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1、飼料粉碎機設計 摘要：錘片式飼料粉碎機的工作效率和飼料破碎質量受多種因素的影響，粉碎室的進料量和工作效率是影響粉碎效果的主要原因之一。所以，設計了一種帶肋的進料破碎機結構，并將 PID 控制器引入進料輸入控制系統(tǒng)，以提高進料破碎機的自動適應和調節(jié)功能。為了提高破碎室的工作效率和破碎質量，采用雙圓盤模式計算了旋轉副設定值，在錘片上添加了肋板結構，在送料裝置上設計了PID調節(jié)器。送料量能依據(jù)錘片的阻力和破碎質量進行自我調節(jié)。最后，通過試驗樣機對進料破碎機的破碎性能進行了測試。試驗結果顯示: 采用肋板結構可以有效地減少飼料破碎的工作時間，使勞動效率上升。PID調節(jié)器可以增強進料系統(tǒng)的自動適應

2、能力，加快響應速度，降低超調量，提高進料破碎質量。 關鍵詞: 進料破碎機；自動適應調節(jié)；進料裝置;；PID 控制;；加肋 Abstract: The operation efficiency and crushing quality of hammer feed mill are affected by many factors. Feeding amount of feed and working efficiency of crushing chamber are one of the main factors. For this reason, a structure of fe

3、ed mill with ribbed plate is proposed, and the PID controller is introduced into the feed control system, which improves the adaptive intelligent regulation function of feed mill. In order to improve the working efficiency and crushing quality of the crushing chamber, the rotor is designed as a doub

4、le disc type, and the rib structure is added to the hammer. The PID regulator is designed in the feeding device. The feeding quantity can be adjusted adaptively according to the resistance and crushing quality of the hammer. Finally, the comminution performance of the feed mill is tested by the test

5、 prototype. The results show that the rib structure can effectively shorten the working time of feed comminution and improve the working efficiency. The use of PID regulator can enhance the self-adaptability of feeding system, improve response speed, reduce overshoot and improve the comminution qual

6、ity of feed. Key words: feed Crusher; Adaptive adjustment; Feed device; PID control; Add ribs; 第一章 序言 3 1.1飼料粉碎機的分類 3 1.2 粉碎機整機現(xiàn)狀 4 1.3 粉碎機主要易損部件 5 1.4 國外典型飼料粉碎機技術發(fā)展現(xiàn)狀 6 1.5 我國飼料粉碎機技術發(fā)展值得注意的幾個方面 8 第二章 飼料粉碎機總體方案設計 10 2.1粉碎方案設計 10 2.1.1 工藝路線設計 10 2.1.2 工作過程分析 11 2.2結構特點 11 2.3 性能分析 13 第

7、三章 飼料粉碎機部分零件選型 14 3.1 組合式飼料粉碎機關鍵參數(shù)的設計 14 3.1.1 電機的選擇 14 3.1.2 風機的選擇 14 3.2 轉子轉速 15 3.3錘片 15 3.3.1錘片的形狀及排列 16 3.3.2 錘篩間隙 17 3.4 篩片的選擇 17 3.5 盤式粉碎裝置 18 3.6 供料裝置 19 3.7 平衡與調整 19 結語 21 參考文獻 22 第1章 序言 垂式破碎機是一種新發(fā)明的飼料破碎機。在近些年來，這種機型已經(jīng)在歐美等地區(qū)的飼料廠中投入使用，并具有顯著的效果。和平常使用的的臥式錘片破碎機比較起來，垂式錘片破碎機據(jù)說可以提高

