開刃錘片是提高粉碎機(jī)效率的新途徑

■蘇從毅　王永昌　俞信國　俞　正

（1.無錫中糧工程科技有限公司，江蘇無錫214035；2.國家糧食局無錫科學(xué)研究設(shè)計院，江蘇無錫214063；3.上海春谷機(jī)械制造有限公司，上海200081）

?

開刃錘片是提高粉碎機(jī)效率的新途徑

■蘇從毅1王永昌2俞信國3俞正3

（1.無錫中糧工程科技有限公司，江蘇無錫214035；2.國家糧食局無錫科學(xué)研究設(shè)計院，江蘇無錫214063；3.上海春谷機(jī)械制造有限公司，上海200081）

摘要：錘片有篩粉碎機(jī)對物料的粉碎效果，主要取決于錘片與物料的線速差和已粉碎到粒度要求的物料能否迅速通過篩孔，錘片與物料的線速差是影響粉碎效果關(guān)鍵?，F(xiàn)有錘片有篩粉碎機(jī)在作業(yè)時，因高速旋轉(zhuǎn)的錘片帶動了物料旋轉(zhuǎn)，使錘片與物料的線速差較小，影響粉碎效果。目前國內(nèi)外飼料錘片有篩粉碎機(jī)尚未見到通過改變錘片錘頭的結(jié)構(gòu)，使物料與錘片撞擊后，物料離開了通常的周向運(yùn)動軌跡，可降低周向的線速30%～50%，提高了物料與錘片的線速差，亦然提高了撞擊力及粉碎效果。經(jīng)開刃錘片即錘片開坡口的試驗研究，粉碎機(jī)粉碎效率可提高25%～28%。物料周向線速和對錘片的摩擦力下降，亦就降低了物料周向的離心慣性力和物料環(huán)的密度，使錘片錘頭的磨損明顯降低。一個不起眼的開刃錘片已申請專利，卻是一項帶來具有較大社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的新技術(shù)，是一項節(jié)能、低碳和環(huán)保的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：飼料；錘片；坡口；粉碎；線速差

飼料加工企業(yè)在激烈的市場競爭中，要獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量是飼料加工企業(yè)主要途徑。錘式粉碎機(jī)是飼料加工廠動耗最大的設(shè)備之一（占整個飼料加工動耗的30%～50%），如提高粉碎機(jī)的粉碎效率，能降低飼料生產(chǎn)的單位電耗和降低飼料的加工成本，亦就提高了飼料加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提升了企業(yè)在市場上的競爭能力。對錘片有篩粉碎機(jī)而言，提高粉碎效率，必須提高錘片和物料的線速差（撞擊力）和粒度合格的物料能迅速通過篩孔。而提高錘片和物料的線速差，是提高粉碎效果的首要目標(biāo)，是第一位的。提高粉碎室內(nèi)的粉碎效果影響因素眾多：其中如錘片（為錘片數(shù)量、錘片厚度、錘篩間隙、錘片排列、錘片線速等）、篩板（篩板孔徑、篩孔排列、篩板包角、篩板開孔率、篩板厚度等）、物料特性（粒度、體積密度、水分）等；顆粒物料（以下簡稱物料）通過篩孔的能力（與吸風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)壓、篩面振動、篩板開孔率及破壞料環(huán)效果等因素有關(guān)）就是提高錘片粉碎效果的必要條件。錘片有篩粉碎機(jī)對物料的粉碎，由撞擊粉碎和摩擦粉碎兩種主要作用力。當(dāng)物料在二次、三次等撞擊時,物料粒度約大于0.035 g時,物料與錘片大多屬撞擊粉碎，這類撞擊粉碎是錘片有篩粉碎機(jī)粉碎的主體。物料隨錘片一起高速旋轉(zhuǎn)，其線速達(dá)55～65 m/s左右，此時，錘片和物料的相對速度差較低，影響粉碎效果。當(dāng)粉碎物料的粒度約小于0.035 g時，錘片和物料的撞擊力就大為減小,使錘片與物料之間撞擊力小于物料的抗壓強(qiáng)度，亦然不足將其粉碎,這類粉碎機(jī)械屬較低粉碎效率的范疇。

