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锤片式粉碎机是农副产品生产加工中的重要设备，是一种利用高速旋转的转子（锤片）来粉碎物料的加工机械。锤片式粉碎机具有结构简单、通用性强、生产率高、使用安全等特点，可粉碎除水分较高的物料外的所有物料，是饲料生产加工的必备设备。锤片式粉碎机粉碎加工后的物料，颗粒增多，表面积增大，体积减小，增加了消化酶对饲料的消化速度，有利于提高牲畜的适口性，促进牲畜消化吸收，同时也便于饲料的输送、混合与制粒。不同粒度物料饲养试验所得的营养物质消化率的变化见表1。
从表1可以看出，物料的粒度对牲畜的消化率影响很大。因此，研究锤片式粉碎机械技术性能，对发展饲料加工业和经济有着重要的意义。 筛网也称筛底、筛片、筛板，是锤片式粉碎机上主要配件之一，也是易损件之一。多年来，粉碎机筛网易出现断裂、串孔、不耐用、堵塞等问题，造成粉碎机作业过程中产生无用的能耗，饲料粉末率过高，并且饲料温升比较大。这样，不仅造成浪费，增加了生产成本，而且直接影响粉碎机的生产效率。因此，加大对易于疏忽设计的粉碎机重要的工作部件——筛网进行研究的力度，合理设计，提高筛网产品质量，使其实现标准化、通用化、适用化，是非常重要的。 1 锤片式粉碎机的构造及工作机理 锤片式粉碎机一般由供料装置、粉碎室（或称工作腔）排料装置等部分组成，粉碎室包括转子、锤片、齿板、筛网（或称筛板、筛片）。锤式粉碎机使用的供料装置可以分为切向喂入式（饲料从沿转子的切线方向进入粉碎室）、轴向喂入式（饲料沿转子的轴线方向即与主轴平行进入粉碎室）、径向（顶部）喂入式3种。 锤片式粉碎机工作原理：由电动机通过皮带轮带动转子在粉碎室内高速旋转，粉碎原料从粉碎机进料装置进入，高速转动的锤片将物料带入到粉碎室，物料被锤片打击、冲撞进而被切割粉碎，粉碎颗粒在瞬间被提速并在粉碎室内作圆周运动，以较高的速度飞向齿板，与齿板撞击进一步破碎，如此反复打击，使物料粉碎成小碎粒，在打击、撞击的同时还受到锤片端部与筛面的摩擦、搓擦作用而进一步粉碎。在此期间，达到尺寸要求的粉碎小颗粒随即通过筛网排出，留在筛网面上的较大颗粒，再次受到粉碎，直到从筛网的筛孔排出。 2 锤片式粉碎机的筛网技术分析 筛网是锤式粉碎机主要工作部件，也是易损部件之一。筛网的形状尺寸不同，其粉碎原料的过筛能力也不同。若筛网包角大、孔径大，则利于排粒，生产率就会提高；其次，在结构设计上，要尽可能破坏物料的环流层，使细粒能及时地排出，避免重复而无效的过度粉碎。为提高锤片式粉碎机的生产效率，必须提高筛网的筛落能力，以克服其排粉效率低于粉碎效率的缺点。 2.1 筛网厚度及包角的技术分析 筛网的厚度及包角对物料的透筛能力具有一定的影响。工作时，物料在气、锤片打击和自身重力共同作用下运动，一般与筛孔开孔方向成一定角度排出。若筛网太厚，则会影响物料的透筛能力，并且使粉碎物料变细；若筛网过薄，则开孔率高，筛网易破裂。按照GB3943-1983 标准中规定，筛网可选用0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm 厚的钢板制造。大型粉碎机的筛网不能太薄，因大型粉碎机粉碎室内产生气流量大，筛网在单位时间内受到物料的碰撞力大，筛网磨损快，因此应选取适当厚度的筛网；小型的饲料粉碎机筛网应选用较薄的钢板，因小型粉碎机粉碎室内的气流量有限，钢板较厚时，粉碎物料通过筛孔的时间较长，不利于透筛，而且当物料含水率较高时，碎物料易堵孔。目前，为延长筛网的使用寿命，可采取加强固定筛网皮壳的办法。 筛网包围转子的角度叫筛网的包角。一般情况下，若粉碎机筛网包角大，则其筛分面积也大，有利于出粉，度电产量较高。目前，粉碎机筛网包角有180°、270°、300°、360°等多种，切向进料采用180°、径向270°或300°、轴向进料360°，相对应的筛网分为底筛、侧筛和环筛。在粉碎室宽度相同的条件下，加大筛网的包角，能增大筛理面积，提高度电产量。以粉碎玉米为例进行试验，数据见表2。
