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磨粉机工作状况简介

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  辊式磨粉机最早出现在19世纪初,经过近二个世纪的发展,磨粉机的控制、操作机构等方面进步较快,虽工作机构相似,但在研磨效果的控制性能、稳定性等方面有很大的提高。
  图4-5辊式磨粉机工作状况
  1-快辊;2-慢辊;3-研磨区;
  4-磨上物;5-磨下物
  如图4—5,辊式磨粉机的工作机构是一对相向差速转动的等径圆柱形磨辊,其中转速较高的磨辊称为快辊,另一只称为慢辊,两辊的转速比称为速比。
  两辊同时接触物料的工作区称为研磨区,由喂料机构将物料均匀地送入研磨区,研磨前的物料称为磨上物,经研磨后的物料称为磨下物。由于两辊转速不同,辊面加工成特定的形状,两辊对物料产生一定的压力,所以物料在经过研磨区时,受到挤压、剪切、搓撕等综合作用。由于这些作用在一定范围内可进行调节,故可根据有关指标对物料进行适当的研磨。
  2.研磨区的长度
  如图4—6所示,物料落入研磨区且两辊恰好同时接触物料时,两辊夹住物料,并开始对物料进行破碎剥刮,此时物料所处位置(A点)称为起轧点。此后,两辊间距越来越小,最后到达最小间距处,此处(B点)称为轧点,而两辊间的距离称为轧距g。经过轧点后,物料不再受到研磨。起轧点与轧点间的距离称为研磨区长度。
  对于指定物料,若对应研磨区的长度较长时,物料与辊面接触的时间较长,受到破碎的机会较多,破碎较均匀,研磨效果相对较好。
  图4-6磨辊研磨区
  由图,根据勾股定律,研磨区长度S为:
  S=
  展开后,忽略相对较小的量(d2/4-g2/4),得:
  S=(4-2)
  式中:S—磨辊研磨区的长度,/m;
  D—磨辊直径,/m;
  d—物料粒度,一般为粒径,/m;
  g—轧距,/m。
  由公式4-1知,研磨区长度随磨辊直径的增大而增大,随轧距的增大而减小。所以在其他条件相同的情况下,磨辊直径较大时,研磨效果较好;当入磨物料粒度较小时,S较小,故心磨物料磨细较困难,宜选用直径较大的磨辊。S的大小随各系统而异,一般为4~20mm。
  3.物料在研磨区中的受力状态
  (1)物料通过研磨区的速度物料进入研磨区后,在两辊的夹持下快速向下运动。由于两辊的速差较大,紧贴物料一侧的快辊运动速度较高,有使物料加速的趋势,而紧贴物料另一侧的慢辊则将对物料的加速起阻滞作用。
  如图4—7所示,有Vk>Vw>Vm,的关系。
  通常取物料通过研磨区的速度Vw为快慢辊线速的平均值,即:Vw=(Vk+Vm)/2
  由此可知,研磨区中的物料与快、慢辊之间均有明显的相对运动,快辊相对物料向下运动,而慢辊相对物料向上运动,也可以理解为慢辊阻滞物料,快辊对物料进行破碎剥刮。
  图4—7研磨区内物料的运动速度
  (2)物料在研磨区中的受力状态
  图4—8物料受齿辊研磨时的受力状态
  ①采用齿辊研磨时物料的受力状态。
  用来破碎较粗大物料的磨辊表面通常具有磨齿,见图4-8。物料进入研磨区后,根据相对运行趋势,快辊向下的齿面施力于物料,而慢辊是向上的齿面对物料施加作用力。施力于物料的齿面称为前齿面,前齿面与本身齿顶半径的夹角α称前角。对应后齿面与本身齿顶半径的夹角β称后角。
  前齿面对物料有作用力P,因齿面较光滑,P的方向与前齿面垂直。可将P分解为垂直于两辊中心连线的力P1和平行于两辊中心连线的力P2。
  由图4-8知:P1=Pcos(α+λ)P2=Psin(α+λ)
  P2/P1=tg(α+λ)
  式中λ角一般较小,且物料在轧点位置时λ角为零,故可忽略其影响,得:
  P2/P1=tgα(4-3)
  由公式4-2可知,α的大小将影响P1与P2的比值。
  因慢辊同时也对物料产生作用,即同时存在P与P′,故P1与P1′对物料起剪切作用,P2与P2′对物料起挤压作用。
  当前角α不变、作用力P增大时,P1和P2同时增加,对物料的挤压与剪切作用同时加强,剥刮率和取粉率同时增加。
  当前角α减小时,P1相对P2增大,对物料的剪切破碎作用加强,剥刮率增加,磨下物中渣心比例提高,细粉数量减少,皮层易碎,粉中麸星增多,品质可能下降,但因较多地利用了剪切作用,故能以较低的动力消耗处理较高的物料流量。当前角α增大时,P2相对P1增强,挤压力的作用占主导地位,磨下物料中麸片增大,渣心减少而细粉增多,品质较好,但破碎能力下降,动耗较高,处理流量较低。因此,前角的大小对研磨效果的影响较大。
  ②采用光辊研磨时物料的受力状态。
  若对物料的剪切作用过强,会导致皮层的过度破碎,而使粉中麸星增多。为提高小麦粉质量或高等级粉的出粉率,目前多数粉厂在心、渣磨系统使用光辊。与齿辊比较,光辊可看成α=90°的情况,此时P1=0,P2=P,即直接对物料只有挤压力存在而无剪切作用,如图4-9。但由于相对运动趋势的存在和光辊面具有一定的粗糙度,两辊与物料间存在较大的摩擦力,即物料在光辊研磨区中,受到挤压与摩擦的综合作用。
  因主要由挤压力起作用,光辊研磨物料时,动耗较高,磨下物中麸屑完整,细粉多,粉中麸星少,粉质好。
  图4-9物料在光棍研磨区的受力状况
  4.剥刮齿数
  指定物料在通过齿辊研磨区时,快、慢辊相对其刮过的磨齿数之和称为剥刮齿数。
  物料通过研磨区时,若剥刮齿数较多,物料接受剥刮的次数多,对物料的破碎能力增强,剥刮率、取粉率相应较高。
  当调小轧距、研磨区的长度增加,物料通过研磨区的时间延长,剥刮齿数亦增加;快慢辊的速比若提高,磨辊相对指定物料移动的距离增长,剥刮齿数亦将增加。
  三、磨粉机
  1.磨粉机的分类
  (1)磨粉机的分类目前使用的磨粉机种类较多,按不同的分类方法有以下几种类型:
  ①按磨辊长度不同,分为大、中、小型三种。大型磨粉机的辊长系列为1500、1250、1000、800、600mm;中型磨粉机的辊长系列为500、400、300mm;小型磨粉机的辊长为200mm。
  ②按机内装置的磨辊对数,分为单式和复式两种。只有一对磨辊的为单式磨粉机;有两对及其以上的为复式磨粉机。目前大中型磨粉机均为复式。
  ③按磨辊的布置方式,分为平置和斜置两种。平置磨粉机的两辊轴线在同一水平线上;斜置磨粉机的两辊轴线在同—倾斜面内,其倾角为20°~45°。
  ④按控制方式,分为气压自控、液压自控和手动控制型三种。大中型磨粉机多为气压自控型,小型磨粉机一般为手动控制。
 
  


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