制粉工藝中光輥系統(tǒng)磨輥的表面特性探討（2）

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用來測量輪廓平均高度值，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。輪廓曲線的評定需要選擇一個(gè)或幾個(gè)取樣長度，對于磨輥來說，在全長范圍內(nèi)，沿母線方向取三個(gè)取樣長度l（中間1個(gè)，兩端各一個(gè)），所測到的數(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)取樣長度上實(shí)測數(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)，在測量取樣長度內(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，可以測出不同齒距（ti）和齒高（ypi+yui）,計(jì)算測得結(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)長度；N為磨輥單位圓周長度的齒數(shù)。

⑤針齒對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，而光輥對胚乳主要是擠壓，粒度越細(xì)，淀粉損傷越嚴(yán)重，這是無法控制。

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，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)開始下滑，趨勢平緩，兩種磨輥的出粉率差距較大，說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不同，前者的曲線斜率逐漸變小，后者的斜率卻越來越大，說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。