锤片粉碎机的应用及影响其 粉碎性能的因素

1    锤片粉碎机的选择、安装与使用
 

1.1  根据适当的饲料生产量确定适当的型号

        生产不同动物的饲料，所需要的粉碎粒度是不同的，饲料粉碎粒度畜禽饲料为毫米级和微米级，鱼虾饲料属微米级，原料粉碎过细虽然有利于消化吸收，可是生产过程中却容易出现粉尘及不必要的能量浪费。另外，不同的农户所需要的生产量是不一定的，因此就需要根据每天的量、或者是一段时间内所需要的饲料量来选择合适的粉碎机，粉碎机粉碎能力选择过小，就会造成每天长时间都再生产，这无论是对从事粉碎的人还是粉碎机都不利，倘若型号选择过大，就会造成生产一次在规定时间内无法饲喂完，就又存在饲料霉变的风险。
 

1.2  锤片粉碎机的安装

        锤片式粉碎机的驱动设备存在电动机以及柴油机两种，要选择的粉碎机要与动力设备想配套，动力过大，不利于粉碎机工作，还会造成能源的不必要浪费。相反，如果动力过小，又会对动力输出机械造成损伤，主要表现为电机的烧毁以及柴油机的旋转熄火。通常的情况下，锤片粉碎机一般是与电动机同轴心的，但也有是两者分离的，这个过程中就需要用皮带或者是链条、齿轮等进行连接以利于动力的输送。在该过程中，要选择合适的皮带轮、合适的减速装置；要注意动力传输过程中转子的旋转方向、连接是否在同一直线上；要掌握好皮带之间的松紧情况，链条以及齿轮的润滑等。电动机或者柴油机往往是较笨重的，在使用之前还考虑是讲整个机组固定在地面上，还是因为工作的地方的经常变动而选择固定在三角铁制作的机座上。设备安装完毕之后要开机空转检查运转情况，发现问题及时纠正、修改。
 

1.3  锤片粉碎机的使用

        粉碎机的使用要特别注意四个方面的问题，第一个方面是要先用手转动转子，检查一下齿爪，锤片及转子运转是否灵活可靠壳内有无碰撞现象，转子的旋向是否与机上箭头所指方向一致，电机与粉碎机润滑是否良好；第二个方面是注意不要随便更换皮带轮，以防转速过高使粉碎室产生爆炸或转速太低影响工作效率。粉碎台启动后先空转2～3min，没有异常现象后再投料工作； 第三个方面是在使用过程中使用强力磁铁以除去饲料中的铁质杂物，避免对粉碎机锤片与筛片造成损害；第四个方面是饲料粉碎机不能连续工作过久，这不利于机器以及动力设备散热，一般情况下5～6h 要停机1次，既利于散热以延长机器的使用寿命，又有利于工作人员得到休息。粉碎过程中要均匀。遇到情况、停机检查并排除故障。倘若故障不能靠自己排除，就需要找专门的技术人员。
 

        物料在粉碎室内被粉碎的过程大多可以分为三个过程：（1）物料落入粉碎室后先受到锤片的正面冲击。（2）受冲击后的物料以一定的速度冲向筛片（或齿板），被弹回后再次受到锤片的打击。（3）物料颗粒与锤片之间，以及物料与物料之间的摩擦和搓擦作用也是物料粉碎的重要因素。
 

        物料靠重力从粉碎机进料口进入，其下落速度一般为0.15～0.30 m/s。随即和线速度为80～90 m/s。以上的锤片末端相接触，锤片与单粒物料打击时间为1×10-5～4×10-5s。低速的物料在首次与高速的锤片发生剧烈的撞击后，被锤片拉人加速区，在此颗粒速度能在很短的时间内被提高到接近锤片的末端线速度，并随锤片一起作圆周运动。粉碎室内高速旋转的转子具有近似于风机的效应，使粉碎室内产生高速旋转的气流，粉碎机转子中心处于负压状态可达1400Pa左右，转子锤片外缘处于正压状态，约有100Pa。而在全速区内逐渐形成物料环流层，同时物料也得到进一步的粉碎。此后，由于锤片以很高的速度将物料击向筛板，但物料本身以和锤片打击方向垂直的方向运动，因此，物料很难通过筛孔。
 