飼料科技工作者長期以來，為提高錘片有篩粉碎機(jī)的粉碎效果，對錘片有篩粉碎機(jī)械各部結(jié)構(gòu)（如錘片厚度、錘篩間隙、錘片排列、多粉碎室、水滴形粉碎室和自動負(fù)荷控制器等）進(jìn)行了各種改進(jìn)，粉碎效率均不同程度的提高,但在這類撞擊粉碎機(jī)械與搓撕和剪切為主的輥式粉碎機(jī)械相比，仍屬粉碎效率較低的粉碎機(jī)械。因此，只有對構(gòu)件能有效地提高錘片和物料的相對線速差和物料對篩孔的通過能力，才能使錘片有篩粉碎機(jī)械的粉碎效率有更大的提升空間。對錘片有篩粉碎機(jī)提高粉碎效果的措施，如：增設(shè)減速擋塊，提高了錘片與物料的線速差、采用振動篩板等技術(shù)，都能有效地提高粉碎效率和物料通過篩孔的能力。以上所有研究和改進(jìn)，基本上物料的周向運(yùn)動方向均未主動地改變，物料周向線速基本上都無法控制，都處于高速運(yùn)行狀態(tài)。

上海春谷機(jī)械制造有限公司的開刃錘片已申請專利,到目前為止，國內(nèi)外在飼料行業(yè)內(nèi)均未見如下的報道：通過改變錘片端部結(jié)構(gòu)，使錘片與物料撞擊后，能主動地改變物料的運(yùn)動方向和周向速度，提高物料與錘片的相對速度，來提高粉碎能力的研究?，F(xiàn)就對改變錘片端面結(jié)構(gòu)，錘片與物料撞擊后，物料運(yùn)動方向的改變，增加了錘片與物料的線速差，能有效地提高二次、三次撞擊以后的粉碎效果。改變錘片端面結(jié)構(gòu)后，物料周向線速顯著下降，亦就降低了錘片的磨損等人們十分關(guān)心的技術(shù)問題，現(xiàn)作如下的討論:

1　物料與錘片撞擊后的運(yùn)動分析

1.1錘片結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有國內(nèi)外錘片有篩粉碎機(jī)的使用的錘片，見圖1所示。

圖1　國內(nèi)外粉碎機(jī)常用的錘片

圖1的錘片在與物料撞擊后，不能改變物料的飛行方向和周向飛行速度。當(dāng)錘片開刃(開坡口)時，物料與錘片撞擊后飛行方向和周向飛行速度均有所改變。

為了便于分析，設(shè)錘片與物料撞擊為單顆粒，現(xiàn)有常用錘片的形狀，錘片與物料撞擊后，其的運(yùn)動方向，為錘片旋轉(zhuǎn)的切線方向飛行,如圖2，此時，物料撞擊后剛離開錘片的速度，接近錘片旋轉(zhuǎn)時的線速80～90 m/s，隨后速度將降低。因粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子具有一定的風(fēng)機(jī)效應(yīng)（但風(fēng)量和風(fēng)壓很低），在錘片撞擊為主和類風(fēng)機(jī)效應(yīng)為輔的作用下使物料旋轉(zhuǎn)。物料與錘片撞擊后，沿錘片撞擊點的切線方向飛行，物料飛行速度，因受物料之間的碰撞和篩板的摩擦等因素，使物料飛行速度進(jìn)一步降低為55～65 m/s左右?，F(xiàn)所有錘片粉碎機(jī)在作業(yè)時，物料與錘片撞擊后，幾乎都不改變運(yùn)動方向，僅沿錘片撞擊點的切線方向飛行。如將錘片端面改為坡口結(jié)構(gòu)，如圖3，改進(jìn)后的錘片，使錘片與物料撞擊后，物料不再按錘片撞擊點切線方向飛行，將偏離錘片切線方向飛行。改進(jìn)后錘片的結(jié)構(gòu)，具有如下特點：

