錘片粉碎機是糧油質(zhì)量檢驗工作中制備粉狀樣品所必需的設(shè)備之一,許多實驗都需要使用它來制備樣品,諸如脂肪酸值測定、小麥面筋值測定、谷物降落數(shù)值測定等。當前國家、行業(yè)標準中還沒有對錘片粉碎機的性能做出明確的規(guī)定和限制,市場上所銷售使用的產(chǎn)品性能存在差異,質(zhì)量參差不齊,制備出的樣品一致性、可比性差,影響了對糧油質(zhì)量的檢驗和判定。在實際工作中所出現(xiàn)的檢測設(shè)備技術(shù)參數(shù)的不統(tǒng)一,給糧油質(zhì)量檢測工作帶來了不少的困難,影響了檢測結(jié)果的準確性、客觀性和一致性,影響了標準的實施,因而為設(shè)備制定統(tǒng)一的技術(shù)參數(shù),規(guī)范操作條件和操作規(guī)程,保證制樣的一致性、可比性,具有重要意義,因此有必要制定檢驗用錘片粉碎機設(shè)備標準。本文對制定檢驗用錘片粉碎機設(shè)備標準進行研究探討。
1、任務(wù)來源
根據(jù)國標委[2007] 85號文件《關(guān)于下達2007年第四批國家標準修訂計劃的通知》附件《2007年第四批國家標準制修訂計劃》中第809項(編號:20071582-T-449)的要求,由國家糧食儲備局成都糧食儲藏科學(xué)研究所牽頭制定《糧油機械檢驗用錘片粉碎機》國家標準。
2、制訂原則
標準在起草制定時,結(jié)合了國標相關(guān)試驗對制備樣品的要求及設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)特點,按經(jīng)濟、高效、實用的原則,根據(jù)市場主流產(chǎn)品的質(zhì)量水平和當前我國機械加工制造技術(shù)條件,對主要技術(shù)性能參數(shù)逐一進行檢測和試驗驗證,確保參數(shù)指標科學(xué)合理,標準指標重點突出產(chǎn)品的實用性、可靠性、安全性,保證產(chǎn)品的性能能夠滿足試驗制備樣品的需要,保證制備出的樣品的一致性和穩(wěn)定性。
3、標準主要內(nèi)容
3.1標準的適用范圍
標準適用于由樣品進料裝置、樣品粉碎裝置、樣品收集裝置等部分組成的,采用錘片高速撞擊樣品制備粉狀試樣的糧油檢驗用錘片粉碎機。
3.2標準的主要技術(shù)參數(shù)
標準對錘片粉碎機的一般要求、機械性能、工藝性能、安全性方面的相關(guān)參數(shù)做出了說明、規(guī)定和限制。
3. 2.1 一般要求主要從粉碎機的使用用途、機電產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量要求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點、制造工藝性等方面考慮,從外觀、材料、結(jié)構(gòu)等方面進行了說明和規(guī)定。
外觀方面主要對機體及部件表面的漆膜處理、鍍覆零件、文字符號等圖示標志的質(zhì)量、要求進行說明和規(guī)定,這些要求是儀器設(shè)備的必要要求之一。
材料和結(jié)構(gòu)要求方面主要考慮到粉碎機使用的特殊性,需要保持制備樣品固有的品質(zhì),樣品不能在粉碎過程中被污損,因此在材料選擇和結(jié)構(gòu)方面借鑒了食品行業(yè)標準的相關(guān)要求對其進行規(guī)定。
3.2.2機械性能機械性能主要從粉碎機結(jié)構(gòu)本身需要高速運轉(zhuǎn)和對制樣的要求兩方面考慮,需要保證制備樣品粉碎細度的均勻性和一致性、整機的安全性和可靠性。機械性能主要包括三部分內(nèi)容:主要零部件技術(shù)要求、裝配技術(shù)要求、整機運轉(zhuǎn)技術(shù)要求。
