Влияние угла заострения рифлей на процесс измельчения

Для решения данной задачи примем следующие допущения:

1) окружные скорости валков равны (отношение окружных скоростей валков );

2) в поперечном сечении валков грани рифлей расположены симметрично относительно радиуса, проходящего через вершину рифли (т.е. радиус совпадает с биссектрисой угла заострения рифлей).

Ввиду полной симметрии () можно считать, что силы, действующие со стороны валков на зерно, направлены по линиям ОА (рисунок 6.7), т.е. мы сталкиваемся со случаем врезания симметричного клина в пластическую среду.

В данном случае можно записать

, (6.6)

где – равнодействующая давления рифлей валков на зерно, взятая на единицу длины;

– касательное напряжение, соответствующее явлениям текучести;

– высота рифли;

– угол заострения рифли.

Выражение (6.6) показывает, что при прочих равных условиях с увеличением угла заострения сила , а следовательно, и расход энергии на измельчение увеличиваются. Это подтверждается практикой работы мельниц и соответствует физической сущности процесса деформирования и разрушения зерна. Таким образом, руководствуясь одними лишь энергетическими показателями, целесообразно применять профиль рифлей валков с наименьшим углом заострения.

О

О1

Рисунок 6.7 – Схема деформирования зерна в зоне измельчения при отношении

окружных скоростей валков

На рисунке 6.8 показано изменение во времени величины общего извлечения продукта при измельчении зерна пшеницы на валках со свеженарезанной рабочей поверхностью.

В первые 30 минут работы валков степень измельчения падает, а в последующие 60 минут она приближается к постоянной величине.

Исследования рифлей с различными углами заострения (таблица 6.3) при постоянных величинах нагрузки на валки и постоянном рабочем зазоре показывают, что с увеличением угла заострения:

1) общее извлечение продуктов возрастает, особенно на II и III драных системах;

2) качество продуктов, особенно крупной крупки, резко повышается;

3) расход энергии на единицу вновь образованной поверхности повышается на 8,5-20 %; исключение составляет измельчение высокостекловидной пшеницы (стекловидность 80 %), следовательно, угол заострения влияет по-разному на показатели процесса измельчения продуктов, обладающих различными физическими свойствами;

4) средневзвешенная зольность извлеченных продуктов снижается, заметно снижается зольность крупной крупки.

U=f(t) Vб=6 м/с К=Vб/Vм=2,5 t=5 рифлей/см Уклон рифлей 4 %

Рисунок 6.8 – Изменение во времени величины общего извлечения продукта

при измельчении зерна на валках со свеженарезанной рабочей поверхностью

(профиль рифлей валков 20+70º)

Снижение степени измельчения на валках с углами заострения 65-75º объясняется тем, что зерно (оболочки и эндосперм) в этих случаях разрезается на относительно крупные части, в связи с чем зольность их повышается. При таком методе измельчения зерна возникает необходимость применения специальных систем (передирных) для вторичной обработки этих частей; в свою очередь, это приводит к увеличению числа систем и всей драной вальцевой линии, усложнению процесса измельчения и росту непроизводительных затрат энергии.

Улучшение основных показателей процесса измельчения достигается на валках с углами заострения 110-120º. При этом износоустойчивость рифлей валков повышается.