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        制粉工藝中光輥系統(tǒng)磨輥的表面特性探討(2)

        2021-12-22 22:04:11
        糧食加工 2021年4期

        1.齒形。齒形輪廓在磨輥表面每個(gè)方向上的分布機(jī)率是相同的,齒形的立體形狀是不規(guī)則多棱形椎體,齒的刃口沒(méi)有固定的方向,呈不規(guī)則折線。

        2.齒角。齒角為不固定、不規(guī)則、鋒利的齒角,一般在70~150°之間(以不規(guī)則折線的外輪廓作切線構(gòu)成的齒角θ計(jì)算),隨著碾磨的不斷損耗,齒角變大直至磨光,外輪廓線趨于180°成為名副其實(shí)的光輥。

        3.齒高。齒形剖面是具有粗糙度表面輪廓曲線,本文引用表面粗糙度概念解釋和計(jì)算齒高。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 1031-2016《產(chǎn)品幾何規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》,表面粗糙度的主要參數(shù)有:①輪廓算術(shù)平均偏差值Ra;②微觀不平度十點(diǎn)高度值Rz;③輪廓最大高度值Ry。其中,Ry是描述針齒最高齒頂?shù)阶畹妄X谷的距離。Ra,Rz用來(lái)測(cè)量輪廓平均高度值,Rz直接表示出針齒的平均高度值,定義為在取樣長(zhǎng)度l內(nèi),5個(gè)大的輪廓峰高的平均值和5個(gè)最大輪廓谷深的平均值之和。輪廓曲線的評(píng)定需要選擇一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度,對(duì)于磨輥來(lái)說(shuō),在全長(zhǎng)范圍內(nèi),沿母線方向取三個(gè)取樣長(zhǎng)度l(中間1個(gè),兩端各一個(gè)),所測(cè)到的數(shù)據(jù)取平均值表示磨輥粗糙度,Rz即為齒高。一般的經(jīng)驗(yàn)為:粗糙度均勻的表面,在三個(gè)取樣長(zhǎng)度上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)一致或接近,如相差較大,或不在一個(gè)范圍內(nèi),說(shuō)明粗糙化處理不均勻,需要重新磨光磨輥后再進(jìn)行磨輥表面粗糙化處理。

        4.齒數(shù)。在齒數(shù)計(jì)算時(shí),在測(cè)量取樣長(zhǎng)度內(nèi)的峰頂和谷深的同時(shí),要考慮略低的一些齒形(他們的平均高度值和取樣長(zhǎng)度內(nèi)的算術(shù)平均值是在一個(gè)范圍內(nèi)),應(yīng)用光切顯微鏡,可以測(cè)出不同齒距(ti)和齒高(ypi+yui),計(jì)算測(cè)得結(jié)果的算術(shù)平均值得出,齒距為齒高的5倍:t=5Rz。這樣計(jì)算出沿磨輥圓周排列的齒數(shù),進(jìn)一步算出磨輥表面的總齒數(shù)。計(jì)算實(shí)例如下:

        已知磨輥直徑φ250 mm,粗糙度Rz0.06 mm,計(jì)算1 m磨輥的總齒數(shù):

        齒距 t=5Rz=5×0.06=0.3 mm,

        每毫米齒數(shù)n=l/t=3.33個(gè),

        每厘米齒數(shù)N=10n=33.3個(gè),

        齒輥圓周齒數(shù)Z1=ΠDN=2 614個(gè),

        每米磨輥齒數(shù)Z2=LN=3 333.3個(gè),

        磨輥表面總齒數(shù),Z=Z1× Z2=8.7132×106

        如果其他參數(shù)不變,Rz為0.03 mm,則磨輥齒數(shù)66.667個(gè)/cm,總齒數(shù)3.4×107。而拉絲齒輥的齒數(shù),最細(xì)的15牙/cm,快慢輥在工作狀態(tài)時(shí),齒形刀口的交叉點(diǎn)比較少,針齒輥的刀口交叉數(shù)量大,交叉點(diǎn)多,有利于物料的破碎。

        5.針齒輥的碾磨工作原理及特點(diǎn)

        ①經(jīng)皮磨破碎后的胚乳顆粒,具有拉絲齒輥相同的作用機(jī)理,對(duì)胚乳顆粒進(jìn)行剝刮碾磨,進(jìn)一步刮干凈帶麩胚乳上的小麩皮,由于齒角尖銳,前角較小,對(duì)胚乳的剪切力較大,因此,出粉率高,動(dòng)力消耗低。

        ②由于齒形是椎體的的。胚乳受到的剝刮和碾磨是在三維空間中,同時(shí)這種磨輥在碾磨取內(nèi)比光輥占更大空間,具有更大的流量和產(chǎn)量。

        ③由于粗糙度表面具有更大的摩擦力,比光輥的軋角更大,擴(kuò)大了物料碾磨區(qū)。

        ④具有更大的剝刮齒數(shù)Z。Z=2sn[(k-1)/(k+1)],公式中:K為快慢輥速比;S為碾磨區(qū)長(zhǎng)度;N為磨輥單位圓周長(zhǎng)度的齒數(shù)。

        ⑤針齒對(duì)胚乳主要起剝刮和碾磨的作用,硬麥淀粉的粒度為2~40 μm,心磨的軋距一般在0.3 mm,因此可以在很大程度上控制淀粉的損傷,而光輥對(duì)胚乳主要是擠壓,粒度越細(xì),淀粉損傷越嚴(yán)重,這是無(wú)法控制。

        面粉顆粒在125 μm時(shí),在同樣動(dòng)力消耗的情況下,針齒輥出粉率更高,隨著產(chǎn)量的增加,電耗也增加。光潔輥在達(dá)到出粉率頂峰時(shí)Ha時(shí),曲線很快走向下滑的趨勢(shì),出粉率隨著產(chǎn)量的增加而降低,而針齒輥的出粉率還在提高,當(dāng)達(dá)到頂峰Hb時(shí)開(kāi)始下滑,趨勢(shì)平緩,兩種磨輥的出粉率差距較大,說(shuō)明針齒輥具有更高的出粉率,適合于大規(guī)模的生產(chǎn)線。

        面粉顆粒在475 μm以上的厚度片狀物時(shí),兩種心磨的出粉率與動(dòng)力消耗情況比較,表明在出粉率在15%以下時(shí),兩種齒形的研磨曲線變化趨勢(shì)不同,前者的曲線斜率逐漸變小,后者的斜率卻越來(lái)越大,說(shuō)明針齒輥出粉率高時(shí),電耗較小,更適合大規(guī)模生產(chǎn)線。在相同的軋距時(shí),針齒輥比光磨輥具有更小的電耗。

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