3.2.2.1主要部件技術(shù)要求 主要零部件中影響較大的主要有軸承的型號、精度、磨腔鑄件材料、粉碎篩片、粉碎刀片的技術(shù)參數(shù)等等。粉碎機磨腔的材料為鑄件,它影響整個結(jié)構(gòu)的強度和性能,因此需進行規(guī)定,結(jié)合使用特點,規(guī)定其材料應(yīng)符合糧油機械鑄件通用技術(shù)要求的規(guī)定}考慮粉碎機需高速運轉(zhuǎn),因此粉碎刀片軸軸承可采用雙面帶密封圈的深溝球軸承,軸承精度不低于D級,這樣既能承受較高轉(zhuǎn)速,又能保證軸承與粉碎刀片軸配合的緊密;要保證樣品粉碎粗細的一致性,就必須采用孔徑大小一致的篩片,結(jié)合篩片國家標準,規(guī)定篩片應(yīng)符合GB/T 12620篩孔排列型式及參數(shù)技術(shù)要求的規(guī)定;規(guī)定了粉碎刀片應(yīng)按GB/T 9239.1的要求選擇靜平衡,并做校正,平衡精度等級不低于G16,粉碎刀片熱處理后的硬度不低于HRC45,這樣可以減小噪聲、振動,保證設(shè)備的使用壽命。
3.2.2.2裝配技術(shù)要求裝配技術(shù)要求從機電產(chǎn)品的相關(guān)裝配要求及自身特點上考慮,擬按照糧油機械行業(yè)的裝配技術(shù)要求,執(zhí)行相關(guān)技術(shù)文件、流程的規(guī)定,確保最終的裝配質(zhì)量,保證設(shè)備能夠長時間穩(wěn)定可靠的工作,同時保證外觀的質(zhì)量。
3.2.2.3整機運轉(zhuǎn)技術(shù)要求主軸轉(zhuǎn)速的快慢影響粉碎效率和效果,需進行規(guī)定。而設(shè)備噪聲影響操作人員的身心,需對其最大值進行限制。
因此整機運轉(zhuǎn)技術(shù)要求規(guī)定了主軸空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和噪聲二個參數(shù),這些參數(shù)根據(jù)市場主流產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)實際測試得出。
3.2.3工藝性能工藝性能為不同產(chǎn)品所共有的參數(shù),它要求所有設(shè)備制備出規(guī)格一致的實驗樣品。工藝性能根據(jù)實驗對細度等方面的要求規(guī)定了一次性粉碎細度(篩上物留存率)、粉碎效率和磨腔殘留物、軸承溫升四個參數(shù),這四個參數(shù)根據(jù)對不同設(shè)備進行測試的辦法獲得。
3.2.4安全要求安全要求主要根據(jù)機電產(chǎn)品電器設(shè)備中電性能、安全警示、非正常操作方面的要求進行規(guī)定,通過這些參數(shù)的約定,保護操作人員的安全。
4、重要參數(shù)試驗驗證
4.1試驗方法及測試條件
標準試驗驗證所選用的樣品是實際檢化驗工作中主要的具有代表性的小麥、玉米、稻谷樣品,樣品在粒型、硬度上又有所不同。稻谷選用的是長粒型優(yōu)質(zhì)稻谷、中粒秈稻以及短粒粳稻;小麥選用的是硬性加麥、粉質(zhì)的川麥、以及軟硬混合的小麥品種;玉米選用的是黃粒硬玉米及兩種混合樣品玉米。樣品水分在11%~15%之間。
標準試驗驗證所采用的設(shè)備為國內(nèi)3家主流生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)銷售的產(chǎn)品,以及國內(nèi)某省級糧油質(zhì)量檢驗機構(gòu)正在使用的同類進口設(shè)備。
試驗驗證基本在同一時間段內(nèi)相同條件下進行,相關(guān)技術(shù)指標參數(shù)的檢驗盡量采用國家標準、行業(yè)標準規(guī)定的方法及設(shè)備。
4.2主要技術(shù)參數(shù)測試、驗證試驗和分析
4. 2.1主軸轉(zhuǎn)速市場現(xiàn)有產(chǎn)品的主軸轉(zhuǎn)速都規(guī)定為16800r/min,考慮到所使用電機的性能,擬規(guī)定主軸轉(zhuǎn)速為16800r/min士1680r/min。根據(jù)對不同產(chǎn)品的測試結(jié)果表明,其在正常電壓條件下,主軸轉(zhuǎn)速都在這一范圍內(nèi)。
