錘片式微粉碎機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的最新進(jìn)展

■王衛(wèi)國 俞信國 俞 正

(1.河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，河南鄭州 450001；2.上海春谷機(jī)械制造有限公司，上海 200081)

錘片粉碎機(jī)是飼料加工的主要高耗能作業(yè)設(shè)備。粉碎電耗在粉狀飼料生產(chǎn)中占總加工能耗的60%以上。在硬顆粒飼料生產(chǎn)中占總加工能耗的35%以上。當(dāng)用錘片粉碎機(jī)進(jìn)行微粉碎時，在篩片孔徑在0.5～1.2 mm范圍內(nèi)，粉碎能耗隨粉碎篩片孔徑的減小而急速增加，而粉碎效率則大幅下降。另外，某些纖維含量高、脂肪含量高和水分含量高的原料在微粉碎時，用傳統(tǒng)的錘片式微粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)，粉碎效率極其低下，成為制約整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率的主要因素。因此研究新型結(jié)構(gòu)的高效率錘片式微粉碎機(jī)成為市場急需，也成為行業(yè)的研究熱點(diǎn)。

近10年來，我國的相關(guān)企業(yè)和研究人員在錘片式微粉碎機(jī)新技術(shù)研究方面取得了重要技術(shù)進(jìn)展或突破，獲得了多項(xiàng)有重大實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新成果，使我國的錘片式微粉碎機(jī)的技術(shù)水平達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，出口的國外許多地區(qū)。現(xiàn)將這些技術(shù)創(chuàng)新的研究進(jìn)展概要總結(jié)如下。

1 粉碎機(jī)篩片的振動技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)發(fā)明[1]的要點(diǎn)是在粉碎機(jī)內(nèi)，設(shè)計有一個篩框，用彈簧將篩框懸吊在機(jī)架上，同時彈簧也使篩網(wǎng)與機(jī)體隔振，篩框下安裝振動電機(jī)，使粉碎機(jī)篩網(wǎng)獨(dú)立振動。當(dāng)粉碎機(jī)工作時，開啟篩網(wǎng)振動機(jī)構(gòu)，可提高篩網(wǎng)的過篩能力，合格物料可以及時過篩，避免了過度粉碎，顯著降低單位粉碎電耗。篩網(wǎng)振動提高粉碎效率的主要原理是：①使錘篩間歇在高頻振動中不斷改變，進(jìn)而破壞了傳統(tǒng)粉碎機(jī)靜止篩片狀態(tài)下易形成的物料環(huán)流層，提高粉碎效率；②錘篩間隙的不斷改變，增加了對物料穿過篩孔的反復(fù)推力，一定程度上擴(kuò)大了粉碎機(jī)對不同顆粒直徑物料的適應(yīng)能力；③篩片振動增加了物料對篩網(wǎng)瞬態(tài)的過篩能力，使穿過篩孔的物料顆粒相對運(yùn)動速度，加快增加了物料出篩量。當(dāng)粉碎機(jī)的篩片孔徑在0.5～1.2 mm范圍內(nèi)時，孔徑越小，或遇高水分、高油脂時，振篩提高粉碎效率的效果越顯著。同時由于避免了過度粉碎，也提高了產(chǎn)品粒度的均勻性。

振篩粉碎機(jī)的特性使得其可用于生產(chǎn)高檔畜禽飼料、需微粉碎的水產(chǎn)飼料、均勻度要求嚴(yán)格的食品雞精、高水分、高纖維的物料，如肥料粉碎（雞糞、豬糞、牛糞、秸稈，水分30%～60%，40目），新鮮木薯粉碎（水分25%～65%，60目）、新鮮蔬菜下腳、餐余料粉碎（水分25%～65%，20目），玉米秸稈、稻草、棉花秸稈、麥秸、稻殼的粉碎（40～80目），特別是對發(fā)酵莧草混合玉米秸稈豬飼料（水分55%～85%，30～40目）的粉碎，有不可替代意義，如果發(fā)酵飼料烘干后粉碎，活性成分將喪失貽盡。還可以用來生產(chǎn)高油脂、小篩孔如芝麻糊（細(xì)度60目，23%油脂），辣椒粉碎（含油，含水分15%～25%，60目），生產(chǎn)含糖（50%左右，40目）的乳豬料（飼用糖脂肽），高溫易溶化紅糖的粉碎（20目），以及肉骨粉、魚粉、飼用鮮雜魚蝦（水分55%～85%，30～40目），高纖維質(zhì)海藻緩釋劑（200目）。

