Жернова

ЖерноваЖЕРНОВА, жерновые камни, представляют собою рабочие органы в т. н. жерновых поставах. Жерновые камни должны обладать твердостью, вязкостью, пористостью и однородностью, причем составляющие их частицы должны иметь острые кромки, при помощи которых размельчаемые в жерновах зерна подвергались бы разрезанию.

Горные породы и минералы наиболее удовлетворяющие отмеченным требованиям, следующие: песчаник, порфир, базальт, трахит, гранит и кварц. Жернова изготовляют из целых кусков, или из нескольких кусков, или, наконец, из мелких частиц. Жерновые камни, изготовленные по двум первым способам, называются естественными, а изготовленные по последнему способу носят название искусственных камней. Самыми лучшими жерновыми камнями являются кварцевые, добываемые во Франции (La Ferte sous Jouarre) и в Венгрии (в южной части Карпат); они одинаково хороши при размоле любых продуктов на мельнице (зерно, дранье, крупа, дунет и отруби). На русских с.-х. мельницах (простой помол) употребляются преимущественно песчаниковые жерновые камни, из которых особого внимания заслуживают подольские и путивльские. Жерновые камни из базальта и трахита добываются гл. обр. в Германии (Андернах на Рейне), Венгрии и Швейцарии. Худшими породами для жерновых камней следует считать гранит, который в работе быстро полируется.

Форма и начертание режущих граней жернововИскусственные жерновые камни имеют значительное преимущество перед естественными камнями в отношении своей однородности и возможности перерабатывать различные виды зерна. Помимо наждака, кремня или кварца составными частями искусственных камней являются магнезит и хлористый магний. Процесс изготовления искусственных камней протекает так: в корыто засыпают наждак или кремень и добавляют магнезит; все это хорошо перемешивают в сухом состоянии, после чего вливают раствор хлористого магния и всю смесь вновь перемешивают до равномерно влажного состояния. Обычно придерживаются следующей весовой пропорции: твердой породы (кварц, наждак, и проч.) -  70%, магнезита (MgO) - 16%, остальное - раствор хлористого магния, причем во всех случаях раствор хлористого магния должен иметь плотность в 34° Вӗ, a температура окружающего воздуха д. б. не ниже 15°С. Рабочий слой делают высотой около 1/3 высоты камня, а остальные 2/3 состоят из естественного камня или бетона, что дает прочное основание для налива и удешевление камней. Искусственные жернова в Западной Европе и Америке вытеснили жернова из естественного камня. В СССР естественные жернова остались лишь на крестьянских примитивных мельницах. Жернова из камня имеют максимальную скорость 8,8 м/сек, что обусловлено качеством материала. Поэтому производительность их ограничена. Американцы ввели металлические жернова (закаленный чугун), позволяющие развивать окружную скорость до 72 м/сек. Это позволяет значительно повысить производительность жернового постава. Форма и начертание режущих граней показаны на фиг. 1. Эти моловые диски (показаны их части) привинчиваются к чугунному основанию и при износе легко м. б. заменены. На фиг. 2 показан разрез жернового постава с ременным приводом (на шарикоподшипниках); имеются жерновые поставы с электромоторами на валу с двумя вращающимися дисками. Вращающийся жернов с электромотором на валу делает до 3500 об/мин. Рабочая поверхность жернова (фиг. 3) делится на несколько концентрических поясов, из которых внешний F, называемый полозом, или мелющим (моловым) поясом, предназначен для окончательного размельчения продукта; пояс С, называемый двором, и пояс В, называемый сердцем, служат для предварительного измельчения продукта и подвода его к мелющему поясу (поясы С и В вместе называются глотком); отверстие А, через которое происходит поступление сверху продукта, называется глазом; в стенках отверстия укрепляется параплица, несущая на себе камень (бегун) и опирающаяся на вертикальный вал.

Разрез жернового постава с ременным приводом

В совместно работающей паре жерновых камней обыкновенно один камень находится в неподвижном состоянии, а другой в состоянии вращательного движения; подвижным камнем, называемым бегуном, обыкновенно бывает верхний камень и очень редко нижний. Давление верхнего бегуна на нижний камень, необходимое для создания силы трения, за счет которой происходит размельчение продукта, обусловливается весом бегуна.

Рабочая поверхность жернова

Диаметр глаза, в котором помещается параплица, берется в 300—350 мм. Ширина мелющего пояса, который д. б. горизонтальным, составляет примерно 1/5 часть радиуса камня. Глоток должен иметь подъем в 1% от диаметра бегуна; так, например, у камня с диаметром в 1000 мм глоток должен иметь подъем в 10 мм. Глоток лежняка берется с уклоном в два раза меньшим, чем подъем глотка в бегуне. В табл. 1 помещены основные данные по жерновым камням.

