第六节 研磨 grinding

1. 第六节 研磨grinding • 研磨是小麦制粉中一个十分重要的工序，它占用磨粉间60%～70%的电耗。 • 小麦制粉的特殊性在于：在将胚乳磨细成粉的过程中，麦皮不能过分破碎，因此对研磨有特定的要求，采用所谓的“选择性粉碎”方法。 • 因为要避免麦皮的过分破碎，研磨的强度必须加以控制，所以要采用多次研磨或逐道研磨的方法来完成小麦制粉的过程。

2. 一、辊式磨粉机the rollermill • The rollermill became the most important machine in the milling process as adjustments made to it governed the quality of stocks fed to subsequent machines in the flow, extraction rates and flour quality • Although some aspects of rollermill designed vary between manufactures e.g. feed and adjustment mechanisms, disposition of the rolls, differential drive mechanisms and the automatic engaging and disengaging of the rolls -- general principles are common to all of them.

3. 辊式磨粉机的总体结构示意图

4. 磨辊(main rolls) • 磨辊要承受很大的径向压力，并且表面与物料产生强烈的磨擦作用，所以，表面温度达到80℃以上。磨辊表面要有足够的硬度和强度，并具有良好的导热性能。 • 磨辊外层为含有镍、铬元素的激冷白口铸铁，原无锡粮机厂生产的磨辊，合金白口厚度为25～30mm，国外产的磨辊，合金白口厚度为10～20mm；内层为灰口铸铁。磨辊表面硬度66～78HS。磨辊两端半轴对称，靠压力装人辊体，故称“半轴压合空心磨辊”。

5. 磨辊结构示意图

6. 磨粉机上的两支磨辊中，一支称为快辊，一支称为慢辊。快辊支承在机座两端的轴承上，慢辊支承在活动轴承臂内的轴承上。磨粉机上的两支磨辊中，一支称为快辊，一支称为慢辊。快辊支承在机座两端的轴承上，慢辊支承在活动轴承臂内的轴承上。 • 支承磨辊的轴承有滑动轴承和滚动轴承之分。滑动轴承用液体油润滑，漏油比较严重。滚动轴承用润滑脂润滑，漏油情况有所改善。 • 磨辊轴承大都采用双列向心球面滚子轴承(自动调心型)，这种轴承主要承受径向负荷，也能承受一定的轴向负荷，允许内外圈有2°～3°的倾斜。

7. 磨辊的加工精度要求很高，要进行静平衡和动平衡校验。全长圆柱度的半径差不超过30µm，保证两辊能很好地合拢。磨辊的加工精度要求很高，要进行静平衡和动平衡校验。全长圆柱度的半径差不超过30µm，保证两辊能很好地合拢。 • 检查两支磨辊合拢情况（两端轧距是否一致）的方法是用灯光照。 • 磨辊表面有状态，齿辊；光辊，或无泽面辊。

8. 液压磨光拉丝机结构示意图

9. 光辊两端略小、略带锥度或中间有微量的中凸度，经喷砂处理后，表面粗糙度为3.5～4.5µm。光辊两端略小、略带锥度或中间有微量的中凸度，经喷砂处理后，表面粗糙度为3.5～4.5µm。 • 磨粉机工作时，大都借助吸风以冷却磨辊。也有些在快辊上装设水冷装置。 • 工艺上对磨辊的要求是： • 使用寿命长。 • 运转平稳。磨辊没有跳动，轧距准确，磨粉机振动小、噪声低。

10. 传动 • 快辊由电动机通过三角带直接传动，慢辊由快辊通过链传动或斜齿轮传动或齿形带、齿槽带等形式传动。 • 新磨辊直径一般为250mm，磨损到225mm时报废。快、慢辊中心距随磨辊直径磨损程度而变化；生产中磨辊松合闸时。两辊中心距变化有3mm多；改变转速比时需要改变传动轮的直径，也会影响传动轮系中的有关中心距。 • 快慢辊的差速传动在保证其功能的前提下，必须能适应这些变化。

11. 齿轮传动的使用历史较久。 • 为取代齿轮传动而发展了滚子链传动，能满足中心距变化的要求。 • 齿轮和滚子链传动机构中都有密封的传动箱，箱内装有润滑油。 • 双面圆弧齿同步带传动能够满足功能和两辊中心距变化的要求。 • 最显著优点是：不需要传动箱和润滑油，运转时噪声低、振动小，制造要求简化。 • 问题是启动过快或超负荷时传动带跳齿，严重时损坏传动带，皮带有时跑偏。 • 齿楔带传动能够满足功能和两辊中心距变化的要求。由于带的楔面在快速启动时或超负荷时可以打滑，避免了跳齿和带的损坏，以及由于楔的作用克服了跑偏现象。超负荷时，楔面滑动影响转速比，正常生产时没有影响。

