飼料粉碎機高速運轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子周圍的空氣在轉(zhuǎn)子的作用下,形成了繞轉(zhuǎn)子軸線回轉(zhuǎn)的環(huán)流運動。由于環(huán)流運動,粉碎室內(nèi)被粉碎成一定粒徑的物料便形成了環(huán)流層。大粒徑物料質(zhì)量大,所受離心力也大,分布在外層的幾率較大;小粒徑物料質(zhì)量小,所受離心力也小,分布在內(nèi)層的幾率較大。內(nèi)層物料受粉碎機工作部件如錘片、扁齒的反復(fù)沖擊粉碎,粒度越變越細,外層物料貼近篩片分布,受粉碎打擊的機會較少且繞篩片做環(huán)流運動,造成小粒徑的物料不能及時出篩,因此粉碎機生產(chǎn)率將會降低,噸料電耗將會增加。
為了破壞環(huán)流層或者降低環(huán)流速度,使物料顆粒在粉碎室內(nèi)的分布呈紊亂狀態(tài),提高物料顆粒的破碎效率和分離效率,生產(chǎn)企業(yè)可采用以下幾點措施予以解決:
1、粉碎室形狀設(shè)計為水滴型
水滴型多用于大型錘片式粉碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,通常轉(zhuǎn)子直徑>500mm。研究人員針對普通錘片式粉碎機結(jié)構(gòu)特點,將粉碎室從圓形變?yōu)樗涡危鐖Dl。這樣既增大了粉碎室篩板的有效篩分面積,又能破壞物料在粉碎室形成環(huán)流,有利于粉碎后物料排出粉碎室。近年來,在水滴型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,科研人員研制成功了橫寬形振動篩錘片式粉碎機,在篩體內(nèi)安裝一強烈振動器,粉粒出篩不僅依靠錘片作用力,而且依靠篩片振動力,對超細粉粒也有強烈的篩分能力。這種設(shè)計,篩片往復(fù)振動,等于自動不斷調(diào)節(jié)錘篩間隙。而且設(shè)計了多層篩結(jié)構(gòu),具有實質(zhì)性的創(chuàng)新意義,是對粉碎機出料規(guī)律認識的重大突破。
2、粉碎機環(huán)篩轉(zhuǎn)子安裝設(shè)計成偏心式
偏心式轉(zhuǎn)子設(shè)計是指轉(zhuǎn)子中心與篩片中心不重合,轉(zhuǎn)子上各工作部件的末端(錘片末端或齒爪末端)與篩片間的距離設(shè)計為不等距,即錘(齒)篩間隙不是一個固定值而是在一個范圍內(nèi)。偏心式轉(zhuǎn)子安裝設(shè)計使得錘(齒)篩間隙存在兩種情況:對稱錘(齒)篩間隙或不對稱錘(齒)篩間隙。圖2中,對稱錘(齒)篩間隙:12~14,最寬間隙為1,最窄間隙為l3;不對稱錘(齒)篩間隙:12≠14,最寬間隙為11,最窄間隙為13。偏心式轉(zhuǎn)子設(shè)計可以破壞粉碎室內(nèi)大部分環(huán)流運動,且制造加工較為容易,對于大、中、小型粉碎機皆適用。
3、適當(dāng)加寬粉碎機篩體
新疆農(nóng)科院農(nóng)業(yè)機械化研究所的同志們曾對飼料粉碎機的環(huán)流分布做過試驗研究,研究得出:對于有篩粉碎機,環(huán)流層沿回轉(zhuǎn)半徑方向的物料密度分布規(guī)律是由小到大,在接近篩片(或齒板頂部)時密度最大。因此,適當(dāng)加寬粉碎機篩體,使物料過篩面積增大,減小篩上物料密度,對于物料順利過篩,提高生產(chǎn)效率具有一定效果。
4、改變傳統(tǒng)的篩片安裝方式和結(jié)構(gòu)