2 在粉碎室內(nèi)增加定錘的專利技術(shù)[2]

該專利技術(shù)是在粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子的各錘架板的外圈空間加裝與錘架板數(shù)量相同的固定環(huán)，在固定環(huán)上均勻安裝若干定錘。定錘采用合金鋼制作。定錘作用是：①定錘的安裝使得每組高速旋轉(zhuǎn)的錘片與兩側(cè)定錘表面之間的間隙與無定錘的傳統(tǒng)粉碎機(jī)的錘片與兩側(cè)錘架板的間隙相比，大大縮小，因而形成了高速旋轉(zhuǎn)的錘片與靜態(tài)的定錘表面之間對物料剪切式粉碎作用，提高粉碎效率；②由于多個定錘的存在，物料在錘片的打擊下或運(yùn)動中每撞擊一次定錘就增加一次粉碎機(jī)會，因而大大增加了物料在粉碎室內(nèi)被撞擊的次數(shù)和受剪切式粉碎作用次數(shù)，增加了粉碎的概率，提高了粉碎的效率。這種作用對于微粉碎作業(yè)的增效尤為顯著。這種定錘式剪切專利技術(shù)，對植物類、纖維類物料(如魚粉、礱糠、秸稈、木片、稻草、玉米、餅粕等)粉碎效率明顯提高；③由于定錘撞擊面的特殊角度設(shè)計，使得物料撞擊后彈射后沖向篩片篩孔的角度更為合理，有利于粒度達(dá)到要求的顆粒迅速排出粉碎室。

3 在粉碎機(jī)主軸上增加軸向通風(fēng)風(fēng)葉的專利技術(shù)

通常，粉碎機(jī)在錘片帶動下，風(fēng)從粉碎機(jī)進(jìn)料口進(jìn)來，離心力引起的風(fēng)，對篩網(wǎng)產(chǎn)生風(fēng)壓，同時，粉碎機(jī)出料口有吸風(fēng)，兩者相加，使得物料容易穿過篩孔。但是，風(fēng)壓也容易使得物料卡在篩孔上，堵住篩孔。因此在粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子上增加風(fēng)葉，并將風(fēng)葉錯位安裝，使風(fēng)從軸孔處進(jìn)入，且風(fēng)葉前后壓力不同，產(chǎn)生一種脈動的風(fēng)壓。這樣可起到在篩的橫向來回吹拂的效果，同時這種橫向風(fēng)和錘片引起的垂直方向風(fēng)壓，正好起到互補(bǔ)作用，使得粉碎機(jī)物料可以更加迅速穿過篩孔，溫度迅速下降，產(chǎn)量明顯增加。

這種橫向吹風(fēng)也增加了物料橫向運(yùn)動，既可提高過篩率，又增加了物料被打擊的機(jī)會。

4 錘篩間隙的無級調(diào)整專利技術(shù)[3]

該技術(shù)使操作者可根據(jù)粉碎粒度要求和物料的特性以及生產(chǎn)狀態(tài)隨時調(diào)整到最佳錘篩間隙。通常對于不同的待粉碎物料，不同的粒度要求，需要采用不同的錘篩間隙，否則將達(dá)不到最佳生產(chǎn)效果。但是，普通的粉碎機(jī)只能通過調(diào)節(jié)錘片銷軸于不同徑向距離銷軸孔來實(shí)現(xiàn)。一般錘篩間隙調(diào)節(jié)只有兩檔，無法進(jìn)行無級調(diào)整。而粉碎機(jī)錘篩間隙無級調(diào)整專利技術(shù)，不僅錘片銷棒可調(diào)兩檔，而且，在兩檔內(nèi)可以采用螺絲無級調(diào)整，使得粉碎機(jī)產(chǎn)量提高和適應(yīng)性增強(qiáng)。該發(fā)明在0～25 mm范圍以內(nèi)，既可以方便地改變錘篩間隙，又無漏料現(xiàn)象。這一間隙調(diào)整范圍覆蓋了糧食、飼料等物料粉碎常用的錘篩間隙范圍，使粉碎機(jī)錘篩間隙調(diào)節(jié)方式發(fā)生重大改進(jìn)。

