1 平筛的兴起

　　平筛和磨粉机都是最重要的制粉主机设备。两者相辅相成，是小麦制粉由简单机械化的磨坊，发展成为自动化、连续化生产的面粉工厂必须的设备。

　　磨粉机具有高速的研磨功能，可以快速地剥刮破碎；平筛具有宽阔的筛理面积，可以精细地筛选分级，两者配合工作才能够适应工业化大生产的要求。小麦制粉步入现代化大生产的时间，西方工业化国家大约在 19 世纪后半期，标志是设备采用平筛和大型复式磨粉机。我国 20 世纪初期，上海、哈尔滨等地先后引进国外设备，建成多座拥有 50~60 部磨粉机的大型面粉厂。

　　平底筛格可以具有良好的筛理效果，但筛上物不便于连续自动排出，所以磨筛联机工作的磨坊，大都采用圆筛作为筛理设备。“拨齿”的发明和应用，是平筛研制取得成功的关键。当筛格作水平圆周运动时，设在长条形筛格一侧的拨齿，可以推动筛面上的物料作圆周运动并不断向前推进，使物料既可得到充分筛理又伴有自动分级功能。平筛筛格的高度很小可以迭置使用，一台平筛的有效筛理面积远大于圆筛，因此结构紧凑、筛理效果优良的平筛，理所当然成为最主要的筛理设备。百余年来我国面粉工厂先后应用过的平筛，有单体扁平筛、双体挑担筛和圆型检验平筛三种基本型式。

　　上世纪前半期我国各地的面粉工厂，应用最多的平筛是美国制造的扁平筛。它的主轴和平衡块设置在筛下的地面上，木质筛箱的高度约为 0.5 m,外形类似巨大的扁平盒子，箱内装有 12 层分隔为长条形的筛格，隔断一侧设有推进物料的拨齿。由于筛格没有清理筛面的刷子和推料块，所以除配有筛的筛格外还必须设有拨齿的底面格，以便承接筛下物并送出筛外。由于 12 层筛格中有近半数为底面格，配有筛网的筛格只有 6、7 层，所以平筛的有效筛理面积很小，相应占用车间的面积较大，这也是它以后被挑担筛和高方筛所取代的一项重要原因。扁平筛的筛网根据材质的不同，清理筛面分别采用小麦、皂筴子和摆动链条。小麦和皂筴子在筛格上随物料流动工作，但不随物料排出筛箱，流至底层后由特制的螺旋筒提升至上层循环使用。它的独到之处，一是平筛运行时可以增减清理物料的颗粒数量调节筛理效率，二是清理筛面均匀，不留有死角。

　　上世纪中期，国内生产的高方筛质量尚不过关，所以各粮机厂批量生产的平筛，都是仿制曾广泛用于欧洲各国的挑担筛。我国将该类平筛称为挑担筛，是因为它的传动机构设在筛体上方，下方两端各设一组筛格，类似挑担的形象。挑担筛的性能优于扁平筛主要有 3 方面：①筛格设有在环形轨道上运行的毛刷，既可清理筛网，又能推动筛下物流至出口通道，不需要设收集筛下物的底板格，12 或 14 层的筛格每层都设有筛网，所以增大了有效筛理面积。②上下两个平衡块设在两个筛箱的中间，平衡块和筛体运行时产生的惯性矩，汇交于同一水平面，不会在主轴上产生力偶。③不设筛箱，筛格迭置后由角钢包角和圆钢拉条紧固成为一体，既有利于减轻筛体重量，又可使筛格联接紧密不会窜漏。

　　圆型检验平筛是美国人率先研制成功的。19 世纪后期美国面粉工业迅猛发展，效能不高的扁平筛已不能适应形势发展的需要。如何改进，该国没有照搬仿制当时已发展成熟、在欧洲广泛应用、性能更为优良的挑担式平筛，而是创新研制成型式崭新的圆型检验平筛。美国上世纪前半期生产的高方筛，每台只设有 4仓，传动主轴设在筛下的地面上，由总轴经牛皮带传动。与挑担式平筛比较，高方筛具有占用车间面小，筛格轻巧和便于互换等许多优点，所以欧洲在上世纪中后期，也先后改为生产高方筛，并在设计型式上不断改进提高。

　　2 平筛的容量

　　圆型检验平筛经过近百年的发展，各项性能不断提高，筛理的容量逐步增长，每台平筛的仓数已由 4 仓增至 10 仓，有效筛理面积由 20 多平方米增至 130多平方米。平筛的仓数和筛理面积增加后，可以降低单位筛理面积的造价，减少占用车间的面积，节省工厂建设的投资。多仓、多层和大筛理面积，是平筛发展的方向。

