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在大豆加工過程中，一般要求將大豆破碎到4-8瓣，以便于下一步的加工。所使用的破碎機(jī)一般配備了雙對(duì)破碎輥，為分析其工作原理，我們將對(duì)其中的一對(duì)破碎輥進(jìn)行分析。如圖-1所示。

大家可能都留意到破碎機(jī)的輥的拉絲并不是直的平行線的方式，那么這樣的拉絲方式對(duì)破碎機(jī)的運(yùn)行的穩(wěn)定性、破碎機(jī)的運(yùn)行電流、設(shè)備的振動(dòng)、破碎機(jī)的破碎效果及設(shè)備（軸承，皮帶等等）的使用壽命等將產(chǎn)生怎樣的影響？

為了詳細(xì)分析、了解大豆破碎工序的工作原理，我們將從兩個(gè)視角進(jìn)行分析：1）與破碎輥軸線相垂直的截面，如圖-2所示；2）與破碎輥軸線相平行的方向，即圖-3中由CDEF所代表的平面。

首先，在一對(duì)破碎輥的制作過程中，要求快、慢兩只破碎輥的直徑和長度、齒形的大小、前后角的大小及方向、拉絲的螺旋角度和旋轉(zhuǎn)方向相同。但是，在大豆加工的破碎工序中，快、慢輥的相對(duì)轉(zhuǎn)速是不同的，以便使工作區(qū)中相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)齒運(yùn)動(dòng)的線速度不同，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)大豆產(chǎn)生剪切和擠壓的效果。一般來說，快、慢輥的速差大，剪切的效果會(huì)大一些，速差小，擠壓的效果會(huì)增大。一定要注意，如圖-2所示，快輥上較鋒利的齒是面對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的。其線速度大于相對(duì)應(yīng)的另一個(gè)齒的線速度。以圖-2為例所進(jìn)行的破碎工作原理的分析在其它的文件或教科書中已有描述，詳細(xì)細(xì)節(jié)可參見相應(yīng)的文件或教科書。

從圖-3中可以看到，破碎的工作區(qū)是一條位于前、后破碎輥之間，相距最近并與破碎輥等長的直線區(qū)域，如圖-4中虛線A-B所示。所有的‘破碎’和擠壓工作都在此狹長的工作區(qū)內(nèi)完成。

如果經(jīng)過AB虛線，作出一個(gè)與大豆運(yùn)動(dòng)方向相一致的垂直面CDEF，就得到如圖-3所示的形態(tài)。再將快、慢破碎輥的圓柱表面都由外側(cè)向中間展開，并且并入此垂直面，就形成了一個(gè)如圖-5 所示的剪切面。

如果只在此圖中選取快、慢破碎輥上各一條破碎齒條來分析，如圖-6所示（藍(lán)色GH直線代表快輥齒條，綠色JK直線代表慢輥齒條），可以看到，在其焦點(diǎn)M處正是兩個(gè)齒條在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中剪切大豆的位置。再回到圖-5，可以看到，在AB虛線所代表的瞬間，有多個(gè)點(diǎn)在同時(shí)剪切大豆。而在AB線上沒有快、慢輥齒條相交的區(qū)域，代表此瞬間沒有剪切。

在任意的下一個(gè)瞬間，如圖-7中LN線，或PQ線所代表的瞬間，可以看到，剪切點(diǎn)的數(shù)量基本相當(dāng)。這一點(diǎn)非常重要，它表示在破碎輥的旋轉(zhuǎn)過程中，任何瞬間所破碎大豆的數(shù)量、所需要的驅(qū)動(dòng)力的大小是近乎相同的。

