影響錘片粉碎機(jī)粉碎物料細(xì)度因素分析

沈斌 張秀蘭

【摘 要】粉碎是所有飼料產(chǎn)品加工中的必要工段，對(duì)飼料粉碎的目的是為了增加飼料表面積，使胃腸內(nèi)的消化酶與飼料充分接觸，提高動(dòng)物對(duì)飼料的消化率，而粉碎細(xì)度是粉碎機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】錘片式粉碎機(jī);物料性能;篩板;錘片

同種物料，其粒度越細(xì)，物料的表面積就越大，與胃腸消化酶接觸的表面積就越大，則越能提高養(yǎng)分可消化性。而影響錘片式粉碎機(jī)細(xì)度的主要因素歸結(jié)為以下四種：

一、物料性能

（一）物料的大小，含水率對(duì)細(xì)度的影響

1.物料形狀太大超過(guò)了60mm，那么是很難粉碎的，因?yàn)閷?duì)于錘片式粉碎機(jī)，錘篩間隙一般在6-16mm，大尺寸的物料很難進(jìn)入粉碎腔粉碎，一旦進(jìn)入粉碎腔那么粉碎時(shí)間也會(huì)增加很多，因?yàn)楹Y網(wǎng)孔徑一般在2-12mm，單位時(shí)間產(chǎn)能下降，粉碎效率大大降低。

2.含水率的增加，細(xì)度會(huì)降低，粉碎效率也會(huì)降低。通常篩網(wǎng)孔徑2.0mm，水分14%的玉米，較先進(jìn)的指標(biāo)為：0.11t/kW·h～0.13t/kW·h.

（二）不同種類(lèi)的物料對(duì)細(xì)度的影響

待粉碎物料的種類(lèi)會(huì)對(duì)細(xì)度有最直接的影響。

對(duì)于經(jīng)常粉碎的物料，根據(jù)粉碎的從易到難排名為菜粕，豆粕，玉米，小麥，棉粕。

越是易粉碎的物料，粉碎后的細(xì)度就會(huì)高于較難粉碎的物料。但是如果是含油的大豆粉碎，就要特別注意，因?yàn)榇蠖购停菀缀Y，只能盡量選用大于3mm孔徑的篩板，并且要把功率放大。

二、篩板

（一）篩板的作用與性能

篩片包在轉(zhuǎn)子外面，所包圍的空間稱為粉碎室，物料在粉碎室內(nèi)被錘片擊碎后，細(xì)的粒子通過(guò)篩孔排出，篩片主要起著控制粉碎粒度的作用：同時(shí)，篩片在粉碎期間也對(duì)物料起搓擦，剪切作用。篩片所包圍的粉碎室部分對(duì)應(yīng)的圓心角稱為包角。包角是篩片的主要參數(shù)之一，篩片也是主要易損部件。

（二）篩板的包角與篩片的類(lèi)型

篩片分為底篩，側(cè)篩和環(huán)篩。對(duì)應(yīng)的包角a分為180°，300～320°及360°。它們反映了篩片包圍轉(zhuǎn)子的角度大小。在粉碎室寬度相同情況下加大篩片包角，能增大篩理面積，有效提高度電產(chǎn)量。鄭榮恭對(duì)錘片式粉碎機(jī)進(jìn)行包角實(shí)驗(yàn)表明，9FQ-32型錘片粉碎機(jī)在a=360°時(shí)，度電產(chǎn)量最高;9FQ-45型粉碎機(jī)粉碎玉米和玉米秸時(shí)，a=360°，度電產(chǎn)量比a=180°提高12%。

吉穎風(fēng)采用90°，180°，270°和360°4種不同篩片包角作對(duì)比試驗(yàn)，篩孔直徑為1.2mm，2mm，3mm和4mm，試驗(yàn)原料為玉米。試驗(yàn)結(jié)果表明，如果要求粉碎物料粒度小，應(yīng)采用大的篩片包角，小的篩孔直徑;如果要求粉碎物料粒度大，應(yīng)采用小的篩片包角，大的篩孔直徑。

（三）篩板大小和形狀的影響

實(shí)驗(yàn)證明，隨著篩孔的加大，錘片粉碎機(jī)的生產(chǎn)效率也提高。如篩孔由1mm加大到1.5mm，生產(chǎn)效率提高40%以上;從1.5mm加大到2mm，生產(chǎn)效率可提高50%以上;從2mm加大到3mm，生產(chǎn)效率可提高60%以上。篩孔加大，粉碎成品變粗，篩孔直徑與粉碎細(xì)度的關(guān)系為：成品平均粒度=（1/4～1/3）篩孔直徑（mm）.