　　目前 10 仓式平筛的重量约为 8 t,能否研制成多于 10 仓的高方筛，关键在于降低设备重量，尤其是应减轻吊杆的载荷。挑担筛和扁平筛的传动机构，分别设在钢架和地面上，吊杆仅承受筛箱及筛格的重量。长期运行的效果表明这两种设计型式，与目前高方筛广泛应用的电动机内置传动的型式，在筛体运行效果方面并无明显的差异。因此高方筛的设计不必过于追逐设备的紧凑性和整体性，可以仿效扁平筛的设计“返朴归真”,将传动机构设置在筛箱下的地面上，以减轻吊杆悬挂的重量。

　　高方筛和扁平筛的筛格都装在筛箱中，挑担筛和国内小型粉厂大量应用的两仓式双体筛都不设筛箱，筛格迭置后用角钢包角和圆钢拉条紧固成整体。

　　运行实践经验表明，不设筛箱的平筛虽然外观略欠整齐，但并不影响使用效果，而且具有筛格压紧严实不易窜漏的优点。高方筛也可以仿效挑担筛不设筛箱，匈牙利爱尔捷坡公司生产的 4 仓式高方筛就没有筛箱，设有 10 余种不同的筛路，运行效果也很好。

　　高方筛不设筛箱可以减轻筛体重量，降低生产成本。将传动机构设在地面和不设筛箱，高方筛吊杆的载荷将大幅度降低，可以为仓数进一步增加至 12仓创造有利条件。国际上 10 仓式高方筛的筛箱布置有两种设计型式：一种是与传统的两排式相似，在传动机构的两面各设有 5 仓；另一种是前后两排各设4 仓，在传动机构两端的空间各设一仓。后一种设计型式可缩减筛体长度，筛箱逐仓相连排成封闭的环状，钢结构更为稳定牢固。12 仓高方筛的筛箱布置可以参照后者，不同的是传动机构的两端各设 2 仓，与前后各设的 4 仓形成正方形的封闭结构。这种排列方式筛体中间的空间宽阔，扇形平衡块的半径可以增大，重量相应减轻。

　　还可以进一步设想取消平衡块，研制 16 仓的高方筛。初步构思的设计方案是将 4×4 仓排列的箱，沿对角线分为两组分别吊装在梁上，共用一根设有两个相差 180°偏心的轴传动，运行时两组筛箱产生的惯性矩，汇交于偏心轴而相互抵消，所以不需设置平衡块，有利于减轻吊杆的载荷。16 仓的高方筛适当增大筛格尺寸，每台的有效筛理面积有可能达到 200~250 m2,和 16 台磨粉机配套可形成 250~300t/d 的生产能力。如果磨粉机的排列设计为 4×4 的排列形式，可以取得设备布置紧凑的效果，有利于物料自流输送，可以降低车间楼层的高度和层数，大幅度减少单位产能需用的建筑面积。

　　3 筛理效率的调节和检测

　　平筛性能最主要的不足之处，是在线运行时筛理效果不能进行调节。微调平筛转速是改变筛理效率最简便的方法，需要研究的是如何优选调速装置的种类。根据平筛调速范围小、转矩基本恒定的特点，最简便的方法是将现用的鼠笼式电机更换为电磁调速电机。也可以仍以鼠笼式电机驱动采用调压调速，这样有可能获得更佳的经济性和可靠性。采用变频调速可以取得最佳的效果，但目前造价较高。平筛增减转速时各仓中不同的物料的筛理效率同时改变，如何分仓调节筛理效率相当困难。能否参照扁平筛的成功经验，用增减清理筛面物料颗粒数量调节筛理效率的方法，加以改进应用于圆型检验平筛很值得研究。

　　平筛效能的在线检测，是一项老大难的问题。国外已研制成功的磨粉机电脑控制系统，配有实时检测入磨物和相应筛下物的流量计，可以按设定的研磨要求闭环自动调节轧距。但是由于自动称重设备的体积大、价格贵，难以普及推广应用。在磨粉机研磨条件不变的情况下，平筛的筛理效率体现于剥刮率和取粉率，实时取得核算的原始数据，必须在线检测筛下物各出口的流量。一台大型平筛有几十个出料口，采用传统的斗式电子秤进行计量，安装位难以解决。技术上能否取得突破的关键是开发研制出体积小巧能安装在平筛下面的流量计。

