0、引言
近年來(lái)，我國(guó)畜牧業(yè)以前所未有的速度迅猛發(fā)展，
飼料粉碎機(jī)等飼草料加工設(shè)備得到了更廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在谷物加工和飼料加工工業(yè)中，大約有50%的物料要經(jīng)過(guò)錘片式粉碎機(jī)加工。錘片是粉碎機(jī)上重要的工作部件和關(guān)鍵易損件。當(dāng)前，工廠生產(chǎn)的錘片工作不到400h就因其4個(gè)角嚴(yán)重磨損而報(bào)廢，消耗了大量的優(yōu)質(zhì)鋼材。錘片的磨損鈍化除了增加鋼材的消耗外，還直接影響飼料的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
為此，國(guó)內(nèi)外紛紛采取各種措施（如改變錘片厚度和錘片形狀、采用合金材料和新的熱處理工藝等）對(duì)錘片進(jìn)行了改進(jìn)，增強(qiáng)其耐磨性。經(jīng)這些方法處理的錘片，其硬度顯著提高，但其在錘片的截面上保持相同的硬度，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的磨損后，錘片的棱角仍然會(huì)被磨圓。粉碎機(jī)錘片的棱角作為主要的工作部位，對(duì)飼料起到打擊和剪切的作用，對(duì)粉碎機(jī)的加工質(zhì)量作用很大。故使錘片在橫截面上分布合適的硬度梯度，使其在工作過(guò)程中具有很好的保刃性至關(guān)重要。為此，本文針對(duì)飼料粉碎機(jī)錘片棱角易磨損的特點(diǎn)，提出錘片自磨刃的工藝方法，并從粉碎機(jī)的工作特點(diǎn)、磨損機(jī)理及錘片自磨刃工藝3個(gè)方面對(duì)其可行性做出分析。
1、粉碎機(jī)的工作特點(diǎn)
粉碎機(jī)在粉碎物料的過(guò)程中，錘片高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使物料與錘片的棱角和篩片、齒板發(fā)生劇烈搓擦、碰撞與反復(fù)沖擊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的粉碎。在粉碎過(guò)程中，錘片對(duì)飼料顆粒的正面沖擊作用和棱角對(duì)飼料的剪切作用，降低了能耗和產(chǎn)品粒度，使粉碎機(jī)的粉碎效率和質(zhì)量大大提高。
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的粉碎機(jī)錘片線速度一般取80—90m/s，且越接近頂端，其線速度越大，沖擊物料的頻率也越高，磨損量也越多。在這一過(guò)程中，有棱角的錘片打擊效果最好，此時(shí)對(duì)物料的作用為正面沖擊，故只需要較少的能量即可將物料擊碎；而當(dāng)錘片的棱角受到磨損后，物料與錘片的接觸變?yōu)榱似牡臎_擊，不僅增大了粉碎機(jī)的能耗，使粉碎成品粒度變大，降低了其粉碎效果和生產(chǎn)效率，而且錘片磨損后其端部形成楔形。
錘片磨損后，正面沖擊作用變?yōu)榍邢騽澆磷饔茫斐蓪?duì)錘片更大的磨損；同時(shí)，楔形的刃面使得物料在錘片與篩片之間大量堆積，增大了錘片和篩片之間的摩擦力和正壓力，從而更加速了錘片棱角和篩片的磨損。
由此看來(lái)，提高錘片棱角的耐磨性，使得錘片在橫截面上有合適的硬度分布，是提高粉碎機(jī)效率的一條重要途徑。
2、磨損機(jī)理
飼料粉碎機(jī)所加工的物料相對(duì)于錘片來(lái)說(shuō)均是軟磨料，這種磨損屬于軟物料磨損，是由磨料磨損引起的，主要表現(xiàn)為對(duì)錘片的疲勞、剝離和拋光作用。具體磨損程度還與物料的顆粒質(zhì)量、表面粗糙度以及硬度（或表現(xiàn)為含水率）等因素有關(guān)。同時(shí)，飼料中的硬粒雜質(zhì)是引起錘片磨損的另一原因，而要削弱硬質(zhì)雜質(zhì)對(duì)錘片的影響，就要提高錘片的韌性。