為了更好的產(chǎn)生剪切的效果，破碎輥齒條與破碎輥的軸線之間有一個(gè)角度，如圖-6中的S所代表的角度。這個(gè)角度不能等于零，也不能過大。

假設(shè)S角度等于零，就表示快、慢輥上所有齒條都與破碎輥的軸線平行。在破碎輥的整個(gè)長度上，快、慢輥的齒條在某一瞬間同時(shí)相遇，同時(shí)剪切、擠壓大豆。而在下一個(gè)瞬間，兩根齒條沒有一點(diǎn)相交，沒有剪切發(fā)生。這是不可想象的。因?yàn)?，在所有點(diǎn)位上同時(shí)剪切時(shí)，需要非常大的動(dòng)力。而沒有剪切時(shí)，所需的動(dòng)力近乎為零。如此，動(dòng)力大幅度的，頻繁的變化或脈動(dòng)，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的震動(dòng)和損害、對(duì)破碎工序的穩(wěn)定性、對(duì)破碎的效果、對(duì)破碎工序所需的電力、對(duì)齒形的鋒利程度和其機(jī)械強(qiáng)度等，都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

假設(shè)S角度過大，就會(huì)在對(duì)大豆的破碎或剪切過程中，對(duì)大豆產(chǎn)生過大的水平分力，并推動(dòng)大豆和豆瓣沿破碎輥的軸向（水平方向）運(yùn)動(dòng)。這不但會(huì)影響破碎效果、影響對(duì)其它大豆的破碎過程，也降低了破碎的效率和加工量。另外，由此水平分力產(chǎn)生的反作用力，也會(huì)推動(dòng)破碎輥沿其軸向向另一端移動(dòng)，并對(duì)破碎輥的軸承產(chǎn)生不利作用。

另外，適當(dāng)?shù)腟角度，不但可以避免上述各種不利狀況，還可以適當(dāng)提高齒形的鋒利程度和強(qiáng)度，增強(qiáng)其使用壽命。S角度的選擇可能設(shè)定在5-12度之間。各破碎機(jī)的生產(chǎn)廠家、破碎輥齒形的修復(fù)廠家、生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)人員和設(shè)備維護(hù)人員已對(duì)此角度有具體的選擇，在此不做過多敘述。只希望生產(chǎn)企業(yè)依據(jù)自身的實(shí)際需要，找出最適合的角度，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。

當(dāng)破碎輥工作一段時(shí)間后，其齒形會(huì)逐漸磨損，降低其鋒利的程度，從而降低了剪切的效果，而越來越依靠擠壓來破碎大豆。這樣，即影響了破碎效果和破碎的顆粒度、生產(chǎn)效率，也增加了動(dòng)力消耗。此時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的操作工或維修工會(huì)依據(jù)自己的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，判斷破碎輥的替換和修復(fù)周期。有的企業(yè)也會(huì)定期更換。但是，這種依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的判斷，或定期的更換不盡合理。

因?yàn)閷?duì)于參數(shù)指標(biāo)不同來源的大豆，或調(diào)質(zhì)時(shí)溫度、水分的變化、大豆中雜質(zhì)的性質(zhì)和數(shù)量都可能對(duì)破碎輥的使用壽命產(chǎn)生影響，不同的操作工和維修工對(duì)齒形磨損的判斷也不相同。但是，如果依據(jù)圖-8中齒形的高度H值為準(zhǔn)，用游標(biāo)卡尺、專用工具或模板來測量磨損后齒形的高度差，再結(jié)合大家的經(jīng)驗(yàn)，確定一個(gè)合理的數(shù)值，可以使新、老員工都能對(duì)破碎輥更換周期做出合理判斷，做到更加簡潔、合理、有效。

安全提示

1）破碎機(jī)啟動(dòng)前，要確保防止粉塵爆炸、著火的措施到位；

2）破碎豆取樣器應(yīng)由鋁質(zhì)材料、或其它不產(chǎn)生火花的材料制作；

3）取樣器的設(shè)計(jì)和制作，應(yīng)保證在使用中不會(huì)對(duì)取樣員造成任何傷害，取樣器不會(huì)因脫手落入到物料中；

4）破碎機(jī)的所有護(hù)罩完好、固定到位。如需開啟，必須滿足安全要求；

5）所有觀察孔、取樣口的蓋板都必須安全、可靠。

6）注意檢查確保破碎機(jī)齒輥安全間隙以防止兩破碎輥可能的意外碰撞

7）開機(jī)前需檢查確保兩輥間不得存有物料

8）停機(jī)時(shí)應(yīng)先停止喂料，待兩輥間沒有物料時(shí)方可停機(jī)（可通過程序聯(lián)鎖設(shè)定）