引言

本文的主要目的是通过实验和理论分析来设计一种实用的易碎粮食提升机，首先，应根据国家和行业标准对易碎粮食提升机进行测试和实验，其次，试验得到的数据和现象必须准确，能够反映出提升机的性能，最后，测试系统的实验程序应具有操作简单、安全性高的特点，设计符合这些要求的易碎粮食提升机才能满足市场需求。

1 易碎粮食提升机概述

1.1 易碎粮食提升机的基本介绍

易碎粮食提升机是在一个封闭的外壳中连续提升粉末、易碎粮食或小块易碎粮食的运输设备，它由皮带或链条通过传动辊或传动链轮从提升机底部将物料送入料斗中，依靠离心力或重力将物料顶出，从而达到输送的目的。易碎粮食提升机具有占地面积小、功率低、运行平稳可靠、密封性能好、使用寿命长等优点，其牵引部件由优质合金钢制成，链条高度圆滑，中央箱体分为单通道和双通道两种形式，用于自动恒力张紧机器配重箱。

链轮采用可更换挡圈的组合结构，其使用寿命长，轮圈更换方便。自动重力张紧装置的底面可以保持稳定的张力，防止链条打滑或脱落，同时对料斗应对随机因素造成的卡死现象有一定的容许度，有效地对轴底面和其他部件起到保护作用。

1.2 易碎粮食提升机的分类

1.2.1 基于牵引部件的分类

易碎粮食提升机的牵引部件有环链、板链和皮带，环链的结构和制造比较简单，与料斗的连接非常牢固。在输送磨蚀性物料时，链条磨损较小，但等重较大。板式链的结构比较稳定，自重较小，适合大批量提升，但链节容易磨损，带式结构相对简单，但不适合输送高磨损性物料。

1.2.2 根据卸料方式分类

易碎粮食提升机可分为：离心卸料、重力卸料和混合卸料等三种形式。离心卸料斗速度快，适用于输送粉状、颗粒状和小块磨蚀性物料；重力卸料斗的速度较慢，适用于运输颗粒状、比重较大和磨蚀性的物料，如石灰石和熟料。

2 提升机结构中存在的部分问题

2.1 提升机的线速较快

通常情况下，粮库采用相对较高的提升机皮带速度和离心卸载方式，因此，机头外壳不能完全适应提升机皮带速度。在机器运行过程中，粮食物料由于受到冲击而与盖壳发生碰撞，在某些情况下，提升斗不能完全适应实际情况，物料不能完全落到所需的位置，导致物料落入机器底座，被损坏和压碎。

2.2 头罩外壳的设计存在一些缺陷

头罩的尺寸相对固定，因此符合实际要求的头罩壳体往往较大，但是，如果没有正常的易碎粮食破碎要求，并考虑到机器的整体形状，头罩的尺寸往往较小。一般来说，这种头罩可以满足 易碎粮食输送要求，但在输送脆性易碎粮食的过程中，对防止易碎粮食撞击的要求较高，如果仍采用这种标准头罩方案，会造成机器撞击易碎粮食，加重回流情况的出现，导致易碎粮食输送浪费。

2.3 易碎粮食入机速度较快

在易碎粮食输送模式中，使用机械化粮食输送系统需要使用提升机，提升机的最后一块设备必须与滑道连接，而滑道的角度一般比较小；两块设备之间会产生一定的高度差，因此粮食从一块设备到另一块设备的过程中粮食的移动速度一般比较快。

2.4 机台上的堆垛造成粮食资源的浪费

目前中国使用的提升机大多为长方形，但粮食轨道多为半圆形，这意味着提升机占用的空间相对较大。由于提升机设计的局限性，易碎粮食底座不能完全转移到另一个位置，留下了死角，由于易碎粮食转移过程中的碰撞，死角处堆积了破碎的易碎粮食碎屑，如果长期不清理，就会引起霉变，影响粮食生产的卫生。

3 易碎粮食提升机重要结构设计及相关参数的选择

在玉米烘干分散性较好的情况下，提高提升速度有利于增加提升输送机的能力，减少提升的易碎粮食量，使用部分离心卸载的方式与混合卸载。

3.1 合理的畚斗带速

在目前的国内市场上，通常使用直径较大（600 毫米）的畚斗，采用这种皮带速度不会导致过度提升，同时保证了输送能力。

3.2 畚斗

采用轻质、高强度塑料畚斗可减少物料的冲击和挤压等破碎，选择合适的型号和规格，符合生产要求，保证畚斗形状、形式和卸料完整。

3.3 机头罩壳

应根据离心排料特性、头轮尺寸、刀带速度和刀片规格，设计物料流动轮廓，并根据这些轮廓设计机头罩壳。为了减小机头罩壳的尺寸，物料的飞行轨迹与罩壳的相交角度应为 14-18 度，这样从料斗送出的物料就不会沿着罩壳内壁滑动，造成更猛烈的冲击。