①當(dāng)錘片厚度轉(zhuǎn)角處開刃即開坡口，如坡口斜度為45°（30°）為例，使錘片（厚度為6 mm）端面的撞擊面積有較大幅度的增加達(dá)30%～50%以上，見圖3，此時，等同于采用了厚錘片來粉碎物料，提高了粉碎能力的特性；

②由于錘片厚度方向可不全開坡口，還可有留1～2 mm直邊，見圖3，圖4，帶有1～2 mm直邊，等同于采用了高粉碎效率的薄錘片來粉碎物料。使其具有較強(qiáng)的剪切力，亦就提高了粉碎效率。因該薄錘片在厚錘片已成一體，所以，改善了以往薄錘片不耐磨的缺陷。

③錘片在前進(jìn)方向開刃（坡口），物料撞擊后，物料運(yùn)動方向與尚未開坡口的錘片相比，不僅可改變飛行方向，而且使物料周向的飛行速度比無坡口錘片周向飛行速度要低，使物料與錘片周向線速差有較大幅度提升，其粉碎效果亦就能提高。

圖2　物料撞擊后的運(yùn)行方

圖3　開坡口錘頭

圖4　錘頭45°坡口

④錘片作業(yè)時，錘頭全部擠壓在旋轉(zhuǎn)物料環(huán)之中，錘片開刃（坡口）后，物料周向旋轉(zhuǎn)線速降低30%～ 50%，錘片的磨損將大為改善。

現(xiàn)對錘片開刃（坡口）后，提高了錘片粉碎的粉碎能力和增強(qiáng)了錘片的“耐磨性”等特性，現(xiàn)作如下分析：

1.2物料與錘片碰撞后的運(yùn)動分析

物料與錘片碰撞大部分屬正碰撞范疇（包含同向追逐碰撞，錘片與物料的碰撞屬同向追逐碰撞），其撞擊力取決于兩物體的相對速度、質(zhì)量和兩物體的碰撞時間等因素。其中相對速度是指同一座標(biāo)軸，如不在同一座標(biāo)軸即有相位差時，須將其值分解在同一座標(biāo)軸來計算。

對開刃（坡口）錘片，將具有不同于一般錘片的粉碎特性。同時，因錘片開坡口方式不同，物料就有不同的運(yùn)動方向，粉碎效果亦還有所不同。為了便于分析，將開與不開坡口和開不同坡口的錘片一并進(jìn)行討論：

1.2.1常用無開刃（坡口）錘片

錘片高速旋轉(zhuǎn)錘片與物料撞擊后，物料就沿旋轉(zhuǎn)錘片撞擊點方向的切線飛行，其飛行速度為V，并撞向物料環(huán)和篩面，并加入旋轉(zhuǎn)料環(huán)，物料然后的飛行速度為V2。見圖2。每排錘片每一轉(zhuǎn)與物料撞擊比例約為粉碎室寬度物料的15%～18%左右。亦就是大部分物料未被撞擊，僅跟隨被錘片撞擊物料旋轉(zhuǎn)，所以，撞擊后的物料速度降至V2。

1.2.2帶有無扭角斜坡口（厚度方向留1～2 mm不開坡口或全開坡口）的錘片

設(shè)開坡口為正方體，坡口斜度為45°（30°）,見圖5，錘片斜面（OBCD）與物料撞擊后，物料將垂直于坡口斜面離開，其運(yùn)動方向與無坡口的錘片有了改變，見圖5，物料其沿運(yùn)動方向OG飛行，速度為V1，與無坡口時飛行方向OM成45°角度，其速度為V2。

圖5　帶坡口時物料撞擊飛行

為分析方便，坡口斜度與錘片端面成45°見圖5，坡口的長度=寬度=高度，物料垂直于坡口斜面離開，物料飛行方向OG和飛行速度為V1，無開坡口的錘片，物料撞擊后，飛行方向為OM和飛行速度為V2，為了便于分析，將錘片與物料撞擊運(yùn)動簡化為圖6。

