錘片式粉碎機(jī)是通過轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)對物料進(jìn)行分散粉碎的一種加工機(jī)械，是糧食和飼料加工的必備設(shè)備，在我國應(yīng)用十分廣泛。研究錘片式粉碎機(jī)的粉碎效果和噪聲控制，結(jié)合粉碎機(jī)的工作原理，分析在不同工作條件和電動機(jī)端電壓下，不同物料的粉碎效果和效率，旨在為粉碎機(jī)加工制造企業(yè)提供可靠的理論依據(jù)。
1 錘片式粉碎機(jī)質(zhì)量評價指標(biāo)
錘片式粉碎機(jī)具有占地面積小、粉碎效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、耗電量少、價格低等優(yōu)點，在飼料加工行業(yè)中應(yīng)用廣泛。但錘片式粉碎機(jī)存在效率偏低、能耗高、粉碎粒度不均勻、噪音大等問題，尤其在粉碎微小顆粒時，物料溫度升高使粉碎機(jī)噪聲加大且粉碎粒度不均勻。粉碎微小顆粒時，錘篩的間隙和篩孔都比較小，在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動摩擦下，粉碎物料通過篩板的難度增大，物料與篩板摩擦熱能大，導(dǎo)致電機(jī)的一部分功率轉(zhuǎn)化為噪聲和熱能，且物料會在粉碎室內(nèi)過度粉碎，造成粉碎粒度不均勻。隨著飼料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對粉碎機(jī)的要求也日趨嚴(yán)格，生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、低耗能、結(jié)構(gòu)簡單、灰塵少、低噪音等逐漸成為考量飼料粉碎機(jī)質(zhì)量的指標(biāo)。
2 國內(nèi)外錘片式粉碎機(jī)發(fā)展?fàn)顩r
1985年，第一臺錘片式粉碎機(jī)在美國問世，從此很多國家對錘片粉碎機(jī)進(jìn)行大量科研與分析。由于地區(qū)差異，粉碎機(jī)的發(fā)展方向不同，美國等國家以加大篩片面積為主，而歐洲一些國家則以提高物料破碎率為發(fā)展方向，擴(kuò)大沖擊齒板的面積。
20世紀(jì)90年代起，我國科技人員在對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)后，生產(chǎn)出新型錘片粉碎機(jī)，并在國內(nèi)大量應(yīng)用。近年來，國內(nèi)又出現(xiàn)臥式粉碎機(jī)、立式粉碎機(jī)、灌袋粉碎機(jī)、雙軸粉碎機(jī)等產(chǎn)品，其品質(zhì)和工作效率均有很大提高。目前，我國的粉碎機(jī)制作技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，成為同行業(yè)的領(lǐng)頭兵。
3 粉碎機(jī)噪聲的控制條件與現(xiàn)狀
3.1 噪聲控制原理
噪聲是環(huán)境污染的因素之一，可分為機(jī)械噪聲和空氣噪聲。噪聲控制是目前亟待解決的問題。在產(chǎn)品銷售過程中，噪聲大小是商家的有力賣點，也是用戶關(guān)心的熱點。解決噪聲污染，需要用實驗來尋找和分析問題，找到噪聲的來源和產(chǎn)生位置。粉碎機(jī)的構(gòu)造及工作原理是產(chǎn)生噪聲和振動的主要原因，改造起來困難，在沒有一定實驗數(shù)據(jù)作支撐的情況下，是不可能進(jìn)行改造和創(chuàng)新的。
3.2 噪聲的識別與解決辦法
1）金屬撞擊聲是內(nèi)部轉(zhuǎn)子（錘片）與外部腔體碰撞所發(fā)出的，解決辦法是改變工作腔與轉(zhuǎn)子的工作間隙。
2）哨聲的發(fā)出是氣流流動時所產(chǎn)生的，查找漏氣部位，及時填補(bǔ)。
3）震動聲由軸承部位發(fā)出，由兩塊軸承不同心造成或因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過高引起，解決辦法是調(diào)節(jié)軸心位置和軸向間隙及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
