第3章粉碎切割机械设备

第3章粉碎切割机械设备第3章粉碎切割机械设备2§3.1粉碎设备物料粉碎相关知识固体物料粉碎设备冲击式粉碎机转辊式粉碎机磨介式粉碎机第3章粉碎切割机械设备3一、物料粉碎相关知识粉碎指大块固体物料破碎成小块物料，或小块物料进一步破碎成粉末状物料。物料粉碎的必要性利于溶解和混合加快物料蒸煮、液化、糖化、发酵的反应速度机械粉碎的5种形式（5种粉碎力）：挤压、冲击、研磨、剪切和劈力。图3.1物料粉碎受力图第3章粉碎切割机械设备4粒径范围粗碎原料粒度40～1500mm，成品粒度5～50mm中细碎原料粒度5～50mm，成品粒度0.1～5mm微粉碎原料粒度5～10mm，成品粒度＜100μm超微粉碎原料粒度0.5～5mm，成品粒度＜10～25μm粉碎比（粉碎度），粉碎前后的粒度比粉碎比，粗碎为2～6，中、细碎为5～50，磨碎为50以上。总粉碎比是经过几道粉碎步骤后的总结果。式中x—粉碎比；d1—粉碎前物料直径，m；d2—粉碎后物料直径，m；（3-1）21ddx第3章粉碎切割机械设备5对于物料的粉碎，必须根据物料的特性及粉碎要求选择合适的粉碎方法：对于坚硬的和脆性的物料，挤压和冲击很有效，对韧性物料剪切力作用较好，对方向性物料则劈碎较好。任何一种粉碎机，都是几种方法的结合，这样最有效。原料粉碎对粉碎机的基本要求粉碎后的颗粒均匀已被粉碎的物料能立即从轧压部位排出操作自动化易磨损部件容易更换产生粉尘少发生故障时能自动停车单位产品消耗能量小第3章粉碎切割机械设备6二、固体物料粉碎设备粉碎机冲击式粉碎机转辊式粉碎机磨介式粉碎机机械冲击式粉碎机气流式粉碎机盘磨机辊式磨粉机球（棒）磨机振动磨搅拌磨第3章粉碎切割机械设备7类型与特点类型：锤击式和盘击式。优点：（与其它型式粉碎机比）具有单位功率粉碎能力大，粉碎粒度易于调节，应用范围广，占地面积小，易实现连续化的闭路粉碎等优点。缺点:由于部件的高速旋转及与颗粒的冲击或碰撞，不可避免地会产生磨损问题，因而不适宜用来处理硬度太大的物料。（一）冲击式粉碎机1.机械冲击式粉碎机第3章粉碎切割机械设备8（1）锤击式粉碎机这种粉碎机利用高速旋转的锤头或锤片产生的作用力使物料粉碎，既适用于脆性物料，也可用于部分韧性物料甚至纤维性物料的粉碎，所以常被称为万能粉碎机。①锤击式类型图3.2锤片式粉碎机类型第3章粉碎切割机械设备9②锤片的种类和形状锤片是主要的易损件，一般寿命为200~500h，为了延长使用寿命，通常需进行热处理。锤片的形状很多，其基本类型如图3.3所示。图3.3锤片的种类第3章粉碎切割机械设备10③筛网筛网材料通常为冷轧钢板，物料粉碎的粒度取决于筛网孔径的大小。筛网对转子的包角α随进料方式不同而异：切向喂入式粉碎机的α≤180º；轴向喂入式的α=360º；径向喂入式的α360º。④工作过程物料从进料口进入粉碎室后，便受到随转子高速回转的锤片的打击，进而飞向固定在机体上的筛板（或筛网）而发生碰撞。落入筛面与锤片之间的物料则受到强烈的冲击、挤压和摩擦作用，逐渐被粉碎。当粉粒体的粒径小于筛孔直径时便被排出粉碎室，较大碎粒继续粉碎，直至全部排出机外。第3章粉碎切割机械设备11⑤特点粉碎过程基本上没有选择性，粉碎粒度不能严格控制。在不同的粉碎条件下，粉碎比可以在很大的范围内变化。优点：锤击式粉碎机具有构造简单，用途广泛，生产率高，易于控制产品粒度，无空转损伤等。缺点：⑥锤击式粉碎机的应用锤击式粉碎机的应用十分广泛。许多食品原料及其中间产品的加工过程中均用到它，例如薯干、玉米、大豆、咖啡、可可、蔗糖、大米、麦类以及各种饲料等的粉碎均可使用锤击式粉碎机。第3章粉碎切割机械设备12（2）盘击式粉碎机（齿爪式粉碎机）①基本结构如图3.3所示。工作元件由两个互相靠近的圆盘组成，每个圆盘上有很多依同心圆排列的指爪。而且一个圆盘上的每层指爪伸入到另一圆盘的两层指爪之间。一般沿整个机壳周边安筛网。