食品机械
第二章 辊压机械
辊压操作：由旋转的压辊，对物料施以挤压、 摩擦，使通过辊隙的物料在此作用下形成一定 形状、规格的操作。
第一节 辊压理论
一、理想辊压过程
理想辊压条件： 1、每对压辊直径相等，速度相同，且同时 启动。 2、被压物料等速运动。 3、物料仅受压辊的作用力。 4、物料连续，机械性质均匀 5、物料被压前后的体积不变。
物料能被顺利导入辊隙，必须满足
Tx≥Px
Fsinφcosα ≥ Fsinαcosφ
∴ tg φ ≥ tgα
或 f ≥ tgα
导入条件
φ≥α
f—物料与压辊表面的摩擦系数
2 、压辊直径确定
由导入条件：tg φ ≥ tgα
tg
( D )2 ( D h)2
2
2
D h
2
D2 (D h)2 D h
tg D2 (D h)2
D h
经推导得：
D h
1 cos
由式可之当φ一定时，△h D 结构尺寸
思考题：为什么连续辊压机中第一对压辊 的直径一般较大，且开有沟槽？
五、横压力
1、横压力的概念
物料通过压辊间隙时，物料将对压辊产生 经向作用力和切向作用力。径向作用力叫横 压力；切向作用力叫接触应力。
试验测得：物料硬度越大，温度越低，辊隙 越小，横压力越大。
目前要从理论上准确的计算横压力很难， 仅能借助于与食品物料相近的理论进行计算。
根据材料的蠕变理论计算横压力
假设物料为牛顿流体，根据流体力学原理进 行推导，得横压力计算公式：
P 2 u R L(1 1 )
e h0
式中：P—横压力（kg） μ—粘度（kg.s/ cm2 ） u—压辊线速度（ cm/s) R—压辊半径（cm） L—压辊有效长度(cm） e —压辊间隙（cm） h0—物料在辊压前的厚度（cm）
22R
h
R
3、变形系数
(1)压下系数δ
δ =h1/h0 ∵ h0 ＞ h1 ∴ δ＜1 （2）延伸系数λ
δ 变形
λ=L1/L0 ∵L 0 ＜ L1 ∴ λ ＞ 1 λ （3）宽展系数β
延长量

β= b1/b0 ∵b 0≈b1 ∴ β ≈ 1
（4）δ、λ、β之间的关系 由理想辊压条件 V0=V1 则：h 0 b 0 L 0 = h 1b 1L 1
三、面包压片机 1、工作原理 是一种间歇式辊压机
2、传动原理
2、辊隙调整 利用杆机构使偏心套旋转。
3、特点 （1）利用三个辊实现两次辊压，减少空间、 压辊及传动。 （2）压辊由链条带动，无需大模数齿轮，调 节范围广。 （3）上下输送带可实现物料的自动循环，减 少劳动强度。
四、M-M起酥线
1、起酥线概述
h2 2
e
第二节 辊压机械
一、辊压机械的分类
1、按物料通过压辊的位置分
卧式辊压机 立式辊压机
2、按操作性质分
间歇式辊压机
连
续式辊压机
间歇式辊压机
连续式辊压机
2、辊隙调整 （1）直线移动轴承座 （2）偏心套调整法辊隙
最大调节范围为：2e
3、压辊传动齿轮
采用大模数齿轮, 模数 m=8-10 其目的是为了增加齿高 齿高h=2.25m
二、辊压参数
1、物料辊压前后的变形量
α—接触角（即物料变形区对应的中 心角） D—压辊直径 e—压辊间隙 理论上e = h1 绝对压下量：△h = h0 — h1
2、接触角
根据图可求得
cos
R
1 2
h
1
h
R
D
h 2 sin 2
2R
2
1 h
22R
一般情况下α很小
h 1 cos
2R
sin 1 h
h0 h1
u0
1
1
u0
第二次辊压出口速度：u2=λ2 u1= λ1λ2 u0
设经n次辊压： u n = λ1λ2 …… λnu0= λ总
u0∴ λ总>1
u n >u0
（1）导入条件
接触区内物料A点的受力情况如图
四、导入条件与压辊直径的确定
F—压辊对物料的合力 T—压辊对物料的摩擦力 P—压辊对物料的正压力 φ—摩擦角 α—导入角 P x、T x —P、T水平分力 P y、T y —P、T垂直分力
m h 调节范围 当单对齿轮啮合传动时，随着辊隙的增加， 齿轮传动的侧隙加大，使传动平稳性降低， 产生冲击，为避免此现象的产生，一般采用 双排齿轮，通过调节，消除齿侧间隙。
4、压辊 材料：通常采用A3 、HT200厚壁管， 焊接后精车，以保证两端轴孔的同心度 。
压辊直径：D=120-300mm 压辊长度：应考虑与后续设备配套 例如：饼干机L 有1000、560、480、360、 320、220
1）生产产品的特点
（1）主要生产多层 次的夹酥点心。
（2）产品特点：层 次多、均匀、清晰 。一块点心可达120 层之多
理论计算有一定的误差，有条件可对类似设 备进行实测。
2、超前系数ρ
有图可知：huH= h2u h
ρ= h2
u
uH
1
∵ uH= ub ∴u= ρub
设： h2 =e(辊隙）
∴h=h2+2(R-Rcosθ)=h2+2R(1-
cosθ)=h2+4Rsin2(θ/2)
∵ 当θ 很小时
sin
22
∴
1 4R ( ) 2 1 R 2
横压力始终垂直辊面，其作用结果是将两辊分 离。横压力的大小是随物料厚度的变化而变化 的。在辊隙稍前处横压力值最大。
接触应力把物料拉入辊隙中，但方向取决于 物料相对压辊的速度，由于b-b界面处物料与 压辊相对速度为零，所以该截面处的接触应力 为零。
2、横压力的计算
横压力时设计辊压机械的重要参数，其大 小影响辊压机的结构参数和功率消耗，影响 横压力的因素很多。
或： h1 L1 b1 1 h0 L0 b0
∴ δ λ β＝1 ∵ β≈ 1 ∴ δ λ ≈1
如设辊压次数为 n，则辊压厚度上的变化 为
h1 =δ1 h0 h2 =δ2 h1
=δ1 δ2 h0 …… hn =δ n h n-1 =δ1 令总压下系数为 δ
δ2 …… δ n h0
则： δ= hn /h0 = δ1 δ2 …… δ n 同理得：λ= λ1 λ2 …… λ n
三、辊压过程的运动计算
根据理想辊压条件：辊压前后物料体积不变 （V0 = V1 )
则：Q0 = Q1 (辊压前后流量不变）
∴h 0 b0 u0 = h 1b1 u1
式中： u0 —物料在压辊入口处的速度
u1_—物料在压辊出口处的速度
∵ b0≈b1
h 0 u0 = h 1 u1
或u1=λ1 u0
u1