8、產(chǎn)量達百分之二十五，節(jié)能超過百分之三十，且節(jié)省輔助吸氣系統(tǒng),立式錘式破碎機因為它快速換篩系統(tǒng)和多端口分散進料的特點，即將會收到更多的飼料廠的歡迎，有希望成為新一代的飼料破碎機。 現(xiàn)如今,我國用來飼料破碎的核心機型是臥式錘片破碎機。雖然這種機型具有適應性廣、運行可靠、結構簡單、價格低、易于制造和維修等優(yōu)點，但它的不足之處也更加突出,那就是能耗高、生產(chǎn)率低的問題。造成這種問題的主要原因有：這種機型的出料效率低于它的破碎效率;破碎室內(nèi)的氣物循環(huán)層,導致細物料無法及時排出,造成重復的、無效的過度破碎。為了解決這些問題，多年來在設計中采取了許多改進措施，如增大篩板角度、設計水滴研磨室、設計偏心

9、研磨室和加強輔助吸力。雖然這些措施有一定的效果，但由于水平錘式破碎機整體結構的限制，所以難以取得明顯的效果。 在保持立式錘片破碎機核心優(yōu)點的基礎上,改進了立式錘式破碎機存在的問題，減少了能耗，增加了生產(chǎn)率。因為粉磨是飼料廠最關鍵的程序之一,是影響飼料質量、產(chǎn)量、電耗和成本的關鍵因素,破碎機的功率分配一般占飼料廠總分配功率的三分之一以上;所以,立式錘片破碎機的開發(fā)和應用將起到關鍵的作用。寫篇論文對立式錘片破碎機的特點和設計進行了分析和討論,來供大家參考。 1.1飼料粉碎機的分類 飼料破碎機也分為很多種。根據(jù)它的工作原理能分成擊碎、磨碎、壓碎和鋸切碎等類型；按產(chǎn)品顆粒大小和粉碎比能分成粗

10、粉碎機、中粉碎機、微粉碎機和超微粉碎機。 按破碎機轉子的轉動速度可分成低速 (小于70 r/min)、中速 (70 到900 r/min)、高速(大于900 r/min)破碎機。 按照它的結構形式可以分成如圖一所示。 錘片式有篩子的破碎機是飼料工業(yè)中使用最廣泛的初破碎機的型號一。它的基本構造含有各種形態(tài)的篩片(有圓柱形、滴液形、亞橢圓形、U形、凹槽形等)、轉子、錘子和固定在錘子轉子四周的沖擊齒板。破碎原理是無支撐沖擊破碎,在破碎過程中,加工后的物料進入破碎室，用高速旋轉錘反復撞擊、摩擦、碰撞齒輪板，使其逐漸破碎至所需尺寸，并通過篩孔排出。 錘片式?jīng)]有篩子的破碎機是飼料工

11、業(yè)中經(jīng)常使用的一種微型破碎機,按照轉子的分布可以分成立式和臥式兩種類型。這種破碎機按照機械沖擊的原理,這種破碎機通過轉子上的沖擊工件圍繞水平或垂直軸高速沖擊物料，使物料受到?jīng)_擊工件與定子之間的強烈沖擊、摩擦和剪切而破碎。破碎后產(chǎn)生的細粉在氣流的作用下,由分級機排出,粗粉在重力或負壓作用下重新進入破碎區(qū)，重新進行破碎。 輥式破碎機在飼料加工中也是一種經(jīng)常被使用的破碎機, 主要用于糧食原料的破碎和剝落。主要由機體、送料機構、磨輥、清潔刷和傳動裝置構成。在操作中，物料在水平或傾斜的一對或多對磨輥之間通過擠壓、剪切和撕裂的組合作用被壓碎。隨著飼料工業(yè)的發(fā)展和工廠規(guī)模的慢慢增大, 輥式破碎機的使用也逐

12、漸廣泛。和錘片式破碎機對比起來, 它最突出的地方有:粒度均勻，溫升低 , 失水少，轉速慢, 耐磨, 使用壽命長，消耗低, 比錘片式破碎機消耗少百分之三十到八十，粉塵少、噪音污染小。缺點就是對破碎原料有限制, 適合破碎易碎材料；顆粒表面形狀不規(guī)則，多呈矩形；錘式破碎機產(chǎn)生的顆粒主要為球形，體積密度比錘式粉碎機低百分之五到十五。最開始設備投資較多, 潛在維護成本高。 其他類型的破碎機也都有它自身的特點。比如說爪式破碎機的特點是體積小、質量輕、工作速率快、產(chǎn)品大小細、對加工材料適應性強等，它的缺點是能耗大、噪音污染大、單次破碎產(chǎn)量小。 1.2 粉碎機整機現(xiàn)狀 自20世紀九十年代，以江蘇牧羊、江

