錘片粉碎機(jī)的應(yīng)用及影響其 粉碎性能的因素

1    錘片粉碎機(jī)的選擇、安裝與使用
 

1.1  根據(jù)適當(dāng)?shù)娘暳仙a(chǎn)量確定適當(dāng)?shù)男吞?hào)

        生產(chǎn)不同動(dòng)物的飼料，所需要的粉碎粒度是不同的，飼料粉碎粒度畜禽飼料為毫米級(jí)和微米級(jí)，魚(yú)蝦飼料屬微米級(jí)，原料粉碎過(guò)細(xì)雖然有利于消化吸收，可是生產(chǎn)過(guò)程中卻容易出現(xiàn)粉塵及不必要的能量浪費(fèi)。另外，不同的農(nóng)戶(hù)所需要的生產(chǎn)量是不一定的，因此就需要根據(jù)每天的量、或者是一段時(shí)間內(nèi)所需要的飼料量來(lái)選擇合適的粉碎機(jī)，粉碎機(jī)粉碎能力選擇過(guò)小，就會(huì)造成每天長(zhǎng)時(shí)間都再生產(chǎn)，這無(wú)論是對(duì)從事粉碎的人還是粉碎機(jī)都不利，倘若型號(hào)選擇過(guò)大，就會(huì)造成生產(chǎn)一次在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)法飼喂完，就又存在飼料霉變的風(fēng)險(xiǎn)。
 

1.2  錘片粉碎機(jī)的安裝

        錘片式粉碎機(jī)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備存在電動(dòng)機(jī)以及柴油機(jī)兩種，要選擇的粉碎機(jī)要與動(dòng)力設(shè)備想配套，動(dòng)力過(guò)大，不利于粉碎機(jī)工作，還會(huì)造成能源的不必要浪費(fèi)。相反，如果動(dòng)力過(guò)小，又會(huì)對(duì)動(dòng)力輸出機(jī)械造成損傷，主要表現(xiàn)為電機(jī)的燒毀以及柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)熄火。通常的情況下，錘片粉碎機(jī)一般是與電動(dòng)機(jī)同軸心的，但也有是兩者分離的，這個(gè)過(guò)程中就需要用皮帶或者是鏈條、齒輪等進(jìn)行連接以利于動(dòng)力的輸送。在該過(guò)程中，要選擇合適的皮帶輪、合適的減速裝置；要注意動(dòng)力傳輸過(guò)程中轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向、連接是否在同一直線上；要掌握好皮帶之間的松緊情況，鏈條以及齒輪的潤(rùn)滑等。電動(dòng)機(jī)或者柴油機(jī)往往是較笨重的，在使用之前還考慮是講整個(gè)機(jī)組固定在地面上，還是因?yàn)楣ぷ鞯牡胤降慕?jīng)常變動(dòng)而選擇固定在三角鐵制作的機(jī)座上。設(shè)備安裝完畢之后要開(kāi)機(jī)空轉(zhuǎn)檢查運(yùn)轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正、修改。
 

1.3  錘片粉碎機(jī)的使用

        粉碎機(jī)的使用要特別注意四個(gè)方面的問(wèn)題，第一個(gè)方面是要先用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，檢查一下齒爪，錘片及轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活可靠殼內(nèi)有無(wú)碰撞現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子的旋向是否與機(jī)上箭頭所指方向一致，電機(jī)與粉碎機(jī)潤(rùn)滑是否良好；第二個(gè)方面是注意不要隨便更換皮帶輪，以防轉(zhuǎn)速過(guò)高使粉碎室產(chǎn)生爆炸或轉(zhuǎn)速太低影響工作效率。粉碎臺(tái)啟動(dòng)后先空轉(zhuǎn)2～3min，沒(méi)有異?，F(xiàn)象后再投料工作； 第三個(gè)方面是在使用過(guò)程中使用強(qiáng)力磁鐵以除去飼料中的鐵質(zhì)雜物，避免對(duì)粉碎機(jī)錘片與篩片造成損害；第四個(gè)方面是飼料粉碎機(jī)不能連續(xù)工作過(guò)久，這不利于機(jī)器以及動(dòng)力設(shè)備散熱，一般情況下5～6h 要停機(jī)1次，既利于散熱以延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，又有利于工作人員得到休息。粉碎過(guò)程中要均勻。遇到情況、停機(jī)檢查并排除故障。倘若故障不能靠自己排除，就需要找專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員。
 