Данные по жерновым камням

Для установления веса (в кг) одной пары совместно работающих камней можно пользоваться данными, приведенными в табл. 2.

Данные для установления веса (в кг) одной пары совместно работающих камней

Фабрика наждачных жерновов Уральский алмаз (в г. Свердловске) выпускает камни, данные о которых помещены в табл. 3.

Фабрика наждачных жерновов Уральский алмаз - данные по камням

Чтобы усилить эффект размола жерновыми камнями продукта, на рабочих поверхностях камней насекают бороздки, одновременно служащие каналами, по которым продвигается к выходу продукт и подается холодный воздух к горячему от трения продукту.

Естественно, что последнюю роль выполняют бороздки, нанесенные на бегуне, а первую - главн. образом бороздки лежняка. В разрывании же продукта участвуют бороздки, как бегуна, так и лежняка, причем от угла наклона бороздок зависит - будут ли они только разрывать или одновременно и разрывать и разрезать. Разрезание наблюдается в том случае, когда угол наклона бороздок уменьшается от глаза к выходу продукта на внешней окружности камней, иными словами, когда бороздки работают подобно ножницам. Что касается продвижения продуктов вдоль бороздок к выходу за счет трения, то оно возможно не при всяких условиях, а лишь в том случае, когда угол наклона бороздок по своей величине больше удвоенного угла трения продукта о камень. По исследованиям Вибе (Wiebe), угол трения тонкого помола и муки о камень находится в пределах от 31 до 37° 20', а угол трения крупного помола и дранья о камень - от 29 до 35° 10'. На фиг. 4 показало, как наносятся на камни прямолинейные бороздки; как по своей длине, так и по ширине бороздки неодинаковы. Бороздки, идущие от самого глаза и делящие всю поверхность камня на т. н. четверки, носят название в зависимости главных бороздок. Короткие бороздки называются промежуточными. Число главных бороздок для камня диаметром  1000 мм, в среднем, можно брать 12, для камня диаметром 1200 мм - 14 и для камня диаметром 1400 мм - 16, промежуточных бороздок на каждую четверку берут обыкновенно 2. Ширина бороздок в среднем берется 30—35 мм, для малых камней - 25 мм, а для больших - до 40 мм. Глубина бороздок обусловливается характером помола и зерна; в среднем можно считать 5 мм для бегуна и 3 мм для лежняка. На фиг. 4, в случае А промежуточные бороздки имеют тот же эксцентриситет, что и главные, а потому действие и тех и других совершенно однородно. В случае В промежуточные бороздки, имея иной эксцентриситет, чем главные, оказывают и иное действие на продукт. В случае В угол наклонения у всех бороздок каждой четверки разный, а именно: у главных он меньше, что хорошо для разрывания и разрезания, а у промежуточных он больше, что способствует выталкиванию продукта. Вследствие отмеченных достоинств, бороздки типа В очень распространены в практике. Следует упомянуть о т. н. новых круговых бороздках, расположение которых см. на фиг. 5. На промежутках между главными и промежуточными бороздками на мелющем поясе параллельно главным насекают мелкие бороздки, называемые штрихами или нитками. Число таких бороздочек берется от 15 до 25, глубина - от 0,5 до 1 мм.

Нанесение бороздок на камнях жерновов

Для установления числа бороздок в каждом отдельном случае можно исходить из того, для какого помола предназначаются жерновые камни. Так, например, для производства мягкой муки необходима большая мелющая поверхность, а для производства грубой муки - наоборот.

Действительно, при большей мелющей поверхности оболочка будет сильнее перетерта, а потому и муки выйдет больше, в то время как при меньшей мелющей поверхности муки будет выделяться меньше, но зато получится много дранья. В практике так и поступают: в случае низкого помола площадь бороздок берут равной площади мелющей поверхности, а в случае высокого помола - площадь бороздок и площадь мелющей поверхности берут соответственно в отношении 2:1.

Формы поперечного сечения бороздок, насекаемых на жерновах

Форма поперечного сечения бороздок оказывает большое влияние на нормальную работу жерновов и зависит от характера помола и продукта. На фиг. 6 изображены формы поперечного сечения бороздок, насекаемых на жерновах и применяемых: А - при низком помоле, Б - при высоком помоле и В - при помоле крупы.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 7 - 1929 г.