第3章粉碎切割机械设备

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第3章 粉碎切割机械设备
a. 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）。
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
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二、固体物料粉碎设备
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机械冲击式粉碎机 冲击式粉碎机
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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。
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§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
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一、物料粉碎相关知识
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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
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。
④ 应用 较适于韧性较强的纤维质食品的粉碎。 13
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2. 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。
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b. 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。
图 3.3 齿爪式粉碎机
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② 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。 缺点：作业噪声较大，物料温升较高，产品中含铁量较大。
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（二）转辊式粉碎机
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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 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。
类型：圆盘固定式和圆盘转动式
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 3
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粒径范围 粗 碎 原料粒度40～1500 mm，成品粒度5～50 mm 中细碎 原料粒度5～50 mm，成品粒度0.1～5 mm 微粉碎 原料粒度5～10 mm，成品粒度＜100μm 超微粉碎 原料粒度0.5～5 mm，成品粒度＜10～25μm
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α<360º。
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。
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。
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1. 球（棒）磨机 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。 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
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（2）对冲式气流粉碎击室、分级室、 喷管、喷嘴等。
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图 3.5 对冲式气流粉碎机
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② 工作过程 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。
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。
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（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。
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f. 吸风装置 该装置有以下3个作用:
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。
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。
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e. 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。
（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
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② 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。
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*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。
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② 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。
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图 3.6 碾辊盘磨机
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2. 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
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图 3.7 复试对辊式磨粉机
图 3.2 锤片式粉碎机类型
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② 锤片的种类和形状 锤片是主要的易损件，一般寿命为200~500 h，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
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③ 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
气流式粉碎机
粉碎机
盘磨机 转辊式粉碎机
辊式磨粉机
球（棒）磨机 磨介式粉碎机 振动磨
搅拌磨
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（一）冲击式粉碎机
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1. 机械冲击式粉碎机 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。
图 3.8 磨辊配置示意图
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（三）磨介式粉碎机
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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。