綜合來(lái)看，要減少軟物料對(duì)錘片的磨損，就要使錘片棱角具有足夠的耐磨性，同時(shí)又要保持心部足夠的韌度，故對(duì)于錘片材料的選擇應(yīng)以低碳鋼為宜，并對(duì)其刃部的棱角進(jìn)行局部熱處理，即可使橫截面上呈現(xiàn)合適的硬度梯度分布，從而減弱錘片的磨損。
3、錘片自磨刃工藝
粉碎機(jī)錘片自磨刃理論（如圖2所示）是對(duì)錘片兩側(cè)面（刃面）進(jìn)行局部熱處理（滲碳、滲氮或碳氮共滲等）及相應(yīng)的淬火加低溫回火，使錘片兩側(cè)面（刃面）金相組織為高碳回火馬氏體+粒狀碳／氮化物+少量殘余奧氏體，中間部位為低碳回火馬氏體+鐵素體，從而造成刃面（硬度≥60 HRC）與錘面間部分（硬度≤35 HRC）明顯的硬度差，使錘片高硬度的刃面磨損量遠(yuǎn)小于側(cè)刃中間部分（錘面）的磨損量（如圖3所示），從而使錘片在整個(gè)工作過(guò)程中一直處于自磨刃狀態(tài)，將錘片的正常磨損過(guò)程變?yōu)樽阅ト姓芜^(guò)程，使粉碎機(jī)錘片保持良好的正面沖擊作用。
其具體工藝如下：選用低碳鋼（價(jià)錢(qián)比較低的Q235或20鋼等）加工錘片，先在錘片的錘面部分采用電刷鍍的方法鍍銅（也可才用其他方法進(jìn)行防滲處理），為了防止軸孔滲碳后硬度增加，對(duì)軸產(chǎn)生破壞，故在軸孔處采用石棉墊加以保護(hù)，以防止?jié)B碳；然后，在錘片工作面的兩側(cè)面（刃面）進(jìn)行局部滲碳（或碳氮共滲）；之后，進(jìn)行淬火和低溫回火處理，使得兩側(cè)面組織為高碳回火馬氏體+殘余奧氏體+粒狀碳化物（或氮化物）組織，兩側(cè)刃之間的錘面組織為低碳回火馬氏體+鐵素體，形成側(cè)刃與刃面間合適的硬度梯度，從而改善錘面截面上的硬度分布，使得錘片在工作的同時(shí)利用物料對(duì)錘片的磨損而獲得對(duì)錘片有利的形狀，完成其自磨刃的過(guò)程。
經(jīng)過(guò)上述處理的錘片，其優(yōu)點(diǎn)不在于其使用壽命能提高多少，而在于在有效工作時(shí)間內(nèi)使得粉碎機(jī)的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率提高，功率消耗降低。
4、結(jié)論
1)雖然材料表面或局部化學(xué)熱處理工藝用于“內(nèi)韌外硬”的各類(lèi)零件已十分成熟，但本項(xiàng)研究是將這一工藝應(yīng)用在零件受力和磨損狀態(tài)特定的刃具類(lèi)零件，依靠表面處理層與非處理層硬度的差異實(shí)現(xiàn)自磨刃效果。
2)該項(xiàng)研究在各項(xiàng)工藝及性能要求上與常規(guī)零件有所不同。通過(guò)以上3個(gè)方面的論述，證明其在理論上是完全可行的，但這一理論對(duì)錘片使用性能的影響還有待于在試驗(yàn)中確定合適的熱處理參數(shù)。
3)經(jīng)自磨刃強(qiáng)化處理后，在錘片使用壽命期內(nèi)提高了加工物料的質(zhì)量（主要是減小產(chǎn)品粒度）和生產(chǎn)效率（主要是棱角對(duì)物料的作用），延長(zhǎng)了錘片的使用壽命，降低了功率消耗，同時(shí)解決了以單相電為動(dòng)力的小型粉碎機(jī)因消耗功率不穩(wěn)定而無(wú)法正常工作的問(wèn)題。
4)隨著我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展，對(duì)飼料粉碎機(jī)械的要求日益提高，這種自磨刃理念必將得到廣泛的應(yīng)用，而且會(huì)隨著材料表面工程等熱處理技術(shù)的發(fā)展而不斷地發(fā)展和改進(jìn)，并且在其他的飼料粉碎機(jī)械中得到推廣。
相關(guān)粉碎機(jī)揉搓機(jī)產(chǎn)品：
1、
秸稈粉碎機(jī)
2、
飼料粉碎機(jī)
3、
鍘草機(jī)
