玉米大豆膨化機的核心工作部件是膨化裝置,它主要由擠壓螺桿、套筒和模頭等組成,其工作原理為:疏松的原料從料斗進入機筒內,隨著螺桿的轉動,沿著螺槽方向向前輸送;由于受到機頭的阻力作用,固體物料逐漸壓實,同時物料受到來自機筒的外部加熱以及物料在螺桿與機筒的強烈攪拌、混合、摩擦和剪切等作用,溫度升高,壓強增大,變成熔融狀態;由于擠壓腔端部螺槽容積變小,物料繼續升溫升壓,使物料得到蒸煮,出現淀粉糊化、脂肪與蛋白質變性等一系列復雜的生化反應,組織進一步均勻化;然后,物料從一定形狀的??變人查g擠出,由高溫高壓突然降至常溫常壓,其中游離水分在此壓差下急劇汽化,從物料組織結構中蒸發出來,使物料瞬間產生膨脹,從而獲得疏松與多孔的結構。
玉米大豆膨化機主要部件:
1.螺桿
為使螺桿與套筒之間形成的膨化腔內壓力逐漸增大,螺桿由后到前設計成3段,即喂料段、壓縮段和擠出段,各段的長度和螺旋導程各不相同,具體參數為:
喂料段長90mm,導程為18mm;壓縮段長105mm,導程為15mm;擠出段長101mm,導程為12mm。3段螺紋的螺旋升角均為17°,螺桿的螺槽深度為4.5mm,螺紋斷面為矩形。為增加螺棱強度,螺紋后緣有10°的傾角,且有過渡圓弧,以利于物料流動。螺桿長徑比L/d=6.67,螺桿后端圓柱部分直徑d=45mm,螺桿前端為錐形結構。螺桿在普通車床上加工而成,為了增加其耐磨性,材料選用40Cr,淬火后硬度為45~50HRC。
2.套筒
套筒采用分段組合式結構,一方面利于機械加工,另一方面也利于改變膨化機的長徑比,尋找到合適的長度參數。為了增加對物料的摩擦和剪切作用,套筒內壁縱向開有8條寬4mm、深4mm的溝槽。套筒與螺桿之間的間隙8=1mm,套筒內徑D=47mm。由于套筒內部直接與物料接觸,磨損較大,選用材料為40Cr,熱處理后的硬度為45~50HRC。
3.模頭
模頭采用圓錐形結構,內錐角a=51°,出口為圓孔,螺桿前端圓柱與圓孔間隙為1mm。