CN101694435B - 一种用于测定烟丝破碎程度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测定烟丝破碎程度的方法和装置，通过建立的破碎度测定方法既可以表征来料端工序的能力和水平，又可以通过破碎过程反映烟丝破碎后的质量变化，从而预测最终卷烟产品物理质量的好坏。利用该方法和装置可以研究烟丝在任意一过程的破碎，反映原料本身抗破碎的性质，也可以研究工艺流程、条件等外力因素对其抗破碎性能的影响。本发明的优点是：通过直接测定烟丝的破碎度，可以准确表征烟丝的抗破碎能力，反映烟丝破碎前后的尺寸分布状态，对于预测烟丝的加工质量有重要意义，是研究烟丝破碎过程的一种有效手段，同时具有取样量小，操作简单，方法重现性好等优点。所设计的专用破碎装置，结构合理，可以模拟任意加工过程对烟丝的破碎强度。

Description

一种用于测定烟丝破碎程度的方法和装置

技术领域

本发明属于烟草加工领域，具体涉及一种用于测定烟丝破碎程度的方法和装置，烟丝可以为卷烟生产所用的叶丝、膨胀叶丝、梗丝、薄片丝、配方烟丝等。

背景技术：

烟丝在加工过程中，会受到不同的外力作用而逐渐破碎，烟丝的破碎程度大小(或者称为抗破碎能力)是衡量烟丝加工质量的重要指标之一。烟丝破碎程度主要由两个主要方面决定，第一是烟丝本身的原因，不同的烟叶原料由于自身的物理、化学特性不同，因而具有不同的抗破碎能力；另一方面，是外力的原因，烟丝在不同的加工过程中，由于所受外力的类型和强度不同其破碎程度也有所不同，在制丝生产线上，烟丝在喂料机、烘丝机中的翻滚、在皮带输送机或振槽上的长距离输送、风送、卷制过程等都会引起烟丝不同程度的破碎。烟丝的加工过程实际就是受到一定外力作用而逐渐破碎的过程。但烟丝在加工过程中并不是越碎越好，实际生产中需要对烟丝的破碎程度进行控制。对于衡量烟丝的破碎程度，目前没有直接用于测定的标准方法。

国内烟草行业间接采用以卷烟卷制过程整丝率的变化率来反映烟丝抗破碎能力，2003版卷烟工艺规范规定了整丝率的变化率的定义，是一定质量的烟丝，通过碎丝机进行造碎，造碎后整丝率与造碎前整丝率的比率，以百分数表示。整丝率的测定方法见烟草行业标准YC/T178-2003，烟丝中长度大于等于2.5mm的烟丝质量占取样总质量的比率，以百分数表示，整丝率的测试普遍采用YQ-2型烟丝振动分选筛，它由安装在一个固定框架上的喂料输送带、三层筛网(筛网孔径分别为3.35mm、2.5mm、1mm)和四个烟丝收集箱组成，在设定的振幅和时间条件下，烟丝通过三个网孔尺寸不同的筛网进行分离，筛网按网孔尺寸由大到小的顺序叠加排列，每层筛网的出口有收集箱收集分离后的烟丝，3.35mm和2.5mm筛网上的烟丝总和与取样烟丝的质量比率为整丝率。从目前应用的效果来看，利用整丝率的变化率来反映烟丝抗破碎能力的方法存在一定的问题，主要表现在：一是由于现有烟丝整丝率普遍较高(一般在80％-85％，其中≥3.35mm的长丝比例也往往大于50％)，使得整丝率接近的不同烟丝，其实际大于2.25mm的烟丝结构分布往往差别较大，而其破碎程度无法用整丝率的变化率来表示。例如，某一部分尺寸较长的烟丝若其破碎后尺寸仍在2.25mm之上，则其整丝率并无变化。除非烟丝的破碎程度存在很大的差异，否则用该方法无法反映不同烟丝破碎程度的差异。二是现有整丝率的测试操作过程中受人为因素影响较大，如不同的铺料方式和铺料厚度会使结果产生较大的偏差，进而使整丝率变化率产生误差。三是该方法每次都需在卷制前后进行取样，不可避免的会影响到正常的卷烟生产过程，同时由于取样量较大也会造成一定程度的烟丝浪费。在本领域内，前苏联学者道洛霍夫曾利用水银压破烟叶时的压力来表示烟叶的抗破碎性，但由于烟丝的形态、受力等与烟叶的不同，因此，该方法也不能用于衡量烟丝的抗破碎性。