由于飼料粉碎機篩片的孔是沖制而成的,因此也就分光滑的一面和有毛刺的一面。將有毛刺的一面安裝在上面作為工作面,對于減輕環(huán)流,提高物料的粉碎能力具有一定效果。篩片上篩孔的排列方式對粉碎物料是否迅速過篩也具有較大影響,生產(chǎn)企業(yè)最好配用圖3中篩孔排列方式的篩片,這種篩片可有效增大過篩面積,減小靠近篩面環(huán)流層的物料密度,利于粉碎物料迅速通過篩孔。此外,飼料粉碎機的篩片傳統(tǒng)型式上為普通圓孔篩,大膽嘗試將普通圓孔篩改變?yōu)橹T如魚鱗形篩等型式,從理論上講也可減少物料環(huán)流運動。目前,已有企業(yè)開展了在大型號粉碎機上用魚鱗篩代替圓孔篩做性能試驗,并已證實魚鱗篩的配用讓粉碎機性能大增,生產(chǎn)率和噸料電耗指標(biāo)都提高了不少。
5、增加輔助吸風(fēng)裝置
有從事農(nóng)機試驗鑒定工作者曾發(fā)表文章,認為物料環(huán)流層速度的大小、方向決定了碎物料的分離速度大小和方向,碎物料的分離速度取決于徑向氣流的速度,環(huán)向氣流的速度對碎物料通過篩孔的概率有一定影響,提高氣流的徑向速度是提高分離能力的有效途徑。因此,采用輔助吸風(fēng)系統(tǒng)可有效提高氣流徑向速度,并能有效避免篩孔堵塞,當(dāng)然氣流必須從進料口或進風(fēng)口涌入粉碎室,并通過篩孔排出,這樣的氣流才可成為提高粉碎機產(chǎn)量的有效氣流,不過過大的吸風(fēng)量也會造成無謂的動力消耗,合理配置粉碎機輔助吸風(fēng)系統(tǒng)非常關(guān)鍵。常用的輔助吸風(fēng)裝置是在粉碎機上配一個風(fēng)機,或者在轉(zhuǎn)子上配置一個或者多個能增大風(fēng)量的葉片。
6、改變轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
物料由進料斗進入粉碎室時,低速的物料首次與高速旋轉(zhuǎn)的工作部件(錘片、扁齒)發(fā)生劇烈的撞擊后,初始破碎成一定粒徑的顆粒,顆粒速度能在很短的時間內(nèi)被提升到接近工作部件(錘片、扁齒)末端的線速度,并隨工作部件(錘片、扁齒)一起做圓周運動。高速運動的顆粒在粉碎室內(nèi)壁、篩片、錘片以及顆粒之間的相互碰撞作用下,不斷裂碎成粒徑更小的顆粒直至能通過篩孔。根據(jù)沖量定理,碰撞力的大小取決于沖擊碰撞時的速度,就是彼此碰撞時的相對速度,相向運動碰撞時,碰撞速度為碰撞兩者間速度之和,同向運動碰撞時,碰撞速度為碰撞兩者間速度之差,顯然,相向運動碰撞對物料顆粒粉碎是最為有利的方式。根據(jù)這種推理,合理的粉碎機結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地促使物料顆粒發(fā)生相向運動碰撞。原西北農(nóng)業(yè)大學(xué)的學(xué)者認為:改變轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可以降低環(huán)流速度,這樣可增加工作部件(錘片、扁齒)與顆粒間相對速度,增加有效碰撞機會,具體措施可以采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反,兩轉(zhuǎn)子的寬度之和約等于常規(guī)寬式單轉(zhuǎn)子的寬度;轉(zhuǎn)子上工作部件錯開安裝,且旋向相反,以避免相互擦掛。這種設(shè)想的粉碎機結(jié)構(gòu)比原來復(fù)雜一些,雖然從理論上講,它會提高生產(chǎn)效率,降低噸料電耗,但目前這種結(jié)構(gòu)還未在實踐上得以證明。
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