機械振動在我國糧食制粉設備中應用的現狀分析

摘 要：文章通過對機械振動在糧食制粉設備中應用的具體分析，以及對其現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，并通過對其設備的比較總結出現狀，希望具備一定的借鑒意義。

關鍵詞：機械振動；糧食制粉設備；現狀分析

1 概述

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

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

2 機械振動在我國糧食制粉設備中的應用現狀

2.1 機械振動的工作原理

糧食制粉系統成套設備中，機械振動的應用非常廣泛。通過機械振動使設備工作面上每一物料顆粒產生不同程度的振動、翻滾，達到松散狀態，并且物料連續的振動可以導致自動分級作用，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備工作面產生滑移、跳動、拋擲運動，形成物料流，進行持續工作[1]。

2.2 機械振動應用的分類

根據振動不同的功能，產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。制粉系統中的各型清粉機設備、前清理系統中的各型重力去石機、振動篩等設備均為利用簡諧激勵下的強迫振動原理的機械振動設備。

2.3 應用機械振動原理工作的主要設備

振動篩是應用于小麥清理最廣泛的一種篩選與風選相結合的清理設備，其主要作用是通過篩選清除混入小麥粒中的大、小、輕雜質[2]。使用該設備時還可以配用垂直吸風道對物料進行風選，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，篩體內裝有兩層抽屜式篩格，振動電機安裝在篩體兩側，通常與篩體質心在同一平面內，篩體傾角能在0°～12°、振動角能在0°～45°范圍內調節；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備，主要用于清除谷物、小麥中所含的并肩石等雜質[2]。通常由進料裝置、去石裝置、彈性支撐機構、吸風裝置和振動電機等部分組成。去石裝置內為傾斜篩面，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的振動電機提供激振力，驅動去石裝置作往復運動，振動角30°（可調）；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質粉，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，利用風選、篩選的聯合作用將碎麩皮，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，提高面粉質量目的。主要分為喂料系統、吸風系統、振動篩理系統、篩上物分料系統、篩下物分料系統和動力系統等部分組成。其振動篩理系統由一組橡膠彈簧墊支撐的篩船組成，篩船內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，也有著一些不同。從激勵作用位置的不同可將這三種設備分為兩類，振動篩的激勵源——振動電機安裝在振動體的質心位置，激振力直接作用在質心上，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與質心的運動保持一致；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心，激振力對振動體質心產生一個往復的轉矩，這使得振動體在激振力的作用下除了做簡諧振動外，還有一個圍繞質心的翻轉運動。

3 機械振動在我國糧食制粉設備應用中存在的問題

國內在設備使用領域方面的研究發展較快，但更多的研究努力在設備的性能效果分析和參數設計上，如物料在振動篩面上的運動情況研究、不同性質物料振動篩理的參數設計等研究較為深入，明確提出了各類糧食加工振動設備性能參數，但在振動設備預定參數下設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，國內的一些研究雖然提出了一些關于振動電機激振力、阻尼力、振動體質量等參數與振動狀態的關系，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計計算的需要。

4 結語與展望

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

參考文獻

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