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辊式磨粉机对辊工作力学条件分析

时间:2015-10-31  来源:中国球磨机网  作者:[db:作者]  浏览次数:1075

  辊式磨粉机是食品工业广泛使用的粉碎机械,特别是在面粉制造工业中已是不可缺少的设备,其它如油料轧坯、巧克力研磨、糖粉加工、麦片和米片的加工等,都能采用类似的机器。辊式磨粉机实际工作时要求对辊受力均匀、间隙正确,否则由于高速旋转以及物料的挤压和研磨会产生大量热量,引起某些有机食品粉料的爆炸及磨辊相碰损伤。因而分析对辊对物料进行挤压研磨的力学条件,以保证物料进料位置固定,对辊受力均匀、间隙正确,防止对辊损伤,保证对辊正常工作是十分必要的。12 1辊式磨粉机结构与工作原理辊式磨粉机主要由喂料辊、磨辊、枝状阀、清理刮刀、料筛、辊距调节机构等组成,其核心部件为磨辊。工作时,原料由进料斗被喂料辊挟入,受到初步挤压后进入磨辊,在磨辊的进一步作用下,物料被加工成粉粒状被磨辊挤出辊隙,并刮下由出料口卸下。每一对磨辊由于速比和辊面状态不同,粉碎物料的过程也不同。其中对辊分为光辊和齿辊,拉丝的磨辊为齿辊,常用于皮磨和渣磨系统,不拉丝的磨辊为光辊,常用于心磨系统。对辊表面线速度可根据不同需要进行选择,如将对辊用于轧坯或轧片,则两辊的表面线速度应相等,如用于研磨,则两辊必须有速差。不同形式的磨辊,其工作原理不同,如表1所示。

  1不同磨辊形式与工作原理比较磨辊形式工作原理等速反向旋转光辊挤压差速反向旋转光棍挤压、研磨差速反向旋转齿尤剪切、挤压、研磨2物料挟入对辊的条件分析辊式磨粉机工作的必要前提是物料能够进入对辊的粉碎工作区,只有物料和磨辊之间具有一定的几何关系和物理形状时,物料才可以通过轧区被粉碎。为便于分析,假设对辊呈水平排列,物料呈球形,其大小相等,并以物料为研究对象,将物料与对辊的几何关系简化为所示。由中几何关系可得,+ -.a!%".由此得知,起乳角a应小于物料与磨辊表面间的磨擦角",物料才能进入研磨区。其中,D为辊径,d为物料粒径,b为轧距,N为磨辊对物料的法向压力,F为磨辊对物料的摩擦力,P为N与F的合力,a为起轧角,"为磨辊与料粒之间的摩擦角。

  根据磨辊材料的不同,研磨粗粒时,摩擦明,起轧角的大小与被研磨物料的平均直径、磨辊直径及轧距有关。当磨辊直径及轧距不变时,被研磨物料直径越大,起轧角越大,物料越不易进入研磨区。如增大轧距,起轧角可减小,则物料便容易进入研磨区。若当a="时,可得所挟入物料*小粒径为!!;=(£0"-)/(1-%")。显然对于光辊和不同的齿辊,摩擦角"都不相同,同时考虑粒料本身还有弹性和塑性变形,两辊的绝对速度和相对速度也有影响,同时可以看出,当粉碎的粒料越大,轧距越小,则粉碎比越大,这对挟入条件不利。由此也说明磨辊适宜于多级粉碎。

  3对辊工作区受力分析3.1等速反向旋转光辊受力分析当物料进入轧区后,趋近中心轧点磨辊间隙越小,压强越大,压强的增大与物料压缩程度成正比。如所示,设物料在*小轧距处的*大为压强P%,而在!角处为p,此时P1/P+C161/CA,令磨辊半径为i,则有5%61=1(1-cosa)了式,磨辊上所承受压力增T",则可积分得到面积在Y轴上的投影,令磨辊长度为L,则力矩应与积分力矩相等,设合力矩臂为",则-)pjr2La2.从此式可以看出,对辊总压力合力的位置大约位于*小轧点以上3/8轧区长度处,且快辊与慢辊受力相对均匀,磨损相当。