13、蘇正昌為代表的多家企業(yè)集團在我國飼料機械行業(yè)興起，成為這個行業(yè)的龍頭企業(yè)。通過引進國外先進技術和設備，按照我國市場需求改變產(chǎn)品結構，逐步開發(fā)了75-350千瓦的水滴錘式破碎機和立軸微型破碎機，創(chuàng)建了水滴王、冠軍、優(yōu)勝等企業(yè),形成了標準化、系列化的產(chǎn)品, 部分產(chǎn)品已經(jīng)達到了國際先進技術水平。 截至目前，江蘇木陽集團已經(jīng)創(chuàng)立了以“水多王968”系列破碎機為代表的破碎機、以SWFP“超越”系列微破碎機為代表的微破碎機、以SWFLB“超級”系列微破碎機為代表的超破碎機等多種破碎機。牧羊 968 水滴王型號的破碎機, 配備了75 到350千瓦的功率，產(chǎn)量大約為每時12到70,適用篩片篩孔1.2 ～ 4.

14、0毫米。按照現(xiàn)在的對比檢測結果顯示,968型號在用3.0毫米篩孔將玉米打碎時，每一頓所消耗的電量最低可達5.2千瓦時, 它的粗破碎性能指標和穩(wěn)定性位于領先地位,在結構上,使用了對增加破碎效率有幫助的滴液形篩片 , 一級聯(lián)動式壓篩機構 ,不停下機器就能換篩技術, 可改變的錘篩間隙,實現(xiàn)普通破碎和微破碎的轉換 ,提升了生產(chǎn)效率。 SWFP“超 越”型號的微破碎機功率配置是 55 ～ 200 千瓦, 合適的篩片篩孔為 0.6 ～ 2.0 毫米，每一頓所消耗的電量較低, 使用 1.0 毫米的篩孔篩片將玉米打碎時，每一頓所消耗的電量大約為14.5千瓦時, 使用 0.8 毫米篩孔篩片將玉 米打碎，每一頓

15、所消耗的電量為17.8千瓦時, SWFP66100(132 kW)型魚料研磨產(chǎn)量為 10 噸每小時。SWFLB型 號“超樂”型號超微破碎機, 功率配置是90 ～ 160千瓦, 90%至80%時產(chǎn)量每小時1.2-5.5噸。 上海春谷實業(yè)有限公司研究發(fā)明的橫幅、寬幅多層振動篩錘式破碎機, 它是通過電機、多層篩體(通常分成內(nèi)外兩層篩)、振動器、篩體等部件所形成的。內(nèi)篩網(wǎng)起到耐磨、防破碎的作用，外篩網(wǎng)起到分級、篩選的作用。運行時，外篩網(wǎng)上的物料在振動條件下返回內(nèi)篩網(wǎng)繼續(xù)破碎，振動條件下合格的粉料從外篩孔排出。由于內(nèi)篩網(wǎng)的增加，外篩網(wǎng)的使用壽命增加了一倍，漏網(wǎng)事故減少。本機適用于飼料的普通粉碎和超細

16、粉碎，效率高，粒度均勻，對含水量高、纖維含量高的原料適應性好，易損件壽命長，錘頭更換周期長。 1.3 粉碎機主要易損部件 破碎機的易損件是錘、篩和沖擊齒輪板，也是破碎過程中影響破碎成本的關鍵因素。優(yōu)質的容易損壞的部件可減少備用件消耗，降低更換停機的時間，增多單位時間內(nèi)產(chǎn)量。破碎機錘片的形狀、大小、排列順序、線速度大小對破碎效率有很大的影響。當今世界上有很多種樣子的錘片,每一種錘片的使用性能餓對比如表1所示，矩形錘以其通用性好、生產(chǎn)成本低而得到廣泛應用。我國飼料廠使用的錘片已標準化。JB/T9822.2-1999標準規(guī)定了三種規(guī)格。制造錘子的材料是10號、20號和65號優(yōu)質碳鋼。10號鋼和2

