制粉工艺中光辊系统磨辊的表面特性探讨（2）

1.齿形。齿形轮廓在磨辊表面每个方向上的分布机率是相同的，齿形的立体形状是不规则多棱形椎体，齿的刃口没有固定的方向，呈不规则折线。

2.齿角。齿角为不固定、不规则、锋利的齿角，一般在70～150°之间（以不规则折线的外轮廓作切线构成的齿角θ计算），随着碾磨的不断损耗，齿角变大直至磨光，外轮廓线趋于180°成为名副其实的光辊。

3.齿高。齿形剖面是具有粗糙度表面轮廓曲线，本文引用表面粗糙度概念解释和计算齿高。根据国标GB 1031-2016《产品几何规范（GPS）表面结构 轮廓法 表面粗糙度参数及其数值》，表面粗糙度的主要参数有：①轮廓算术平均偏差值Ra；②微观不平度十点高度值Rz;③轮廓最大高度值Ry。其中，Ry是描述针齿最高齿顶到最低齿谷的距离。Ra,Rz用来测量轮廓平均高度值，Rz直接表示出针齿的平均高度值，定义为在取样长度l内，5个大的轮廓峰高的平均值和5个最大轮廓谷深的平均值之和。轮廓曲线的评定需要选择一个或几个取样长度，对于磨辊来说，在全长范围内，沿母线方向取三个取样长度l（中间1个，两端各一个），所测到的数据取平均值表示磨辊粗糙度，Rz即为齿高。一般的经验为：粗糙度均匀的表面，在三个取样长度上实测数据应一致或接近，如相差较大，或不在一个范围内，说明粗糙化处理不均匀，需要重新磨光磨辊后再进行磨辊表面粗糙化处理。

4.齿数。在齿数计算时，在测量取样长度内的峰顶和谷深的同时，要考虑略低的一些齿形（他们的平均高度值和取样长度内的算术平均值是在一个范围内），应用光切显微镜，可以测出不同齿距（ti）和齿高（ypi+yui）,计算测得结果的算术平均值得出，齿距为齿高的5倍：t=5Rz。这样计算出沿磨辊圆周排列的齿数，进一步算出磨辊表面的总齿数。计算实例如下：

已知磨辊直径φ250 mm,粗糙度Rz0.06 mm，计算1 m磨辊的总齿数：

齿距 t=5Rz=5×0.06=0.3 mm,

每毫米齿数n=l/t=3.33个，

每厘米齿数N=10n=33.3个，

齿辊圆周齿数Z1=ΠDN=2 614个，

每米磨辊齿数Z2=LN=3 333.3个，

磨辊表面总齿数，Z=Z1× Z2=8.7132×106

如果其他参数不变，Rz为0.03 mm，则磨辊齿数66.667个/cm,总齿数3.4×107。而拉丝齿辊的齿数，最细的15牙/cm,快慢辊在工作状态时，齿形刀口的交叉点比较少，针齿辊的刀口交叉数量大，交叉点多，有利于物料的破碎。

5.针齿辊的碾磨工作原理及特点

①经皮磨破碎后的胚乳颗粒，具有拉丝齿辊相同的作用机理，对胚乳颗粒进行剥刮碾磨，进一步刮干净带麸胚乳上的小麸皮，由于齿角尖锐，前角较小，对胚乳的剪切力较大，因此，出粉率高，动力消耗低。

②由于齿形是椎体的的。胚乳受到的剥刮和碾磨是在三维空间中，同时这种磨辊在碾磨取内比光辊占更大空间，具有更大的流量和产量。

③由于粗糙度表面具有更大的摩擦力，比光辊的轧角更大，扩大了物料碾磨区。

④具有更大的剥刮齿数Z。Z=2sn[(k-1)/(k+1)]，公式中：K为快慢辊速比；S为碾磨区长度；N为磨辊单位圆周长度的齿数。

⑤针齿对胚乳主要起剥刮和碾磨的作用，硬麦淀粉的粒度为2～40 μm,心磨的轧距一般在0.3 mm,因此可以在很大程度上控制淀粉的损伤，而光辊对胚乳主要是挤压，粒度越细，淀粉损伤越严重，这是无法控制。

面粉颗粒在125 μm时，在同样动力消耗的情况下，针齿辊出粉率更高，随着产量的增加，电耗也增加。光洁辊在达到出粉率顶峰时Ha时，曲线很快走向下滑的趋势，出粉率随着产量的增加而降低，而针齿辊的出粉率还在提高，当达到顶峰Hb时开始下滑，趋势平缓，两种磨辊的出粉率差距较大，说明针齿辊具有更高的出粉率，适合于大规模的生产线。

面粉颗粒在475 μm以上的厚度片状物时，两种心磨的出粉率与动力消耗情况比较，表明在出粉率在15%以下时，两种齿形的研磨曲线变化趋势不同，前者的曲线斜率逐渐变小，后者的斜率却越来越大，说明针齿辊出粉率高时，电耗较小，更适合大规模生产线。在相同的轧距时，针齿辊比光磨辊具有更小的电耗。