2.1  被粉碎物料的性质粉碎过程中原料对粉碎效果的影响主要是水分含量的高低。原料水分含量过高，使物料韧性增大，其结构松脆度同时也下降，在粉碎过程中易产生塑性变形而不易被破碎，导致粉碎效率下降，生产率下降，单位质量耗电量上升，成本加大。物料水分过高，粉碎室内湿度过大，粉碎物料极易粘附于筛板，堵塞筛孔，降低筛板有效筛理面积，影响筛孔出料，致使产量下降。所以通常要求进入粉碎机的原料水分要控制在14%以下， 以13%左右为最好。毕晓伟[8]等（2005）指出：当玉米含水量从14.3%增到21%时，其生产率下降29%，功率消耗增加12.5%；大麦含水量从13.8%增到20%时，其生产率下降30%，功率消耗增加12.5%。 此时他提出饲料原料在粉碎时水分含量一般不要超过15%。
 

2.2  饲料粉碎机本身设备影响

2.2.1  粉碎机的锤片：锤片是粉碎机的主要工作部件，同时也是最容易损坏的部件，其形状、尺寸、排列方式、加工质量等对粉碎机工作效率有较大的影响。中华人民共和国专业标准和行业标准《锤片式粉碎机锤片》规定锤片型式为矩形。但是使用过程中的磨损使得矩形锤片变得异样，而严杏海(2001)研究报告称T型粉碎机锤片装机数量只有原装数量1/2～1/4，转子重量减轻，降低了粉碎机内部能耗。常识判断锤片应该放置在圆盘的相对方向，锤片应采用对称排布，另外薄锤片有利于物料粉碎过程的进行。但是薄锤片的一个不利之处就在于不耐磨损。王德俊[10]（2004）试验证明，在同等条件下粉碎玉米用3mm厚锤片时，产量为114.7 kg/（kW •h），比用5mm厚锤片产量100.2 kg/（kW• h）提高14.5%。中国农机院赵国兴（2007） 研究表明，用1.6，3，5，6.25mm厚锤片做玉米粉碎试验，结果也证明薄锤片的粉碎效率高，1.6mm 厚锤片比6.25mm 厚锤片的粉碎效率提高了45%，比5mm提高了25.4% 。锤片使用过程中，为了提高锤片的利用效率，可以采取全部调头的方式，当四个角都受到磨损之后就需要进行全部更换，更换锤片时要注意两组锤片的重量不能超过5g，否则由于电机带动的高速旋转离心力造成偏振，容易损伤转子。
 

2.2.2   粉碎机的筛片：筛面是锤式粉碎机的排料装置，也是主要易损部件之一 ，其形状和尺寸对粉碎效能有重大影响。一般情况下，筛面设在转子下半周的位置（底筛） ，为提高排料能力，可使筛面占整个机膛内周面积的3/4以上（环筛），或安装于转子的侧面，呈平圆形（侧筛）。侧筛使用寿命长，适于加工坚硬的物料，但换筛不方便。在粉碎加工中，考虑到多物料多粒度的要求，应采用底筛或环筛。邓洁红（2005）结论：是锤片式粉碎机采用环筛，筛面达到整个机膛内周面积的3/4以上，筛孔采用正三角形排列，提高产品过筛率，有效防止过度粉碎。在筛孔的分布时，在精细调节成品粒度时，可用上部比下部大一号的双孔筛或背面比正面大一号的双筛板，增加相应部位过筛能力，增加产量和粒度的均匀性。在锤片式粉碎机异形筛片方面：陈建国（1999）研究表明：在对波纹形筛片对锤片式粉碎机生产率及电耗的影响研究中使用 9F-28A型锤片式粉碎机试验，测得其主要性能（取三次平均值）：生产率129 kg/h，电耗32.9 kW •h/T，并用二次回归正交旋转组合试验得出生产率最高而电耗最低的最佳组合。刘文广（2006）的研究表明：在对梯形筛片对锤片式粉碎机性能影响的试验研究中试验样机为仿丹麦4KB型锤片式饲料粉碎机，当使用底角为70o、高度为7mm、下底长为80 mm和间距为10mm的梯形筛片时，试验用的锤片式粉碎机生产率最高为120Kg，此时的度电产量最高为 119 kg/（kW• h ），即为该试验的最佳组合。

