錘片粉碎機的應用及影響其粉碎性能的因素

飼料生產中對飼料粉碎機的性能要求：（1）粉碎質量好，粒度均勻，利于混合；（2）生產效率高，單位成品的功率消耗小，成本低；（3） 密封性能好，能防塵, 減少泄漏損失；（4） 構造簡單，使用維修方便；（5）工作時灰塵少、噪音小。錘片式飼料粉碎機由于對物料的適應性強、通用性好、工作可靠、結構簡單、價格便宜、容易調整維修等優點得到廣泛的應用，尤其在中小型飼料粉碎機中，錘片式粉碎機是應用最廣泛的機型之一。筆者就關于錘片粉碎機的選擇、安裝及使用進行介紹，并就影響錘片機粉碎性能的一些因素進行分析，為飼料生產實際提供幫助。

1    錘片粉碎機的選擇、安裝與使用

1.1   根據適當的飼料生產量確定適當的型號

       生產不同動物的飼料，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和微米級，魚蝦飼料屬微米級，原料粉碎過細雖然有利于消化吸收，可是生產過程中卻容易出現粉塵及不必要的能量浪費。另外，不同的農戶所需要的生產量是不一定的，因此就需要根據每天的量、或者是一段時間內所需要的飼料量來選擇合適的粉碎機，粉碎機粉碎能力選擇過小，就會造成每天長時間都再生產，這無論是對從事粉碎的人還是粉碎機都不利，倘若型號選擇過大，就會造成生產一次在規定時間內無法飼喂完，就又存在飼料霉變的風險。

1.2   錘片粉碎機的安裝

       錘片式粉碎機的驅動設備存在電動機以及柴油機兩種，要選擇的粉碎機要與動力設備想配套，動力過大，不利于粉碎機工作，還會造成能源的不必要浪費。相反，如果動力過小，又會對動力輸出機械造成損傷，主要表現為電機的燒毀以及柴油機的旋轉熄火。通常的情況下，錘片粉碎機一般是與電動機同軸心的，但也有是兩者分離的，這個過程中就需要用皮帶或者是鏈條、齒輪等進行連接以利于動力的輸送。在該過程中，要選擇合適的皮帶輪、合適的減速裝置；要注意動力傳輸過程中轉子的旋轉方向、連接是否在同一直線上；要掌握好皮帶之間的松緊情況，鏈條以及齒輪的潤滑等。電動機或者柴油機往往是較笨重的，在使用之前還考慮是講整個機組固定在地面上，還是因為工作的地方的經常變動而選擇固定在三角鐵制作的機座上。設備安裝完畢之后要開機空轉檢查運轉情況，發現問題及時糾正、修改。

1.3   錘片粉碎機的使用

       粉碎機的使用要特別注意四個方面的問題，**個方面是要先用手轉動轉子，檢查一下齒爪，錘片及轉子運轉是否靈活可靠殼內有無碰撞現象，轉子的旋向是否與機上箭頭所指方向一致，電機與粉碎機潤滑是否良好；第二個方面是注意不要隨便更換皮帶輪，以防轉速過高使粉碎室產生爆炸或轉速太低影響工作效率。粉碎臺啟動后先空轉2～3min，沒有異常現象后再投料工作； 第三個方面是在使用過程中使用強力磁鐵以除去飼料中的鐵質雜物，避免對粉碎機錘片與篩片造成損害；第四個方面是飼料粉碎機不能連續工作過久，這不利于機器以及動力設備散熱，一般情況下5～6h 要停機1次，既利于散熱以延長機器的使用壽命，又有利于工作人員得到休息。粉碎過程中要均勻。遇到情況、停機檢查并排除故障。倘若故障不能靠自己排除，就需要找專門的技術人員。

      物料在粉碎室內被粉碎的過程大多可以分為三個過程：（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進料口進入，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間為1×10-5～4×10-5s。低速的物料在首次與高速的錘片發生劇烈的撞擊后，被錘片拉人加速區，在此顆粒速度能在很短的時間內被提高到接近錘片的末端線速度，并隨錘片一起作圓周運動。粉碎室內高速旋轉的轉子具有近似于風機的效應，使粉碎室內產生高速旋轉的氣流，粉碎機轉子中心處于負壓狀態可達1400Pa左右，轉子錘片外緣處于正壓狀態，約有100Pa。而在全速區內逐漸形成物料環流層，同時物料也得到進一步的粉碎。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動，因此，物料很難通過篩孔。

2     影響錘片粉碎機粉碎效果的因素

2.1   被粉碎物料的性質粉碎過程中原料對粉碎效果的影響主要是水分含量的高低。原料水分含量過高，使物料韌性增大，其結構松脆度同時也下降，在粉碎過程中易產生塑性變形而不易被破碎，導致粉碎效率下降，生產率下降，單位質量耗電量上升，成本加大。物料水分過高，粉碎室內濕度過大，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，致使產量下降。所以通常要求進入粉碎機的原料水分要控制在14%以下， 以13%左右為**。畢曉偉等（2005）指出：當玉米含水量從14.3%增到21%時，其生產率下降29%，功率消耗增加12.5%；大麥含水量從13.8%增到20%時，其生產率下降30%，功率消耗增加12.5%。 此時他提出飼料原料在粉碎時水分含量一般不要超過15%。

