破碎機(jī)是大豆預(yù)處理中破碎、脫皮必要的設(shè)備。正確地操作和管理破碎機(jī)可獲得大小一致的顆粒和較好的殼分離效果，同時產(chǎn)生最少量的粉末。因為整粒大豆具有相當(dāng)大的研磨性，當(dāng)操作和維護(hù)這些機(jī)器時，應(yīng)考慮它對輥齒的磨耗。另外，如今的大豆加工商對預(yù)處理車間的單機(jī)設(shè)備日加工能力要求較高，并尋求在有限工作空間可獲最大加工量。
    羅斯坎普一錢皮恩公司是在油料加工業(yè)具有30多年歷史的破碎機(jī)供應(yīng)商，在破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計方面具有豐富的經(jīng)驗。機(jī)器的性能表現(xiàn)在一些重要的操作參數(shù)（輥齒、輥差速比、快速輥輥速）和機(jī)器的物理特性（輥的長度和直徑）和它們對破碎機(jī)的影響。
1、歷史概要
    1940年，為了提取植物油，破碎機(jī)首先用于大豆的預(yù)處理。雙對輥（二雙高對輥）和三對輥（三雙高對輥）機(jī)器被用于將整粒大豆破碎到期望的小粒子。軋坯機(jī)普遍裝有直徑20in輥子，可加工相對小的薄片，現(xiàn)有的浸出器設(shè)計例如立式籃筐浸出器依靠小的薄片取得適當(dāng)?shù)娜莘e密度進(jìn)而達(dá)到浸出器的加工能力。
    這些最初的機(jī)器通常裝有直徑10in的對輥，而且大部分有簡單的平軸承；巴氏合金軸承襯或青銅軸套。由于軸承材料的原因，這些早期的機(jī)器在輥子速度和荷載兩方面都受到限制。普通的動力傳輸系統(tǒng)依靠平皮帶將動力傳輸?shù)狡扑闄C(jī)，它限制了輥子加工率，降低了輥間差速。輥齒重新拉絲時間間隔相當(dāng)長，因為處理能力(t/d)是相當(dāng)有限的。對于10×24的機(jī)器，輥速度通常在200 - 300r/min，其處理能力為200 - 250t/d。
    在二十世紀(jì)40年代后期和50年代，大多新的機(jī)器被設(shè)計成使用滾珠或輥柱摩擦軸承，對于特定的輥子尺寸而言，輥速、荷載得以提高，從而獲得更高生產(chǎn)能力在動力傳輸設(shè)備方面也有了改善，例如，無聲鏈和V形帶的應(yīng)用使得設(shè)備荷載能力和生產(chǎn)能力得以提高。輥速在300 - 450r/min的10×42的輥，其生產(chǎn)能力可達(dá)350t/d。
    在二十世紀(jì)60年代和70年代，許多生產(chǎn)廠家開始通過分離破碎大豆中的部分殼而生產(chǎn)高蛋白粕。這就引起大豆加工者開始較多注意由破碎機(jī)生產(chǎn)出來粒子的大小和分布狀態(tài)。由于殼分離大部分是由吸風(fēng)完成的，任何小顆粒（粉末）容易與殼一并隨風(fēng)吸走而造成殼中脂肪含量高，使大多榨油廠出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的損失。輥子速度繼續(xù)提高，而且雙對輥配置成為絕大多數(shù)的加工者的標(biāo)準(zhǔn)。由于增加加工能力(t/d)，對輥齒重新拉絲變得更頻繁。因此設(shè)備制造者逐漸地設(shè)計出易于保養(yǎng)維修的破碎機(jī)。對于10×42、輥速在550 - 750r/min范圍的輥子+其生產(chǎn)能力可達(dá)250 - 400t/d。這時期一些較大的輥開始采用，尤其是12×52的輥子。由于相對低的速度和有限的壓力，這些機(jī)器的生產(chǎn)能力被限制在400 -550t/d。
    在二十世紀(jì)80年代內(nèi)，Sulzer/Escher Wyss公司的熱脫皮系統(tǒng)使破碎機(jī)的速度和差速比提高。到目前為止，快速輥輥速在800 - 900r/min之間，而且2:1速度比的輥是被應(yīng)用于有效地剪切熱的、有彈力的大豆顆粒。大豆熱脫皮系統(tǒng)要求采用相當(dāng)銳利的齒形以避免搗碎大豆，而且在許多情況下對輥齒重新拉絲的時間間隔減少到數(shù)星期左右。一個10 x42輥的最大生產(chǎn)能力可達(dá)450t/d左右，比較長的輥(10×52)其生產(chǎn)能力可達(dá)550t/d。當(dāng)這些機(jī)器每天增大處理能力時，其輥齒壽命（輥重新拉絲周期是數(shù)星期或數(shù)月）相應(yīng)減短。
