機械振動在我國糧食制粉設(shè)備中應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

摘 要：文章通過對機械振動在糧食制粉設(shè)備中應(yīng)用的具體分析，以及對其現(xiàn)狀和存在的問題的深入探討，提出進一步研究的緊迫性和必要性。文章從機械振動的工作原理開始探究，并通過對其設(shè)備的比較總結(jié)出現(xiàn)狀，希望具備一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：機械振動；糧食制粉設(shè)備；現(xiàn)狀分析

1 概述

振動設(shè)備在糧食制粉加工成套設(shè)備中占很大的比例，諸如往復(fù)振動的清粉機、振動篩、去石機等，回轉(zhuǎn)振動的高方平篩、平面回轉(zhuǎn)篩等，機械振動應(yīng)用非常廣泛，受簡諧激勵進行往復(fù)直線振動的設(shè)備是其中一大類別。

我國在1986～1992年間完成了糧食制粉成套設(shè)備的消化吸收工作，所得的設(shè)備在面粉制粉生產(chǎn)中普遍使用[1]。隨著制粉工藝的不斷進步，對糧食加工設(shè)備提出更高的要求，而且隨著科技的進步，計算機輔助設(shè)計、仿真設(shè)計等新的設(shè)計理念逐步應(yīng)用在糧食加工設(shè)備的設(shè)計中，設(shè)備的改進改型和新型設(shè)備設(shè)計都需要理論研究的支持。作為糧食加工設(shè)備中占很大比例的振動設(shè)備，針對其糧食加工設(shè)備的振動研究的滯后，已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要。所以應(yīng)該通過對糧食加工設(shè)備中機械振動的進一步研究，使糧食加工中該類設(shè)備能夠更快、更好發(fā)展。

2 機械振動在我國糧食制粉設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 機械振動的工作原理

糧食制粉系統(tǒng)成套設(shè)備中，機械振動的應(yīng)用非常廣泛。通過機械振動使設(shè)備工作面上每一物料顆粒產(chǎn)生不同程度的振動、翻滾，達到松散狀態(tài)，并且物料連續(xù)的振動可以導(dǎo)致自動分級作用，即物料顆粒在料層中重的下沉，輕的上浮，顆粒小而重的在最下層，顆粒大而輕的在最上層，同時使物料相對于設(shè)備工作面產(chǎn)生滑移、跳動、拋擲運動，形成物料流，進行持續(xù)工作[1]。

2.2 機械振動應(yīng)用的分類

根據(jù)振動不同的功能，產(chǎn)生按物料粒度和形狀的不同進行篩分的篩選用途和按物料比重不同進行分級的分級用途兩種用途。制粉系統(tǒng)中的各型清粉機設(shè)備、前清理系統(tǒng)中的各型重力去石機、振動篩等設(shè)備均為利用簡諧激勵下的強迫振動原理的機械振動設(shè)備。

2.3 應(yīng)用機械振動原理工作的主要設(shè)備

振動篩是應(yīng)用于小麥清理最廣泛的一種篩選與風(fēng)選相結(jié)合的清理設(shè)備，其主要作用是通過篩選清除混入小麥粒中的大、小、輕雜質(zhì)[2]。使用該設(shè)備時還可以配用垂直吸風(fēng)道對物料進行風(fēng)選，以清除其中的輕雜、灰塵。振動篩篩體通常由鋼板用螺栓連接而成，通過中空橡膠墊支撐在固定的機架上，篩體內(nèi)裝有兩層抽屜式篩格，振動電機安裝在篩體兩側(cè)，通常與篩體質(zhì)心在同一平面內(nèi)，篩體傾角能在0°～12°、振動角能在0°～45°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；振動頻率920～960r/min；振幅2.5～5.5mm[2～3]。

重力去石機是糧食加工中前期清理的常用設(shè)備，主要用于清除谷物、小麥中所含的并肩石等雜質(zhì)[2]。通常由進料裝置、去石裝置、彈性支撐機構(gòu)、吸風(fēng)裝置和振動電機等部分組成。去石裝置內(nèi)為傾斜篩面，篩面傾角在7°左右。在去石裝置前端下部安裝一對相向運轉(zhuǎn)的振動電機提供激振力，驅(qū)動去石裝置作往復(fù)運動，振動角30°（可調(diào)）；振動頻率1000r/min；振幅3.5～5mm[4～5]。