根据实验结果，度电产量随包角的增加而增加，而且筛孔直径越小，筛网包角对度电产量的影响越大。适当地增大筛网包角，在一定程度上可以有效地提高生产效率。但是，若筛网包角过大 （大于270°），则不能有效地提高粉碎性能，而且筛网孔径越小，筛网包角对粉碎效率的影响越大。如果要求粉碎物料粒度小，就应采用大的筛网包角、小的筛孔直径，从而提高度电产量和产品粒度均匀性；如果要求粉碎物粒度大，就应采用小的筛网包角、大的筛孔直径。总的来说，原则上是采用大的筛网包角。 2.2 筛孔参数的技术分析 杰克帕森报道，粉碎机在粉碎谷物类饲料的生产率与输出功率和筛孔直径是成比例的，用公式表示为 G=J×P×d 其中，G为生产率，P为输出功率，d为筛孔直径，J为杰克帕森系数（该系数的值可通过试验得到）。 试验证明，筛孔直径的大小直接影响被粉碎饲料的细碎度。随着筛孔的加大，锤片式粉碎机的生产效率也提高。例如，筛孔由1mm加大到1.5mm，生产效率提高40%以上；从1.5mm加大到2mm，生产效率提高50%以上；从2mm加大到3mm，生产效率提高50%以上。 筛孔是用来控制饲料的粗细程度，是影响筛分效率和粉碎质量的重要因素之一。筛孔的形状有多种，常用的筛网有圆柱型筛孔、圆锥型筛孔、鱼鳞型筛孔3种。鱼鳞型筛孔比圆柱型筛孔好，但易磨损，成品较粗。根据性能价格比来看，目前圆孔筛网应用最广泛。圆锥孔为了容易出料，应使孔大的一侧向外。筛网的筛孔采用冲制工艺，一面是光面，另一面有毛刺。安装新筛网时，应将毛刺一面朝向转子，增加筛网对饲料的碰撞和摩擦作用，也有利于出料。 筛孔的尺寸不仅关系到粉碎颗粒的粗细大小，而且决定物料粉碎后是否能够及时通过筛网漏出。 粉碎颗粒的粒径只在颗粒比筛孔尺寸小的时候，相对粒度小于3/4的颗粒才可能透过筛网。筛孔直径越小，饲料粉碎得越细，但度电产量显著下降；筛孔直径越大，度电产量越高，但饲料粉碎得粗。筛孔一般按直径分为小孔（1~2 mm）、中孔（3~4mm ）、粗孔（5~6 mm）、大孔（8mm以上）。在实际的生产加工中，选择筛网是由饲料喂养的对象决定的，应首先满足产品的粒度要求，根据筛网强度再尽可能选用大孔径筛网，以提高饲料粉碎效率及节约能耗。当选用筛孔直径小于1.2mm时，可使用不锈钢筛网来提高强度，延长筛网使用寿命。 一般情况下，颗粒与筛孔形状越相似越容易筛。不同畜禽在不同生长阶段对饲料的粗细要求也不同，应在满足对饲料要求的前提下，采用大孔径筛网，提高饲料通过率，降低能耗，提高生产率。 2.3 筛网的开孔率技术分析 锤片式粉碎机的生产率受筛板开孔率的制约，计算公式为:G=VFρ 式中，G为粉碎机的生产率，单位为 t/h；V 为饲料通过筛孔时的平均速度，单位为 m/s；F为筛网的有效筛理面积或称过滤面积，单位为m2；ρ为饲 料通过筛板时的容重，单位为t/m3。 由上式可见，加大筛板面积，提高筛板的开孔率，从而可提高粉碎机的生产率。据研究，当F增大9%，G可提高35%，电耗降低13%。筛板上所耗的功率占粉碎机全部功率的85%。 当粉碎机型号选定后，筛网面积已经确定，这时只有提高筛网的开孔率来提高粉碎效率。开孔率是筛网质量的一个重要参数，它是指筛网上筛孔总面积占整个筛网有效筛粒面积的百分率，标准筛片开孔率K计算公式为
或
式中，K为开孔率，单位为%；d为筛孔直径，单位为mm；r为筛网孔距，单位为mm。 K值随筛孔直径的增大而增大，随筛孔孔距的增大而减小，应尽可能提高K值，以提高粉碎机的生产率，降低功耗。相同孔径的筛网物料过筛能力，筛网开孔率越大，筛分能力强，粉碎时可供物料过筛的面积就越大，粉碎效率也就越高，粒度越均匀。在筛孔一定的情况下，如果开孔率低于对应值，则影响粉碎机的生产能力，并引起饲料过度粉碎，电耗增大，生产率降低。φ1.2mm及以上筛网开孔率见表3。
开孔率增大有2种方式，一是增大筛孔直径，但这种方式使饲料产品粒度增大，均匀性降低；二是缩小筛孔间距，这会降低筛片的强度。φ1.2mm以下筛网，开孔率达到标准时，强度较差，可使用不锈钢筛网或减小筛网易碎区的开孔率，以提高使用寿命。 3 结束语 在筛网进行设计中应注重3点：①要根据锤片式粉碎机的规格来设计筛网的厚度及包角；②在满足产品的粒度要求条件下，根据筛网强度尽可能用大孔径筛网；③当筛网面积已经确定，可适当提高筛网的开孔率。通过对锤片式饲料粉碎机械的易损、易忽视的工作部件——筛网进行研究分析，找出影响生产效率、功耗、粉碎粒度不均匀的因素，正确合理地设计筛网，可以提高饲料的粉碎效率及节约能耗，降低加工成本，加工生产出符合要求的各种粒度的饲料，以达到最佳效果。 |
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