飼料粉碎機高速運轉時,轉子周圍的空氣在轉子的作用下,形成了繞轉子軸線回轉的環流運動。由于環流運動,粉碎室內被粉碎成一定粒徑的物料便形成了環流層。大粒徑物料質量大,所受離心力也大,分布在外層的幾率較大;小粒徑物料質量小,所受離心力也小,分布在內層的幾率較大。內層物料受粉碎機工作部件如錘片、扁齒的反復沖擊粉碎,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流運動,造成小粒徑的物料不能及時出篩,因此粉碎機生產率將會降低,噸料電耗將會增加。
為了破壞環流層或者降低環流速度,使物料顆粒在粉碎室內的分布呈紊亂狀態,提高物料顆粒的破碎效率和分離效率,生產企業可采用以下幾點措施予以解決:
1、粉碎室形狀設計為水滴型
水滴型多用于大型錘片式粉碎機的結構設計中,通常轉子直徑>500mm。研究人員針對普通錘片式粉碎機結構特點,將粉碎室從圓形變為水滴形,如圖l。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流,有利于粉碎后物料排出粉碎室。近年來,在水滴型結構的基礎上,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。這種設計,篩片往復振動,等于自動不斷調節錘篩間隙。而且設計了多層篩結構,具有實質性的創新意義,是對粉碎機出料規律認識的重大突破。
2、粉碎機環篩轉子安裝設計成偏心式
偏心式轉子設計是指轉子中心與篩片中心不重合,轉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。偏心式轉子安裝設計使得錘(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。偏心式轉子設計可以破壞粉碎室內大部分環流運動,且制造加工較為容易,對于大、中、小型粉碎機皆適用。
3、適當加寬粉碎機篩體
新疆農科院農業機械化研究所的同志們曾對飼料粉碎機的環流分布做過試驗研究,研究得出:對于有篩粉碎機,環流層沿回轉半徑方向的物料密度分布規律是由小到大,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,提高生產效率具有一定效果。
4、改變傳統的篩片安裝方式和結構
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,生產企業最好配用圖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型式上為普通圓孔篩,大膽嘗試將普通圓孔篩改變為諸如魚鱗形篩等型式,從理論上講也可減少物料環流運動。目前,已有企業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,生產率和噸料電耗指標都提高了不少。
5、增加輔助吸風裝置
有從事農機試驗鑒定工作者曾發表文章,認為物料環流層速度的大小、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,采用輔助吸風系統可有效提高氣流徑向速度,并能有效避免篩孔堵塞,當然氣流必須從進料口或進風口涌入粉碎室,并通過篩孔排出,這樣的氣流才可成為提高粉碎機產量的有效氣流,不過過大的吸風量也會造成無謂的動力消耗,合理配置粉碎機輔助吸風系統非常關鍵。常用的輔助吸風裝置是在粉碎機上配一個風機,或者在轉子上配置一個或者多個能增大風量的葉片。
6、改變轉子結構
物料由進料斗進入粉碎室時,低速的物料首次與高速旋轉的工作部件(錘片、扁齒)發生劇烈的撞擊后,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。根據這種推理,合理的粉碎機結構應當盡可能地促使物料顆粒發生相向運動碰撞。原西北農業大學的學者認為:改變轉子的結構可以降低環流速度,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子結構,兩轉子轉向相反,兩轉子的寬度之和約等于常規寬式單轉子的寬度;轉子上工作部件錯開安裝,且旋向相反,以避免相互擦掛。這種設想的粉碎機結構比原來復雜一些,雖然從理論上講,它會提高生產效率,降低噸料電耗,但目前這種結構還未在實踐上得以證明。
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