5 錘片打擊端面開刃的專利技術(shù)[4]

傳統(tǒng)錘片粉碎機(jī)的兩個錘片工作面為平面結(jié)構(gòu)，在高速旋轉(zhuǎn)打擊物料時，將物料直接推向前部。而開刃錘片則是在錘片的工作部位兩端加工成斜面開刃形狀，將錘片前端工作端面，制作成斜面，錘擊物料時，將物料推向兩個側(cè)面，減弱了物料跟著錘片旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動速度，增加了后繼錘片與物料的捶擊速度差，提高了粉碎效率；將物料推向側(cè)面，還產(chǎn)生了物料橫相移動，使得過篩方式從以前成窄條型圓周運(yùn)動，改進(jìn)成大面積的橫向左右來回運(yùn)動，增加了過篩效果；同時，由于工作端面呈斜面，減小了直接沖擊力，錘片使用壽命大大延長。

6 波紋形壓篩機(jī)構(gòu)

這種篩架的內(nèi)沿與篩接觸的部分，采用波紋形形狀，這樣可以讓更多的篩孔不被壓篩機(jī)構(gòu)封堵，提供更多的有效篩孔面積。同時，由于接觸面小，摩擦力也小，裝篩時可以防止篩網(wǎng)朝內(nèi)部凹陷的現(xiàn)象，防止篩面高低不平現(xiàn)象，使篩網(wǎng)平整，錘篩間隙均勻，既可以提高產(chǎn)量，也可以使得篩網(wǎng)磨損均勻，延長使用壽命。

在實(shí)際生產(chǎn)中，將上述這些專利技術(shù)的綜合應(yīng)用于同一新型錘片微粉碎機(jī)產(chǎn)品上，使錘片式微粉碎機(jī)具有很高的生產(chǎn)效率，最低的單位產(chǎn)量能耗，使粉碎機(jī)產(chǎn)品能適應(yīng)的原料種類更廣，更加節(jié)能。

7 其它新技術(shù)

除上述6項(xiàng)新技術(shù)外，我國一些企業(yè)還開發(fā)了錘片微粉碎機(jī)的其它技術(shù)：①臥式雙軸錘片式微粉碎機(jī)。該設(shè)備采用雙轉(zhuǎn)子、雙兜底篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能有效破壞傳統(tǒng)錘片粉碎機(jī)篩片內(nèi)側(cè)中存在的物料環(huán)流層，進(jìn)而大大提高粉碎物料中細(xì)小粒子的過篩效率；②采用了專有導(dǎo)撞技術(shù)，通過增速葉輪使物料增加與錘片對撞的相對速度，提高物料的一次撞擊瞬間粉碎比例，使設(shè)備粉碎效率得以提高。此種粉碎機(jī)實(shí)質(zhì)上是對物料實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)二次粉碎作業(yè)。相對于單軸錘片粉碎機(jī)，該設(shè)備的篩板面積比率有所降低，兩個轉(zhuǎn)子之間的負(fù)荷的自動平衡要求較高，否則會因負(fù)載不平衡而引起振動，降低生產(chǎn)效率。③多腔室錘片式微粉碎機(jī)。由于要提高錘片式微粉碎機(jī)的產(chǎn)能，目前錘片式微粉碎機(jī)普遍采用了寬體式結(jié)構(gòu)，即粉碎室的寬度與轉(zhuǎn)子直徑之比在0.8以上。因此如何使得被粉碎物料在整個粉碎室內(nèi)分布均勻且不易做橫向移動，而且要提高篩片的使用壽命和效率，就成為必須解決的技術(shù)難題。我國粉碎機(jī)制造廠家采用了多腔室很好地解決了這一問題。也即整個粉碎室分割成多段，每一段構(gòu)成一個獨(dú)立的粉碎室，每一段配備一個獨(dú)立可更換的篩板固定架。這樣即可防止物料的橫向串動造成負(fù)荷不平衡，又可減少因篩片某個小區(qū)域破裂而導(dǎo)致整個大篩片都要更換的易損件浪費(fèi)問題。總之，我國錘片式微粉碎機(jī)技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)或領(lǐng)先水平。