圖6　45°坡口物料撞擊飛行

從圖6可見，OM為無開坡口的錘片旋轉(zhuǎn)的切線方向運(yùn)行，物料飛行速度為V2，物料與錘片坡口（無偏轉(zhuǎn)）斜面O B C D相撞擊，物料撞擊后，運(yùn)動方向OG 與O B C D面相垂直，飛行速度為V1，沿OG向飛行，不按原錘片旋轉(zhuǎn)的切線方向OM飛行。因碰撞時物料和錘片質(zhì)量相同，兩者碰撞的相對速度相同，兩者碰撞時間相同，所以撞擊力相等，撞擊后的飛行速度亦就相等，所以V1=V2。

經(jīng)計算帶有無扭角斜坡口45°時，撞擊后的飛行速度V1，將V1投影于OM軸的速度分量,為ON= 0.71V1=0.71V2。從圖6可知，道物料在錘片旋轉(zhuǎn)的線速將降低30%左右，使物料撞擊后加入物料環(huán)。同時物料環(huán)貼緊篩面作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，因物料與篩面摩擦阻力，使物料環(huán)線速下降，增加了物料與錘片的線速差，提高了撞擊粉碎效果和減少錘片的磨損。

如無扭角斜坡口的斜度為30°，物料的周向切線速度將減低50%，物料與錘片的線速差明顯加大，其撞擊粉碎效果更為明顯。

1.2.3如錘片開有扭角的斜坡口

有扭角斜坡口錘片與物料撞擊時，物料將垂直于坡口斜面離開錘片，其運(yùn)動方向與無扭角的斜坡口就會偏轉(zhuǎn)45°或30°的角度，物料飛行方向與無坡口時不在同一個面內(nèi)。見圖3。

為了便于分析，設(shè)開坡口為正方體，將錘片與物料撞擊運(yùn)動簡化為圖7和圖8其對角面即撞擊面AB FD，物料運(yùn)動方向與ABFD面相垂直，離開錘片坡口面時的方向為HG，為了與不開坡口的錘片進(jìn)行比較，將GH延伸至O點,為OG,其飛行速度為V1。物料偏離原無坡口時切線飛行的方向，飛行速度為V2,物料偏離OABE面，即物料有偏離錘片前進(jìn)方向的飛行，向粉碎機(jī)主軸偏轉(zhuǎn)45°方向飛行。

圖7　帶扭角坡口物料撞擊飛行

圖8　帶扭角45°坡口物料撞擊飛行

從圖8可見，將撞擊后物料速度V1分解成水平速度分量V1水和垂直速度分量V1垂，垂直速度分量的方向，即旋轉(zhuǎn)錘片時的切線速度方向，該垂直速度分量V1垂的大小，決定了物料與錘片撞擊力的大小。V1分解的垂直速度分量V1垂必然小于無坡口時的物料撞擊后速度V2，因V1=V2。所以，當(dāng)垂直速度分量V1垂坡口偏轉(zhuǎn)角為45°時，垂直速度分量ON=V1垂=0.71V2。物料在錘片旋轉(zhuǎn)錘片的切線方向的線速將降低30%左右，此時，物料跟隨旋轉(zhuǎn)物料環(huán)旋轉(zhuǎn)，因物料之間摩擦及物料與篩板的摩擦，使物料線速隨之下降，這就增加了物料與錘片的線速差，提高了撞擊粉碎效果。

當(dāng)坡口偏轉(zhuǎn)角為30°時垂直速度分量ON=V1垂=0.5V2，物料與錘片的線速差增加更大，撞擊粉碎效果更好。

如相鄰兩錘片所開坡口的偏轉(zhuǎn)角相向成對配制，則兩錘片與各自物料撞擊后飛行，而且能在粉碎室內(nèi)斜向飛行時相撞，相撞時能量將有所損耗，使物料在錘片切線方向的線速進(jìn)一步降低，錘片與物料的速差亦就再增加，其粉碎性能又有新的提升。