图3.3齿爪式粉碎机第3章粉碎切割机械设备13②工作原理轴向进入的物料在两个运动的圆盘间，受到盘间旋转指爪的冲击力用、分割或拉碎的作用而得到粉碎。其工作原理与锤击式粉碎机有相似之处。③特点优点：粉碎作用强度高，产品粒度小且均匀，适用于谷物的粉碎。作业噪声较大，物料温升较高，产品中含铁量较大。因磨齿与磨盘间为刚性连接，过载能力差，使用时必须对进料进行除铁处理，避免金属异物进入粉碎室，造成设备的损坏。缺点：较适于韧性较强的纤维质食品的粉碎。④应用第3章粉碎切割机械设备142.气流式粉碎机气流式粉碎机是比较成熟的超微粉碎设备。它使用空气、过热蒸汽或其它气体通过喷嘴喷射作用成为高能气流。高能气流使物料颗粒在悬浮输送状态下相互之间发生剧烈的冲击、碰撞和摩擦等作用，加上高速喷射气流对颗粒的剪切冲击作用，使物料得到充分研磨而成超微粒子。（1）立式环形喷射气流粉碎机①基本结构结构组成如右图3.4所示。主要由立式环形粉碎室、分级器和文丘里加料器等组成。图3.4立式环形喷射气流粉碎机第3章粉碎切割机械设备15②工作过程从若干个喷嘴5喷出的高速压缩空气气流将喂入的物料加速并形成紊流状，致使物料在粉碎室6中相互高速冲撞、摩擦而达到粉碎。粉碎后的粉粒体随气流经环形轨道上升，由于环形轨道的离心力作用，使粗粉粒靠向轨道外侧运动，细粉粒则被挤往内侧。回转至分级器入口9处时，由于内吸气流旋涡的作用，细粉粒被吸入分级器8中分离而排出机外，粗粉粒则继续沿环形轨道外侧远离分级器入口处通过而被送回粉碎室6中，再度与新输入物料一起进行粉碎。第3章粉碎切割机械设备16（2）对冲式气流粉碎机构成如右图3.5所示。主要工作部件有冲击室、分级室、喷管、喷嘴等。①基本结构图3.5对冲式气流粉碎机第3章粉碎切割机械设备17物料经料斗2入机后，先与压缩空气混合形成气固混合流，之后以超音速由喷嘴喷入粉碎室5，使物料在粉碎室5内发生强烈的对冲冲击、碰撞、摩擦等作用而被粉碎。其粒度可达1μm的超微粉碎机内设有粒度分级机构，微粒排出后，粗粒返回粉碎室内继续粉碎。②工作过程第3章粉碎切割机械设备18（二）转辊式粉碎机转辊式粉碎机利用转动的辊子产生摩擦、挤压或剪切等作用力，达到粉碎物料的目的。根据物料与转辊的相对位置，转辊式粉碎机有盘磨机和辊磨机等专用设备。1.盘磨机类型：圆盘固定式和圆盘转动式原理：在盘磨机内，物料放在辊子和圆盘之间，由于辊子的快速旋转而得以粉碎。第3章粉碎切割机械设备19磨盘固定式：如右图3.6所示，由两个碾辊和一个磨盘组成。当碾轮绕着立轴和其本身的横轴转动时，物料就在碾轮与磨盘之间受挤压和研磨力而被碾碎。磨盘转动式碾轮对立轴并不转动。优点如下：①比较容易固定碾轮，且操作稳定；②比较容易卸出碾碎后的物料；③在碾轮上没有离心力的作用。图3.6碾辊盘磨机第3章粉碎切割机械设备202.辊式磨粉机①辊式磨粉机结构图3.7所示为复式对辊式磨粉机的结构。主要由以下六个部分组成：a.磨辊b.传动部分c.轧距调节机构d.喂料机构e.磨辊的清理机构f.吸风装置图3.7复试对辊式磨粉机第3章粉碎切割机械设备21a.磨辊辊式磨粉机的主要工作机构是磨辊，一般有一对或两对磨辊，分别称为单式和复式辊式磨粉机。在复式磨粉机中，每一对磨辊组成一个独立的工作单元。物料从两磨辊间通过时，受到磨辊的研磨作用而被破碎。磨辊在单式磨粉机内呈水平排列，在复式磨粉机内，有水平排列的（如美国的磨粉机），也有倾斜排列的（如欧洲和我国使用的大、中型磨粉机）。第3章粉碎切割机械设备22b.传动部分传动部分主要给磨辊提供工作动力，使两磨辊作相对方向的转动，其中一个为快辊，另一个为慢辊。因为以同一速度相向旋转的磨辊对小麦只能起到轧扁、挤压作用，得不到良好的研磨效果；只有当两磨辊以不同速度相向旋转时，才能对小麦起到研磨作用。传动部分的作用就在于保证磨辊按照一定的速度转动，而且快慢辊之间要保持一定的转速比。第3章粉碎切割机械设备23c.轧距调节机构两磨辊之间的径向距离称为轧距。