17、0號鋼需要進行滲碳處理，來實現(xiàn)耐磨性和韌性的統(tǒng)一。為了提高錘片的耐磨性，通常使用的處理手段是在錘片的一面和拐角的地方焊接碳化鎢合金，讓錘片表面硬化。實驗結果顯示，和65錳鋼淬火鋼、焊接碳化鎢合金錘片比較起來，前者的成本雖然比后者高2倍以上，但其使用壽命卻提高了7～8倍。國外好的錘片使用先進的涂鴉技術和自動堆焊技術對保護層進行硬化處理，讓它的使用壽命能達到一千個小時，大約是國內(nèi)錘片的1倍。關于錘片的排列類型,主要包括四種排列方式：螺旋排列、對稱排列、交叉排列和對稱交叉排列，基于虛擬樣機的實際經(jīng)驗和仿真分析表明，錘片交錯布置和對稱交錯布置轉子的平衡性相對比較好。其中交錯排列轉子兩側軸承的承載情況近

18、乎相似，轉子平衡性好。破碎機的篩片通常由冷軋鋼板沖孔而成,一般使用圓孔,呈規(guī)則三角形排列。這種篩片生產(chǎn)成本最低,應用范圍最廣。當今有幾種圓錐孔篩和魚鱗篩等類型,實驗表明，魚鱗篩的產(chǎn)量比平圓孔篩高20%-30%，而魚鱗篩的成品平均粒徑較大，雙向旋轉時需要改變篩子的方向。為了延長篩片的使用壽命，通常需對篩子進行滲碳和氮化處理，來提高熱處理的硬度。沖擊齒輪板一般安裝在進出口兩側，以阻止循環(huán)層的移動,增強材料的沖擊、碰撞和摩擦。齒盤一般采用鑄鐵鑄造，齒盤表面冷卻至白色，以提高齒盤的耐磨性。齒形主要成人字形、直齒形態(tài)和高齒槽三種類型。破碎機錘片的形態(tài)、尺寸、排列順序、線速度大小對破碎效率有很大的影響。

19、 1.4 國外典型飼料粉碎機技術發(fā)展現(xiàn)狀 錘式破碎機是目前國外飼料廠最常用的破碎設備。例如，北美安裝的錘式破碎機的最大直徑為1.9 m。王和等人進料磨/2007第10號開發(fā)現(xiàn)狀分析，31篩面積4.5 m2，轉速3600r/min，錘線速度107 m/s，功率447 kw。其中大部分配有氣力輸送送風系統(tǒng)。但近幾年以來，因為適合粗粉生產(chǎn)、噪音污染小、能源消耗低、粒度均勻等特點，輥式磨受到了更廣泛的歡迎。以下介紹了幾種國外比較傳統(tǒng)的破碎機型。 美國的CPM公司出品的HM系列液滴臥式破碎機使用全寬頂雙向進料方手段，最大限度地提高了篩網(wǎng)的有效利用面積，減少了換錘器的數(shù)量。液滴篩可以防止物料循環(huán)層

20、的形成，大大提高破碎效率。HM54系列磨機轉子直徑1.372米，錘頭轉速123.3米/秒，配套功率75-447千瓦，篩網(wǎng)面積1.527-4.583平方米。Champion系列破碎機采用交錯開孔的篩網(wǎng)。不同孔徑的篩網(wǎng)組合使用，效率提高了10%-15%。破碎機轉子隔板上分布有兩組銷孔，用于調整錘與篩之間的間隙，以調整破碎尺寸。 意大利Golfetto/Berga/Santati公司新生產(chǎn)的MSV120/25立式破碎機，在加大錘體和物料沖擊區(qū)的同時，想辦法多的減少粗粉與篩網(wǎng)之間的摩擦，減少溫升；它的轉筒篩網(wǎng)和大篩網(wǎng)面積結構，有利于不需要F的情況下進行選粉。或傳統(tǒng)的吸力裝置；車身內(nèi)部涂有耐磨材料，顯

