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斗式提升机造成玉米烘干过程中破碎因素分析及

1、前言

粮食是人类生存的基础,粮食安全是保持国民经济平稳较快增长和社会稳定的前提条件。在我国东北,每年用热风干燥的玉米总量达到5000多万吨,在这个过程中造成的破碎约200万吨,每年给国家造成经济损失约几十亿元。在玉米干燥系统中,造成玉米破碎的主要设备是斗式提升机,约占玉米干燥系统破碎率增值的90%。因此,分析提升机造成破碎的主要因素,对主要问题进行改进,能有效减少玉米烘干过程的破碎率,为粮食收储企业带来了良好的经济效益。

2、玉米烘干造成的破碎现状

2.1 我国东北玉米收获时水分情况

2014年,我国年粮食总产量达到6亿吨,玉米作为中国的三大粮食作物之一,年产量约占全国粮食总产量的25 %,大部分都分布在东北、华北。其中东北是我国最大的商品玉米生产基地,每年的玉米产量约5000万吨,占全国总产量的三成多。东北的玉米不同于华北和其他地区的玉米,东北玉米春季播种,秋季收获,生长期长,淀粉含量比较高,属粉质玉米。由于受到东北地区自然条件影响,东北玉米收获时水分基本都在25~30%。

2.2玉米烘干过程中由提升机造成的

破碎情况

粮食收储企业为了提高储存玉米安全性,基本上全部采用热风烘干的方式,快速高效的强制脱水,使进仓玉米的水分不超过14.5%。采用这种方式虽然高效、快速但破坏了玉米的品质,使玉米变得更容易破碎,甚至产生裂纹。烘干系统中,造成玉米破碎的因素有提升机、烘干机、皮带机等,但在烘干过程中造成破碎率最高的设备是提升机。玉米在烘干系统中一般经过进筛提升机、进潮粮仓提升机、进烘干机提升机、进干粮仓提升机,共计4台提升机,在这个过程中玉米新增破碎率一般在3一5%。那么在烘干过程中破碎的玉米就会有150一250万吨。

3、提升机引起玉米破碎的主要因素分析

3.1斗式提升机运行线速度过高

根据在玉米烘干系统中提升机运行测试数据,有些提升机的线速度能达到3.3 m/s以卜,明显偏高,而头罩几何外形太小,机头罩壳与线速不匹配,造成玉米与头罩的强烈冲击破碎。料斗的运行速度越高,玉米在头部卸料时所受的离心力越大,头部机头罩的尺寸就要越大,玉米在与机头罩内的耐磨衬板撞击时的力就越大,玉米就越容易受到撞击而破碎。在斗式提升机的机头罩不能做的很大的情况下,对于易破碎的玉米要降低料斗的运行速度。

3.2 机头罩的形状和尺寸不很合理

斗式提升机的机头罩的形状和尺寸是根据玉米的抛料曲线确定的。机头罩的外形和尺寸必须与玉米的运动轨迹相适应,尽可能的使料斗卸出的玉米全部落人卸料槽中,并且避免玉米与机头罩内部的耐磨衬板相碰撞。但是如果机头罩按照玉米抛料曲线的轮廓线制造的话,机头罩的外形往往十分庞大,特别提升机的运行速度比较高时,所以在实际制造机头罩的时候,为了缩小机头的轮廓尺寸,允许玉米的运动轨迹和机头罩内壁以14一18°相交,这样可以保证玉米沿着机头罩的内壁滑行落人卸料槽中。如果要使头罩按照理论包罗玉米的抛料曲线的话,机头罩尺寸会太大,实际应用不是很合理。

3.3底轮和机座进料口的相互位置不合适

大多数的斗式提升机都采用的是逆向的进料方式,即玉米迎着料斗运动方向流人机座,一部分进入了机座的底部,一部分直接装入料斗。如图1所示:

当进料口处于低位时,进机玉米几乎全部流入机座底部,同顺向进料一样完全靠备斗挖取的方式装料。当进料口位于高位时,进机玉米一部分流入机座底部,一部分直接进人料斗内。这样机座内的料位就可以保持在较低的水平,让料斗在底部仅挖取少量的玉米,待其转到上行方向时再由物流直接注入进行补充。所以采用逆向进料时为了有利于玉米进入料斗,通常将进料口的底缘设在底轮水平中心线以上。而有相当多的斗式提升机进料口底缘的位置明显偏低,不利于获得较高的装满系数,同时也可能导致料斗在机座底部反复的挖取玉米而使得玉米破碎增加破碎率。

3.4底轮的结构形式不是最优

3.5 畚斗的间距和备斗的选型不是很合理

3.6 畚斗进粮料流速太快

流入提升机进粮口处的流速在3m/s以上,有的达到5m/s以上,这样会加大粮流与提升机运动备斗以及其他部件之间的撞击破碎;同时也影响备斗带的工作寿命,降低玉米的装满系数,影响提升机的处理量。

4、斗式提升机技术发展情况

曾经在相当长的一段时期,我国斗式提升机的设计和制造技术,一直停留在几近原始的状态。轮子是铸造的;机头外形有方的,有蜗形的;机头和

底座法兰均是角钢焊成;逆止器是棘轮棘爪式的或未经热处理的滚珠式;传动装置减速器是软齿面的甚至还有两级皮带传动式。所有零部件配合不是强行硬打进去便是自由公差松滑进去的。运行起来,窜轴、滚键,皮带跑偏擦边,异响声声不断,回料哗哗作响。

5、玉米烘干系统中斗式提升机的技术改进措施

5.1根据基本运行参数确定线速度和机头罩尺寸

由于畚斗的运动速度越高,玉米的抛料轨迹就越远,依据抛料轨迹设计的斗提机的头罩就会较大。

5.2选用合理的进料口的形状和位置。

由于采用逆向进料,为了使玉米更多的直接落入备斗,减少进入机座底部的玉米量;同时为了使进料口中的玉米运行平稳,使备斗获得更大的装满系数,在玉米烘干系统中通过提高进料口的位置,改变进料口的结构,以使玉米最大程度的进入备斗,最大程度的减少进入机座底部的玉米。

5.3 选用自清尾轮防止机座底部积粮,减少机座底部的玉米破碎

普遍采用由斜挡板、外围栅板、叶片板等结构设计的自清式尾轮(如图2),空腔同时起到溜槽的作用。工作时,回粮由轮缘栅板之间的间隙进入滚筒上部的腔完成回粮的收集,同时回粮也会顺着斜板依靠自重流出,完成回粮排出从而达到防止回粮被滚筒和皮带挤压破碎的目的。

5.4选用专用畚斗,并选择合理的畚斗间距

为了降低玉米的破碎,选用轻质高强度塑料斗,同时根据玉米烘干过程中,特别是烘后干粮的提升破碎更严重的情况,开发专用斗型,该斗型适用于粒料,并能减缓对玉米的冲击,减少破碎。合理畚斗间距的原则是在保证备斗卸料不互相干扰的前提下尽可能采用较小间距,要保证这一原则,通常需要通过试验获得。

6、结束语

应用实践证明,通过把新技术应用到提升机设计制造中,以及对存在问题的提升机进行技术改造,能够有效的减少玉米烘干过程中的破碎。世界在进步,科技在飞跃,敏锐把握世界科技创新的发展趋势,同时,不断加强该类技术设备的研究开发工作,迅速拥有科技优势,逐步把成熟技术在行业内推广应用,对老设备进行升级改造,让科技为我们的科研发展做出更大的贡献。

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