磨粉機的磨輥優(yōu)化設計分析

王春華

磨粉機的磨輥優(yōu)化設計分析

王春華

杭州市食品工業(yè)學會杭州310022

磨輥系統(tǒng)是磨粉機的關鍵結(jié)構(gòu)，它不僅受喂料系統(tǒng)的影響，還受到傳動結(jié)構(gòu)、驅(qū)動結(jié)構(gòu)的影響，而磨輥的性能直接決定磨粉機的效率。本文對磨粉機的磨輥及其相關結(jié)構(gòu)進行具體的分析和研究，并針對其關鍵結(jié)構(gòu)提出相應的優(yōu)化設計措施，為磨粉機的結(jié)構(gòu)改進提供技術上的支撐。

磨粉機磨輥優(yōu)化設計

隨著機械化的快速發(fā)展，磨粉機的自動化程度也得到了很大的提高。尤其是近幾年來，國內(nèi)各大糧食機械廠參照和學習國外成熟的經(jīng)驗技術，對國內(nèi)的磨粉機進行改良優(yōu)化，設計出各種不同形式的磨粉機，這些磨粉機在喂料、傳動、磨輥自動調(diào)節(jié)等方面都有很大的進步。

1）磨輥的進料控制結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計探討

在傳統(tǒng)的磨粉機結(jié)構(gòu)中，通常由手動控制進料口的大小調(diào)節(jié)進料的多少，進料的速度完全靠操作人員的經(jīng)驗，如果進料過快就會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，導致產(chǎn)品中顆粒過多，如果進料過少就會降低磨粉機的工作效率，甚至損壞磨粉機的磨輥。

與傳統(tǒng)的純機械式磨粉機相比，現(xiàn)代化的磨粉機通常通過進料輥或進料控制門來控制磨輥的進料速度。喂料輥是對磨輥進行喂料的主要結(jié)構(gòu)，在磨粉機工作過程中，如果進料量過大，進料輥的速度就會隨之增加，如果進料量減少，進料輥就會降低速度，直至速度降低到特別小時，進料輥停止，兩個磨輥脫離，防止磨輥損壞?？梢栽谶M料處的上方設置電子傳感器，并通過輸入信號來控制進料輥的速度和進料門的開閉，喂料輥的速度是無級調(diào)速，可以根據(jù)物料料流的大小調(diào)整速度，每個物料通道中都有電子傳感系統(tǒng)，產(chǎn)品流量和速度都可以實現(xiàn)自動控制。磨粉機的進料結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)不同的谷物變化改變配置，當?shù)偷鞍椎能浶←湼鼡Q成高蛋白的硬小麥或春小麥時，進料結(jié)構(gòu)就會調(diào)節(jié)進料輥的速度，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量，同時還可以避免進料過多卡住設備，造成設備的損壞。

設計和設置控制系統(tǒng)有效地調(diào)節(jié)進料輥的速度是磨粉機優(yōu)化設計的關鍵，對磨粉機進料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計可以有效的提高磨粉機的效率，并改善磨粉機的運行效果。

2）磨輥的自動化調(diào)整優(yōu)化設計探討

在傳統(tǒng)的磨粉機中，在進行磨粉加工之前，需要根據(jù)加工的物料調(diào)節(jié)磨粉機的磨輥間隙，但大多數(shù)情況下，谷物的大小、飽滿程度不一致，所以最終的產(chǎn)品往往質(zhì)量也不一致。而現(xiàn)代化的磨粉機可以在對不同的谷物進行加工時，磨粉機調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以對磨輥的間隙進行自動調(diào)節(jié)。在進行混合物料的加工時，可以大大提高磨粉機的效率，還可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

在磨粉機的實際加工時，單一物料或者物料較少時，采用這種系統(tǒng)有浪費的問題，但實際上所有的物料都是混合物料，即使是單一的小麥也會因為濕度、飽滿度的不同，麥粒之間也有所區(qū)別，所以磨輥的自動化調(diào)節(jié)是很有必要的。

磨輥的自動化調(diào)節(jié)主要依靠傳感器監(jiān)測進料時谷物的大小和質(zhì)量，由磨粉機事先編制好的程序，對磨輥進行自動調(diào)整，并將測試結(jié)果反饋到可視化的監(jiān)控器中，從而實現(xiàn)磨粉機的自動化生產(chǎn)，如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中夾雜較大的顆粒，可以由人工進行具體的調(diào)節(jié)。磨粉機的自動化磨輥間隙調(diào)節(jié)主要是依靠電機帶動驅(qū)動系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)的，緊急狀態(tài)下也可以通過手輪進行調(diào)節(jié)。

