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輥式磨粉機(jī)是而粉廠的重要設(shè)備之一，其工作性能決定了小麥粉加工的效果和產(chǎn)量。但口前由于缺乏工作狀態(tài)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，如傳遞扭矩、軸與輥的應(yīng)力應(yīng)變情況等，磨粉機(jī)的設(shè)計(jì)大部分是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。以FMFQ10X2B型磨粉機(jī)為例對(duì)磨輥進(jìn)行了受力分析及強(qiáng)度有限元分析，通過(guò)研究磨粉機(jī)輥間動(dòng)力傳遞的特殊規(guī)律，分析了磨輥及軸的受力及變形情況，掌握了關(guān)鍵部件的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，為先進(jìn)、合理的磨粉機(jī)傳動(dòng)件及磨輥的設(shè)計(jì)提供參考。
輥式磨粉機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，研磨區(qū)沒(méi)有物料，且兩磨輥輥而不接觸。
輸入到快輥的主動(dòng)力矩M，與兩軸承的摩擦阻力矩Mt，Z以及慢輥通過(guò)定速傳動(dòng)作用于快輥的阻力矩Mmk相平衡；而快輥通過(guò)定速傳動(dòng)作用于慢輥的主動(dòng)力矩M與兩軸承的摩擦力矩M才平衡。
研磨區(qū)有物料時(shí)，磨輥合軋，磨粉機(jī)由空載運(yùn)行轉(zhuǎn)為負(fù)載的瞬間，快輥通過(guò)物料摩擦力試圖使慢輥加速。由于定速傳動(dòng)存在間隙，加速過(guò)程在極短的時(shí)間內(nèi)完成成為可能。之后定速傳動(dòng)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，制約慢輥繼續(xù)加速，強(qiáng)制使快、慢輥以固定的轉(zhuǎn)速比運(yùn)行。功率的傳遞是輸入帶輪~快輥~慢輥~同步帶定速機(jī)構(gòu)~快輥，其中在快輥~慢輥~同步帶定速機(jī)構(gòu)~快輥之間形成了所謂的“力矩封閉循環(huán)”或“功率封閉循環(huán)”現(xiàn)象。輸入功率P，為4只軸承的摩擦損耗P，定速傳動(dòng)的效率損耗P和研磨物料的功耗P之和。
為方便分析、訓(xùn)一算，在對(duì)磨輥進(jìn)行受力分析時(shí)，暫不考慮以下影響因素：輥齒形、軸承支撐處的摩擦力、帶傳動(dòng)的損失以及斜度的影響。
凡物料落入研磨區(qū)且兩磨輥恰好同時(shí)接觸物料并夾住物料，開(kāi)始對(duì)物料進(jìn)行破碎剝刮時(shí)，物料所處位置A點(diǎn)稱(chēng)為起軋點(diǎn)；此后兩輥間距離越來(lái)越小，最后達(dá)到最小間距處，此處s點(diǎn)稱(chēng)為終軋點(diǎn)經(jīng)過(guò)終軋點(diǎn)物料不再受到研磨。起軋點(diǎn)與終軋點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為研磨區(qū)，即s，區(qū)域。在磨輥的整個(gè)工作區(qū)，物料顆粒分別處于起軋、加工、終軋的狀態(tài)。
由于兩輥的差速較大，快輥使物料有加速的趨勢(shì)，而慢輥對(duì)物料的加速起阻滯作用。研磨區(qū)的物料與快、慢輥之間均有明顯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在兩輥擠壓力的作用下，物料被破碎剝刮。加工小麥的起軋角a為5，研磨區(qū)S為10左右。
兩輥間單位長(zhǎng)度上線(xiàn)壓力P=147-245 N/m，取最大值P=245 N/m，磨輥研磨物料時(shí)的重合長(zhǎng)度L=100。
封閉循環(huán)的功率大小與電機(jī)輸入功率無(wú)關(guān)，僅與輥間壓力和輥而特性、物料性質(zhì)及傳動(dòng)比有關(guān)。
目前我國(guó)使用的磨輥多是采用硬模離心澆鑄、冷凝合金輥體的半軸壓合空心磨輥。輥體外層為研磨層，含有鎳、鉻元素的激冷白口鐵，厚度20-30 mm。本模型厚度采用30 mm內(nèi)層為灰口鐵，磨輥軸為45鋼，先粗加工，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，再壓入輥體內(nèi)。
經(jīng)查，白口鑄鐵密度P=7550 kg/m3，灰鑄鐵密度P=7210 kg/m3，鑄鐵的彈性模量E=126GPa，剪切模量G=44.3GPa，泊松比為0.28，密度P=7850 kg/m3，彈性模量E=79.4 GPa，剪切模量G=79.4 GPa，泊松比為0.30。
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