        物料在粉碎室內(nèi)被粉碎的過(guò)程大多可以分為三個(gè)過(guò)程：（1）物料落入粉碎室后先受到錘片的正面沖擊。（2）受沖擊后的物料以一定的速度沖向篩片（或齒板），被彈回后再次受到錘片的打擊。（3）物料顆粒與錘片之間，以及物料與物料之間的摩擦和搓擦作用也是物料粉碎的重要因素。
 

        物料靠重力從粉碎機(jī)進(jìn)料口進(jìn)入，其下落速度一般為0.15～0.30 m/s。隨即和線速度為80～90 m/s。以上的錘片末端相接觸，錘片與單粒物料打擊時(shí)間為1×10-5～4×10-5s。低速的物料在首次與高速的錘片發(fā)生劇烈的撞擊后，被錘片拉人加速區(qū)，在此顆粒速度能在很短的時(shí)間內(nèi)被提高到接近錘片的末端線速度，并隨錘片一起作圓周運(yùn)動(dòng)。粉碎室內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子具有近似于風(fēng)機(jī)的效應(yīng)，使粉碎室內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)的氣流，粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子中心處于負(fù)壓狀態(tài)可達(dá)1400Pa左右，轉(zhuǎn)子錘片外緣處于正壓狀態(tài)，約有100Pa。而在全速區(qū)內(nèi)逐漸形成物料環(huán)流層，同時(shí)物料也得到進(jìn)一步的粉碎。此后，由于錘片以很高的速度將物料擊向篩板，但物料本身以和錘片打擊方向垂直的方向運(yùn)動(dòng)，因此，物料很難通過(guò)篩孔。
 

2.1  被粉碎物料的性質(zhì)粉碎過(guò)程中原料對(duì)粉碎效果的影響主要是水分含量的高低。原料水分含量過(guò)高，使物料韌性增大，其結(jié)構(gòu)松脆度同時(shí)也下降，在粉碎過(guò)程中易產(chǎn)生塑性變形而不易被破碎，導(dǎo)致粉碎效率下降，生產(chǎn)率下降，單位質(zhì)量耗電量上升，成本加大。物料水分過(guò)高，粉碎室內(nèi)濕度過(guò)大，粉碎物料極易粘附于篩板，堵塞篩孔，降低篩板有效篩理面積，影響篩孔出料，致使產(chǎn)量下降。所以通常要求進(jìn)入粉碎機(jī)的原料水分要控制在14%以下， 以13%左右為最好。畢曉偉[8]等（2005）指出：當(dāng)玉米含水量從14.3%增到21%時(shí)，其生產(chǎn)率下降29%，功率消耗增加12.5%；大麥含水量從13.8%增到20%時(shí)，其生產(chǎn)率下降30%，功率消耗增加12.5%。 此時(shí)他提出飼料原料在粉碎時(shí)水分含量一般不要超過(guò)15%。
 