4 易碎粮食专用提升机与普通提升机的使用情况的对比

经上述改进，易碎粮食专用提升机100 t/h的转运能力不大，机械化散粮输送系统应用于浅环形粮仓，被替代的普通提升机高度分别为 17 米和 37 米，输送物料为烘干后的脆性玉米。新设计的专用易碎粮食提升机性能稳定，破碎率低，烘干玉米后提升机高度为 17m和 30m 的两对提升机，破碎率增加不超过 1.3%。如果提升机高度降低，破碎率的增加也相应降低。至于生产过程中提升机的工作条件，噪音大大降低，粮食回流现象明显消除。

计算和分析表明，E1 是一种比较典型的离心式卸料器，因为皮带速度较高，极间距离较短，E2 皮带速度相对较低，因此，在与 E1 相同的生产时间内，冒口外壳顶板不会断裂。这表明，易碎粮食流动对 E2 罐壳顶板的影响没有 E1 那么严重，但是，由于料斗的斗型、速度以及底板和出口舌的位置不合理，料斗物料在出口处没有完全排出。实际生产观察表明，E1 的高度高于 E2 的高度，导致回流较大，破碎加剧。从生产工艺流程来看，从清选筛到筒体的玉米通过高差约 5 米、坡度较大的流管输送到提升机 E1 的进粮口，因此，进入提升筒的易碎粮食流动更加剧烈，料斗受到物料和物料的冲击，加之流速至少为 5 米/秒，流动方向与料斗的运动方向相反、而且由输送带 E1 输送过来的玉米造成的破碎率 E2 是影响 E2 接粮高度的重要因素，在接粮高度相差不大的情况下，粮流较为宽松，在逐渐提升的粮口减少了人机破碎时对粮食的冲击，由于提升机叶片带速较低，无法达到 100 t/h 的性能要求。

改造后，提升机的破碎速度明显降低，但效率得到提高，满足了生产要求。通过利用，也发现了局部结构中存在的一些问题，降低了破碎效率和改进潜力，从 E1 和 E2 提升机施工前的分析换算来看，E2 的桨叶线速度已降至 1.84 m/s，同时上板壳盖未破损，但 E2 的易碎粮食由于玉米状况较差，进粮速度相对较高，说明提升机的破碎率高于 E1。这说明提升机的进粮条件，特别是进粮速度对破碎的影响还是比较大的，同时也说明提升机的改造对减少破碎不能起到明显的作用，只能起到降低速度的作用。提升机参数表的改造还提出了一个问题，即 E4 的破碎率高于 E3。从这种提升机前与提升机后的转化对比来看，今后应特别注意设备在收粮条件下，为了减少破碎的转化，提升机等类似设备可以减少收粮。

5 易碎粮食专用提升机改进注意事项

5.1 选择合理的皮带速度

由于目前选用的易碎粮食输送头轮直径相对较大的情况，可以适当降低皮带速度，从而减少易碎粮食输送时的碰撞，避免由此造成的易碎易碎粮食的浪费，同时还能有效减少托料的回流。这样一来，既能保证粮食输送的效率，又能节省提升机所占用的空间。

5.2 机头壳体实际情况的选择

根据提升机的离心给料系统和头轮的特性，可以预测物料的流动曲线和大致走向，并根据预测结果选择合适的头罩，使被输送的易碎粮食减少与头罩的碰撞，避免易碎粮食的过度浪费和破碎。该系统可基于逻辑机的转换，针对传统提升机输送片的种种弊端，可以进行适当的改进，一方面减少易碎粮食与片的撞击，避免易碎粮食破碎和易碎粮食浪费，另一方面合理设计片的结构，避免易碎粮食浪费、堆放材料和模具尽量减少堆放材料的出现，避免粮食破碎造成的条件。

6 结束语

总的来说，传统的提升机应该加以改进，这样才能更加适合更多粮食生产和运输的需要，是当前我国粮食仓储工作中比较重要的工作，为了保证粮食生产效率，必须有效避免破碎粮食，因此必须加大对易碎粮食提升机的研究，由于易碎粮食提升机的特殊运输对象专业性较强，因此有必要针对这种情况提出特殊的要求，一方面，需要对传统的粮仓进行优化改进，改变各方面的精简规格，使其适应粮食储存的需要；另一方面，建立合理的易碎粮食提升机的设计和使用机制，有效减少粮食在运输过程中的损耗，为我国粮食生产和人民稳定生活奠定基础。

参考文献：

[1]罗光强,谭芳.粮食生产效率的区域差异及其政策效应的异质性[J].农林经济管理学报,2020,19(1):34-43.

[2]唐金成,张伟,黎宝鑫.粮食安全视角的水稻收入保险创新发展研究[J].农村金融研究,2022(5):47-59.

[3]代聪,唐兴隆,庞有伦,等.一种无人驾驶履带拖拉机的系统架构设计研究[J].南方农机,2022,53(19):67-70,74.