综上所述，目前没有合理的测定烟丝破碎程度的方法。《烟草科技》(2008年第8期，9页)介绍了能够测定烟丝特征尺寸的方法(即筛分法)，具体方法：取0.1Kg左右烟丝经过旋转式筛分仪，筛分仪要求筛网为10层，每层筛网孔径为：8.00、6.70、5.60、4.75、4.00、3.35、2.80、2.00、1.40和0.71mm，筛分条件为转速230r/min、时间4min，筛分测定其烟丝结构分布，得到烟丝连续分布的拟合方程并得到特征尺寸值。利用拟合方程F＝100-100exp(-adⁿ)计算求出方程中的系数a、n，其中方程中F为烟丝筛下累积质量百分比(％)；d为筛网孔径(mm)，得到样品烟丝的尺寸连续分布方程F，对于烟丝尺寸分布，可将筛下质量比F为50所对应的烟丝尺寸作为衡量烟丝整体尺寸大小的特征量，称为特征尺寸，记为d₅₀，

可通过公式 $d_{50}=\exp \left(\frac{-0.37-\ln a}{n}\right)$ 求得，

其中该值越大，烟丝整体尺寸越大。因此可以在实际应用中我们可以通过任意一个加工过程中烟丝前后特征尺寸的变化来表征烟丝破碎程度。同时可以预见，对于生产线上取样困难的工艺环节，应用直接取样方法就存在一定的不准确性。比如目前应用较广的passim卷烟机，取样通常要进行掏取，使得人为破坏烟丝结构的现象出现。能否建立一种烟丝破碎程度测定的方法既可以表征来料端工序的能力和水平，又可以通过破碎过程反映烟丝破碎后的质量变化，从而预测最终卷烟产品物理质量的好坏，正是本案发明人所关注的热点。

发明内容

本发明目的是建立一种测定烟丝破碎程度的方法和装置，具体来说就是通过该方法和装置可以表征卷烟生产中对烟丝产生破碎的任一过程，通过测定烟丝通过这个破碎装置尺寸变化规律，可以衡量烟丝抗破碎能力。

本发明的出发点是通过将生产线上的某破碎过程之前的烟丝取样进入所发明的破碎装置，该破碎装置可以模拟生产线上的任意破碎过程。通过该方法和装置的建立，可以实现如下目的：

1、通过建立的破碎度测定的方法既可以表征来料端工序的能力和水平，又可以通过破碎过程反映烟丝破碎后的质量变化，从而预测最终卷烟产品物理质量的好坏。

2、成为烟草研究的基本手段，可以利用该方法和装置研究烟丝在任意一过程的破碎。可以反映原料本身抗破碎的性质，也可以研究工艺流程、条件等外力因素对其抗破碎性能的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明用于测定烟丝破碎程度的方法包括以下步骤：

A确定研究工序

在生产线确定对烟丝具有破碎作用的工序，同时确定该工序的取样点；

B通过计算得出破碎装置能够模拟所研究工序的破碎强度

B-1在所研究工序正常生产时在该工序前取样，取样烟丝要保证一定的量，满足烟丝能够反复经过该工序五次，在每次经过工序后分别取烟丝，将烟丝放置于贮丝房(温度28℃，湿度65％)平衡48h；取样要求符合代表性要求，每次保证0.5Kg烟丝用于下一步筛分测定；