2.2  飼料粉碎機(jī)本身設(shè)備影響

2.2.1  粉碎機(jī)的錘片：錘片是粉碎機(jī)的主要工作部件，同時(shí)也是最容易損壞的部件，其形狀、尺寸、排列方式、加工質(zhì)量等對(duì)粉碎機(jī)工作效率有較大的影響。中華人民共和國(guó)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《錘片式粉碎機(jī)錘片》規(guī)定錘片型式為矩形。但是使用過(guò)程中的磨損使得矩形錘片變得異樣，而嚴(yán)杏海(2001)研究報(bào)告稱(chēng)T型粉碎機(jī)錘片裝機(jī)數(shù)量只有原裝數(shù)量1/2～1/4，轉(zhuǎn)子重量減輕，降低了粉碎機(jī)內(nèi)部能耗。常識(shí)判斷錘片應(yīng)該放置在圓盤(pán)的相對(duì)方向，錘片應(yīng)采用對(duì)稱(chēng)排布，另外薄錘片有利于物料粉碎過(guò)程的進(jìn)行。但是薄錘片的一個(gè)不利之處就在于不耐磨損。王德俊[10]（2004）試驗(yàn)證明，在同等條件下粉碎玉米用3mm厚錘片時(shí)，產(chǎn)量為114.7 kg/（kW •h），比用5mm厚錘片產(chǎn)量100.2 kg/（kW• h）提高14.5%。中國(guó)農(nóng)機(jī)院趙國(guó)興（2007） 研究表明，用1.6，3，5，6.25mm厚錘片做玉米粉碎試驗(yàn)，結(jié)果也證明薄錘片的粉碎效率高，1.6mm 厚錘片比6.25mm 厚錘片的粉碎效率提高了45%，比5mm提高了25.4% 。錘片使用過(guò)程中，為了提高錘片的利用效率，可以采取全部調(diào)頭的方式，當(dāng)四個(gè)角都受到磨損之后就需要進(jìn)行全部更換，更換錘片時(shí)要注意兩組錘片的重量不能超過(guò)5g，否則由于電機(jī)帶動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)離心力造成偏振，容易損傷轉(zhuǎn)子。
 

2.2.2   粉碎機(jī)的篩片：篩面是錘式粉碎機(jī)的排料裝置，也是主要易損部件之一 ，其形狀和尺寸對(duì)粉碎效能有重大影響。一般情況下，篩面設(shè)在轉(zhuǎn)子下半周的位置（底篩） ，為提高排料能力，可使篩面占整個(gè)機(jī)膛內(nèi)周面積的3/4以上（環(huán)篩），或安裝于轉(zhuǎn)子的側(cè)面，呈平圓形（側(cè)篩）。側(cè)篩使用壽命長(zhǎng)，適于加工堅(jiān)硬的物料，但換篩不方便。在粉碎加工中，考慮到多物料多粒度的要求，應(yīng)采用底篩或環(huán)篩。鄧潔紅（2005）結(jié)論：是錘片式粉碎機(jī)采用環(huán)篩，篩面達(dá)到整個(gè)機(jī)膛內(nèi)周面積的3/4以上，篩孔采用正三角形排列，提高產(chǎn)品過(guò)篩率，有效防止過(guò)度粉碎。在篩孔的分布時(shí)，在精細(xì)調(diào)節(jié)成品粒度時(shí)，可用上部比下部大一號(hào)的雙孔篩或背面比正面大一號(hào)的雙篩板，增加相應(yīng)部位過(guò)篩能力，增加產(chǎn)量和粒度的均勻性。在錘片式粉碎機(jī)異形篩片方面：陳建國(guó)（1999）研究表明：在對(duì)波紋形篩片對(duì)錘片式粉碎機(jī)生產(chǎn)率及電耗的影響研究中使用 9F-28A型錘片式粉碎機(jī)試驗(yàn)，測(cè)得其主要性能（取三次平均值）：生產(chǎn)率129 kg/h，電耗32.9 kW •h/T，并用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)得出生產(chǎn)率最高而電耗最低的最佳組合。劉文廣（2006）的研究表明：在對(duì)梯形篩片對(duì)錘片式粉碎機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究中試驗(yàn)樣機(jī)為仿丹麥4KB型錘片式飼料粉碎機(jī)，當(dāng)使用底角為70o、高度為7mm、下底長(zhǎng)為80 mm和間距為10mm的梯形篩片時(shí)，試驗(yàn)用的錘片式粉碎機(jī)生產(chǎn)率最高為120Kg，此時(shí)的度電產(chǎn)量最高為 119 kg/（kW• h ），即為該試驗(yàn)的最佳組合。

       篩片圍成的粉碎室，這些年對(duì)其形狀的研究也成為了重點(diǎn)，我國(guó)在這方面的研究也做了大量工作，如水滴形粉碎室和橢圓形等粉碎室，還有的采用了魚(yú)鱗形篩片來(lái)提高錘片式粉碎機(jī)的性能，采用轉(zhuǎn)子與篩片偏心配置的粉碎室結(jié)構(gòu)，另外還有梯形篩片構(gòu)成的異形粉碎室。
 