2.2   飼料粉碎機本身設備影響

2.2.1   粉碎機的錘片：錘片是粉碎機的主要工作部件，同時也是最容易損壞的部件，其形狀、尺寸、排列方式、加工質量等對粉碎機工作效率有較大的影響。中華人民共和國專業標準和行業標準《錘片式粉碎機錘片》規定錘片型式為矩形。但是使用過程中的磨損使得矩形錘片變得異樣，而嚴杏海(2001)研究報告稱T型粉碎機錘片裝機數量只有原裝數量1/2～1/4，轉子重量減輕，降低了粉碎機內部能耗。常識判斷錘片應該放置在圓盤的相對方向，錘片應采用對稱排布，另外薄錘片有利于物料粉碎過程的進行。但是薄錘片的一個不利之處就在于不耐磨損。王德俊（2004）試驗證明，在同等條件下粉碎玉米用3mm厚錘片時，產量為114.7 kg/（kW ?h），比用5mm厚錘片產量100.2 kg/（kW? h）提高14.5%。中國農機院趙國興（2007） 研究表明，用1.6，3，5，6.25mm厚錘片做玉米粉碎試驗，結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% 。錘片使用過程中，為了提高錘片的利用效率，可以采取全部調頭的方式，當四個角都受到磨損之后就需要進行全部更換，更換錘片時要注意兩組錘片的重量不能超過5g，否則由于電機帶動的高速旋轉離心力造成偏振，容易損傷轉子。

2.2.2   粉碎機的篩片：篩面是錘式粉碎機的排料裝置，也是主要易損部件之一 ，其形狀和尺寸對粉碎效能有重大影響。一般情況下，篩面設在轉子下半周的位置（底篩） ，為提高排料能力，可使篩面占整個機膛內周面積的3/4以上（環篩），或安裝于轉子的側面，呈平圓形（側篩）。側篩使用壽命長，適于加工堅硬的物料，但換篩不方便。在粉碎加工中，考慮到多物料多粒度的要求，應采用底篩或環篩。鄧潔紅（2005）結論：是錘片式粉碎機采用環篩，篩面達到整個機膛內周面積的3/4以上，篩孔采用正三角形排列，提高產品過篩率，有效防止過度粉碎。在篩孔的分布時，在精細調節成品粒度時，可用上部比下部大一號的雙孔篩或背面比正面大一號的雙篩板，增加相應部位過篩能力，增加產量和粒度的均勻性。在錘片式粉碎機異形篩片方面：陳建國（1999）研究表明：在對波紋形篩片對錘片式粉碎機生產率及電耗的影響研究中使用 9F-28A型錘片式粉碎機試驗，測得其主要性能（取三次平均值）：生產率129 kg/h，電耗32.9 kW ?h/T，并用二次回歸正交旋轉組合試驗得出生產率最高而電耗最低的**組合。劉文廣（2006）的研究表明：在對梯形篩片對錘片式粉碎機性能影響的試驗研究中試驗樣機為仿丹麥4KB型錘片式飼料粉碎機，當使用底角為70o、高度為7mm、下底長為80 mm和間距為10mm的梯形篩片時，試驗用的錘片式粉碎機生產率最高為120Kg，此時的度電產量最高為 119 kg/（kW? h ），即為該試驗的**組合。

      篩片圍成的粉碎室，這些年對其形狀的研究也成為了重點，我國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，還有的采用了魚鱗形篩片來提高錘片式粉碎機的性能，采用轉子與篩片偏心配置的粉碎室結構，另外還有梯形篩片構成的異形粉碎室。

2.2.3   錘片粉碎機錘篩間隙：錘篩間隙是指處在轉子徑向時的錘片末端到篩片內表面的距離，它是影響粉碎效率的重要因素之一，粉碎室內在錘片和篩片之間，有一層飼料環層環繞著錘片它隨著錘片一同旋轉。當錘篩間隙較大時，靠近篩面的飼料顆粒運動速度較慢，對篩孔的通過性能有利，但稍大的顆粒不易與錘片接觸，受錘片打擊的機會少，同時篩片對它們的磨擦作用也因速度低而減少，使度電產量下降。當間隙大到一定程度時，篩面上的物料運動速度過慢，甚至堵塞篩孔；錘篩間隙過小時，外圈飼料受錘片打擊機會多，飼料層運動速度快不易穿過篩孔，受到磨擦粉碎作用也增大，將飼料粉碎得過細，浪費動力，因而度電產量也不高。因此，錘篩間隙有一**范圍，粉碎玉米、高梁和谷殼等飼料，錘篩間隙為14～16mm時生產率最高。考慮到工作時錘片的磨損，我國系列粉碎機中錘篩間隙常采用10～12mm。

2.2.4   粉碎機的通風量及末端線速度：王德福（2004）指出：轉子通風錘片粉碎機的生產率和度電產量與不增加通風量時相比，只要通風量適宜，二者都得到提高。尤其是小篩孔（細粉碎情況），增加錘片式粉碎機的通風量對改善其工作性能更為有益。通風量過快，過大，雖然有利于物料的進入，可是過多的物料進入必然影響粉碎效果，也容易造成電機過熱現象的發生張永海（2000）指出：吸風系統風量的選擇可按單位時間內通過粉碎機篩面單位面積的風量來計算，一般取2300～2800m3/（h?m2）為宜。通風量過高會帶走過多的粉碎物料水分，造成不必要的損失；過低達不到破壞環流層的目的。而線速度加快，可以提高生產率，使粒度變細；但是過快，也使空載功率加大，振動與噪聲加大。在實際生產中，粉碎機的應用是多元的，需要通用性比較強的。根據試驗及使用的經驗，目前我國的錘片式粉碎機粉碎玉米等脆性物料時錘片末端線速度取65～80m/s；粉碎莖蔓類物料時取80～100m/s；糧食、莖蔓兼用型粉碎機取80～90m/s。

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

      另外，錘片數量、篩孔的大小和形狀、篩片面積及開孔率、篩孔的排列順序甚至粉碎室的形狀都會對粉碎性能造成影響。