如錘片的所開坡口斜度和偏轉(zhuǎn)角>45°，物料撞擊后離開坡口面速度在OM軸的速度分量減少不大，物料與錘片的線速差變化不多，撞擊粉碎效果雖能提高，其效果不十分顯著。如錘片所開坡口斜度和偏轉(zhuǎn)角<45°，則物料撞擊后離開坡口面速度在OM軸的速度分量更小,物料與錘片的線速差更大，撞擊粉碎效果更佳。但要考慮錘片的使用壽命，其角度不能過小，取30°～60°為宜。

1.3錘片開刃后降低錘片的磨損

錘片的磨損取決于物料與錘片的摩擦系數(shù)、物料對錘片的正壓力（包括撞擊力）和物料運(yùn)動速度有關(guān)。錘片作業(yè)時，錘片的錘頭全部擠壓在旋轉(zhuǎn)物料環(huán)之中，即錘頭處于旋轉(zhuǎn)物料的包圍之中，因錘片的線速高于物料線速。所以，當(dāng)錘片與物料撞擊時，還有相當(dāng)多的物料與錘頭處于相對滑動之中。因此，錘片與物料撞擊時有相對滑動即有產(chǎn)生摩擦，這就造成了錘片錘頭的磨損，見圖9。從圖9可看出：a面與d面的交接處、a面與b面交接處、b面和d面的交接處、a面與e面交接處和b面與c面交接處是錘頭最弱的部位，是錘片磨損最大的幾個部位；其次是a面和b面磨損較大的部位?，F(xiàn)就對錘片開坡口后錘片磨頭磨損降低原因作如下分析。

1.3.1物料與錘片錘頭的摩擦力

摩擦力就取決于物料對錘頭的摩擦系數(shù)和正壓力，物料對錘頭的正壓力與物料體積密度有關(guān)，物料作周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，就有離心慣性力。從以上分析可知錘片開坡口后，物料對坡口面撞擊力可分解成垂直坡口面和平行與坡口面的兩個分力，其中垂直于坡口面的即是物料對錘片的正壓力，該力小于無坡口面的正壓力。從上分析可知：因有錘片的坡口面，使物料周向切向線速將降低30%～50%，此時，物料的離心慣性力（F=mγω2=mv2/γ）就與速度平方關(guān)系而下降，物料體積密度降低較為明顯，料環(huán)的物料處于較松弛狀態(tài)，物料對錘頭的正壓力亦就下降。從錘片磨損痕跡來看，無坡口的料環(huán)厚度約在4～4.5 cm左右,當(dāng)開了坡口后料環(huán)厚度約在5～6 cm，說明上述與實際相符合，開了坡口后料環(huán)體積密度降低的事實。為此，料環(huán)體積密度降低，料環(huán)對錘片的正壓力就下降，亦就降低了料環(huán)對錘片的摩擦力和減少了錘片錘頭的磨損。

圖9　錘頭在料環(huán)中與物料摩擦和撞擊狀態(tài)

1.3.2物料與錘片的撞擊力

a面與b面是物料與錘片撞擊的主要面，a面承受該處全部的撞擊力，b面的撞擊力不垂直b面，該力可分解在垂直于坡口斜面的撞擊力和平行于坡口面的作用力。該垂直于坡口斜面的撞擊力，為不開坡口撞擊力的50%～70%，錘片坡口面受到垂直撞擊力有較大幅度的下降。亦就是物料對錘片正壓力的降低，即物料與錘片的摩擦力下降，使錘片b面的磨損就明顯下降。所以a面磨損大于b面，說明有坡口的錘片，磨損可減少，延長了錘片的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。

1.3.3物料與錘片的運(yùn)動速度，

從上分析可知，從圖9可知,錘片開坡口后a面、b面、c面、d和e面是物料對錘片撞擊時均有相對滑動。同時，因物料對a面和b面的正壓力大于c面、d面和e面的正壓力。為此，a面、b面的摩擦力遠(yuǎn)大于c面、d面和e面的摩擦力，所以，物料與a面、b面的磨損大于c面、d面和e面的磨損。錘片有坡口后，使物料的周向運(yùn)動速度降低30%～50%，物料對錘片的磨損亦就下降。當(dāng)錘片與物料撞擊時，除直接撞擊物料外，仍有較大部分物料與錘片各面有相對滑動。因錘片的磨損，在面面交接處材料強(qiáng)度最弱，最易產(chǎn)生較大的相對滑動，亦就是錘片磨損最大的部位。但因錘片有了坡口，物料的周向運(yùn)動速度降低較大，面面交接處的正壓力，仍比無坡口的正壓力要低，所以，錘片開坡口能有效地減少錘片磨損。

