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锤片式粉碎机工作效率及降噪改进探讨

时间:2019-6-11 1:26:08 浏览:4091次

     锤片式粉碎机是通过转子高速运转对物料进行分散粉碎的一种加工机械,是粮食和饲料加工的必备设备,在我国应用十分广泛。研究锤片式粉碎机的粉碎效果和噪声控制,结合粉碎机的工作原理,分析在不同工作条件和电动机端电压下,不同物料的粉碎效果和效率,旨在为粉碎机加工制造企业提供可靠的理论依据。

1  锤片式粉碎机质量评价指标

        锤片式粉碎机具有占地面积小、粉碎效率高、结构简单、维修方便、耗电量少、价格低等优点,在饲料加工行业中应用广泛。但锤片式粉碎机存在效率偏低、能耗高、粉碎粒度不均匀、噪音大等问题,尤其在粉碎微小颗粒时,物料温度升高使粉碎机噪声加大且粉碎粒度不均匀。粉碎微小颗粒时,锤筛的间隙和筛孔都比较小,在转子的转动摩擦下,粉碎物料通过筛板的难度增大,物料与筛板摩擦热能大,导致电机的一部分功率转化为噪声和热能,且物料会在粉碎室内过度粉碎,造成粉碎粒度不均匀。随着饲料产业的发展,对粉碎机的要求也日趋严格,生产效率高、质量好、低耗能、结构简单、灰尘少、低噪音等逐渐成为考量饲料粉碎机质量的指标。
 

2  国内外锤片式粉碎机发展状况

        1985年,第一台锤片式粉碎机在美国问世,从此很多国家对锤片粉碎机进行大量科研与分析。由于地区差异,粉碎机的发展方向不同,美国等国家以加大筛片面积为主,而欧洲一些国家则以提高物料破碎率为发展方向,扩大冲击齿板的面积。

       20世纪90年代起,我国科技人员在对原有结构进行改进后,生产出新型锤片粉碎机,并在国内大量应用。近年来,国内又出现卧式粉碎机、立式粉碎机、灌袋粉碎机、双轴粉碎机等产品,其品质和工作效率均有很大提高。目前,我国的粉碎机制作技术已经处于世界领先水平,成为同行业的领头兵。
 

3  粉碎机噪声的控制条件与现状

3.1 噪声控制原理

        噪声是环境污染的因素之一,可分为机械噪声和空气噪声。噪声控制是目前亟待解决的问题。在产品销售过程中,噪声大小是商家的有力卖点,也是用户关心的热点。解决噪声污染,需要用实验来寻找和分析问题,找到噪声的来源和产生位置。粉碎机的构造及工作原理是产生噪声和振动的主要原因,改造起来困难,在没有一定实验数据作支撑的情况下,是不可能进行改造和创新的。

3.2 噪声的识别与解决办法

        1)金属撞击声是内部转子(锤片)与外部腔体碰撞所发出的,解决办法是改变工作腔与转子的工作间隙。

        2)哨声的发出是气流流动时所产生的,查找漏气部位,及时填补。

        3)震动声由轴承部位发出,由两块轴承不同心造成或因转子转速过高引起,解决办法是调节轴心位置和轴向间隙及转子转速。

        4)粉碎机发出的声音是粉碎机钢板过薄或降噪隔垫松动产生的,解决办法是加厚工作腔钢板及调节降噪隔垫厚度。

 

4  锤片式粉碎机工作机理及构造

       与传统齿盘式饲料粉碎机相比,锤片式饲料粉碎机的结构更为简单,主要由进料口、转子、锤片、筛网、工作腔、出料口等组成,锤片是其核心部件。

        锤片式饲料粉碎机的工作原理是:粉碎原料从粉碎机进料口进入,高速转动的锤片将物料带入到加速区,粉碎颗粒在瞬间被提速并在粉碎室内作圆周运动,达到尺寸要求的粉碎颗粒随即通过筛网排出。

        粉碎原料在粉碎室内的运动方式和破碎过程非常复杂,主要通过锤片打击、冲撞进而被切割粉碎。由于物料与空气环流场并存,若提高粉碎机的工作效率,可以改变物料运行的圆周轨迹,即改变物料的圆周余地,人为设置障碍,增加物料二次碰撞机会。另外,改变空气环流方向和速度,也可提高粉碎机的工作效率。改变空气环流的反复性,在工作腔的一侧加装一个风机来改变空气环流的方向,迫使物料在工作腔多次参与碰撞,从而被破碎且不残留在筛片周围。
 

5  锤片式粉碎机粉碎效率试验

        样机选用瓦房店畅通机械有限公司的产品——EQ400型饲料粉碎机,该机外壳由钢板焊接而成,转子直径400mm,风机外壳直径260mm,在饲料加工行业中应用比较广泛。


        经过对各种影响粉碎机工作效率的因素进行对比试验,得出以下结论:

         1)风机和风压净值的大小直接影响粉碎机的工作效率。若风压太小或风量过低,无法带走破碎的物料;若风机太大,会消耗电动机的功率,降低粉碎效率。风机大小一定要与电动机的功率相匹配,以达到功率最大化。

         2)物料的硬度和含水率直接影响粉碎机的工作效率。物料硬实,效率高,反之效率降低;物料湿度小,粉碎机工作效率高,反之效率明显降低。

         3)筛片材质和筛孔密度对生产效率有很大影响。钢化材质筛片的破碎效率明显高于普通冷板筛片;筛孔密度和排列方法对生产效率有一定影响,筛片孔的直径与物料的湿度有一定的配比,配比不当会导致生产效率下降。

         4)锤片数量是粉碎机生产效率的关键。在筛片宽度30mm、粉碎机锤片数量20的配比下,粉碎机的效率最高。锤片数量会对生产效率产生影响。

         5)机械设计对生产效率的影响不可忽视。工作腔在正圆状态下效率最低,椭圆状态的效率优势明显,水滴状态的效率最高。在工作腔内必须设定磨板,其对物料的破碎起一定的作用,同时增加物料物理撞击的力量,提高工作效率。导致生产效率下降。

         6)电动机的功率与机器的生产率需要严格匹配。正常情况下,1kW的功率可加工200kg物料,按照该数据配套相应的电动机。

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