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。下托辊多采用平面单辊。,带式输送机有途中和末端抛射两种卸料形式，其中末端抛射卸料只用于松散的物料。途中卸料装置常用犁式卸料挡板，成件物品一般采用单侧卸料挡板，颗粒物料可采用双侧卸料挡板。卸料板倾角90-, 为挡板与物料之间的摩擦角， 一般为30-45。,5、卸料装置,（二）带式输送机的设计计算,1、生产能力计算 （）输送能力计算 已知带宽求输送量可用下式： qm=Kb2C (t/h) 式中 K为断面系数，见表1 为物料密度（t/m3） b为带宽 （m） 为带速 （m/s） C为带的倾

18、角系数，见表2 已知输送量求带宽可用下式 b=(qm/KC) 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,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50100mm。,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

19、满足欧拉公式，即： Si=S1ef （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=S1ef )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=S1ef Si= Ft ef / ef -1 根据带的最大拉力值Smax Si ，即可确定胶带的层数，即 i=nSmax/B b,表 5 各种情况下f、ef/（ef-1）之值,表 6 帆布输送带安全系数,3、输送带长度及带速,输送带的长度与物料输送距离、滚筒直径及带速在非承载段的运动路线有关，一般按下式计算： L2

20、A（D1D2） 2 （m） A为前后滚筒中心距（m） D1、D2为前、后滚筒直径（m）,带式输送机的带速视其用途和工艺要求而定，用作输送时一般取0.82.5m/s，用作检查性运送时取为0.050.1m/s。在特殊情况按特定要求选用，如在饼干烘炉中使用的输送带，其带速应根据饼干的品种、厚薄及炉长等情况具体决定。,表7 常用饼干烘炉的炉长、带速和烘烤时间,4、输送机功率,输送机功率，主要消耗在克服带在各区段运行时的阻力。根据上述计算求出驱动滚筒上带的绕入点和绕出点的拉力后，即可求出电机功率： PFt V （SmaxS1）V (W) Ft为驱动滚筒的有效圆周力（N） V为带速（m/s） 为传动系统机

21、械效率 Smax 、S1为驱动滚筒上带的绕入点和绕出点的拉力（N）,二、螺旋输送机,1.水平螺旋输送机 horizontal spiral conveyer 也称慢速螺旋输送机 2.垂直螺旋输送机 vertical spiral conveyer 也称快速螺旋输送机,螺旋输送机是一种不带挠性牵引件的连续输送机械，主要用于各种干燥松散的粉状、粒状、小块状物料的输送。例如面粉、谷物、面团等的输送。在输送过程中，可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等工艺处理。但不宜输送易变质、粘性大、易结块及大块的物料。,一、特点及应用范围,又称绞龙，有输送、搅拌、混合作用 功能：水平输送、倾斜输送、垂直输送 原理：

22、物料由于重力和运动过程对槽壁的磨擦力作用，在运动中不随螺旋一起转动。类似不旋转的螺母沿着旋转的螺杆作平行运动一样。,优点：,结构简单，横截面尺寸小，占地面积小，除可做水平输送外，亦可倾斜安装。 便于在若干位置上进行中间加载和卸载，操作安全方便，密封性好。 制造成本低。,缺点：,摩擦较大，增加了功率消耗； 物料易被磨损，同时螺旋叶片及槽体也有较严重的磨损； 喂料要求均匀，不宜输送有机杂质含量多、表面过分粗糙、颗粒大及磨损性强的物料； 运输距离不宜太长，一般在30米以下。,螺旋 按旋转方向分左螺旋和右螺旋。 转轴 为空心或实心轴，空心轴重量轻，故多为空心轴。一般2-4米一段可装几节，各节段连接。

23、轴承 分头部轴承和中间轴承。 料槽 传动装置,二、主要构件,螺旋输送机主要由一装置有螺旋叶片的转轴和料槽组成。转轴通过轴承安装在料槽两端轴承座上，轴的一端与驱动装置相联，如轴较长则在轴中部设置中间轴承。料槽顶面和槽底分别设置进、出料口。,物料输送是靠旋转螺旋叶片将物料推移而进行的 (物料与螺旋的运动关系相当于旋合的螺母、螺杆，物料似不旋转的螺母沿螺杆平移)。使物料不与螺旋叶片一起旋转的原因是物料自身重量和料槽摩擦阻力的作用。,1、螺旋叶片 旋转轴上焊有螺旋，螺旋叶片的形式根据输送不同的物料而分为实体螺旋、带式螺旋、叶片螺旋、成型螺旋等 。转轴在物料运动方向的终端设置有止推轴承，以承受物料给螺旋