12. 滚子链差速传动示意图

13. 双面圆弧齿同步带传动示意图 齿楔带传动示意图

14. 轧距调节及松合闸机构 • 轧距调节及松合闸机构要能够灵活地调节两磨辊任何一端的轧距，能调整两辊间的轧距；正常工作时，落入硬物，或流量突然增加，能使其通过，并能恢复正常工作；断料时，迅速松开，有料时，自动合拢。 • 当存料筒内有足够物料时，喂料活门自动开启，喂料辊自动运转，两磨辊在运转状态下自动合拢，研磨区域处于工作状态；反之，喂料机构自动停止供料，两磨辊松闸。 • 轧距是在两辊合闸的情况下手工调节的。磨辊的松合闸和轧距调节动作大都是慢辊靠拢或离开快辊，而快辊是固定不动的。

15. XK型磨粉机的轧距调节和松合闸机构

16. 要求轧距调节和松合闸机构 • 微调手轮每转的调节量应小，能调节到尽可能小的轧距。光辊轧距是控制小麦粉中破损淀粉含量的关键因素； • 调节好的轧距在较长时间内保持不变，至少连续8小时以上，甚至几天。 • 调节轧距时手轮用力情况符合操作人员的感觉和心理。顺时针转动为紧轧距，逆时针转动为松轧距，紧和松用力要小，紧和松时用力差距要小； • 调节轧距和检视磨下物料的操作配合要紧凑、省力、省时。

17. 气压磨粉机的复合杠杆式轧距双边微调机构与自动控制系统配合使用具有结构简单、操作方便、轧距及辊压稳定等优点。气压磨粉机的复合杠杆式轧距双边微调机构与自动控制系统配合使用具有结构简单、操作方便、轧距及辊压稳定等优点。

18. 喂料机构 • 喂料装置的作用是使物料以定量、定速、均匀地在磨辊全长上成薄层进入研磨区，并有一定的速度。喂料机构在磨辊上部，主要由传感器、喂料活门和前后喂料辊组成。如果待研物料是散落性差的麸片，活门装在前喂料上方；研磨粗粒等散落性好的物料，活门装在后喂料辊上方。

19. 双辊喂料机构 • 前后喂料辊中，内侧的叫定量辊，配合节流闸门，控制送入辊间的物料数量；外侧的叫分流辊，转速较快，将物料分成更薄的流层，并有一定的降落速度进入研磨区。 • 研磨不同的物料时，喂料辊的转速是不同的，喂料辊的性状也是不同的。

20. 常用的喂料辊表面形状有： • 纵向梯形齿、锯形齿、双向螺旋齿、桨叶或绞龙。 • 喂料辊的辊齿都稍带斜度，在调节料门和辊料辊之间的间隙时，门能和辊的表面接触而不卡入槽内。 • 喂料辊一般采用两级传动。第一级由快辊轴传动前喂料辊，速比范围1.6：1～2.7：1，采用皮带传动。第一级传动中设有离合器。第二级传动在早期制造的磨粉机上多数采用齿轮传动。现代磨粉机采用单面齿形带，结构简化，性能可靠，速比范围1.14：1～3：1。 • 第一级传动中的离合器主要有机械离合器和气动膜片离合器两种。

21. 机械式传感器随着进料量的多少，亦即压力的大小，产生相应的位移，通过杠杆、气压或液压，控制喂料门开度和自动松合闸系统。机械式传感器随着进料量的多少，亦即压力的大小，产生相应的位移，通过杠杆、气压或液压，控制喂料门开度和自动松合闸系统。 • 电子式传感器根据存料筒内物料的高低产生相应的微电流量，以放大后，通过电力、气压或液压控制喂料门开度或喂料辊流量和自动松合闸系统。 • 有进料时，通过传感器使喂料门开；无进料时，喂料门开度随进料的多少而自动增大或减小，保证存料内有合适的存料高度。