21、著降低噪音。本機配有AB60/R給料機，可根據(jù)電機的功率消耗自動排出鐵雜質，實現(xiàn)均勻給料。 荷蘭Heem Horst公司生產(chǎn)的Hemill和Hemos系列破碎機采用_型半圓篩、雙面沖擊板和雙向雙速電機。HEMOS系列配有電控變速給料機，可根據(jù)主電機負載自動調節(jié)給料量。和Hemill系列比較起來，Hemill系列使用雙轉子直徑、低速設計（1500 r/min），兩種設計在錘頭端部均具有相同的線速度，均為100 m/s，增加Hemill篩網(wǎng)面積有助于粉末的及時篩分和提高產(chǎn)量。適用于粗粉的制備。大型轉子的低速設計也有利于減少振動和噪音。 德國Heiling EM12系列破碎機可選用雙速控制或無級

22、調速。新型快速錘更換結構，6塊篩網(wǎng)安裝，無需停機即可快速更換篩網(wǎng)，篩孔大小可調，面包角可達到324度。瑞士布勒公司生產(chǎn)的DNZF錘式微型粉碎機采用魚鱗篩，平均粉碎粒度可達100-500um。本公司的DFZH立式破碎機，有單軸和雙軸兩種類型。這種破碎機的主機為立式結構，有圓篩架，頂部進出口有可調流量給料機，出口有獨立的抽風機和傳感器?？梢詫崟r監(jiān)控阻塞情況。具有產(chǎn)量高、粒徑規(guī)則、結構簡單、操作維護方便等特點。 日本小川公司生產(chǎn)的ACM立式無篩微磨床通過優(yōu)化不同類型轉子體和定子襯套的配置，可以獲得最佳的磨削效果。采用高效分級渦輪，可及時排出細粉，避免了過度研磨和低能耗。同時，產(chǎn)品細度調整更加方便，

23、平均細度（d50）在10-1000微米范圍內(nèi)。由于風量大，散熱效果好，可有效降低材料溫升。Hosokawa Micron臥式多級微型磨煤機將風機與磨煤機同軸結合，采用兩級串聯(lián)粉碎和內(nèi)分級，粉碎效率高，能耗低，產(chǎn)品平均粒徑3-100微米，內(nèi)置排渣裝置，提高了粉碎效果和產(chǎn)品的質量和純度。 美國雅各布森公司生產(chǎn)的臥式單級微磨機，錘線速度99.06-172.7 m/s，產(chǎn)品粒度5微米，高速運轉。風機單獨配置，在負壓下運行，避免粉塵泄漏。本機設有軸承自動循環(huán)潤滑油冷卻裝置，具有操作簡單、破碎效率高、適用范圍廣等特點。 荷蘭瓦納森公司生產(chǎn)的GD1400錘式破碎機配有160-400kw功率變頻雙向電動機

24、。采用分體式結構，手動/自動換網(wǎng)不停機，帶防振裝置，錘頭采用激光切割技術制造。錘頭可四角更換，總產(chǎn)量20-60t/h，在磨粒機械中，典型設備有GBS公司的合成系列和布勒公司的Newtronic MDDM系列輥磨機。綜合系列又稱全方位智能八輥軋機。其主要特點是：送料系統(tǒng)無級變速，通過紅外多點料位傳感器判斷料位，自動調整送料輥轉速，有效利用工作時間和磨輥長度，防止磨輥空轉；將傳動改為多楔帶傳動可以使機械傳動更加平穩(wěn)，更換磨輥更加方便、簡單，而不是。設置磨輥間距的方法有兩種，一種是使用手動和滾筒快速抓取，另一種是使用無刷電機執(zhí)行機構和定位控制編碼器，對調整磨輥間距有更精確的效果；使用鑄鐵底座可比焊接

