三层滚筒式银杏分级机的设计_袁巧霞

1 分级机结构特点与工作过程
三层滚筒式分级机(图 1)由进料机构 、三层滚 筒筛体 、卸料斗和传动机构等组成 , 滚筒体倾斜角 β
图 1 多层滚筒式分级机结构图 Fig.1 The structure of l ayer-cyl indrical grader 1 .电机 M otor ;2 .减速机 Slowi ng-machine ;3 .进料机构 Feed material ; 4 .滚筒体 Perf orated drum s;5 .机架 Pedestal ;6 .卸料斗 Product out let
2)方差分析 。通过方差分析结果可知 , 因素 A
第 3 期
袁巧霞等 :三层滚筒式银杏分级机的设计
3 6 1
图 2 正交试验因素水平与效果关系 Fig.2 The correlation between factors levels and effects
的差异 对试验 结果的 影响 是显 著的 , 其可 信度 为 95 %。而 B 因素及 A 与 B 交互作用的影响不显著 , 可能是因素也可能是误差影响试验结果的变化 。 因 此 , 在试验取值范围内可通过调整滚筒体的倾斜角 来控制分级机的生产量 。 3 .2 筛孔宽度扩孔系数对筛分性能的影响
我国没有专用银杏分级设备 , 由于其特殊的物 理形状特征及级别标准不同 , 不可能直接采用其它 类坚果分级设备对银杏进行分级 , 因此 , 研制和开发 银杏分级专用设备势在必行 。根据目前现状 , 我们 针对银杏核的物理特征设计了一种三层滚筒式银杏 分级机 , 并进行了分级试验研究 , 旨在为银杏分级设 备的设计和改进提供理论依据 。
未过筛率(ξ) 误筛率(ψ) U nscreened Error-screened
ra tio
rat io
1
1
1
1
0
63 .72
36 .28
0
2
1 .049
1 .030
1 .016
0 .019 , 0 .014
75 .65
13 .46
10 .89
3
1 .040
1 .030
1 .020
0 .010 , 0 .010
组别 G roup
表 2 宽度扩孔 系数单因素试验(n =36/ r·min-1 , α=2 .2°) Table 2 Singl e factor experiment in enlarged-width obl onghole coefficient
扩孔系数1) Enlarged oblonghole coef ficien t
三层滚筒式银杏分级机的设计 ＊
袁巧霞1) 陈 红1) 刘清生2) 樊启洲1)
(1)华中农业大学工程技术学院 , 武汉 430070;2)仲恺农业技术学院 , 广州 510225)
摘要 分析了三层滚筒式银杏分级机的结构特点及工作过程 , 并对分级机的分级性能及筛孔大小 进行了试 验研究 。 试验结果表明 :滚筒体转速是影响分级机分级性 能的主要 因素 , 而 倾斜角 对分级 机分级 性能的 影响不 显著 ;分级机各层滚筒筛应采用扩孔筛 , 且扩孔系数应从内层滚筒至外层滚逐渐增大 。
表 2 为不同宽度扩孔系数时分级机主要性能指
标 , 其中组别 1 为等孔筛 , 组别 2 ～ 4 为由内层至外 层宽度扩孔系数逐渐减小的扩孔筛 , 组别 5 ～ 8 为由 内层至外层宽度扩孔系数逐渐增大的扩孔筛 。
试验结果表明 , 当采用等孔筛时 , 尽管误筛率为 0 , 但由于孔太小 , 使未过筛率急剧上升 , 合格率低 ; 当扩孔系数由内层至外层逐渐增大时 , 其筛分性能 明显优于扩孔系数逐渐减小时的筛分性能 ;但不管 扩孔系数是由大变小还是由小变大 , 其差值应适中 , 如试验组别 3 的合格率明显高于组 2 和组 4 , 组 7 的合格率明显高于组 5 、组 6 和组 8 。这主要是由于 三层滚筒分级机各层滚筒筛直径不同而转速相同 , 物料在每层筛上的升角和停留时间不等 , 过筛机率 也不一样 , 对每层筛的开孔要求也就不一样 。 在本 设备的试验条件下 , 由内层筛至外层筛最佳扩孔系 数为 1 .02 、1 .03 、1 .04 。
内 , 当传动机构带动滚筒体旋转时 , 小于每层筛筛孔 工作参数条件下进行试验 , 分析各层滚筒筛不同尺
的物料经过其筛孔落入下层筛 。不能过筛的物料便 寸范围物料的合格率 , 比较宽度扩孔系数对筛分性
从该层滚筒筛尾端流出 , 进入该级卸料斗体 。 从每 能的影响 。分级 时 , 物料进料量(3 000 颗)和 进料
层筛尾部分离出的物料 , 经过圆锥返料板返回至下 速度不变 , 用游标卡尺测定其厚度 。
层筛体中部 , 增加了物料在下层筛上的停留时间 , 使 2 .3 性能指标
其过筛机率增加 , 可提高筛分效率 。
多层滚筒分级机的主要性能指标为筛分合格率