B-2将所取得的工序前烟丝和五次反复破碎处理后烟丝分别利用筛分法得到其尺寸分布；具体方法：称取0.1Kg左右烟丝经过旋转式筛分仪，筛分仪要求筛网为10层，每层筛网孔径为：8.00、6.70、5.60、4.75、4.00、3.35、2.80、2.00、1.40和0.71mm，筛分条件为转速230r/min、时间4min，筛网之间的间隔6.5cm，筛盘直径40cm，筛分测定其烟丝结构分布，得到烟丝连续分布的拟合方程并得到特征尺寸值。(《烟草科技》2008年第8期，9页有详细介绍)

B-3利用破碎前和五次反复破碎后的特征尺寸d₅₀与破碎装置转机频率f的关系，换算出能够模拟生产线所研究破碎过程破碎装置需要的转机频率f；

通过研究得出烟丝整体尺寸d₅₀随破碎强度nE的变化趋势符合负指数函数：

d₅₀＝A+aexp(-nE/t)

其中d₅₀指的是烟丝特征尺寸，可以用将筛下质量比为50所对应的烟丝尺寸作为衡量烟丝整体尺寸大小的特征量；A、t为方程系数；n为破碎次数；E为每次破碎时装置的施加能量，其中E与破碎装置中转轴的转机频率f的关系式是E＝0.02f²(该关系式的理论推导过程附在说明书最后)。

C对所研究的任意烟丝在所研究的工序过程可以利用破碎装置进行破碎性研究

C-1工序前取烟丝，将烟丝放置于贮丝房(温度28℃，湿度65％)平衡48h，取样要求符合代表性要求，保证1Kg烟丝用于下一步筛分测定。同时将烟丝均匀分成两组，每组0.5Kg；

C-2对其中一组样品烟丝进行筛分

利用B-2的方法得到烟丝在破碎前的烟丝分布方程；

C-3将另外一组样品烟丝放入破碎装置进行破碎

将样品烟丝用四分法取样(即烟丝样品堆成均匀的圆锥形，并轻压成锥台，而后用十字形架分成四等分的一种缩分操作方法)，其中四分之一作为取样样品。称取0.1Kg左右样品烟丝进入破碎装置进行破碎，破碎装置的转机频率利用B-3所述方法确定，当烟丝全部从破碎装置出料口流出进入收集装置后，破碎过程结束；本发明破碎装置要求既能保证烟丝破碎又不能使烟丝失去其工业使用价值，保证破碎的均匀性，长短烟丝受到破碎处理的概率要一致，数据重复性好。

C-4破碎后烟丝进行筛分

将破碎装置收集装置中的烟丝进行筛分，方法同B-2步骤，得到破碎后样品烟丝的尺寸连续分布方程；

D利用定义的计算公式来计算烟丝的破碎度

定义烟丝的破碎度公式如下：

破碎度＝(破碎前特征尺寸-破碎后特征尺寸)/破碎前特征尺寸。

为实现本发明的目的，本案发明人还专门设计了一种用于测定烟丝破碎程度的装置，该装置包括进料器和烟丝破碎腔，破碎腔为直立的圆形腔结构，进料器竖直设立在破碎腔上方且与破碎腔相通，进料器中设有落料翻板，沿破碎腔中心轴线设置有一由动力源驱动的转轴，转轴顶端设置有一伞形导料器，沿转轴均匀布置有多片打条(最好为4片)，与打条对应的破碎腔内壁布置有与打条数量相等的撞击板，撞击板上方的破碎腔内壁上布置有弧形导流板，破碎腔底部开设有出料口，出料口上接装有集料袋。

所述进料器为一顶端带进料漏斗的圆筒状限量管，限量管直径为破碎腔直径的1/2，长度超过15cm。

在破碎腔底部设有一由转轴带动旋转汇拢烟丝进入出料口的软刷或风扇片。

所述撞击板与打条边沿的间隙为2mm，导流板与撞击板的距离为5mm，所述转轴高度占整个破碎腔高度的2/3。落料翻板的开度调节范围为0-90°，在烟丝破碎时关闭翻板。