22. 磨辊清理装置 • 或者用刷子，或者用刮刀。用于皮磨磨辊清理的刷子，刷毛用鹅毛管、尼龙丝等，刷毛较短、较粗。用于心磨磨辊清理的刷子，刷毛用棕骨丝加马兰根，刷毛较细、较长。 • 刮刀用薄的合金扁钢制成，平直度要求特别严格。刮刀和磨辊表面的接触状态非常重要，线接触或接触窄面必须和磨辊中心平行，磨辊全长上的接触压力必须均匀、适度。 • 刷子和刮刀机构可以整体移动，合闸时和磨辊接触，松闸时离开。

23. 吸风装置 • 磨辊的吸风冷却需借助磨下物料的风运系统。对于使用齿辊的磨粉机，除在磨辊上方的观察门与机身之间留有进风缝外，没有其他安排。而对于使用无泽面辊的磨粉机，还设置了轧距吸风装置。

24. 轧距吸风装置示意图

25. 贴近于高速旋转磨辊表面的空气以一定的速度随辊面前进，快、慢辊挟带的这种空气在接近轧距的过程中，逐渐被压缩形成向上反射的紊流称为“泵气”。它使薄层状下落的物料散乱，速度降低，影响流量，对比较细的物料（如心磨物料）的影响特别明显。贴近于高速旋转磨辊表面的空气以一定的速度随辊面前进，快、慢辊挟带的这种空气在接近轧距的过程中，逐渐被压缩形成向上反射的紊流称为“泵气”。它使薄层状下落的物料散乱，速度降低，影响流量，对比较细的物料（如心磨物料）的影响特别明显。 • 轧距吸风装置的主要作用是减小轧距处“泵气”对均匀喂料的影响，并有部分冷却磨辊的作用。气体及轧距处的泵气在吸力的作用下沿着风道进入出料管，与磨下物一起吸人接料器。吸风装置风道内的风量可通过两侧墙板上方孔的大小及补气接料器的补风量的大小调节。

26. 磨膛吸料装置 • 辊式磨粉机的出料方式有两种：一是物料从磨膛出机后进人下一楼层的自流管，然后进人气力输送系统的接料器；二是磨粉机自带气力输送系统的接料器，气力输送料管从磨粉机向上方引出。 • 带有磨膛吸料装置的磨粉机可以安装在厂房的底层，磨膛内应设防堵装置，当磨膛内物料临时发生堵塞时，应发出声光堵塞信号，并使磨辊自动松闸，喂料装置停止工作，直到磨膛内物料被排除到一定高度，再使磨辊自动复位，喂料装置正常工作。

27. 磨膛吸料示意图

28. 辊式磨粉机的分类和技术参数 • 分为大型磨粉机（磨辊长度1250mm、1000mm、800mm） • 中型磨粉机（磨辊长度600mm、500mm、400mm） • 小型磨粉机（磨辊长度300mm、200mm）。

29. 辊式磨粉技术参数

30. 制粉工艺对辊式磨粉机的基本要求 • 喂料均匀，落点准确。进入磨辊间的物料在磨辊全长上均匀分布，料层厚度均匀。喂料的流向尽可能和两磨辊的轴中心连线垂直，对准轧距喂入。 • 磨辊平准，轧距均匀。两辊间距在磨辊全长上均匀一致。 • 平准度和轧距在生产运转中长期不变或变化很小。平准度应在很长时期内，如一年以上不变。在正常生产工艺条件下，皮磨轧距应能保持几个星期至一个月以上不变。心磨轧距应能保持二个月不变。 • 研磨物料温度低，不被污染。

31. 在保证研磨效果的前提下，单位磨辊长度上的物料流量高。在保证研磨效果的前提下，单位磨辊长度上的物料流量高。 • 外形尺寸尽可能小。粉尘、润滑油不外溢。振动小，噪音低。磨辊自动松合闸。运转情况的检查很方便。操作维护点少、周期长。有保证安全的结构和性能。检修装拆方便。复原性能好。

32. 辊式磨粉机的发展 • 20世纪80年代以来比较有代表性的辊式磨粉机有： • MDDK • FMFQ10×2（XK、RRMA） • OL.RO/E • LAM • SRMA • FMFQ10×2A等。

33. 主要机构的发展趋势是： • 磨辊平放。优点是使所喂物料以最佳状态落入两辊之间，流量易于提高和磨下物料流动较畅，不易向外飞溅。 • 喂料筒为长方锥体，拓宽物料向喂料辊两端流动的空间，保证皮、心磨后路物料能自流分布在喂料辊全长上。 • 喂料辊二级传动采用单面齿形带取代齿轮，不需润滑，清洁卫生，结构简单。 • 轧距调节用辊下手轮控制，磨下物料检查和轧距调节就近结合，及时而省力。