由于錘片有篩粉碎機(jī)粉碎的物料是松散的散粒群體，雖然錘片與物料撞擊不是單粒相撞，而是與散粒群體相撞，其運(yùn)動規(guī)律基本按上述的分析運(yùn)動的軌跡進(jìn)行，物料顆粒之間大小不等，運(yùn)動速度不同，將會有一定的互相干擾：如錘片與物料相撞因不是單粒，而是多粒同時或顆粒重疊相撞，特別是顆粒重疊相撞，其粉碎效果會有一定的影響。

2　錘片與物料撞擊時的物料受力分析

粉碎物料以玉米為例，由于物料進(jìn)機(jī)為第一次撞擊足以將玉米粉碎，現(xiàn)僅對第二次以后撞擊進(jìn)行討論，現(xiàn)討論主要以玉米胚乳為主，即玉米粗粉后的再粉碎，玉米粉再粉碎的撞擊屬正撞擊，玉米胚乳撞擊破碎力約50 N。物料與錘片的撞擊時間為4×10-5～1× 10-5s，玉米粉特別是粉質(zhì)部分撞擊時間較玉米顆粒長，玉米粉質(zhì)量一般在0.001 56～0.05 g；而且在物料在粉碎室內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其線速達(dá)50 m/s，錘片線速為90 m/s，物料與錘片線速差40 m/s。

2.1錘片無坡口時錘片與物料撞擊的受力分析

錘片粉碎機(jī)的粉碎效果取決于物料與錘片撞擊力的大小，而撞擊力與物料的質(zhì)量（顆粒）大小、錘片與顆粒的相對速度大小等因素有關(guān)，其撞擊力可用式（1）來表示。

式中：m撞擊物料的質(zhì)量(kg)；V相=（V-V物）或錘片與物料撞擊的相對速度差(m/s)；V物為錘片與物料撞擊后物料飛行速度在OM軸的速度分量(m/s)；ts為撞擊時間(s)。

無坡口錘片與物料二次或三次撞擊粒度0.05 g（粒徑0.35 mm）的撞擊力：

物料在粉碎室內(nèi)旋轉(zhuǎn)時線速為50 m/s，錘片線速為90 m/s，

撞擊力F= mV相/ts=m（V-V物）/ts

F=0.05 g×40 m/s×10-3/3×10-5=66(N)

此時，粒度為0.05 g仍可粉碎，當(dāng)粒度為0.035 g時，撞擊力F僅為46.2（N)，不足以粉碎玉米胚乳破碎力50N的顆粒。

為此，當(dāng)有篩錘片粉碎機(jī)對物料質(zhì)量小于0.035 g，主要靠摩擦粉碎。

2.2錘片帶坡口和有扭角斜坡口時，錘片與物料撞擊的受力分析：

2.2.1錘片帶坡口45°時

根據(jù)錘片有坡口時物料的運(yùn)動分析得，物料與錘片撞擊后，物料偏離無坡口時運(yùn)動軌跡，根據(jù)物的運(yùn)動分析，物料垂直于坡口面,錘片切向線速將下降30%。錘片帶坡口后，物料切向線速從50 m/s降至35 m/s，錘片線速為90 m/s，錘片和物料的線速差為55 m/s，粉碎玉米胚乳破碎力50 N，顆粒質(zhì)量為0.05 g（粒徑0.35 mm)與錘片的撞擊力計算：

撞擊力F= mV/ts(N)

F=0.05 g×55 m/s×10-3/3×10-5=91(N)

從以上不難看出，當(dāng)坡口斜度為45°，物料線速為35 m/s，物料線速降低30%，其撞擊力將增加37%，達(dá)91(N)。說明坡口斜度為45°時撞擊力大于無坡口的錘片，足以粉碎玉米胚乳的小顆粒。