　　计算剥刮率和取粉率的计量精度要求不高，故以采用冲击式流量计为宜。又因筛下物排出的流量不很均衡，所以必须检测一段时间的累计流量。冲击式流量计的压电传感器获取的瞬时流量信号，经电脑累计后可简便地换算为单位时间的流量。取得每仓平筛各出口的流量后，不难计算求得剥刮率和取粉率的数据。目前传感器和微电子技术的发展都已成熟，研制适用于平筛的流量计并无多大困难，关键是必须适合于大批量生产，具有良好的性价比才能普及推广应用。

　　4 筛格的创新

　　早期高方筛的筛箱和筛格均用木材制作，20 世纪后期筛箱大都已改为钢板制作，筛格则仍为木制。自从筛网由钉固改为粘接以后，筛格就不必要非用木材制造，所以国内外都曾研究能否制成铝筛格。上世纪末由国外引进的平筛中，曾见到有铸铝的筛面格和检查筛配用铝型材焊接的筛格，但因曾出现筛框断裂和技术经济性能不佳等原因，未能推广普及应用。新世纪伊始我国苹乐面粉机械公司，针对铝筛格热加工时难以避免变形和存在内应力的缺陷，研究创新了“空心铝型材拉铆组装”的工艺，在合金铝筛格的制作在技术上取得突破。历经近几年不断改进提高，发展已趋向成熟。迄今已有上千台双体小平筛和数百台 4~6 仓的高方筛，在国内外各地的粉厂中运行，使用时间最长的已超过 5 年，普遍反映效果良好。

　　铝合金筛格的材料为镁硅铝合金，经冷挤压加工成空心的型材称为筛格母材。制作不同的筛格共需 20 余种母材，都是根据筛格边框断面形状特点专门定制的，为保证筛格的精度和防止窜漏，应采用GB/T 5237.1 规定的超高精级产品。条状的母材精细栽截加工后拉铆拼装制成的铝筛格，筛面格对角线长度偏差≤0.03 mm,其它部分的精度也全面优于木筛格，可以有效防止筛格产生缝隙而窜漏。摔落破坏性试验表明，铝筛格的强度高于木筛格数倍。目前铝筛格的重量约为木筛格的 1.05 倍，价格略贵些，但因牢固性好，使用寿命长，所以具有更好的经济性，进一步发展提高后极有可能全面取代木筛格。

　　筛格结构的发展，始终围绕着筛理面积的增大不断改进。高方筛所以能取代挑担筛的重要原因就在于层数多、筛理面积大和节省安装空间。高方筛目前仍在向多仓、多层和大筛格发展，目的也是为增筛理面积。目前国外高方筛的筛格最大尺寸为 740mm,国内双仓小方筛的尺寸约为 900 mm,两者的筛格面积相差约 1.5 倍。如果 10 仓式高方筛的筛格尺寸增至 900 mm,有效筛理面积不难达到 200 m2.值得研究的是筛格的尺寸增至多大为最佳，筛格面积增大后，为使物料在筛面分布的均匀性，特别是在首层筛格上，可以考虑改为双进口或设隔断导流，以促进物料分布均匀。

　　筛网必须及时有效进行清理，才能充分发挥应有的筛理效能。国产的清理块大都是一些小厂生产，质量普遍不高，以致影响筛面的清理和筛理效果。清理块和筛网的质量差，是国产平筛的产能尚未达到国际先进水平的主要原因。清理块生产厂的优胜劣汰和向规模化生产发展，有赖于主要平筛工厂的督导。筛格采用三臂（星形）清理块，可以降低筛格的高度和增多层数，是今后的发展方向。但是由于开发应用的时间不长，积累的经验不多，清理的效果还不很理想，弹跳力差，拍打筛面的力量弱，四角处的清理效果差，尚待继续研究改进。

　　5 创新改进任重道远

　　圆型检验平筛已具有近百年的历史，基本型式的发展已趋于成熟，创新改进的难度较大。制粉工艺是多种设备连续生产，任何主机设备的改动都将相互影响，往往牵一发而动全身，所以平筛的创新改进务必谨慎稳妥。但也不能为此望而却步，使得发展创新停滞不前。平筛等制粉设备的生产批量不大，单位产品分摊的研发费用高，使得采用新技术创新改造受到一定限制。平筛创新研发的费用中，人力劳务支出的比重很大。我国的劳务费用远低于工业发达国家，知识分子素以“价廉物美”而著称，应该也可能走在平筛创新开发的前列，只要能够因势利导，一定能研制出具有中国特色和自主知识产权、技术国际领先的新型平筛。