  3.2差速反向旋转光辊受力分析当一对磨棍以不同的速度反向旋转时,对辊对物料的作用力和对辊受物料的作用力分别如(a)和(b)所……图中Ni和N2分别表示两辊表面对轧区中任意物料的法向压力,F/和F分别表示两辊表面对物料的摩擦力,/和反作用力。

  当两辊轴i和02的相对位置保持不变时,合力Pi和P2在X轴上的投影应相等而方向相滑动趋势比沿慢辊表面的滑动趋势大,即物料受到慢辊作为“砧子”,而快辊作为“碾子”的研磨作用,从而对物料进行粉碎,同时说明快辊的磨损较慢辊严重。

  3.3差速反向旋转齿辊受力分析差速反向旋转齿辊由于磨齿排列分为锋对锋(F-F)、钝对钝(D-D)、钝对锋(D-F)、锋对钝(F-D),而且存在摩擦剪力,物料刚进入轧区立即受到剪力而破坏,因此物料颗粒并不是完整地受到挤压或压缩,其受力分析*为复杂。

  下面以锋对锋磨齿排列为例,根据上述分析仅对快辊进行受力分析,如所示,图中F为锋齿,D为钝齿。

  由中几何关系得,快辊所受径向力/=中a为磨辊对物料的起轧角,为磨齿前角。由此可知当两辊齿型相同时,若/=2时,可以证明物料与慢辊表面基本上没有速差,可近似将慢辊作为“砧铁”,而将快辊作为“击铁”,对物料进行撞击或切削的情况。若a+A<45+,则快辊受径向力的破坏大,相反受切向力的破坏就大。

  (下转第26页)佳,压杆的位置调整在袋物料的上方,压杆合拢后塑料上部靠自身粘力粘合在一起,空气自然排出,经封口排气符合产品的要求,故这是一种较为简易排气方法。

  对于封口,为提高封口速度,将封口与冷却分开,塑料袋经封口后进行铁制压板施压成形,同时达到冷却目的,时间与封口时间一致,但由于一般机器的设备只通过一道封口,容易造成温度过高使袋口熔化的现象,如要降低温度则须延长封口时间,这样使得机器效率降低,因此,在机器制造时设计成二道封口,**道进行预封口,时间调整在2秒左右范围,温度调整在160~170范围,然后再经第二道封口,由于在**道封口已受热,第二道封口温度比**道低,时间1.5秒,温度约在130~ 140之间,这样达到二道封口分开进行,封口后*后经冷却板受压冷却成形,冷却时间调整在2秒,提高了封口质量。如下表:3结语由于篇幅关系,不能对该种机器的各部结(上接第3页)4结果与讨论辊式磨粉机工作时,对辊保证物料挟入的条件是起轧角!应小于或等于物料与磨辊表面间的摩擦角".辊式磨粉机的对辊根据粉碎物料的对象不同主要分为等速反向旋转光辊、差速反向旋转光辊和差速反向旋转齿棍三种形式。分析结果表明:**、等速反向旋转光辊的作用机理为挤压,其对辊总压力合力的位置大约位于*小轧点以上3/8轧区长度处,且快辊与慢辊受力相对均匀,磨损相当;第二、差速反向旋转光辊的作用机理为挤压与研磨,对物料进行粉碎时,物料沿快辊表面的滑动趋势比沿慢辊表面的滑动趋势大,即物料受到慢辊作为“砧子”,而快辊作为“碾子”的研磨作用,快辊的磨损较慢辊严重;第三、差速反向旋转齿棍的作用机理为剪切、挤压与研磨,对物料进行粉碎时,与物料的特性相关,若a+A<45.,则快辊受径向力的破坏大。

  **道封口第二道封口冷却印字封口温度()时间(秒)构都作详细介绍,只能简要介绍一些机器的关键不同点,笔者认为,全自动小包装充填封口机在塑料袋软包装食品领域的应用还是相当不成熟的,其原因在于软包装产品本身特性所产生。**:其产品需经高温高压杀菌,塑料袋材质较厚,封口强度要求较高;第二:由于有充填液体存在,液体容易在操作不当情况下粘污袋口而影响封口质量;第三:袋内空气的排除存在一定难度,而该类小包装产品的生产又是一种耗费相当大劳力的事情,为了提高产品生产能力和市场竞争力,自动充填包装机必将取代人工操作,通过对该设备的不断改进,相信能得到更好的运用前景,取得更大的经济效益。

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