34. 应力自持，研磨应力由加强钢梁、钢板承受，不直接传输到机座上，安全、噪声低。应力自持，研磨应力由加强钢梁、钢板承受，不直接传输到机座上，安全、噪声低。 • 差速传动采用齿楔带，使用安全、可靠。 • 排料方式，既可自溜亦可磨膛吸料。 • 轧距吸风与导料槽结合。 • 机座用钢板焊接将取代铸件拼装，提高强度，节省制造工时。

35. 气压磨粉机 • 比较清洁，没有油污。多台磨粉机使用同一台气源，结构简单。新型的气压磨粉机性能比较好，是辊式磨粉机的发展方向。

36. 磨粉机结构示意图

37. 磨粉机结构示意图

38. 磨粉机

39. 二、磨辊表面技术参数 • 磨辊表面技术参数 • 齿辊表面技术参数 • 无泽面辊（光辊）表面技术参数

40. 齿辊表面技术参数 • 齿辊的辊体表面有被拉丝机按螺旋线刨削形成的齿槽。两齿槽之间的突出部分成为磨齿。磨齿的两个面一般不对称，其中较宽的一个面为钝面，较窄的一个面为锋面。在磨辊的横剖面上，钝面和锋面的两条剖面直线所形成的夹角为齿角。磨齿的顶端保留一个很窄的平面，齿顶平面，其宽度称为“齿顶宽”。

41. 齿辊表面磨齿示意图

42. 齿数 • 每厘米圆周长度上的磨齿数。皮磨系统采用的齿辊，齿数从前向后逐渐加密。渣磨和心磨系统如果采用齿辊，齿数比皮磨系统密，在系统内也是从前向后逐渐加密。

43. 磨齿斜度(roll flute spiral)

44. 斜度：同一磨齿在辊体两端圆周上的距离（弧长）与辊体长度之比。斜度：同一磨齿在辊体两端圆周上的距离（弧长）与辊体长度之比。 • 磨齿不能没有斜度，而且快慢辊在磨粉机上就位时，必须使两辊磨齿的倾斜方向一致，以使两辊的磨齿齿顶在研磨区交叉（交叉点呈菱形分布），避免齿顶与齿顶相遇，造成对物料的极不均衡的研磨作用。 • 1960～1980年间，多数采用较大斜度，如14%，由于工艺和磨粉机的发展，流量较大，料层较厚，磨辊转速较高，1B、2B斜度渐渐减小为4%～6%。

45. 齿角(roll fluting) • 锋角：在磨辊的横剖面上磨辊锋面与剖面的交线与通过齿角顶点的磨辊半径形成的夹角，联值范围一般为25°～50°。 • 钝角：在磨辊的横剖面上磨辊钝角面与剖面的交线与通过齿角顶点的磨辊半径形成的夹角，取值范围一般为60°～70°。 • 锋角与钝角之和为齿角。

46. 齿顶宽 • 磨齿顶的“平面”，对于小麦粉灰分和皮磨粉的产量都有决定性的、直接的影响。齿顶宽随着齿数加密逐渐减小。齿顶宽大的磨齿耐磨，使用寿命较长。

47. 齿数和齿顶宽

48. 排列 • 在研磨区快慢辊齿角有四种相对位置： • ⑴锋对锋（S-S），快辊磨齿锋面向下，慢辊磨齿锋面向上； • ⑵锋对钝（S-D），快辊磨齿锋面向下，慢辊磨齿钝面向上； • ⑶钝对锋（D-S），快辊磨齿钝面向下，慢辊磨齿锋面向上； • ⑷钝对钝（D-D），快辊磨齿钝面向下，慢辊磨齿钝面上。

49. 磨齿排列示意图

50. 光辊表面技术参数 • 光辊表面呈磨砂(无泽面)状态，是磨辊磨光后，用碳化硅等磨料进行喷砂处理加工而成的。磨辊表面十分光滑，会引起物料在两辊间滑动，浪费很多输入功率。 • 光辊喷砂后的粗糙度为3.5～4.5μm。使用一段时间后，喷砂粗糙度为物料磨擦所消耗，随后是因摩擦而形成的研磨粗糙度，一般为1.5～2.5μm。