25、增加30%的重量。采用普通鋼板做底座，設備運行效率更高。光滑，在降低整機生產(chǎn)過程中的機械應力的同時，設備的使用壽命更長；外殼采用鋁合金擠壓型材，雙層中空材料，具有隔音、散熱、防凝結作用，外形美觀、流線型；送料輥可水平出口，清洗進料輥非常簡單，設備的接觸材料為不銹鋼，完全符合國際HACCP食品工業(yè)衛(wèi)生安全控制標準。 威勒公司新一代電子控制輥磨機MDDM系列有四、八輥兩種形式，其主要特點是：送料機構能保持送料恒定，送料量可由重力傳感器自動控制；自立應力磨輥組能精確地調整距離，調整精度達公頃。帶刻度或計算機自動控制的ND砂輪，離心鑄造磨輥大大提高了磨輥的使用壽命；集中潤滑；系統(tǒng)可以潤滑和加注所有滾

26、動軸承，以減少維護；獨立的現(xiàn)場控制系統(tǒng)監(jiān)控所有運行參數(shù)，以確保最大的穩(wěn)定性。研磨；本體面板由聚氨酯（PUR）制成，其保溫（絕緣）值約為原鋼板的500倍，為防止研磨室結露提供了保護條件，PUR還可以大大降低設備的噪音大小。 1.5 我國飼料粉碎機技術發(fā)展值得注意的幾個方面 我國自1955年開始發(fā)展錘式飼料粉碎機。經(jīng)歷了五十多年的發(fā)展，我國飼料破碎機在產(chǎn)品種類、產(chǎn)品結構、生產(chǎn)能力和綜合性能等方面有了很大的進步。通過引進、吸收、自我研發(fā)和合資生產(chǎn)多個階段，我國飼料粉磨機械行業(yè)已經(jīng)上升到了 一個相當高的規(guī)模和水平，飼料粉磨機械機器生產(chǎn)的核心技術指標基本和國際水平在同一水平線上。但總的來說，我國飼料

27、粉磨機械行業(yè)還正處于從傳統(tǒng)機械化走向機械化、自動化、集約化過渡的初期階段，還有很多問題需要解決和改進。 （1）破碎設備的自動控制水平有待提高。目前國內(nèi)破碎設備大多為單元操作機，操作仍處于手動控制階段。人工控制的局限性決定了設備的生產(chǎn)效果難以滿足高要求。例如，當破碎物料的條件發(fā)生變化時，為了產(chǎn)生特定粒徑的顆粒，往往需要不斷調整設備，這樣就不能保證顆粒粒徑的均勻性，也不能保證破碎效率和產(chǎn)量。產(chǎn)品的效果自然受到影響。手動控制不能快速響應緊急情況，這限制了設備的安全。因此，在高端市場設備的設計中，應根據(jù)實際需要對設備引入智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)整個破碎過程的閉環(huán)控制。比方說，按照實際輸出和粒度監(jiān)管測量，在

28、線改變進料量、主電機的轉動速度、錘片、篩子之間的間隙、風的大小、分級機轉動速度等數(shù)據(jù)，達到所需的粉碎效果。通過壓力和溫度傳感器，實時監(jiān)測研磨室和軸承溫度，使參數(shù)保持在允許的波動范圍內(nèi)，使生產(chǎn)條件達到最佳狀態(tài)。設置自動聯(lián)鎖保護，提高設備的安全性能。 （2）主要易損件消耗量大，使用壽命有待進一步提高。在如今，中國破碎機采用的錘片、篩子、齒板等容易磨碎的配件的性能和使用時間長短依舊比國際水平落后。所以，講耐磨程度、抗沖擊程度、使用時間長和降低成本等綜合考慮進來，比方說使用高合金等，利用新式耐磨物品作為耐磨的部件。使用滲硼、滲碳、比較堅硬的合金等使表面硬化的工藝，利用熱處理替換材料的組織。為提高耐磨

