破碎机的工作原理浅析——炎东机械

在植物油种子加工厂，油料种子粉碎是重要的预处理工序之一。以大豆加工为例，分析了破碎机的工作原理和破碎辊的一般维护。

在大豆加工过程中，通常需要将大豆破碎成4-8块，以便进行下一步加工。使用的破碎机一般配有两对破碎辊。为了分析其工作原理，我们将分析一对破碎辊。如图1所示。

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大家可能都注意到了，破碎机的滚筒牵引并不是直线平行的方式，那么这种牵引方式会对破碎机运行的稳定性、破碎机的运行电流、设备的振动、破碎机的破碎效果以及设备(轴承、皮带等)的使用寿命产生怎样的影响呢？)?

为了详细分析和理解大豆破碎过程的工作原理，我们将从两个角度进行分析:1)垂直于破碎辊轴线的截面，如图2所示；2)平行于破碎辊轴线的方向，即图3中CDEF所代表的平面。画

首先，在一对破碎辊的制造过程中，要求直径和长度、齿廓尺寸、前后角尺寸和方向、拉丝的螺旋角和旋转方向相同。但在大豆加工的粉碎过程中，快慢辊的相对转速不同，使得工作区域内两个对应齿的线速度不同，产生相对运动，对大豆起到“剪切”和“压榨”的作用。一般来说，快辊和慢辊的速度差大，剪切效果会更大，而速度差小，挤出效果会增加。必须注意的是，如图2所示，快辊上的尖齿面向移动方向。它的线速度大于对应的另一个齿的线速度。以图-2为例对粉碎工作原理的分析，在其他文献或教科书中已有描述。详见相应文件或教材。

从图3可以看出，破碎工作区是位于前后破碎辊之间的直线区域，距离最近，长度与破碎辊相同，如图4中虚线A-B所示。所有的“压碎”和“挤压”工作都是在这个狭窄的工作区域内完成的。

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如果通过AB虚线做一个与大豆运动方向一致的垂直面CDEF，就可以得到图3所示的形状。然后，快压辊和慢压辊的圆柱面从外侧向中间展开，合并到这个垂直面上，形成如图5所示的“剪切面”。

如果在该图中只选择快、慢破碎辊上的一个破碎架进行分析，如图6所示(蓝色的GH线代表快辊架，绿色的JK线代表慢辊架)，可以看出焦点m正好是两个机架相对运动剪切大豆的地方。回到图5，我们可以看到，在AB虚线所代表的瞬间，有很多点同时在剪切大豆。在AB线上，没有快慢辊齿条相交的区域，也就是说此时没有剪切。

在任何下一个时刻，例如图7中由线LN或线PQ表示的时刻，可以看出剪切点的数量基本相等。这一点非常重要，这意味着在粉碎辊旋转的过程中，碎大豆的数量和所需的驱动力在任何时刻都几乎相同。画

为了更好地产生“剪切”效果，破碎辊的齿条与破碎辊的轴线之间有一个角度，如图6中S表示的角度。该角度不能等于零或太大。

假设S角等于零，意味着快、慢辊上的所有齿条都与破碎辊的轴线平行。在压榨辊的整个长度上，快辊和慢辊的齿条在某一时刻同时相遇，同时切割和压榨大豆。在下一个时刻，两个齿条之间没有相交，也没有发生剪切。这是不可想象的。因为，同时在所有点切割时，需要很大的力量。当没有剪切力时，所需功率几乎为零。这样，功率的大而频繁的变化或脉动会对设备的振动和损坏、破碎过程的稳定性、破碎效果、破碎过程所需的功率、齿廓的锋利度及其机械强度产生严重的影响。

假设S角过大，在压榨或剪切时会对大豆产生过大的水平力，并“推动”大豆和豆瓣沿压榨辊的轴向(水平方向)移动。这不仅会影响其他大豆的粉碎效果和粉碎过程，还会降低粉碎效率和加工能力。此外，水平分力产生的反作用力也会“推动”破碎辊沿其轴向向另一端移动，对破碎辊的轴承产生不利影响。

此外，适当的S角不仅可以避免上述缺点，还可以适当提高齿形的锋利度和强度，提高其使用寿命。角度s可以设置在5到12度之间。各种破碎机的厂家，破碎辊齿形的修复厂家，生产企业的生产人员，设备维修人员都针对这个角度做了具体的选择，这里就不多说了。我们只希望生产企业能根据自己的实际需求找到最合适的角度，进一步提高生产效率。

破碎辊工作一段时间后，其齿廓会逐渐磨损，使其锋利度降低，从而降低剪切效果，越来越依赖挤压来破碎大豆。这样不仅影响粉碎效果、粉碎粒度和生产效率，还增加了电耗。此时，有经验的操作员或维护工会可以根据他们的实际操作经验来判断破碎辊的更换和修理周期。有些企业会定期更换。但这种基于个人经验或定期更换的判断是不合理的。

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因为对于不同参数和指标的大豆，或者调质过程中温度和水分的变化，以及大豆中杂质的性质和数量都可能影响破碎辊的使用寿命，所以不同的操作人员和维修人员对齿的磨损有不同的判断。但如果以图-8中齿廓的高度H值为标准，可以用游标卡尺、专用工具或模板测量齿廓磨损后的高度差，然后根据大家的经验确定一个合理的值，让新老员工都能对破碎辊的更换周期做出合理的判断，更加简洁、合理、有效。

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