破碎腔由光滑的透明材料制作，打条为一侧边带有锯齿的片型结构或是上侧边为卷边状的矩形片。

动力源为可调频率的电机，可以控制装置对烟丝的破碎程度。

破碎烟丝时，烟丝在重力作用下，从顶部进料器进入破碎腔，受到高速旋转的打条打击后与破碎腔壁面的撞击板撞击而破碎，破碎后的烟丝由出料口排出。其中电机为可调频率的电机，可以改变装置对烟丝的破碎强度，从而保证所述发明装置可以模拟任意加工过程对烟丝的破碎过程。

具体使用时，先关闭翻板，称取0.1Kg左右烟丝，加入漏斗状进料器，装烟丝要求动作轻柔，不能人为对烟丝进行造碎，装好烟丝后，启动破碎仪，待破碎仪转速稳定后，打开翻板，开始进料，烟丝在重力作用下以一定的流量慢慢流下，进入破碎腔破碎。破碎腔壁面为光滑的透明塑料有机玻璃，破碎腔中心为转轴，转轴与可调节频率的电机相连，高度占整个破碎腔高度的2/3左右，转轴四周均匀连接有四片打条，打条的上端呈倾斜状，打条的作用是对烟丝施加破碎所需的能量，让烟丝在破碎过程中保持高速运动，上端的倾斜状有助于烟丝运动总体方向向下，防止部分烟丝在打条上部环绕运动。破碎腔壁面上与转轴相同高度处四面均匀设置有四片撞击板，撞击板与打条末端的间距为2mm左右，撞击板的作用是与高速运动的烟丝撞击，从而对烟丝产生破碎作用。为防止由于烟丝的结团造成堵料，从而保证烟丝进料的均匀性并保证烟丝充分破碎，在破碎腔入口处，中心转轴顶端加一伞状导料器，破碎腔壁均匀设置有四片圆弧形导流板，分别位于四个撞击板上方，导流板与撞击板的间距为5mm左右，导流板能有效防止部分烟丝长时间停留在破碎腔壁面上部沿壁面做环绕运动。打条下方转轴的末端设置有交叉的软刷或风扇片，能保证烟丝出料顺畅。为保证破碎后烟丝的充分收集和防止出料烟丝的再次破碎，出料口连接有柔性集料袋。

本发明的优点是：通过直接测定烟丝的破碎度，可以准确表征烟丝的抗破碎能力，可以反映烟丝破碎前后的尺寸分布状态，对于预测烟丝的加工质量有重要意义，是研究烟丝破碎过程的一种有效手段，同时具有取样量小，操作简单，方法重现性好等优点。

附图说明

图1为本发明测定方法的工艺过程原理框图。

图2为烟丝破碎装置示意图。

图3为转轴上端导料器部位局部放大图。

图4为布置有撞击板和导流板的破碎腔结构示意图。

图5为三种打条部件的结构示意图。

图2-5中：1、进料口，2、进料漏斗，3、限量管，4、落料翻板，5、导流板，6、导料器，7、撞击板、8、打条，9、软刷，10、电机，11、破碎腔，12、转轴，13、出料口，14、集料袋，15、支架。

图6给出了试验过程中某叶丝破碎后特征尺寸与破碎过程中能量的关系图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所述破碎装置作进一步描述：

如图2、3、4所示：本发明破碎装置包括进料器和烟丝破碎腔11，进料器为一顶端带进料漏斗2的圆筒状限量管3，限量管直径为破碎腔直径的1/2，长度超过15cm；破碎腔11为直立的圆形腔结构，由光滑的透明材料制作，限量管竖直设立在破碎腔上方且与破碎腔相通，落料翻板4设在限量管中，落料翻板的开度调节范围为0-90°，沿破碎腔中心轴线设置有一由电机10驱动的转轴12，转轴高度占整个破碎腔高度的2/3，转轴顶端设置有一伞形导料器6，沿转轴均匀布置有四片打条8，打条形状可为图5中所示的任意一种结构，与打条对应的破碎腔内壁布置有四片撞击板7，撞击板与打条边沿的间隙为2mm，撞击板上方的破碎腔内壁上布置有四块弧形导流板5，导流板与撞击板的距离为5mm，破碎腔底部开设有出料口13，出料口上接装有集料袋14，在破碎腔底部设有一由转轴12带动旋转汇拢烟丝进入出料口13的软刷9。

