糧食加工成套非標(biāo)件的設(shè)計改進(jìn)與優(yōu)化

李煜 阮璽銘

摘要：在各種糧食加工成套中，非標(biāo)件是其中必不可少的重要部分，種類眾多繁雜，例如除塵用剎克龍，物料緩沖暫存使用的緩沖斗，風(fēng)量調(diào)節(jié)使用的調(diào)風(fēng)門等。文章將從應(yīng)用和制作工藝方面入手對緩沖斗、調(diào)風(fēng)門、剎克龍三種常用非標(biāo)件進(jìn)行了深入分析，并針對其存在的問題與不足從設(shè)計、制作等多方面提出改進(jìn)和優(yōu)化的方法和措施，以期為糧食加工企業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：非標(biāo)件；緩沖斗；調(diào)風(fēng)門；剎克龍；改進(jìn)；優(yōu)化

中圖分類號：TS210.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210331

糧食加工成套種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一套完整的碾米工藝流程為收貨加工原糧，計量統(tǒng)計，原糧預(yù)清理去除雜質(zhì)，進(jìn)倉統(tǒng)一堆放，再次清理計量、去石、磁選去除無機(jī)物金屬物等，礱谷糙米清理，谷糙分離，厚度機(jī)潤糙，糙米進(jìn)倉，糙米出倉過磁選，經(jīng)過3～6道碾米，白米分級篩選，計量進(jìn)倉統(tǒng)一存放，出倉計量磁選，白米碾米去雜拋光，2～4道色選磁選去雜，拋光精選，白米再次分級，白米長度精選計量，磁選去雜進(jìn)倉存放，最后電子包裝[1]。以上述基本流程為基礎(chǔ)，根據(jù)原糧特性，將不同的加工工序科學(xué)合理的組合起來，并且達(dá)到一定的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，就需要穩(wěn)定可靠的非標(biāo)件在各個工序中合理穿插搭配。而今常用的非標(biāo)件用材輕薄，結(jié)構(gòu)單一，組裝復(fù)雜，容易產(chǎn)生質(zhì)量問題，從而影響整個糧食加工系統(tǒng)的工藝效果。因此，如何改進(jìn)與優(yōu)化成套非標(biāo)件亟需深入研究。本文以碾米成套中的緩沖斗、調(diào)風(fēng)門和剎克龍3種非標(biāo)件為例，分析現(xiàn)今產(chǎn)品普遍存在的設(shè)計與制作等問題，提出改進(jìn)和優(yōu)化方案。

1 緩沖斗的設(shè)計改進(jìn)與優(yōu)化

緩沖斗在糧食加工成套中使用廣泛，不僅可以收集或分運物料、轉(zhuǎn)換運輸方式，更為重要的作用是提高整個生產(chǎn)和物流系統(tǒng)的可靠性。其中單個體緩沖斗通過配套專屬碾米設(shè)備起到物料暫存、緩送的作用，暫存功能可緩解產(chǎn)線生產(chǎn)壓力，緩送功能則大大降低碎米情況發(fā)生，保證物料的完好性，提高加工品質(zhì)；多體聯(lián)合緩沖斗其主要作用是為色選機(jī)提供分級分料，可滿足不同產(chǎn)線對成品物料分類加工的要求，以實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程中物流運輸方式多樣化、個性化。

首先傳統(tǒng)樣式的單體緩沖斗多為四方形如圖1所示，此結(jié)構(gòu)簡單易于生產(chǎn)制作，但美觀度一般，圍板組合結(jié)構(gòu)多為直角連接，物料流通時緩沖斗內(nèi)壁連接處接觸為點接觸，流動性較差，長時間使用后會殘留堆積物料，造成堵塞堆料，影響生產(chǎn)進(jìn)程。綜合美觀度及實際使用的方便性和制作統(tǒng)一性，對緩沖斗進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)和優(yōu)化，如圖2所示。

將傳統(tǒng)式樣的四方形緩沖斗更改為八方對稱式結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了視覺沖擊感，整體配套安裝后美觀度有很大的提高，同時解決了斗內(nèi)物料點接觸的流動問題，將直邊四角更改為平面，物料在斗內(nèi)流動轉(zhuǎn)為面接觸，增大了物料的流動性，降低了摩擦殘留堆積情況。且各零部件對稱拆分，制作效率高，存儲堆放占地小，具有統(tǒng)一性、互換性，打包運輸快捷，實用性等都有很大的提高。

