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無篩粉碎機粉碎粒度及影響因素方面的試驗分析

　　粉碎粒度是評價飼料質(zhì)量和粉碎機性能的一項重要指標(biāo)。粉碎粒度不僅影響飼料的營養(yǎng)價值和利用率，而且對機具的粉碎效率、能耗及飼料成本都起著決定性的作用。因此，研究影響粉碎機粒度的因素以及探求控制合適粒度的措施具有重要的現(xiàn)實意義。

　　粉碎機主要有篩粉碎和無篩粉碎兩大類。對于有篩粉碎已有大量研究，而對無篩粉碎的粒度及影響因素方面的研究則很少。鑒于此，對9FRZ-520（C）型無篩粉碎機進(jìn)行試驗分析。

　　1 試驗設(shè)備

　　試驗設(shè)備如圖 l 所示。經(jīng)第 1 輪探索性的初步試驗，確定了影響粉碎機粒度的兩個重要因素為排粉方式和錘片末端線速度。第2輪試驗是針對上述兩個重置一個定盤，定盤的底部( 環(huán)面上) 均勻分布著長條孔。定盤是通過螺栓固定到機體上，可做軸向移動。在粉碎室內(nèi)設(shè)置一對動盤，靠風(fēng)機室一側(cè)的動盤與定盤的間隙為H( 可調(diào))。工作時，達(dá)到一定細(xì)度的物料成品在風(fēng)機吸力的作業(yè)下，從兩盤間隙之間或條孔吸入風(fēng)機室而排出機外，通過調(diào)節(jié)兩盤間隙或改變條孔寬度（百葉窗結(jié)構(gòu)，條孔長為 40mm）來獲得不同的物料成品粒度。

　　試驗臺參數(shù)與試驗條件：轉(zhuǎn)子齒間隙為10mm；粉碎室有效寬度為10片；配套動力為1.1 kW；布袋集粉；物料含水率在 12％以下。

　　2 影響粉碎機粒度的重要因素

　　2.1 排粉方式對粒度的影響

　　9FRZ-520( C) 型無篩粉碎機是采用調(diào)節(jié)動定盤

　　間隙來獲得不同粒度的物料成品，其間隙調(diào)節(jié)范圍為7～16 mm。間隙越大，粒度越大。當(dāng)粉碎物料是玉米時，在上述 間隙范圍內(nèi)物料成 品的平均粒徑小于 0.85 mm( 錘片線速度大于60 m/s ) ，平均粒徑在最佳飼料粒徑范圍之外，且工作效率較低。本試驗臺排粉方式為既可從動定盤間隙中排粉，又可從定盤環(huán)面上的長條孔中排粉。為簡化試驗，將動定盤間隙定為常數(shù) 12 mm，而僅變換定盤上的長條孔寬度進(jìn)行試驗試驗取兩平行樣，一次取樣量 100g ，錘片末端線速度為47 m/s。試驗結(jié)果明：B=0時( B為定盤條孔寬度) ，平均粒徑遠(yuǎn)低于最佳飼料粒度下限，生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量只是 B= 6mm時的 59.3%和54.7% ；動定盤間隙H=12 mm固定不變；定盤上條孔寬度由小到大變化時，生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量也隨之增大；當(dāng)取下定盤( 即B=∞) 時，生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量均達(dá)到了最大，但此時的物料平均粒徑為 2.20 mm

　　( 此種狀況不能用于實際飼料生產(chǎn))。在 B=0和 B=∞ 時，粉料100目篩下物分別為5.5%和0.30%。

　　

　　1. 喂料槽

　　2. 動刀片

　　3. 齒板

　　4. 錘片

　　5. 粉碎室

　　6. 錘架盤

　　7. 拋送室

　　8. 葉片

　　9. 軸承

　　l0. 皮帶輪

　　l1. 物料拋出口

　　l2. 活動隔板

　　l3. 活動弧板

　　圖l 試驗設(shè)備示意圖

　　因此可得出：條孔寬度不同時，物料的重復(fù)破碎率不同。定盤條孔越窄，氣流阻力越大，排粉不暢，粉料在粉碎室停留時間就越長，重復(fù)破碎率也就越高， 度電產(chǎn)量下降，能耗增加。

　　2.2 錘片末端線速度對粉碎粒度的影響

　　因本試驗臺是采用錘片式?jīng)_擊粉碎原理進(jìn)行物料 粉碎的，沖擊力的大小同粉碎粒度、粒度分布及生產(chǎn) 效率間有密切關(guān)系。安排5組試驗來定量分析無篩粉碎機錘片末端線速度( 線速度與沖擊力成正比) 同粉碎粒度分布及生產(chǎn)效率的關(guān)系。B= 6 mm固定，試驗結(jié)果如圖2所示。

　　

　　由圖2可知：線速度越高，物料成品的平均粒徑越小，100目( 0.15mm) 篩下物的超微粉比例越大。在線速度為26.4 m/s和 76.4m/s時，100目篩下物的超微粉比例分別為3.56%和8.24%，平均粒徑分別為 1.51 mm和 0.62 mm。

　　由此得出推論：采用錘片沖擊式粉碎原理的粉碎機沖擊破碎物料產(chǎn)生的粉體是一種不同粒徑大小的顆?；旌衔?，沖擊力越大( 線速度越高) ，平均粒徑越小，超微粉所占比例也就越大。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因：一是速度高沖擊力大，物料破碎充分；二是一部分已經(jīng)破碎的小顆粒因未及時排出，被重復(fù)破碎造成過粉碎。試驗表明，錘片末端線速度在35～ 47 m/s區(qū)間時，粉體的平均粒徑在最佳飼料粒度范圍之內(nèi)，此時粉體超微粉比例也較小。

　　根據(jù)上述試驗數(shù)據(jù)，并利用數(shù)值分析中牛頓二項式插值法，可擬合出錘片末端線速度同生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量的二次關(guān)系式。

　　

　　式中

　　y—生產(chǎn)率( kg/h )；

　　z—度電產(chǎn)量( kg/ kW · h )；

　　x一錘片末端線速度( m/s )。

　　利用以上兩個關(guān)系式可計算出錘片末端線速度為 26.4～47 m/s 區(qū)間內(nèi)任一點的生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量值，且經(jīng)求導(dǎo)數(shù)運算得出兩個極值點為最大生產(chǎn)率點 ( 42.6，197.7 ) 和最大度電產(chǎn)量點( 33. 8，166.8 ) ， 曲線圖如圖3和圖4所示。

　　

　　3 結(jié)論

　　1 ) 在粉碎玉米時，對于小型錘片式無篩粉碎機，最佳錘片末端線速度為35～45 m/s；大中型機為40～50 m/s，此時的平均粒度為1.0～1.3mm，生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量都較高。

　　2 ) 無篩粉碎機的排粉方式以采用從動定盤問。 隙和定盤環(huán)面長條孔同時排粉為好。長條孔寬度為 6mm，線速度為43～47m/s時，成品的平均粒度在1mm左右( 最佳)。在同等開孔率的條件下，長條孔分布在環(huán)面的靠外緣部位更有利，僅此一項可提高生產(chǎn)率10%以上。