29、性，獲得了各種耐磨、高硬度結構。 （3）破碎作業(yè)能耗高、效率低，生產(chǎn)能力和破碎細度相互制約。尤其是在微破碎過程中，物料溫度上升，噪音變大，粒度大小不同。由于錘篩間隙小，篩孔小，轉子轉速高，物料很難通過篩板，增加了物料與篩板之間的摩擦生熱，使電機部分功率轉化為熱能、噪聲和廢棄物。也會導致研磨室中的材料過度研磨，導致粒徑不均勻[8]。破碎效率是衡量破碎系統(tǒng)性能的核心指數(shù)，對飼料加工的經(jīng)濟效益有很大的影響。提高破碎效率，降低單位能耗一直是人們努力研究的首要問題。建議今后在研磨原理、流場分布、高效篩選、空分等方面進行進一步的研究。通過對粉碎機的結構和配套設備的運行參數(shù)進行優(yōu)化，選擇合理的粉碎機工藝，

30、研究粉碎機粒度與功率消耗的關系，充分利用自動控制的工作特點，進一步加大了生產(chǎn)率。 （4）破碎機的可依賴性和質量好壞有期望得到進一步的提高。以遼寧省為例，20件產(chǎn)品中65%存在不同程度的缺陷。從一般的角度看來，飼料加工企業(yè)中的大中型飼料廠產(chǎn)品通常由擁有一定生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)出品，產(chǎn)品的質量相對來說比較優(yōu)質。但是，以農(nóng)村個體用戶為主要銷售目標的小型飼料廠，由于其結構簡單、價格低廉、市場需求大、生產(chǎn)投入小、裝配方便，也占有較大的市場份額。這些破碎機的質量問題一般表現(xiàn)在以下幾個方面：物料不符合要求、偷工減料、安全警示標志、安全防護裝置不符合要求。 （5）草專用磨

31、坊需要進一步發(fā)展。在農(nóng)村，錘子等粉碎工具仍然被廣泛用于粉碎農(nóng)作物秸稈飼料。萬能破碎機主要用于谷物的破碎，降秸稈的粗碎考慮進來。秸稈粗粉碎具有能耗高、生產(chǎn)率低、經(jīng)濟性差的優(yōu)點。我國秸稈非常規(guī)飼料資源豐富。年產(chǎn)秸稈6億噸以上，綜合利用秸稈4億噸。目前仍有約2億噸未使用，已得到廣泛應用，且處于較低水平。通過秸稈青貯、氨化和機械加工技術，充分利用2億噸秸稈生產(chǎn)草食性動物飼料，可節(jié)約飼料糧6000萬噸。我國秸稈飼料有很多的品種，主要是玉米秸稈、小麥秸稈和稻穗。秸稈形態(tài)的物理力學特性不同。秸稈粉碎機械市場需求量大。因此，應根據(jù)作物特點和地區(qū)特點，設計專門的秸稈飼料粉碎機。田納西大學的C.Igachenat

32、hane博士提出了一種新的秸稈粉碎方法，即使用直線網(wǎng)切割機直接切割物料，而通常的粉碎方法是旋轉粉碎。實驗表明，玉米秸稈粉碎到50 mm和101 mm的單位電耗分別約為1.69和0.48kw.h/t，低于或等于常規(guī)方法的電耗。粉碎理論需要進一步研究[11]。 （6）生物質能源領域所需的新型物料破碎機亟待研究和開發(fā)。農(nóng)作物秸稈、樹枝、樹葉、草等物質都能利用生物質能。在生物質能生產(chǎn)過程中，必須對液體燃料等生物質能源進行預處理。然而，生物質能源原料加工機械的加工質量和效率很差，新型生物質能源原料粉磨機械的發(fā)展前景廣闊。由于各種生物質的物理性質差異較大，為了研究和開發(fā)特殊的破碎機械，需要建立一個綜合的