多體連接緩沖斗則在單體八方斗基礎(chǔ)上實用新型改進(jìn)，傳統(tǒng)式樣的多體連接緩沖斗均為整體焊接式，制作難度大，存放占地面積大，運輸周轉(zhuǎn)難，并且沒有可調(diào)整性，當(dāng)配套的成套碾米設(shè)備升級更換，緩沖斗無法再次使用，只能更換與其相配套的結(jié)構(gòu)，重新制作才可投入使用，這樣不僅造成了不必要的浪費，也影響整個生產(chǎn)線的正常運作。針對以上問題，整體結(jié)構(gòu)更改為裝配式的多體緩沖斗，如圖3所示。整體樣式設(shè)計在單體緩沖斗結(jié)構(gòu)之上進(jìn)行升級，墻板分類與料斗出口數(shù)量均可根據(jù)成套碾米設(shè)備實際配置需求作出相應(yīng)的改動和變更。組合方式多樣化，可根據(jù)加工需求選用不同組裝方式以滿足出料端奇偶數(shù)量要求，配套靈活性得以提高。并且解決了因變更碾米設(shè)備后無法再次使用的問題，節(jié)省成本的同時還不影響生產(chǎn)線的運作，具有較高的重復(fù)利用率。同時多體緩沖斗可根據(jù)實際生產(chǎn)需求，增加分隔板，滿足生產(chǎn)色選分隔要求。分隔板為整板填設(shè)，連接無死角也均為螺栓連接，根據(jù)實際生產(chǎn)要求任意調(diào)整。整體來看，一組多體組裝式緩沖斗就可滿足加工工序中色選、分選等多種加工要求。

整體裝配的理念，方便了安裝和變更調(diào)整，也便于運輸、節(jié)省運輸空間，提高了靈活性和機(jī)動性。

2 調(diào)風(fēng)門的設(shè)計改進(jìn)與優(yōu)化

糧食加工成套中風(fēng)網(wǎng)除塵系統(tǒng)是必不可少的一項工藝環(huán)節(jié)。良好的風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)，可大大減低生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵，以此降低對環(huán)境的影響，減少對操作人員的危害，并提高產(chǎn)品的質(zhì)量[2]。而在整個風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中除了不同規(guī)格的風(fēng)管彎頭外，非標(biāo)化的調(diào)風(fēng)門也是風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。在風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中，調(diào)風(fēng)門的主要作用是通過調(diào)節(jié)開合頁板的開合角度大小達(dá)到調(diào)整所在管路風(fēng)力流量的目的。隨著成套加工產(chǎn)量的提升，所需的風(fēng)量也隨之增加，此時管路中的調(diào)風(fēng)門就起到了關(guān)鍵調(diào)節(jié)的作用。老式調(diào)風(fēng)門結(jié)構(gòu)簡單，如圖4所示，制作較為粗糙，開合阻力大，不便于操作，頁板與筒體間隙過大，影響風(fēng)量調(diào)節(jié)效果。

通過改進(jìn)和優(yōu)化后，傳動軸兩側(cè)使用軸承固定（如圖5所示），使開合調(diào)節(jié)更為輕松，固定更為牢靠。筒體外側(cè)增設(shè)調(diào)節(jié)手柄與刻度提示，可直觀查看頁板開合角度，調(diào)節(jié)操作更為準(zhǔn)確。同時為了防止頁板受管內(nèi)風(fēng)阻影響而發(fā)生轉(zhuǎn)動，增設(shè)調(diào)節(jié)固定鎖扣，有效地避免了風(fēng)阻的影響，并改變了風(fēng)網(wǎng)內(nèi)部風(fēng)力。與老式調(diào)風(fēng)門結(jié)構(gòu)相比，其密閉性良好，安裝便捷，開合靈活，讓操作人員在使用過程中更加順暢，風(fēng)量控制更加準(zhǔn)確，達(dá)到優(yōu)化風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的目的。

3 剎克龍的設(shè)計改進(jìn)與優(yōu)化

整套碾米加工過程中會篩分出很多廢棄雜物，剎克龍和各沉降除雜系統(tǒng)也是必不可少的。由于剎克龍具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、制作容易、造價低、分離效率高等特點，在各種糧食加工成套中廣泛應(yīng)用，常作為卸料器和除塵器使用，為粉塵處理的初級凈化設(shè)備，用來收集糠粉粕末[3]。