2.2.3   錘片粉碎機(jī)錘篩間隙：錘篩間隙是指處在轉(zhuǎn)子徑向時(shí)的錘片末端到篩片內(nèi)表面的距離，它是影響粉碎效率的重要因素之一，粉碎室內(nèi)在錘片和篩片之間，有一層飼料環(huán)層環(huán)繞著錘片它隨著錘片一同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)錘篩間隙較大時(shí)，靠近篩面的飼料顆粒運(yùn)動(dòng)速度較慢，對(duì)篩孔的通過(guò)性能有利，但稍大的顆粒不易與錘片接觸，受錘片打擊的機(jī)會(huì)少，同時(shí)篩片對(duì)它們的磨擦作用也因速度低而減少，使度電產(chǎn)量下降。當(dāng)間隙大到一定程度時(shí)，篩面上的物料運(yùn)動(dòng)速度過(guò)慢，甚至堵塞篩孔；錘篩間隙過(guò)小時(shí)，外圈飼料受錘片打擊機(jī)會(huì)多，飼料層運(yùn)動(dòng)速度快不易穿過(guò)篩孔，受到磨擦粉碎作用也增大，將飼料粉碎得過(guò)細(xì)，浪費(fèi)動(dòng)力，因而度電產(chǎn)量也不高。因此，錘篩間隙有一最佳范圍，粉碎玉米、高梁和谷殼等飼料，錘篩間隙為14～16mm時(shí)生產(chǎn)率最高?？紤]到工作時(shí)錘片的磨損，我國(guó)系列粉碎機(jī)中錘篩間隙常采用10～12mm。
 

2.2.4   粉碎機(jī)的通風(fēng)量及末端線速度：王德福（2004）指出：轉(zhuǎn)子通風(fēng)錘片粉碎機(jī)的生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量與不增加通風(fēng)量時(shí)相比，只要通風(fēng)量適宜，二者都得到提高。尤其是小篩孔（細(xì)粉碎情況），增加錘片式粉碎機(jī)的通風(fēng)量對(duì)改善其工作性能更為有益。通風(fēng)量過(guò)快，過(guò)大，雖然有利于物料的進(jìn)入，可是過(guò)多的物料進(jìn)入必然影響粉碎效果，也容易造成電機(jī)過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生張永海（2000）指出：吸風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量的選擇可按單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)粉碎機(jī)篩面單位面積的風(fēng)量來(lái)計(jì)算，一般取2300～2800m3/（h•m2）為宜。通風(fēng)量過(guò)高會(huì)帶走過(guò)多的粉碎物料水分，造成不必要的損失；過(guò)低達(dá)不到破壞環(huán)流層的目的。而線速度加快，可以提高生產(chǎn)率，使粒度變細(xì)；但是過(guò)快，也使空載功率加大，振動(dòng)與噪聲加大。在實(shí)際生產(chǎn)中，粉碎機(jī)的應(yīng)用是多元的，需要通用性比較強(qiáng)的。根據(jù)試驗(yàn)及使用的經(jīng)驗(yàn)，目前我國(guó)的錘片式粉碎機(jī)粉碎玉米等脆性物料時(shí)錘片末端線速度取65～80m/s；粉碎莖蔓類(lèi)物料時(shí)取80～100m/s；糧食、莖蔓兼用型粉碎機(jī)取80～90m/s。
 

2.2.5  錘片粉碎機(jī)的噪聲：由于轉(zhuǎn)速高，再加上對(duì)物料的高頻率沖撞，一般噪音較高，而在實(shí)際生產(chǎn)中，降低噪音的主要途徑[有：在保證生產(chǎn)效率的前提下，主軸盡量采用允許范圍的下限轉(zhuǎn)速；提高零部件的加工精度和裝配水平，尤其維持轉(zhuǎn)子良好的動(dòng)平衡；配備必要的消音裝置；提高機(jī)殼等零部件的剛性。
 

        另外，錘片數(shù)量、篩孔的大小和形狀、篩片面積及開(kāi)孔率、篩孔的排列順序甚至粉碎室的形狀都會(huì)對(duì)粉碎性能造成影響。