磨粉机磨辊磨损对制粉影响研究综述

黄河 邵博 孙震 陈小刚 中粮工程装备（张家口）有限公司

磨辊是磨粉机的关键部分。小麦研磨使磨辊磨损会导致表面特性的变化，影响研磨的能耗、辊耗以及小麦的研磨效果。在连续生产中，通常需要3 到5 个月的时间，较慢的辊需要在4 到6 个月后进行修复或更换。由于辊磨损过程的复杂性和各种因素，还没有统一的理论模型和研究。

一、磨辊磨损机理研究

磨粉机运行时，辊面和粉颗粒磨损严重。磨损由硬软磨料磨损组成。磨损是由磨料磨损定义的，当Hm 材料硬度与Ha 磨粒硬度之比大于1.3 时磨损。辊上小麦颗粒的磨损行为是软磨料的磨损。有三种重要的磨损机制：微观切屑、挤压剥落、疲劳破坏。国内外学者研究了软磨料磨损金属的问题。软磨料可以磨损硬材料，因为它们在磨损时会变硬。硬磨料硬度大于材料硬度，实际上是硬磨料磨损。分析了磨辊磨损面和磨屑，使用软磨料可能会产生循环应力场，从而导致变形、亚表层裂纹和裂纹连接脱落。轻度磨损和选择性犁削磨损使磨损过程更加容易，并可能导致折断脱落。如果硬度是统计值，软磨料包含硬颗粒和硬材料中的部位。软磨料中的硬颗粒是否使磨损硬材料的软部分。如果柔磨料具有足够的韧性，则当压力超过磨料的弹性极限时，磨料会产生塑料变形并延伸到金属表面，从而导致金属和磨料之间发生重大摩擦。同时，将剪切应力集中在坑的坑边缘有利于金属磨损。该方法类似于“Suh 磨损现象”的剥层理论，可用于解释磨损软磨料机理。这是疲劳磨损，其中磨辊和材料之间的接触会导致复杂的应力状态，其中接触段是受压区，受拉区是非接触段。累计损坏导致磨损辊面。如果软小麦处于固态、不可压缩状态，则在破碎区域加压时，能够更有效地抵抗辊面，因此，在研磨辊和小麦磨料表面存在挤压、研磨和剪切约束。由于热量转化为机械能量，旋转辊温度上升到60～80℃。

二、磨粉机磨辊磨损对制粉影响

1.实验部分。（1）试验和准备材料。公司提供的白口铁样品。在实验室条件下，要求的试样尺寸为57×25.5×6mm 线切割。样品未经热处理，开口为白色，磨损表面抛光在试验之前，每一个样品都被磁化，从静电中释放出来，用酒精清洗干的。磨料是小麦的种子。在自然干燥条件下，由WK—200B 高速研磨机用18 目（开口1mm）粉碎（国家标准GB/t6003.1）以1mm 粒径作为磨料小麦粉。（2）试验方法。使用MLS-225 型橡胶轮三体磨耗测试仪，类似于小麦辊磨耗测试仪。178mm 橡胶轮直径，12mm宽，60 邵尔硬度。实验是在室温下进行的。根据小麦磨粉机的实际工作状态，橡胶辊转速设定为400r/min，磨损时间为125min，共进行了两次磨粉试验，共250min，载荷分别为25、75、125、175 和225N。在试验之前，样品与橡胶轮之间的距离由螺钉3 根据轴承距离进行调整确定，然后由重量1 施加载荷。对每个负荷重复三次试验。样品磨损前后的质量以0.1mg 的分析尺度测量，平均磨损量三次用作磨损指标。

磨损量随载荷的增加而增加，曲线基本上是线性的。分析表明，随着载荷的增加，材料和材料、材料和金属表面之间的摩擦增加，从而导致磨损增加。这表明载荷压力对金属材料的磨损性能有显著影响，载荷是辊磨损的重要因素。

（2）分析形貌磨损。不同载荷试验条件下试样的磨损面积扫描中的照片。磨损表面上有与磨损方向平行的磨损痕迹，犁沟的深度、宽度和数量随着载荷的增加而增加，犁沟现象越来越明显，磨损随着疲劳侵蚀而加剧，留下大量痕迹那是因为面粉很不规则，有很多棱角磨损挤压，磨料会在法向力和切向力的影响下沿材料表面滑动。当磨料的方向和拖动方向符合相应条件时，磨料在金属表面进行微切削以形成犁沟。否则，磨料是一种微刃刀具，具有较大的负前角，它会将金属表面推至磨料路径上的犁沟中，并且塑料会在切割之前和两侧发生损坏，最终导致断裂、剥落形成磨屑其主要原因是多次塑性变形和疲劳强度低的磨损机制。少量砂粒和麦麸形成的坚硬的“不可压缩团”是微切削磨损的另一个重要原因。由于磨损过程中反复挤压“不可压缩团”硬质而导致塑性变形，由于共晶碳化形状不规则，塑性变形首先发生在周期压力低的情况下，然后发生碳化物脆化剥落。

随着载荷的增加，面粉和磨损面积的摩擦增加，磨损也增加。磨损量与辊之间的压力成正比。磨损过程中，硬粒磨损主要是由于颗粒角度和硬“不可压缩团”质量而形成的微切口，而软粒磨损主要是由多次塑性变形和底层疲劳构成的。