用来调节两磨辊距离的机构称为轧距调节机构。缺少这一机构，磨粉机就不能与各种粒度的研磨物相适应，也不能根据工艺要求随时改变磨粉机的研磨强度。倾斜排列的磨辊，上辊为快辊，它的轴承因固定在磨粉机的机壳上，故位置不能移动；下辊为慢辊，它的轴承装在可以上下移动的轴承臂上，轴承臂通过弹簧与轧距调节机构相联，因此慢辊的位置可调节改变。改变两辊间的轧距以达到一定的研磨效果，是轧距调节机构的主要作用。第3章粉碎切割机械设备24d.喂料机构设在磨辊的上方，由贮料筒、料斗、喂料辊及喂料活门等组成。喂料辊有两个：定量辊和分流辊。定量辊—直径较大而转速较慢，主要起拨料及向两端分散物料的作用，并通过扇形活门形成的间隙完成喂料定量控制。分流辊—直径较小，转速较高，其表面线速度为定量辊3~4倍，其作用是将物料呈薄层状抛掷于磨辊研磨区。第3章粉碎切割机械设备25e.磨辊的清理机构磨辊的清理机构用于清除其所黏附的粉层，保证其运转平稳。清理磨辊粉层常用刷帚或刮刀，它们一般安装在磨辊的下方。刷帚以鹅翎或猪鬃、棕毛制成，用弹簧压紧在辊面上用以清理齿辊表面。刮刀用于清理光辊表面，它安装在铰支的杠杆上，靠配重压在辊面上，当磨粉机停车时有一金属链将配重拉起，刮刀离开辊面以避免辊和刀接触处的磨蚀。第3章粉碎切割机械设备26f.吸风装置该装置有以下3个作用:目前大多数面粉厂采用气力输送来垂直提升各道磨粉机研磨后的物料。提升管通过溜管与磨粉机出口相接，已具备相对于磨膛的吸风作用，故不需再单独安装吸风管。用以吸去磨辊工作时产生的热量和水蒸气，降低磨下物的温度，提高研磨物料的筛理性能。冷却磨辊、降低料温。使磨粉机内的粉尘不向外飞扬。第3章粉碎切割机械设备27*说明上述六大部分结构是所有磨粉机的基本组成。无论哪种型式的磨粉机，具体的结构形式都可能有所变化，操作方法和精密程度也有可能有所不同。但就其作用来说，这六部分结构是不可缺少的。第3章粉碎切割机械设备28②磨辊的配置磨辊的相对位置决定了磨粉机的总体布置，如图3.7所示。图3.8磨辊配置示意图第3章粉碎切割机械设备29（三）磨介式粉碎机磨介式粉碎机是指借助于处于运动状态、具有一定形状和尺寸的研磨介质所产生的冲击、摩擦、剪切、研磨等作用力使物料颗粒破碎的研磨粉碎机。粉碎效果受磨介的尺寸、形状、配比及运动形式、物料的充满系数、原料粒度的影响。这种粉碎机生产率低，成品粒径小，多用于微粉碎及超微粉碎。典型机型有球（棒）磨机（粉碎成品粒径可达40~100μm）、振动磨（成品粒径可达2μm以下）和搅拌磨（成品粒径可达1μm以下）三类。第3章粉碎切割机械设备301.球（棒）磨机结构工作原理研磨介质球磨机与棒磨机比较影响操作的因素特点球（棒）磨机是历史比较悠久的古老粉碎设备，至今仍广泛应用着。第3章粉碎切割机械设备31（1）结构主要由转筒和硬质球体组成，如图3.8所示。圆柱形筒体的两端有端盖，端盖中部的圆筒形颈部称为中空轴颈，它支承于轴承上。筒体上固定有大齿圈，电动机带动大齿圈使筒体缓缓转动。图3.9球磨机示意图第3章粉碎切割机械设备32（2）工作原理当筒体转动时，磨介随筒体上升至一定高度后，呈抛物线抛落或呈泻落下滑，如图3.8（右）所示。由于端盖有中空轴颈，物料从左方的中空轴颈进入筒体逐渐向右方扩散移动。在自左而右的运动过程中，物料受到钢球的冲击、研磨而逐渐粉碎，最终从右方的中空轴颈排出机外，如图3.8（左）所示。第3章粉碎切割机械设备33（3）研磨介质球磨机常用的研磨介质有钢球（相对密度7.8）、氧化锆球（相对密度5.6）、氧化铝球（相对密度3.6）和瓷球（相对密度2.3）等，有时也用无规则形状的鹅卵石或燧石等。磨介材料的相对密度大，则球磨机的产量大，粉碎效率高；相对密度较小，会使产量与效率降低。研磨介质的大小会直接影响球磨机的粉碎效果和成品颗粒的粒度大小。棒磨机常用直径50~100mm的钢棒作研磨介质，其筒体长度与直径的比值一般为1.5~2。它有溢流型、开口型和周边排料型等形式