米粉生产线机械传动部分设计

(4)
4
干燥箱头部链传动的静力强度校核
对于链速 v≤0.6 m/s 的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的机率很大，故常按
下式进行抗拉静力强度计算[6]：
S ca
Flim N 4~8 K a F1
(5)
式中： S ca ——链的抗拉静力强度的计算安全系数；
Flim ——单排链的极限拉伸载荷,kN；
4
1.与切断机的传动连接
2.与运输架的传动连接
3.运输架间连接
图 6 各工序间传动连接 干燥箱与切断机的传动连接、与运输架的传动连接都采用链传动，而且是由干燥箱的 链轮作为主动轮。干燥箱与切断机的传动连接，通过外部传动链轮的链传动与切断机连接 的输送斜面的滚筒轴同时转动，由此带动滚筒轴上的箱内链轮同步转动，使输送斜面把风 干的粉丝输送到切断机上[5]。 按照此种传动方式，干燥箱与切断机、运输架之间的传动可以由干燥箱的传动机构来 作为主动部分带动三者之间的传动连接，使它们连成一个整体，而且通过合理设计各部分 的链轮，可以使三者的运动达到同步，保证粉丝在输送过程的平稳性和连续性。
在计算出的转速范围内取 n=5 r/min,由此数据反推实际链速：
v
即链轮分度圆直径为：
5
d
p 15.875 146.83mm sin(180 / z ) sin(180 / 29)
(3)
链轮齿顶圆直径：
d a p [0.54 cot(180 0 / z )] 15.875 [0.54 cot(180 / 29)] 154.4mm
v n z p 60 1000
(1)
由此可得到链轮的转速为：
n
60 1000 v z p
（2）
代入已知数据：
n 60 1000(0.033 ~ 0.05) 4.3 ~ 6.516r / min 29 15.875 5 15.875 29 0.03836m / s 2.3m / min 60 1000
N ——链的排数；
K a ——工作情况系数；
F1 ——链的紧边工作拉力。
通过机械手册滚子链规格和主要参数表、工作情况系数表查得 10A 单排滚子链：
Flim 21.8kN
K a 1. 0 链的紧边工作拉力:
F1 Fe Fc F f
(6)
链的松边所受拉力 F2 则由 Fe 和 F f 两部分组成，即：
3
链轮的选择
根据设计要求，粉丝传动网带的线速度是 2～3 m/min,即 0.033～0.05 m/min。因为网
带固定装在滚子链套筒内的长钢条上，所以网带的运动线速度等于滚子链的运动线速度， 在设计链轮的过程中采用逆推计算的办法，以滚筒链轮设计为例： 已知选用滚子链型号为 10 A 单排，节距 p=15.875 mm,链条传动的线速度 v=2～3 m/min， 假设传送带两端链轮滚筒齿数 z=29,链速 v 为：
2
图2
干燥箱传动结构
干燥箱尾部链轮是从动轮，而头部链轮是主动轮，为使其各链轮按预定方向转动必须 增加辅助链轮，这样才能使链条闭合，其传动形式见图 3。
图3 2.2 切断机传动结构设计
干燥箱头部传动结构
粉丝切断机主要是对已经冷却风干的粉丝进行切断，粉丝的切断机构见图 4。
3
图4
切断机构
图 4 中的左边滚筒安装一把切断刀，两个滚筒相互反方向转动，切断刀的刀刃转到水 平时跟另一个滚筒的中心线在同一个水平面上，即只要切断刀与粉丝接触或有很小间隙， 那么粉丝从上面落下是就会被切断。为了使两切断滚筒能相互反方向转动，此处也必须增 加一个辅助轮，同时也作为张紧轮，见图 5。
F1 3068.95 N
S ca 7.1 4 ~ 8 符合设计要求，干燥箱头部张紧轮设计与减速机上的主动链轮设计相同，这样可以减 少链轮的种类。
7
参考文献 1 郭飚,苏四清.LL 方便面湿面生产线的设计原则及应用[J].粮油食品科技,2004,2.
2 谢定.班产 3 万份保鲜方便米粉车间设计初探[J].食品与机械，2006（3） ：120～122. 3 4 5 6 张钟,王勇,等.免油炸方便面的生产工艺及设备选型[J]. 包装与食品机械,2005,6. 郎庆军.夹馅面条机成型部分结构改进[J].食品与机械，2002（4） ：22～37. 罗忠民.挂面生产技术[M]. 北京：中国轻工业出版社，1992,4. 濮良贵.机械设计[M]. 北京：高等教育出版社，2001，312～320.