动力源为可调频率的电机，可以控制装置对烟丝的破碎强度。

本发明破碎度测定原理将结合烟丝生产中的卷制工序为例做进一步说明，烟丝卷制过程就是将制丝线上生产的烟丝利用卷烟机卷成卷烟的过程，为研究烟丝的破碎特性，本发明所述卷制过程不包括跑成条的烟丝接装卷烟纸这个过程，即所述过程为烟草行业中通常所指的“跑条”过程。

A确定卷烟生产过程中的卷制过程作为研究工序。

B通过计算得出破碎装置能够模拟所研究工序的破碎强度。

B-1在所研究工序正常生产时在该工序前取烟丝20Kg左右，其中留1Kg样品作为破碎前的烟丝样品备用于下一步筛分测定，然后将余下烟丝经过五次跑条过程，每次跑条后取烟丝1Kg作为第一次至第五次破碎后的烟丝样品，然后将五次破碎后的样品和破碎前样品烟丝放置于贮丝房(温度28℃，湿度65％)平衡48h。。

B-2将B-1所述方法平衡后的烟丝样品分别利用筛分法得到其尺寸分布。

具体方法：称取0.1Kg烟丝经过旋转式筛分仪，筛分仪要求筛网为10层，每层筛网孔径为：8.00、6.70、5.60、4.75、4.00、3.35、2.80、2.00、1.40和0.71mm，筛分条件为转速230r/min、时间4min，筛网之间的间隔6.5cm，筛盘直径40cm，筛分测定其烟丝结构分布，得到烟丝连续分布的拟合方程并得到特征尺寸值。(参见《烟草科技》2008年第8期，9页)

利用拟合方程F＝100-100exp(-adⁿ)计算求出方程中的系数a、n，其中方程中F为烟丝筛下累积质量百分比(％)；d为筛网孔径(mm)，得到样品烟丝的尺寸连续分布方程F，对于烟丝尺寸分布，可将筛下质量比F为50所对应的烟丝尺寸作为衡量烟丝整体尺寸大小的特征量，记为d₅₀，可通过公式 $d_{50}=\exp \left(\frac{-0.37-\ln a}{n}\right)$ 求得，其中该值越大，烟丝整体尺寸越大。因此，可以得到破碎前的特征尺寸和每一次破碎后的特征尺寸。

经利用每次破碎后的拟合方程试验计算，破碎前特征尺寸d0为2.88mm；第一次破碎后的特征尺寸d1为1.84mm；第二次破碎后的特征尺寸为d2为1.44mm；第三次破碎后的特征尺寸为d3为1.27mm；第四次破碎后的特征尺寸为d4为1.21mm；第五次破碎后的特征尺寸为d5为1.15mm。

B-3利用特征尺寸d₅₀与破碎装置转机频率的关系，换算出能够模拟生产线所研究破碎过程破碎装置需要的转机频率。

通过研究我们得出烟丝整体尺寸d₅₀随破碎强度nE的变化趋势近似符合负指数函数：d₅₀＝A+aexp(-nE/t)

其中d₅₀指的是烟丝特征尺寸，可以用将筛下质量比为50所对应的烟丝尺寸作为衡量烟丝整体尺寸大小的特征量；A、t为方程系数；n为破碎次数；E为每次破碎时装置的施加能量。其中E与破碎装置中转轴的转机频率的关系式是E＝0.02F²。(图6给出了试验过程中某叶丝破碎后特征尺寸与破碎过程中能量的关系)。

烟丝经过五次反复破碎即跑条后得到如下方程组：

(1)d₀＝A+a

(2)d₁＝A+aexp(-E/t)

(3)d₂＝A+aexp(-2E/t)

(4)d₃＝A+aexp(-3E/t)

(5)d₄＝A+aexp(-4E/t)

(6)d₅＝A+aexp(-5E/t)