    在二十世紀(jì)80年代后期和90年代初期，快速輥的技術(shù)被應(yīng)用在破碎機(jī)，用于傳統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)和熱脫皮系統(tǒng)。采用現(xiàn)有輥子的尺寸，當(dāng)輥速度較高時可獲較高生產(chǎn)能力，而且可根據(jù)情況調(diào)整輥速，生產(chǎn)大小適當(dāng)?shù)亩沽６�不產(chǎn)生不必要的粉末。由于增加生產(chǎn)能力，機(jī)器在需要重新拉絲之前所運轉(zhuǎn)的小時數(shù)減少。較大的輥子可提高產(chǎn)量，輥齒重新拉絲時間間隔適中。12 x52的輥處理量為710t/d，而12×72的輥處理量為l000t/d。各種尺寸軋輥在不同年代的產(chǎn)量見圖l，圖2為破碎機(jī)軋輥轉(zhuǎn)速與圓周速度的關(guān)系。
2、破碎機(jī)生產(chǎn)能力
    破碎機(jī)生產(chǎn)能力本質(zhì)上取決于輥子的大小和運轉(zhuǎn)速度。預(yù)知破碎機(jī)的生產(chǎn)能力的一個方法是計算輥子的表面積及輥子圓周速度，破碎機(jī)產(chǎn)量計算公式如下：
    基于物料以“緞帶”形式通過輥子間隙，可以測定物料體積。，假定有了物料的容積密度和充填入料效率，對于特定尺寸的對輥，就可預(yù)測它的實際生產(chǎn)能力。破碎機(jī)軋輥尺寸與產(chǎn)量的關(guān)系見表1。正如大家所預(yù)期的那樣，當(dāng)輥子尺寸增大（長度和直徑），機(jī)器的生產(chǎn)能力將會增加。顯然，輥子長度是它的一個關(guān)鍵要素，但是隨著長度加大，輥子直徑一定隨著加大以維持“堅挺度”。在油料破碎的實際應(yīng)用中，6：1的直徑與長度比仍可達(dá)到適當(dāng)?shù)?ldquo;堅挺度”。
    輥速提高雖然可增大產(chǎn)量，但是輥子的磨損度和物料粉末度也會增大。在如今的實踐中，破碎機(jī)輥速通常被降低30% - 50%以提高輥齒的壽命。當(dāng)加工廠家一個或多個破碎機(jī)，出現(xiàn)故障時，可通過加大通過設(shè)備的物料流率來實現(xiàn)整廠滿負(fù)荷連續(xù)生產(chǎn)。如降低生產(chǎn)能力則可減少輥子間負(fù)荷，這樣也可少產(chǎn)生粉末。實際的輥子圓周速度的變化范圍將會在1500ft/min到3000ft/min。
3、小結(jié)
    圖3中有3種輥齒齒形可被選用。它們是鋸齒形(sawtooth)、圓底V形(RBV or Round Bottom Vee)和B&W形。
    采用粗大的輥齒可獲得大小合適的豆粒，是將粉末度降到最小程度和提高輥齒壽命的最好方法。對于熱脫皮系統(tǒng)，上部對輥需每英寸含有3 - 1/2個輥齒，底部對輥通常需每英寸含有5個輥齒。對冷脫皮加工，上部對輥需每英寸含有3 - 1/2或5個輥齒，這取決于加工的大豆品種和大小。底部對輥通常需每英寸含有5個或6個輥齒。在頂部和底部都使用一個5-5組合輥可減少備件的儲存量，極大減少輥子安裝錯位的機(jī)會。
    使用B&W齒形可獲得最佳輥齒壽命，因為此類齒有深的凹槽深度和相當(dāng)數(shù)量的輥齒可維系生產(chǎn)。銳利的齒尖非常有效、整潔地將大豆切成碎塊，而且有助于殼分離。需要特別注意的是，當(dāng)這些輥是被重新拉絲、輥安裝和運轉(zhuǎn)操作時，要確保他們齒形關(guān)系的正確（鋒對鋒）。因為B&W輥齒是較難機(jī)加工的，有必要與專業(yè)拉絲的單位合作，確保維持適當(dāng)?shù)妮価X齒形。
    對于熱脫皮系統(tǒng)，要求破碎機(jī)有較高的輥速差速比，通常是2:1的速比可保證大豆切口的整潔。雖然如此，來自熱脫皮系統(tǒng)的破碎大豆會被拉長并且它的粒子長度比在冷脫皮處理要長。當(dāng)單對輥設(shè)備被簡單地使用于破碎豆子成1/2瓣時，采用1.5：1較低速比通常是可行的。
    在冷加工處理中，1.5：l輥速比對減少粉末產(chǎn)生來說效果最佳，同時有利于殼分離。如果破碎機(jī)得到適當(dāng)?shù)木S護(hù)和操作，1.5：1輥速比也將會提高輥齒的壽命。
    破碎機(jī)快速輥的輥速對于提高機(jī)器生產(chǎn)能力和減少皮帶的張緊都是重要的。對于各種輥子直徑，快速輥輥速從750 – 1000r/min．產(chǎn)生圓周速度從2500ft/min（10in直徑）到3100ft/min（12in和16in直徑）的輥最能提高生產(chǎn)能力。較低的輥速可能由于滑料減少而提高輥齒壽命，但是會導(dǎo)致產(chǎn)品粉末度加大，因為輥間夾縫處有更高的載荷力。


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