3）磨輥的驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)化設計探討

在磨粉機的驅(qū)動方案中，常用的傳動類型有齒輪傳動、鏈傳動、雙向同步帶傳動、步楔復合帶傳動等。首先，使用齒輪傳動可以滿足兩輥轉(zhuǎn)向相反、快與慢輥定向轉(zhuǎn)速差的要求，并且傳動平穩(wěn)、效率較高。但是，齒輪傳動對中心距的要求嚴格。當不同的谷物加入時，需要調(diào)節(jié)兩輥之間的中心距，一旦中心距過大就會造成齒輪工作面的沖擊，同時噪聲較大、傳動可靠性較低。目前只有少量小型磨粉機使用齒輪傳動，對單一谷物進行磨粉，其結(jié)構(gòu)簡單、尺寸較小，價格便宜。其次，使用鏈傳動可以克服中心距調(diào)節(jié)不便的缺陷，但鏈傳動污染較大、多變效應現(xiàn)象嚴重，而且工作不可靠，目前已經(jīng)很少有人使用。再次，使用雙面同步帶傳動可以克服污染嚴重、噪聲大的缺點，同時可以進行中心距的調(diào)節(jié)，但在啟動時容易出現(xiàn)跳帶現(xiàn)象、工作過程中容易出現(xiàn)斷帶現(xiàn)象，而且價格昂貴。最后，磨粉機采用步楔復合帶傳動，可以克服雙面同步帶的斷帶和啟動跳帶現(xiàn)象，目前已經(jīng)在大、中型磨粉機中廣泛使用，取得了較好的效果。

在傳統(tǒng)的磨粉機傳動系統(tǒng)中，通常采用的是四輪傳動，但采用步楔復合帶傳動，可以采用三輪傳動代替四輪傳動，即使用同步帶輪、多楔帶輪和張緊輪代替原來的大帶輪、小帶輪、兩個張緊輪結(jié)構(gòu)，達到減少帶輪數(shù)目、減少結(jié)構(gòu)尺寸，降低制造成本的目的，同時又不會降低帶的傳動能力。

4）磨粉機磨輥的固定方式優(yōu)化設計探討

在磨粉機常見的磨輥固定方式中，通常將快輥設置成固定的，慢輥設置成可動的，即快輥的軸承座相對與機體是固定的，磨輥是磨粉機的易損件，常常需要拆卸，對輥子表面進行磨光、拉絲、噴砂等修復性處理，同時輥子是磨粉機中要求回轉(zhuǎn)精度較高的零件，所以輥子固定方式對磨粉機的工作性能至關重要。目前磨粉機最常用的固定方式有以下三種：①軸承與磨輥軸之間采用熱裝的過盈配合；②軸承與磨輥軸之間采用緊定套張緊形成可拆卸的連接；③在磨輥軸上的軸承處采用帶有錐度的面與同樣帶有錐度的軸承形成可拆卸的配合。首先，應用第一種固定方式的典型磨粉機有MQ中型系列磨粉機，此種磨粉機將軸承與磨輥軸直接配合，不采用緊定套等結(jié)構(gòu)過渡，保證了磨輥軸的可靠定位，而磨輥軸自身的徑向跳動僅受磨輥自身的精度影響，在普通的加工制造精度下就可以保證較高的回轉(zhuǎn)精度，但是拆裝難度較大；其次采用緊定套對磨輥軸和軸承進行連接，此類固定方式的典型磨粉機是西蒙XK型磨粉機，它的優(yōu)點在于緊定套相對與磨輥軸的位置可以調(diào)節(jié)，對磨輥軸加工的軸向尺寸誤差要求較寬松，同時可以保證磨輥兩端相對于墻板的密封，減少漏料的機會，缺點是加工精度相對較低，緊定套裝夾不牢會導致磨輥相對與軸承移位，拆卸和安裝都比較困難；再次，采用錐度的磨輥軸和軸承進行連接，此類固定方式的典型磨粉機是布勒MDDK型的磨粉機，它的優(yōu)點是兩錐面的直接配合，不增加任何過渡元件，保證磨輥的回轉(zhuǎn)定位準確可靠，而磨輥自身的徑向跳動只依賴其自身的加工精度，在進行拆卸時，只需要使用專門的油壓工具，在軸承與磨輥間的錐面形成高壓油膜，就可以順利拆卸，缺點在于對零件的加工精度要求較高，加工難度較大。

在目前的磨粉機中，采用緊定套的固定方式已經(jīng)越來越少，而采用過盈配合的固定方式多用小型、單一谷物的磨粉機中，對于大中型的磨粉機采用錐面配合的連接結(jié)構(gòu)效果較好。

5）結(jié)論

本文根據(jù)自身實踐經(jīng)驗和理論研究，對磨粉機磨輥的進料控制、自動化調(diào)整、磨輥驅(qū)動、固定方式等方面進行了具體的分析，并對其結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點進行了詳細的討論，最后提出了相應的優(yōu)化設計方案，為磨粉機的優(yōu)化改良提供了有力的技術支撐。

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TS 211.3

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1674-5280（2016）01-0007-02

2015-10-08

王春華（1971—），男，大專，主要從事食品加工企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量管理工作。