将B-2中d0、d1、d2、d3、d4、d5的测定结果带入上面的方程组，可以求出E值为7.6J/kg，对应转轴的频率为20Hz。

C对所研究的任意烟丝在该卷烟机卷制工序过程中的破碎情况，可以利用破碎装置进行模拟研究，破碎装置的转机频率为20Hz。

C-1卷制工序前取烟丝1Kg左右，卷烟机跑条后取烟丝1Kg左右，将取样烟丝放置于贮丝房(温度28℃，湿度65％)平衡48h。取样要求符合代表性要求。同时将卷制工序前烟丝样品均匀分成两组，每组1Kg左右。

C-2对卷制工序前的第一组样品烟丝和跑条后样品烟丝分别进行筛分测定。

利用B-2的方法分别得到烟丝在卷制工序前、后的烟丝分布方程及特征尺寸。

C-3将卷制工序前的另外一组样品烟丝放入破碎装置进行破碎。

将样品烟丝用四分法，称取0.1Kg左右烟丝进入破碎装置进行破碎，破碎装置的转机频率已经由B-3所述方法确定，转机频率为20Hz。

结合图2，具体操作过程如下：

先关闭翻板，称取0.1Kg左右烟丝，加入漏斗状进料器2，装烟丝要求动作轻柔，不能人为对烟丝进行造碎，装好烟丝后，启动破碎仪，待破碎仪转速稳定后，打开落料翻板4，开始进料，烟丝在重力作用下以一定的流量慢慢流下，进入破碎腔11破碎。为防止由于烟丝的结团造成堵料，从而保证烟丝进料的均匀性并保证烟丝充分破碎，在破碎腔入口处，中心转轴顶端加一伞状导料器6。破碎腔11壁均匀设置有四片圆弧形导流板5，分别位于四个撞击板上方，导流板与撞击板的间距为5mm左右，导流板能有效防止部分烟丝长时间停留在破碎腔壁面上部沿壁面做环绕运动。破碎腔11中心为转轴12，转轴12与可调节频率的电机10相连，转轴12四周均匀连接有四片打条8，打条8的上端呈倾斜状，打条8的作用是对烟丝施加破碎所需的能量，让烟丝在破碎过程中保持高速运动，上端的倾斜状有助于烟丝运动总体方向向下，防止部分烟丝在打条上部环绕运动。破碎腔11壁面上与转轴相同高度处四面均匀设置有四片撞击板7，撞击板的作用是与高速运动的烟丝撞击，从而对烟丝产生破碎作用。烟丝破碎后，在软刷9的作用下由出料口13排出，进入集料袋14。

当烟丝全部从破碎装置出料口13流出进入收集袋后，破碎过程结束。本发明破碎装置既能保证烟丝破碎又不能使烟丝失去其工业使用价值，保证破碎的均匀性，长短烟丝受到破碎处理的概率要一致，数据重复性好。

C-4破碎后烟丝进行筛分

将破碎装置集料袋中的烟丝进行筛分测定，方法同B-2步骤，得到破碎后样品烟丝的尺寸连续分布方程。

D利用定义的计算公式来计算烟丝的破碎度。

破碎度＝(破碎前特征尺寸-破碎后特征尺寸)/破碎前特征尺寸。

第一种算法是根据C-2的测定结果，即通过卷制工序前、后取烟丝特征尺寸的值计算破碎度，这种方法为生产线直接取样的测定结果。

第二种算法是利用C-2中卷制前的特征尺寸值、C-3中破碎装置破碎后的特征尺寸值来计算破碎度，这种方法为破碎装置模拟生产线的测定结果。

附表1中为利用上述两种算法分别对膨胀叶丝、叶丝在卷制前后的破碎度进行了测定。由附表1可以看出两种方法计算烟丝破碎度的偏差较小。本发明所述的方法和装置可以直接测定烟丝的破碎度。

附表1两种方法测定的破碎度比较

附：E＝0.02f²的理论推导过程：

能量的计算

1、转速的确定

电机频率与转速关系的基本公式：

$n=\frac{60f}{P}---\left(1\right)$

式中：

n：电机转速(r/min)；

f：电机工作频率(HZ)；

P：电机极对数。

由试验所用破碎机的电机铭牌可知电机的极对数为2。因此，根据公式(1)可得电机在各个工作频率下的理论转速。为了确定破碎烟丝时电机的实际转速与理论转速的差别，用频闪仪在不同工作频率下对烟丝破碎时电机的转速进行测量，与理论转速比较(表1)。