當(dāng)錘片有45°坡口時，錘片和物料的線速差為55 m/s，物料粒度質(zhì)量為0.03 g時，其撞擊力達(dá)54.8(N)，玉米胚乳仍能粉碎。無坡坡口粒度質(zhì)量為0.035 g時，撞擊力達(dá)46.2(N），為此，無坡口時撞擊力小于玉米胚乳破碎力50N，從上分析說明有坡口的錘片其粉碎效果明顯提高。

2.2.2當(dāng)坡口斜度為30°時

物料切向線速降為25 m/s,速差增至65 m/s，此其撞擊力增至107.5(N)，坡口斜度為30°時，撞擊力增加47%．對粉碎的最小細(xì)度可提升，物料顆粒質(zhì)量在0.025 g仍能粉碎，粉碎粒度降至0.025 mm。說明錘片開坡口是能提高粉碎機(jī)的粉碎效率。

3　開刃（帶坡口）錘片的試驗

開刃錘片（見圖10）已經(jīng)過3個飼料加工廠, 6個多月的生產(chǎn)性試驗，其主要效果如下：

粉碎物料品種：玉米(水份為16%) ,篩孔為1.5 mm，配用功率90 kW。

圖10　開刃(開坡口)錘片

產(chǎn)量：純坡口的錘片產(chǎn)量可提高25%左右，如配有減速擋塊，帶坡口錘片產(chǎn)量提高50%以上見表1。

錘片使用壽命：一般耐磨處理，錘片壽命有所增加。如采用優(yōu)質(zhì)的碳化鎢堆焊，錘片使用壽命可提高3倍。

表1　開刃錘片與通用錘片粉碎性能測定

4　錘片帶開刃（坡口）應(yīng)注意的問題

因錘片帶了坡口后，錘片有效厚度有所減薄，對錘片有效使用壽命還有一定的影響，為了最大限度發(fā)揮開坡口的特點和避免開坡口帶來的缺點，在運(yùn)用該技術(shù)時需注意幾個問題。

4.1因錘片開了坡口，母材關(guān)鍵的前端有所減薄，所以，在確定錘片厚度時，應(yīng)比一般錘片厚度厚1～2 mm，宜選用7～8 mm的母材，使該技術(shù)能得到充分發(fā)揮。

4.2錘片錘頭仍需進(jìn)行耐磨處理，宜用優(yōu)質(zhì)碳化鎢堆焊，以提高錘片的耐磨性，來延長使用壽命，可比一般耐磨處理的錘片使用壽命增加300%。

4.3錘片錘頭開坡口形狀宜對稱，見圖11，安裝時錘片重量需中心對稱布置。如開坡口的錘片形狀已是不對稱，錘片排列安裝時需考慮粉碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的動平衡，即既保證錘片重量需中心對稱布置，又要考慮錘片形狀不是對稱的，錘片布置需為形狀中心對稱布置，確保錘片粉碎機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，振動在許可范圍內(nèi)。

圖11　對稱坡口錘頭

4.4開坡口的錘片能與減速擋塊組合使用，因開坡口的錘片能將物料推向減速擋塊區(qū)域，進(jìn)一步增加錘片與物料的線速差，使粉碎機(jī)產(chǎn)量的提高更顯著，可達(dá)50%。如減速擋塊亦采用兩邊是斜面，使撞擊后成低速的物料往錘片區(qū)域趕，使減速的物料能與錘片相遇，增加錘片與物料撞擊的機(jī)會，提高錘片粉碎機(jī)的粉碎效果。