篩孔的形狀也會(huì)影響粉碎效率和粉碎質(zhì)量。魚(yú)鱗狀篩孔和沖孔圓篩相比較，魚(yú)鱗狀篩孔產(chǎn)量高，但成本高，成品平均粒度大，且轉(zhuǎn)子不能正反轉(zhuǎn)使用。從性價(jià)比來(lái)看，沖孔圓篩略占優(yōu)勢(shì)。

三、錘片

（一）錘片線速度

錘片末端線速度是影響粉碎機(jī)工作性能的重要參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，在一定范圍內(nèi)提高錘片末端線速度，可使單位時(shí)間內(nèi)對(duì)物料的打擊次數(shù)增加，增強(qiáng)對(duì)物料的沖擊粉碎能力，提高粉碎機(jī)生產(chǎn)率，降低電耗。但速度過(guò)高時(shí)，一方面會(huì)使粉碎機(jī)空載功率，電耗增加：另一方面隨著錘片運(yùn)動(dòng)物料環(huán)流層的運(yùn)動(dòng)速度加快，降低物料通過(guò)篩孔的能力，反而使生產(chǎn)率下降。錘片末端線速度過(guò)低時(shí)，錘片對(duì)物料的沖擊，粉碎能力減弱，粉碎機(jī)生產(chǎn)能力下降，度電產(chǎn)量低。不同物料的物料機(jī)械性質(zhì)不同，與其對(duì)應(yīng)的最佳錘片線速度也各不相同。錘片式粉碎機(jī)通用性很強(qiáng)，美國(guó)Roskamp Champion公司推薦：粉碎原料纖維含量高，粒度要求細(xì)和選用小孔徑篩網(wǎng)時(shí)，采用較高的錘片末端線速度（>90m/s），配<3mm篩孔;粉碎粒度較粗，粒度均勻，粉末時(shí)候，易粉碎的原料，采用較低的錘片末端線速度（<65m/s），配>5mm篩孔;而末端線速度在65～90m/s之間適用于中度粉碎，配>2.5mm篩孔;粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速推薦1200，1500，1800，3000，3600轉(zhuǎn)/分5個(gè)系列，最高和最低線速度分別達(dá)到129m/s和52m/s.通過(guò)國(guó)內(nèi)客戶現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，在同樣粉碎普通魚(yú)料并且篩孔直徑1.0mm的前提下，錘片線速度92m/s粉碎后的粒度為80%過(guò)40目，錘片線速度103m/s粉碎后的粒度為90%過(guò)40目。

（二）錘片的數(shù)量和排布

轉(zhuǎn)子上錘片的多少對(duì)粉碎效率與粒度有較大影響。每個(gè)錘片所負(fù)擔(dān)的工作區(qū)域與密度有關(guān)，合理的錘片數(shù)目可以通過(guò)正交試驗(yàn)得到;錘片密度與轉(zhuǎn)子直徑也有密切的關(guān)系?？捎缅N片密度系數(shù)ε作為確定錘片數(shù)的設(shè)計(jì)依據(jù)。ε=BD/Zt;B-粉碎室寬度mm;D-轉(zhuǎn)子直徑mm;Z-錘片數(shù);t-每片錘片厚度mm。我國(guó)現(xiàn)有粉碎機(jī)的錘片密度系數(shù)ε=1.0～3.5.國(guó)外錘片數(shù)量的配置采用功率/錘片數(shù)之比。作為一個(gè)配置指標(biāo)。

錘片排列呈交錯(cuò)排列布置，以確保整個(gè)篩面有效錘擊粉碎，提高粉碎效率。Roskamp Champion 公司125HP，150HP和200HP粉碎機(jī)所選用的HP，錘片數(shù)之比分別為1.68，2.02和2.7.弗里德里奇研究結(jié)果認(rèn)為，每100mm轉(zhuǎn)子寬度有15個(gè)錘片（每片厚3mm）比較合適。

（三）錘篩間隙

錘篩間隙是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)錘片末端與篩板內(nèi)表面之間的距離，習(xí)慣上用△R表示。它直接決定粉碎室物料層的厚度。物料層太厚，摩擦粗碎作用減弱，粉碎物料可能將篩孔堵塞，不易穿過(guò)篩孔;物料厚度太薄，物料太易穿過(guò)，對(duì)粉碎粒度有影響。間隙的大小主要取決于篩孔直徑和被粉碎物料的品種，對(duì)于一定物料和篩孔有最佳的錘篩間隙。據(jù)我國(guó)系列設(shè)計(jì)錘片式粉碎機(jī)的正交試驗(yàn)結(jié)果，推薦谷物4～8mm，秸稈10～14mm，通用型12mm。

據(jù)托馬斯研究報(bào)道，成品的細(xì)度與錘片末端和篩面或無(wú)篩粉碎機(jī)沖擊板之間的間隙成正比。間隙從3.175～9.525mm，完全取決于粉碎物料的性質(zhì)。弗里德里奇研究指出，對(duì)于大多數(shù)谷物來(lái)說(shuō)，最佳間隙為8mm。

據(jù)Dick Ziggers 報(bào)道，VanAarsen 公司GD粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速1800轉(zhuǎn)/分，粉碎粒度<2mm，配15mm間隙，粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速1800轉(zhuǎn)/分，粉碎粒度>2mm，配25mm間隙;粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速3600轉(zhuǎn)/分，配4mm間隙。

總之，錘篩間隙（△R）與錘片密度，錘片末端線速度，原料品種與粒徑，篩孔形式和直徑之間的關(guān)系，推導(dǎo)出合理的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)與關(guān)系公式，以指導(dǎo)粉碎機(jī)設(shè)計(jì)與飼料生產(chǎn)是飼料工作者的新課題。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 曹康，郝波.中國(guó)現(xiàn)代飼料工程學(xué)[M].滬科文獻(xiàn)出版社.2014