表1电机在不同频率下理论转速与实际转速的比较

由表1可知，破碎机破碎烟丝时，转速的实际值与理论值相差很小，近似于理论值，因此，不同频率下破碎机的转速可以用理论计算值来表示。

2、单位质量烟丝破碎能的计算

由公式： $n=\frac{60v}{\mathrm{\πd}};---\left(2\right)$

式中：

n：转速(r/min)；

v：打条末端线速度(m/s)；

d：转子部件外径(m)，d＝0.13m。

得： $v=\frac{\mathrm{n\πd}}{60}=\frac{60\mathrm{\πdf}}{60P}=\frac{\mathrm{\πdf}}{P};---\left(3\right)$

由试验观察可知，当烟丝进入破碎腔破碎时，受到打条的打击后，沿破碎腔壁面作运动，速度近似于打条的末端线速度v，破碎机对烟丝主要施加动能，由动能公式：

$W=\frac{1}{2}{\mathrm{mv}}^2---\left(6\right)$

可知，破碎机对单位质量烟丝施加的动能为：

$E=\frac{W}{m}=\frac{1}{2}{v}^2=\frac{1}{2}{\left(\frac{\mathrm{\πdf}}{P}\right)}^2---\left(7\right)$

在本试验中，破碎机转子部件外径d＝0.13m，电机极对数P＝2，则在电机工作频率f下，每次破碎机对烟丝施加的破碎能约为：E＝0.02f²。

Claims (1)

1.一种用于测定烟丝破碎程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A确定研究工序

在生产线确定对烟丝具有破碎作用的工序，同时确定该工序的取样点；

B通过计算得出破碎装置能够模拟所研究工序的破碎强度

B-1在所研究工序正常生产时在该工序前取样，同时样品烟丝反复经过该工序五次，每次在该工序后分别取烟丝，将烟丝放置于温度28℃，湿度65％的贮丝房平衡48h；

B-2将所取得的工序前烟丝和五次反复破碎处理后烟丝分别利用筛分法得到其尺寸分布；

B-3利用破碎前和五次反复破碎后的烟丝特征尺寸d₅₀与破碎装置转机频率的关系，换算出能够模拟生产线所研究破碎过程破碎装置需要的转机频率；

通过研究得出烟丝特征尺寸d₅₀随破碎强度nE的变化趋势近似符合负指数函数：

d₅₀＝A+aexp(-nE/t)

其中d₅₀指的是烟丝特征尺寸，将筛下质量比为50所对应的烟丝尺寸作为衡量烟丝整体尺寸大小的特征量；A、t为方程系数；n为破碎次数；E为每次破碎时装置的施加能量，其中E与破碎装置中转轴的转机频率f的关系式是E＝0.02f²；

C对所研究的任意烟丝在所研究的工序过程利用破碎装置进行破碎性研究

C-1工序前取烟丝，将烟丝放置于温度28℃，湿度65％的贮丝房平衡48h，同时将烟丝均匀分成两组；

C-2对其中一组样品烟丝进行筛分

利用B-2的方法得到烟丝在破碎前的烟丝分布方程；

C-3将另外一组样品烟丝放入破碎装置进行破碎

将样品烟丝用常用的四分法取样，取其中一份作为取样烟丝，称取0.1Kg烟丝进入破碎装置进行破碎，破碎装置的转机频率利用B-3所述方法确定，当烟丝全部从破碎装置出料口流出进入收集装置后，破碎过程结束；

C-4破碎后烟丝进行筛分

将破碎装置收集装置中的烟丝进行筛分，方法同B-2步骤，得到破碎后样品烟丝的尺寸连续分布方程；

D利用定义的计算公式来计算烟丝的破碎度

定义烟丝的破碎度公式如下：

破碎度＝(破碎前特征尺寸-破碎后特征尺寸)/破碎前特征尺寸。

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