5　結(jié)論

錘片作為粉碎機(jī)主要工作部件，對進(jìn)行了一些小的改進(jìn)，花經(jīng)費少，使飼料加工企業(yè)能得到顯著的經(jīng)濟(jì)效益。長期以來人們對錘片研究，主要在錘片厚薄與粉碎效率關(guān)系及對提高錘片耐磨性方面進(jìn)行大量的研究。至今，未見有對錘片的結(jié)構(gòu)是否開坡口進(jìn)行試驗研究的報道。經(jīng)試驗錘片開坡口后，不僅改變了物料的運(yùn)動方向，提高粉碎效率達(dá)20%以上，錘片磨損可下降。該研究成果會有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該技術(shù)上海春谷公司已申請實用專利和發(fā)明專利。如與篩網(wǎng)振動和動錘定錘剪切專利技術(shù)組合,提高粉碎效果更為明顯,已在國內(nèi)飼料加工廠中得到應(yīng)用，帶坡口錘片，具有如下優(yōu)點。

5.1錘片帶坡口后，物料相對于錘片的速度可降低到30%～50%，兩者的撞擊力明顯提高，錘片粉碎機(jī)的粉碎直接撞擊粉碎的最小粒度從0.035 g降至0.025 g。因帶坡口后具有薄錘片和厚錘片的功能，生產(chǎn)能力提高20%～50%以上，說明帶坡口錘片是屬高效節(jié)能型技術(shù)。

5.2錘片采用坡口后，料環(huán)的體積密度降低、物料的運(yùn)動速度降低30%～50%，同時物料與坡口面的摩擦力下降，使錘片磨損就能減少。錘片端部和開刃（坡口）等工作表面仍需耐磨處理，如采用優(yōu)質(zhì)碳化鎢堆焊處理，是較佳組合，可進(jìn)一步降低飼料的生產(chǎn)成本和提高了勞動生產(chǎn)力。

5.3錘片開刃（坡口）的部位不同，及錘片開坡口在粉碎機(jī)內(nèi)不同組合和排列，如和減速擋塊、篩面振動和吸風(fēng)等構(gòu)件組合使用，將會更佳的粉碎效果，所以，還需進(jìn)行更多的試驗來確定最佳錘片的組合，以獲得更佳的經(jīng)濟(jì)效益。

錘片開刃，特別是錘片開刃（坡口）與帶斜面的減速擋塊，振動篩面等。組合使用，其效果更為優(yōu)良。錘片開刃（坡口）是一項提高錘片有篩粉碎機(jī)的粉碎效率、降低錘片磨損的有效措施，是最為經(jīng)濟(jì)、最為有效的新途徑，是一項具有節(jié)能、低碳和環(huán)保的新技術(shù)。

（編輯：崔成德，cuichengde88@sina.com）

Groove-welding on hammers will enhance crusher's working efficiency

Su Congyi, Wang Yongchang, Yu Xinguo, Yu Zheng

Abstract：The linear velocity margin of hammers to handled material and the passing efficiency of qualified granules are main influencing factors of hammer crusher, which the first one is the crucial one that decides hammer crusher's working efficiency. Most of the present hammer crusher's working mode is: the materials in hammer crusher will rotate with its' high-speed rotating hammers, so there will be knee linear velocity margin between the two. Theoretically speaking, if we change the structure of hammers' groove, the crashed granules' ordinary circular trajectory will be changed, with 30%～50% reduction of its linear velocity on tangential direction. With increased linear velocity margin of ham?mers to granules, the collision force and crashing efficiency will also be largely elevated. The effects has been confirmed in experimental research in which hammer crusher's crashing efficiency obviously raises 25%～28% by beveling groove on the hammers. Along with reduction of linear velocity on tangen?tial direction and friction force on hammers, granule-ring's centrifugal inertial force and density will al?so drop, which dramatically reduce abrasion on hammers' groove. A common groove-welding method on crusher's hammers will bring economic benefits to this feed production field, so we should strongly support and widespread this energy-saving, low-carbon and environmental protection technology.

Key words：feeds；hammer；groove；grinding；linear velocity margin

基金項目：“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃課題——安全優(yōu)質(zhì)飼料生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與集成示范[2011BAD26B04]

收稿日期：2015-08-07

作者簡介：蘇從毅，高級工程師，主要從事糧飼加工與倉儲物流的研究與工程設(shè)計。

中圖分類號：S816.34

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-991X（2016）01-0012-07

doi:10.13302/j.cnki.fi.2016.01.003