4）粉碎機(jī)發(fā)出的聲音是粉碎機(jī)鋼板過薄或降噪隔墊松動產(chǎn)生的，解決辦法是加厚工作腔鋼板及調(diào)節(jié)降噪隔墊厚度。
4 錘片式粉碎機(jī)工作機(jī)理及構(gòu)造
與傳統(tǒng)齒盤式飼料粉碎機(jī)相比，錘片式飼料粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)更為簡單，主要由進(jìn)料口、轉(zhuǎn)子、錘片、篩網(wǎng)、工作腔、出料口等組成，錘片是其核心部件。
錘片式飼料粉碎機(jī)的工作原理是：粉碎原料從粉碎機(jī)進(jìn)料口進(jìn)入，高速轉(zhuǎn)動的錘片將物料帶入到加速區(qū)，粉碎顆粒在瞬間被提速并在粉碎室內(nèi)作圓周運(yùn)動，達(dá)到尺寸要求的粉碎顆粒隨即通過篩網(wǎng)排出。
粉碎原料在粉碎室內(nèi)的運(yùn)動方式和破碎過程非常復(fù)雜，主要通過錘片打擊、沖撞進(jìn)而被切割粉碎。由于物料與空氣環(huán)流場并存，若提高粉碎機(jī)的工作效率，可以改變物料運(yùn)行的圓周軌跡，即改變物料的圓周余地，人為設(shè)置障礙，增加物料二次碰撞機(jī)會。另外，改變空氣環(huán)流方向和速度，也可提高粉碎機(jī)的工作效率。改變空氣環(huán)流的反復(fù)性，在工作腔的一側(cè)加裝一個風(fēng)機(jī)來改變空氣環(huán)流的方向，迫使物料在工作腔多次參與碰撞，從而被破碎且不殘留在篩片周圍。
5 錘片式粉碎機(jī)粉碎效率試驗
經(jīng)過對各種影響粉碎機(jī)工作效率的因素進(jìn)行對比試驗，得出以下結(jié)論：
樣機(jī)選用瓦房店暢通機(jī)械有限公司的產(chǎn)品——EQ400型飼料粉碎機(jī)，該機(jī)外殼由鋼板焊接而成，轉(zhuǎn)子直徑400mm，風(fēng)機(jī)外殼直徑260mm，在飼料加工行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛。試驗參數(shù)及結(jié)果見表1。
經(jīng)過對各種影響粉碎機(jī)工作效率的因素進(jìn)行對比試驗，得出以下結(jié)論：
1）風(fēng)機(jī)和風(fēng)壓凈值的大小直接影響粉碎機(jī)的工作效率。若風(fēng)壓太小或風(fēng)量過低，無法帶走破碎的物料；若風(fēng)機(jī)太大，會消耗電動機(jī)的功率，降低粉碎效率。風(fēng)機(jī)大小一定要與電動機(jī)的功率相匹配，以達(dá)到功率最大化。
2）物料的硬度和含水率直接影響粉碎機(jī)的工作效率。物料硬實，效率高，反之效率降低；物料濕度小，粉碎機(jī)工作效率高，反之效率明顯降低。
3）篩片材質(zhì)和篩孔密度對生產(chǎn)效率有很大影響。鋼化材質(zhì)篩片的破碎效率明顯高于普通冷板篩片；篩孔密度和排列方法對生產(chǎn)效率有一定影響，篩片孔的直徑與物料的濕度有一定的配比，配比不當(dāng)會導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。
4）錘片數(shù)量是粉碎機(jī)生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在篩片寬度30mm、粉碎機(jī)錘片數(shù)量20的配比下，粉碎機(jī)的效率最高。錘片數(shù)量會對生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。
5）機(jī)械設(shè)計對生產(chǎn)效率的影響不可忽視。工作腔在正圓狀態(tài)下效率最低，橢圓狀態(tài)的效率優(yōu)勢明顯，水滴狀態(tài)的效率最高。在工作腔內(nèi)必須設(shè)定磨板，其對物料的破碎起一定的作用，同時增加物料物理撞擊的力量，提高工作效率。導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。
6）電動機(jī)的功率與機(jī)器的生產(chǎn)率需要嚴(yán)格匹配。正常情況下，1kW的功率可加工200kg物料，按照該數(shù)據(jù)配套相應(yīng)的電動機(jī)。