       筛片围成的粉碎室，这些年对其形状的研究也成为了重点，我国在这方面的研究也做了大量工作，如水滴形粉碎室和椭圆形等粉碎室，还有的采用了鱼鳞形筛片来提高锤片式粉碎机的性能，采用转子与筛片偏心配置的粉碎室结构，另外还有梯形筛片构成的异形粉碎室。
 

2.2.3   锤片粉碎机锤筛间隙：锤筛间隙是指处在转子径向时的锤片末端到筛片内表面的距离，它是影响粉碎效率的重要因素之一，粉碎室内在锤片和筛片之间，有一层饲料环层环绕着锤片它随着锤片一同旋转。当锤筛间隙较大时，靠近筛面的饲料颗粒运动速度较慢，对筛孔的通过性能有利，但稍大的颗粒不易与锤片接触，受锤片打击的机会少，同时筛片对它们的磨擦作用也因速度低而减少，使度电产量下降。当间隙大到一定程度时，筛面上的物料运动速度过慢，甚至堵塞筛孔；锤筛间隙过小时，外圈饲料受锤片打击机会多，饲料层运动速度快不易穿过筛孔，受到磨擦粉碎作用也增大，将饲料粉碎得过细，浪费动力，因而度电产量也不高。因此，锤筛间隙有一最佳范围，粉碎玉米、高梁和谷壳等饲料，锤筛间隙为14～16mm时生产率最高。考虑到工作时锤片的磨损，我国系列粉碎机中锤筛间隙常采用10～12mm。
 

2.2.4   粉碎机的通风量及末端线速度：王德福（2004）指出：转子通风锤片粉碎机的生产率和度电产量与不增加通风量时相比，只要通风量适宜，二者都得到提高。尤其是小筛孔（细粉碎情况），增加锤片式粉碎机的通风量对改善其工作性能更为有益。通风量过快，过大，虽然有利于物料的进入，可是过多的物料进入必然影响粉碎效果，也容易造成电机过热现象的发生张永海（2000）指出：吸风系统风量的选择可按单位时间内通过粉碎机筛面单位面积的风量来计算，一般取2300～2800m3/（h•m2）为宜。通风量过高会带走过多的粉碎物料水分，造成不必要的损失；过低达不到破坏环流层的目的。而线速度加快，可以提高生产率，使粒度变细；但是过快，也使空载功率加大，振动与噪声加大。在实际生产中，粉碎机的应用是多元的，需要通用性比较强的。根据试验及使用的经验，目前我国的锤片式粉碎机粉碎玉米等脆性物料时锤片末端线速度取65～80m/s；粉碎茎蔓类物料时取80～100m/s；粮食、茎蔓兼用型粉碎机取80～90m/s。
 

2.2.5  锤片粉碎机的噪声：由于转速高，再加上对物料的高频率冲撞，一般噪音较高，而在实际生产中，降低噪音的主要途径[有：在保证生产效率的前提下，主轴尽量采用允许范围的下限转速；提高零部件的加工精度和装配水平，尤其维持转子良好的动平衡；配备必要的消音装置；提高机壳等零部件的刚性。
 

        另外，锤片数量、筛孔的大小和形状、筛片面积及开孔率、筛孔的排列顺序甚至粉碎室的形状都会对粉碎性能造成影响。