24、的轴向力。 带式、成型螺旋的结构特征是螺距与直径相等，但输送强度较低，成型螺旋在输送的同时还可对物料进行挤压。实体螺旋的输送强度较高，实体螺旋的直径是螺距的0.8倍。,实体螺旋-运送小颗粒粉状物料 叶片、成型螺旋-运送韧性、可压缩物料。 搅拌揉搓及混和作用,2、转轴 转轴有实心和空心两种结构形式，其中空心轴质量轻，而且连接方便。根据总体长度，一般制造成2-4m长的节段，利用连接段插入空心轴的衬套内，并以穿透螺钉固定连接装配。,3、中间轴承 可分为头部轴承和中间轴承，头部轴承为止推轴承，可承受因推送物料而产生的轴向力；由于螺旋轴较长，中间应设置支承装置，常用中间对开轴承支承螺旋轴。中间对开轴承要

25、可以进行两个方向的调整。,4、料槽 是由3-8mm厚的不锈钢或薄钢板制成的U形长槽，覆盖以可拆卸的盖板，料槽的内直径稍大于螺旋直径，间隙一般为6-9mm。,进行螺旋输送机的设计计算时，必须先确定设计的原始条件，它包括： 输送能力 物料的性质 即粘度、密度、温度、湿度、粘度、磨琢性等。 工作环境 (露天或室内，干燥或潮湿，灰尘多少，环境温度)。 输送机布置形式,三、参数计算,1、水平螺旋输送机的输送能力：,qm螺旋输送机生产率（t/h）； D螺旋外径（m）； d转轴外径（m）； s螺距（m）； n螺旋转速（m/s）； C输送机倾斜度修正系数，见表1-3； 物料充满系数，一般取0.3-0.5； 物

26、料密度（t/m3）。,2、螺旋形式确定 输送干燥、粘度小的小颗粒或粉状物料，宜采用实体面型螺旋，输送块状或粘度中等的物料，宜采用带式面型螺旋，采用叶片式螺旋时，物料在输送过程中往往伴随着混合、搅拌等工艺处理。 螺旋叶片的厚度一般为410 mm。,3、螺旋转速的确定 螺旋转速在满足生产能力的条件即可，不宜过高，以免物料受过大的切向力而被抛起，以至物料难于向前输送。其转速n不能超过极限转速nj。 nnj=K1 /D 0.5 (rpm) K1为物料特性系数， D为螺旋直径 。, 螺旋轴应布置为受拉力构件。 螺旋轴一般采用无缝钢管制造，其尺寸由结构及焊接工艺决定，必要时进行强度校核计算。 中间轴承的设

27、计选用应保证物料的流通有效断面，不使物料堵塞。轴承宽度要适当，使螺旋中断距离减少，并应注意密封。对磨损性小的物料，采用滑动袖承可简化密封结构。对磨损性大的物料,则应用滚动铀承，采用较完善的密封结构。 螺旋叶片与机壳的间隙一般为6-9mm。,四、设计选择注意事项,三、刮板输送机,有普通刮板输送机（简称刮板输送机）和埋刮板输送机之分。 （一）普通刮板输送机： 组成：机架上部固定着敞开的料槽1，牵引链条3由驱动链轮4驱动，并被张紧链轮5张紧。 其中驱动链轮由电动机通过减速器带动旋转，张紧链轮处安装有螺杆张紧装置。 刮板2按一定间距固定安装在链条上，随链条运动而在料槽内移动。,链条销轴7的两端装有滚轮8，用来支撑链条及刮板重量且在导轨9上滚动。 所使用的牵引构件还可采用橡胶带，刮板一般采用薄钢板或橡胶板制成，其高度和宽度的比值为0.25-0.50。 料槽由薄钢板制成，横截面为矩形，刮板与螺槽的侧向间隙为3-5mm。,工作原理：工作时，物料由进料口流入。当物料在运动方向受到的刮板推动力足以克服料槽对物料的摩擦阻力时，物料将随着刮板一起沿着料槽前进。当物料行至卸料口时，在重力作用下由料槽卸出。 功能：可水平、倾斜、水平倾斜组合输送，食品工业中使用的倾斜输送的倾