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無篩粉碎機(jī)粉碎粒度及影響因素方面的試驗(yàn)分析

　　粉碎粒度是評(píng)價(jià)飼料質(zhì)量和粉碎機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。粉碎粒度不僅影響飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和利用率，而且對(duì)機(jī)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(jī)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(shí)意義。

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

　　1 試驗(yàn)設(shè)備

　　試驗(yàn)設(shè)備如圖 l 所示。經(jīng)第 1 輪探索性的初步試驗(yàn)，確定了影響粉碎機(jī)粒度的兩個(gè)重要因素為排粉方式和錘片末端線速度。第2輪試驗(yàn)是針對(duì)上述兩個(gè)重置一個(gè)定盤，定盤的底部( 環(huán)面上) 均勻分布著長(zhǎng)條孔。定盤是通過螺栓固定到機(jī)體上，可做軸向移動(dòng)。在粉碎室內(nèi)設(shè)置一對(duì)動(dòng)盤，靠風(fēng)機(jī)室一側(cè)的動(dòng)盤與定盤的間隙為H( 可調(diào))。工作時(shí)，達(dá)到一定細(xì)度的物料成品在風(fēng)機(jī)吸力的作業(yè)下，從兩盤間隙之間或條孔吸入風(fēng)機(jī)室而排出機(jī)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(zhǎng)為 40mm）來獲得不同的物料成品粒度。

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

　　2 影響粉碎機(jī)粒度的重要因素

　　2.1 排粉方式對(duì)粒度的影響

　　9FRZ-520( C) 型無篩粉碎機(jī)是采用調(diào)節(jié)動(dòng)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(shí)，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(yàn)臺(tái)排粉方式為既可從動(dòng)定盤間隙中排粉，又可從定盤環(huán)面上的長(zhǎng)條孔中排粉。為簡(jiǎn)化試驗(yàn)，將動(dòng)定盤間隙定為常數(shù) 12 mm，而僅變換定盤上的長(zhǎng)條孔寬度進(jìn)行試驗(yàn)試驗(yàn)取兩平行樣，一次取樣量 100g ，錘片末端線速度為47 m/s。試驗(yàn)結(jié)果明：B=0時(shí)( 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(shí)的 59.3%和54.7% ；動(dòng)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(shí)，生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量也隨之增大；當(dāng)取下定盤( 即B=∞) 時(shí)，生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量均達(dá)到了最大，但此時(shí)的物料平均粒徑為 2.20 mm

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

　　

　　1. 喂料槽

　　2. 動(dòng)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(dòng)隔板

　　l3. 活動(dòng)弧板

　　圖l 試驗(yàn)設(shè)備示意圖

　　因此可得出：條孔寬度不同時(shí)，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(shí)間就越長(zhǎng)，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(duì)粉碎粒度的影響

　　因本試驗(yàn)臺(tái)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(yàn)來定量分析無篩粉碎機(jī)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(yàn)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(shí)，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(jī)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(shí)排出，被重復(fù)破碎造成過粉碎。試驗(yàn)表明，錘片末端線速度在35～ 47 m/s區(qū)間時(shí)，粉體的平均粒徑在最佳飼料粒度范圍之內(nèi)，此時(shí)粉體超微粉比例也較小。

　　根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用數(shù)值分析中牛頓二項(xiàng)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(gè)關(guān)系式可計(jì)算出錘片末端線速度為 26.4～47 m/s 區(qū)間內(nèi)任一點(diǎn)的生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量值，且經(jīng)求導(dǎo)數(shù)運(yùn)算得出兩個(gè)極值點(diǎn)為最大生產(chǎn)率點(diǎn) ( 42.6，197.7 ) 和最大度電產(chǎn)量點(diǎn)( 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(shí)，對(duì)于小型錘片式無篩粉碎機(jī)，最佳錘片末端線速度為35～45 m/s；大中型機(jī)為40～50 m/s，此時(shí)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(jī)的排粉方式以采用從動(dòng)定盤問。 隙和定盤環(huán)面長(zhǎng)條孔同時(shí)排粉為好。長(zhǎng)條孔寬度為 6mm，線速度為43～47m/s時(shí)，成品的平均粒度在1mm左右( 最佳)。在同等開孔率的條件下，長(zhǎng)條孔分布在環(huán)面的靠外緣部位更有利，僅此一項(xiàng)可提高生產(chǎn)率10%以上。