物料在两层滚筒筛之间滚动时 , 被外层筛带起 η、未过筛率 ξ和误筛率 ψ。
内层筛 I nlay ercy linde r
中层筛 M i ddlecy linde r
外层筛 O ut layercy linder
扩孔系数差值 D iff erence of enlarged oblonghole
coef ficient
性能指标 Q uality items/ %
合格率(η) Q ualified rat io
30 r/ min 、36 r/ min 和 44 r/ min 3 个水平 , 滚筒体倾 水平与效果的关系图(图 2)。
角分别为 1 .2°、2 .2°和 3 .2°3 个水平 。 滚筒体转速 由图 2 可见 , 在所选择的正交试验的因素水平
通过无 级变速 电机来 调节 , 银 杏果核 进料 总量 为 范围内 , 因素 A 及 A 与 B 的交互作用对多层滚式分
收稿日期 :2003-09-06 ;修回日期 :2004-04-28 ＊广东省科委科技创新百项工程项目资助 ＊＊通讯作者 袁巧霞 , 女 , 1963 年生 , 硕士 , 副教授 .工作单位 :华中农业大学工程技术学院 , 武汉 430070
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华 中农业大学学报
第 23 卷
可调 , 与普通滚筒分级机不同之处在于滚筒筛体的 1 .037 、1 .040 , 基本接近一致 。
3 结果与分析
筒的长度 。 其长度比普通滚筒分级机大大减少 , 并 且级数越多 , 总体长度减少的越多 。相应地可减少 设备占地面积 , 也便于运输 。 同时由于总体长度不 长 , 可采用中间轴传动 , 传动方式简单可靠 , 运转平
3 .1 工作参数对筛分性能的影响 正交试验结果如表 1 所示 。
表 1 正交试验结果 Table 1 Resul ts of orthogonal experiments
稳 , 还可减少设备的制造成本和使用成本 。
2 试验方法及性能指标
2 .1 供试材料与分级标准 试验所用材料为广东省南雄佛手类银杏果核 。
经测试 该 银杏 为卵 形 果 , 长 18 .9 ～ 26 .8 mm 、宽 12 .8 ～ 20 .4 m m 、厚 10 .8 ～ 15 .7 mm 。 按果核分布 规律将其分为 4 个等级 , 区间分别为[ 10 .8 , 12 .5] , (12 .5 , 13 .5] , (13 .5 , 14 .5] , (14 .5 , 15 .7] [ 3] 。 2 .2 试验步骤
关键词 银杏 ;分级机 ;三层滚筒筛 ;分级性能 ;扩孔系数 中图法分类号 T S 255 .6
我国是银杏生产大国 , 银杏果的年产量占世界 总产量的 90 %。 国际市场上银杏非常走俏 , 供货不 足 。 特别是日本 、香港 、德国对供货要求最为迫切 , 积极与我国洽 谈扩大银杏进 口业务[ 1] 。 在国 际市 场上 , 银杏的交易不是以品种定价 , 而是以果核的大 小级别来定价 , 销售前必须对果核进行分级 。 同时 , 银杏的深加工和深度开发需要对银杏进行脱壳 , 而 分级是改善脱壳效果的有效手段 。 因此 , 研究银杏 的采后分级处理技术 , 将银杏资源尽快转化为商品 优势 , 是推动我国银杏产业稳步发展 , 促进经济腾飞 的一项战略性措施[ 2] 。
试验分两步进行 。第一步是通过正交试验 , 研 究各工作参数对分级性能的影响 , 确定最佳工作参
试验号 No . A(n/ r·min -1) B(α/°)
1
1(30)
1(1 .2)3
1
3(3 .2)
4
2(36)
1
5
2
2
6
2
3
7
3(44)
1
8
3
2
9
3
3
K1
227 .28
225 .75
DO I :10.13300/j .cnki .hnlkxb.2004.03.021
第 23 卷 第 3 期
华 中 农 业 大 学 学 报
2004 年 6 月
Jour nal of Huazhong A gricultural U niversity
V ol.23 N o .3 June 2004 , 359 ～ 362
K2
239 .81
231 .25
K3
220 .81
230 .91
k1
75 .76
k2
79 .94
k3
73 .60
R
6 .34
75 .25 77 .08
76 .97 1 .83
A ×B
1 2 3 2 1 3 3 2 1 225 .95 228 .05 233 .91 75 .32 76 .02 77 .97 2 .65
后落在内层筛体上 , 此部分物料对内层筛体上的物 料有一撞击作用 , 使堵塞在内层筛孔上的物料迅速 脱离筛体 , 在一定程度上防止了内层筛的堵筛 。 而 外层筛则通过固定在盖板上的毛刷清筛 。