傳統(tǒng)剎克龍種類眾多，如50型、55型、內(nèi)旋型等，其中大米加工的成套中以下旋55型的剎克龍使用較為廣泛。常用規(guī)格有Φ 1 000、1 200、1 300、1 400、1 500mm，隨著成套加工生產(chǎn)對風(fēng)量的要求增加，剎克龍的規(guī)格尺寸也隨之增加。

以筒體直徑為1 m的下旋55型剎克龍為例（參數(shù)見表1），對其進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。下旋55型剎克龍的特點是自頂蓋端以螺旋形式向下延展成型，當(dāng)含有粉塵或雜質(zhì)氣流從氣口進(jìn)入筒內(nèi)的向下螺旋環(huán)形空間時，依靠螺旋頂面11o～13o的傾角時氣流向下做螺旋運動，而下端為錐形收縮結(jié)構(gòu)，不但減少了入口的阻力，也能防止粉塵和雜質(zhì)在圓筒頂部聚集，形成上端沉淀，下端收縮，既減少了下椎體中下旋氣流與上旋氣流的摩擦碰撞，又減小了渦流、短流的產(chǎn)生和二次粉塵的聚集形成，加快了粉塵和雜質(zhì)的沉淀匯聚[4]。具有壓力損失小，分離效率高，處理量大等優(yōu)點。凈化空氣的效率可達(dá)到90%。但不足之處在于錐體部分尺寸過長，整體偏高，占用空間大，下料制作難度大。此外，大米成套加工線上還有一種較為常用的玻璃剎克龍，除相同的工作原理外，玻璃剎克龍有著一個較為嚴(yán)重的不足之處就是過于脆弱，由于使用玻璃粘貼制作易受外力作用而破損，而且更換難度大。針對以上剎克龍?zhí)攸c與不足，對大米成套加工常用剎克龍進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)與優(yōu)化，如圖6所示。

匯集常規(guī)鐵皮制下旋55型與玻璃制下旋55型優(yōu)缺點相結(jié)合，將超長下椎體整體成型改為下錐體分為高度相等的3段錐節(jié)，每段連接均使用螺栓加密封墊圈連接。降低了剎克龍制作成型的難度，減小了裝車運輸?shù)目臻g。而玻璃剎克龍只需在常規(guī)剎克龍內(nèi)側(cè)粘貼薄的玻璃均可，在不改變其使用性能的同時，增強(qiáng)了玻璃剎克龍的使用壽命和牢固性，不再使用大尺寸厚玻璃制作，也避免碰撞造成的破損，減小了運輸過程中造成的損失。為了方便對剎克龍的日常清理和維護(hù)，增設(shè)了清理手口，手口配有可調(diào)式搭扣鎖緊，開口活動門配有密封膠圈，關(guān)閉時可保證下旋55型的良好密閉性，清理時無需拆解，方便日常的清理維護(hù)。

4 結(jié) 論

非標(biāo)件設(shè)計應(yīng)用與制作工藝的優(yōu)劣，直接影響著糧食加工成套的生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。了解國內(nèi)外糧油生產(chǎn)加工動態(tài)，吸收先進(jìn)非標(biāo)設(shè)計制作的經(jīng)驗，參考國際標(biāo)準(zhǔn)[5]，使糧食加工生產(chǎn)穩(wěn)定可靠，改善工作環(huán)境，降低了工人勞動強(qiáng)度，為糧食加工行業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，值得廣大制造廠商推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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Research on Application and Technology of Non Standard Parts in Grain Processing

Li Yu， Ruan Ximing

（ Hunan Chenzhou grain and Oil Machinery Co.， Ltd.， Chenzhou， Hunan 423000 ）

Abstract： In all kinds of complete sets of grain processing， non-standard parts are an essential part of them， and there are many kinds of them， such as brake dragon for dust removal， buffer bucket for temporary storage of material buffer， damper for air volume adjustment， etc. This paper will select several common non-standard parts from the application and production process， in-depth analysis. Taking the selected non-standard parts as an example， this paper puts forward the methods and measures of improvement and optimization from the aspects of design and production， so as to provide reference for peers and other grain processing enterprises.

Keywords： non standard parts， cyclone separator， air regulation， buffer bucket， improvement， optimization