4.2.2磨腔溫度溫升的測試考慮到粉碎機在實際使用過程中的環(huán)境條件、實際使用過程(斷續(xù)使用)以及測試的方便性,采用在環(huán)境溫度低于30℃的環(huán)境條件下,空轉(zhuǎn)30min后用點溫計測試磨腔內(nèi)不同點溫度求平均值的辦法進行。測定時使用點溫計分別測量磨腔上下左右4點的溫度,再求4點的平均值作為實際測量值。測試結(jié)果如表1所示。
從表1中我們可以看出,不同設(shè)備空轉(zhuǎn)30min后磨體的溫度均低予42. O'C,而進口機的磨體溫度為37℃,結(jié)合當前我國機加工制造水平,考慮到生產(chǎn)加工的經(jīng)濟性,我們擬訂磨體最大允許溫升≤12.O℃。
4.2.3粉碎效率我們采用了3個大類9個樣品分別進行了測試,通過計算粉碎相同重量樣品所用時間來計算該設(shè)備的粉碎效率。通過對不同設(shè)備的測試結(jié)果表明,粉碎100 g不同樣品耗費的時間在40 s'~55 s之間,折合成粉碎效率為110g/min~150 g/min,因此我們擬訂設(shè)備的粉碎效率≥100 g/mm。
4.2.4一次性粉碎細度(篩上物留存率)考慮到多數(shù)試驗對樣品粗細度的要求,我們選用了∮0.8mm規(guī)格的篩片,采用相同(小麥、玉米、稻谷等)的樣品,在不同廠家的設(shè)備上進行粉碎試驗,最后按照GB/T5507方法測試不同設(shè)備粉碎樣品的過篩率(篩上物留存率)指標。測試結(jié)果如表2~表4所示。
根據(jù)不同糧食的一次性粉碎細度結(jié)果,我們擬規(guī)定設(shè)備的一次性粉碎細度見表5。
4.2.5磨腔留存物/磨腔留存物重量反映設(shè)備自動清理的能力,及樣品的總體質(zhì)量回收情況。不同設(shè)備磨腔留存物重量具體測試結(jié)果如表6所示。
從表6中我們可以看出,不同廠家所生產(chǎn)的設(shè)備的磨腔留存物重量在0. 48 g~1.11 g之間,而進口機型的磨腔留存物重量在1.15g~1.50g之間,從總體上考慮,將該指標訂為≤1t 5 g。
4.2.6噪聲 我們對不同設(shè)備在空轉(zhuǎn)時的噪聲進行了測試,測試按照GB/T 3768的規(guī)定進行。測定時聲級計的傳聲器的水平位置距機器表面Im、距地面高度為1.5 m,測量前、后、左、右4個點。在噪聲測試前先測出背景噪聲。測量時,使聲級計的傳聲器朝著噪聲源方向。聲級計的讀數(shù)值取接近指示數(shù)值的整數(shù)值,當指針擺動大時可選取指針擺動的平均值。當相鄰測點測出的聲壓級相差超過5 dB(A)時,在其間增加測點,取各測點的算術(shù)平均值。背景噪聲比所測得的機組噪聲級低10 dB(A)以上。當不能滿足上述規(guī)定、其差值小于3 dB(A)時,測量無效,在差值為3 dB(A)—10 dB(A)時,進行修正。具體測試結(jié)果如表7所示。
從表7中我們可以看出,不同廠家所生產(chǎn)的設(shè)備噪聲在74.5 dB(A)~79.5 dB(A)之間,參考國家對各類儀器設(shè)備的噪聲方面的規(guī)定和要求,我們認為本標準所規(guī)定的最大噪聲值不應(yīng)超過80.O dB(A),這樣既符合國家的相關(guān)要求和規(guī)定,對生產(chǎn)企業(yè)來說,也能保證經(jīng)濟性。
5、展望
通過對檢驗用錘片粉碎機設(shè)備技術(shù)參數(shù)標準的制定,可以對影響后續(xù)檢驗結(jié)果的許多重要因素和環(huán)節(jié)進行約束、限制.可以統(tǒng)一不同生產(chǎn)廠家設(shè)備的技術(shù)參數(shù),規(guī)范不同廠家設(shè)備的生產(chǎn),真正滿足實際檢驗工作對設(shè)備的要求,減小不同設(shè)備之間的制樣差異性,準確反映被檢測樣品的真實品質(zhì),保證檢測結(jié)果的可比性、客觀性。設(shè)備的統(tǒng)一和操作條件的規(guī)范將為我國糧油質(zhì)量檢測工作的順利開展提供強有力的技術(shù)支撐,將有利于行業(yè)技術(shù)的發(fā)展和進步。