清粉機是小麥制粉加工中的重要設(shè)備，被稱為面粉加工中的三大主機之一。小麥制粉工藝的目的是盡可能多出灰分含量低的優(yōu)質(zhì)粉，清粉機就是用來進行提純和分級工作的。主要用于面粉廠在小麥皮磨或渣磨后，進入心磨研磨之前，利用風(fēng)選、篩選的聯(lián)合作用將碎麩皮，連粉麩皮與純凈的粉粒進行分離，以達到降低灰分，提純面粉，提高面粉質(zhì)量目的。主要分為喂料系統(tǒng)、吸風(fēng)系統(tǒng)、振動篩理系統(tǒng)、篩上物分料系統(tǒng)、篩下物分料系統(tǒng)和動力系統(tǒng)等部分組成。其振動篩理系統(tǒng)由一組橡膠彈簧墊支撐的篩船組成，篩船內(nèi)裝傾斜的兩層或三層篩格形成的篩面，在一端安裝的一對振動電機激振力作用下往復(fù)運動。篩面傾角1.2°；激振力與水平面夾角7°～7.5°；振動角篩體前端拋角10°～15°，篩體后端拋角5°～10°；振動頻率560r/min；振幅4.25～4.5mm[6～11]。

2.4 機械振動設(shè)備的比較分析

2.4.1 相同之處

由上述介紹可知，振動篩、重力去石機、清粉機均為在激勵下的受迫振動，通過對激勵源的分析，一對相向運動的振動電機提供的激勵為簡諧激勵，所以其振動情況為在簡諧激勵下的受迫振動。雖然振動頻率、振幅、振動角等振動參數(shù)由于功能要求和所處理的物料的不同有所差別，但其工作原理是相同的。

2.4.2 不相同之處

在相同的工作原理下，仔細分析振動體的運動狀態(tài)，也有著一些不同。從激勵作用位置的不同可將這三種設(shè)備分為兩類，振動篩的激勵源——振動電機安裝在振動體的質(zhì)心位置，激振力直接作用在質(zhì)心上，振動體在激振力的作用下做簡諧振動，振動體各處的運動狀態(tài)與質(zhì)心的運動保持一致；重力去石機、清粉機與振動篩相比則不同，其激勵源——振動電機安裝振動體的一端，激振力偏離振動體質(zhì)心，激振力對振動體質(zhì)心產(chǎn)生一個往復(fù)的轉(zhuǎn)矩，這使得振動體在激振力的作用下除了做簡諧振動外，還有一個圍繞質(zhì)心的翻轉(zhuǎn)運動。

3 機械振動在我國糧食制粉設(shè)備應(yīng)用中存在的問題

國內(nèi)在設(shè)備使用領(lǐng)域方面的研究發(fā)展較快，但更多的研究努力在設(shè)備的性能效果分析和參數(shù)設(shè)計上，如物料在振動篩面上的運動情況研究、不同性質(zhì)物料振動篩理的參數(shù)設(shè)計等研究較為深入，明確提出了各類糧食加工振動設(shè)備性能參數(shù)，但在振動設(shè)備預(yù)定參數(shù)下設(shè)備本身運動性能分析方面的研究還比較欠缺。清粉機、重力去石機、振動篩等設(shè)備，均采用振動電機提供激振力，橡膠彈簧墊阻尼、隔振等工作原理基本一致，國內(nèi)的一些研究雖然提出了一些關(guān)于振動電機激振力、阻尼力、振動體質(zhì)量等參數(shù)與振動狀態(tài)的關(guān)系，但其實際可操作性不強，并不能滿足糧機加工廠家實際的設(shè)計計算的需要。

4 結(jié)語與展望

文章介紹了機械振動在我國糧食制粉設(shè)備中應(yīng)用的現(xiàn)狀，分析了機械振動在糧食制粉設(shè)備應(yīng)用中存在的主要問題。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和社會的發(fā)展，機械振動在我國糧食制粉設(shè)備中應(yīng)用的合理性和可操作性會得到進一步的完善和發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：李倩（1975，12-），女，講師，碩士研究生學(xué)歷，研究方向：機械設(shè)計及理論。