1.电动机主动链轮 2.传送带滚筒链轮 3.切断滚筒链轮 4.辅助切断滚筒链轮
5.张紧轮 6—传送带滚筒
图5
切断机传动结构
传送带的的运动是由传送带滚筒链轮带动同轴上的滚筒转动，而且两滚筒通过增加中 心距拉紧套在两滚筒上的网布，使它们之间靠摩擦力传动从而使网布运动。传动链轮的位 置可以放在切断机钢架外，这样既可使切断滚筒的长度增加，而且对链轮和链条的维护也 十分方便[4]。 2.3 设备之间的传动连接 该条生产线是由若干不同工序的设备组合在一起，各个工序之间的转换都由某些传动 方式连接起来形成一个连续的工艺线，各工序之间的连接转换采用链传动方式,见图 6。收Biblioteka 日期：2006-12-051
米粉生产线的传动部分是整条生产线设计的关键，本研究就重要的传动部件进行了设 计计算。
1 生产线的布局和结构形式
根据工厂现有生产线资料和厂方要求初定把 35 m 的干燥箱箱体切分为 27 个小箱体， 每一个长 1.3 m，高度 3.2 m，宽度 1.5m（在以后的设计中若有其他要求这些数据可以适当 变化）[3]，这样既可以使生产制造和运输方便，而且可以根据生产要求随时调整干燥箱的长 度，其总体布局与结构见图 1。
图1
生产线总图
蒸熟的粉团通过挤出机和其特定的粉丝模头挤出形成线状米粉， 这时的粉丝湿度较大而 且是连续很长一段，须经随后的干燥工序和切断工序才能包装入库。
2
传动部分的设计
2.1 干燥箱传动结构设计 在米粉生产过程中必须能把运输带的线速度控制为 2～3 m/min 以内，整个传动部分在 生产过程必须保持平稳，其中的关键就是干燥箱头部传动结构的设计，它是整条生产线传 动部分的动力源所在。 干燥箱内分 8 层从上而下来回循环运输使米粉风干，即箱内每两层传送带之间的运动 方向相互相反，并且上下两层传送带的头部与尾部都应有一定的台阶，让上层传送带上的 粉丝完全落到下一层传送带上，如此反复循环,见图 2。
米粉生产线机械传动部分设计
Design of machinery drive parts for rice noodle production line 刘军 1 LIU Jun1 沈卫东 2 SHEN Wei-dong2
（1.佛山科学技术学院机电系，广东 佛山 528000；2.佛山东力五金机械厂，广东 佛山 528000） （1.Mechatronics Department ，Foshan University，Foshan，Guangdong 528000,China； 2.Foshan Dong-li Hardware Machinery Factory，Foshan ，Guangdong 528000,China） 摘要：着重介绍了米粉生产线机械传动部分的设计过程，说明了各部分链传动的联接形式， 通过计算选择了相应链轮尺寸的大小，并对链传动进行了静力强度校核。 关键词：米粉生产线；链传动；干燥箱 Abstract：This article present the design process of Machinery Drive Parts For Rice Noodle Production Line，and illustrate the link shape of chain drive. By calculating，we choose the size of chain，and check the static strength of chain drive. Keywords：Rice Noodle Production Line；Chain drive；Drying box 米粉是大米深加工的食品。一般所说的米粉大致可分为两类：一类是条状的产品，包 括波纹米粉、排米粉、方便河粉、过桥米线等鲜制品；另一类是粉末状产品，包括糯米粉， 粘米粉等。近年来，随着经济发展和人民生活水平的提高，米粉的生产有了新的发展，市 场需求不断增加。事实上，米粉的生产工艺非常复杂，由于大米本身的特征，米粉生产一 般要经过过程为[1，2]： 大米→提升输送→除砂石→射流洗米→浸泡→米、水分离→粉碎→混合→熟化挤压→ 成型挤丝→静置老化、松丝→压力蒸粉→静置老化、松丝→风干→切断→称量包装→成品 入库 ———————————— 作者简介：刘军（1967-）,男,佛山科学技术学院机电系讲师。 E-Mail：fsliujunfs@
F ' f K f qa 10 2 F '' f ( K f sin )qa 10 2
(10) (11)
式中：
a ——链传动的中心距，mm；
q ——单位长度链条的质量，kg/m；
K f ——垂度系数。
通过查机械手册滚子链部分得： K t 30
q 1.0
取定中心距 a 0.33mm 由公式(6)、 (7)、(8) 、(9)、 (10)、 (11)计算得：
8
F2 Fe F f
（7）
有效圆周力 Fe （单位为 N ）为：
Fe 1000 P v
(8)
式中：
6
p —传递的功率，kW；
v —链速，m/s；
离心力引起的拉力 Fc （单位为 N）为：
Fc qv 2
(9)
式中：
q ——单位长度链条的质量，kg/m；
v ——链速，m/s；
悬垂拉力 F f 的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关，在 F ' f 和 F ' ' f (单位均为 N)中选用大者。