33、物料性質數(shù)據(jù)庫。Miu Petre I.Miu于2006年對玉米、大麥、小麥、稻草等常見生物質的物理力學性質進行了綜述，并對粉碎機、錘式粉碎機和圓盤粉碎機處理不同生物質的工藝數(shù)據(jù)進行了比較分析，提出了粉碎、分離和能量消耗關系的研究。破碎技術的優(yōu)化、新型破碎機械的開發(fā)仍是今后的發(fā)展方向[12]。 第二章 飼料粉碎機總體方案設計 2.1粉碎方案設計 2.1.1 工藝路線設計 一般用能源消耗、顆粒直徑和產(chǎn)量來評估破碎機的破碎效果?，F(xiàn)有的飼料粉碎機一般只對加工后的物料進行一次粉碎，物料直徑小，篩網(wǎng)直徑過篩、收集，造成篩網(wǎng)堵塞的情況頻繁發(fā)生，能耗增加。另一方面，一次粉碎過程增加了設備主要部件的磨

34、損率，導致設備的使用壽命更長。時間短，但也增加了安全風險。 因此，如何在保證飼料產(chǎn)品質量要求的前提下提高篩選效率已成為飼料粉磨領域的一個技術問題，為了提高粉碎質量和效果，提高物料粉碎效率，提出了一種飼料粉碎機聯(lián)合裝置，該裝置將破碎、碰撞、篩選和收集功能。破碎過程可分為兩個步驟。具體工藝路線為：原料-一次破碎-風機傳動-二次破碎-收集。圖1為聯(lián)合進料磨的總體結構示意圖，圖2為二次粉磨結構示意圖。 從圖1、圖2可以看出，本設計的聯(lián)合進料磨的破碎結構可分為錘式破碎結構和圓盤式破碎結構。在第一破碎室，有主軸、轉子、錘子和篩子。第一破碎室內(nèi)加工物料的主要碰撞形式是物料與錘的碰撞、物料與篩

35、子的碰撞、物料與第二破碎室內(nèi)物料的碰撞。一級粉碎室設有隨動軸、動齒盤和固定齒盤，動齒盤上設有不銹鋼立柱軸和刀具，固定齒盤上設有鋸齒。二級粉碎室加工物料的主要碰撞形式有物料與柱軸的碰撞、物料與刀具的碰撞、物料與鋸齒的碰撞、物料與篩網(wǎng)刀片的碰撞、物料與篩網(wǎng)刀片的碰撞。經(jīng)過兩次破碎、過篩，加工后的物料從出口排出并收集。 2.1.2 工作過程分析 聯(lián)合進料磨的工作過程是接通電源開關，電機通過聯(lián)軸器帶動主軸和從動軸轉動。物料從進料口進入一級破碎倉。在主軸高速旋轉的驅動下，設置在轉子上的錘子撞擊并摩擦添加的材料。粉碎后的物料通過一級破碎倉內(nèi)壁的篩子落入儲罐。初碎后，物料經(jīng)氣動輸送，從導管徑向進入二級破

36、碎倉。在被驅動軸高速旋轉的驅動下，破碎物料被移動。材料由圓柱軸在齒輪盤表面第二次加工，在刀具和固定齒盤表面第二次加工鋸齒。處理后的物料經(jīng)二級破碎倉內(nèi)壁的環(huán)篩重力排出出口，并收集。一級破碎倉內(nèi)壁篩孔直徑大于二級破碎倉內(nèi)壁環(huán)形篩孔直徑，提高了一級破碎倉的篩孔穿透率和產(chǎn)量。同時，二級破碎環(huán)篩的設置可以保證產(chǎn)品的加工精度要求。風機的設置有助于控制從料倉進入二級破碎料倉的物料量，進一步保證產(chǎn)品的加工精度和效率。 2.2結構特點 立式錘式破碎機主要由轉子、篩板、本體、進料裝置和出料裝置組成。轉子軸垂直布置，水平旋轉。轉子由錘架板和錘塊組成，錘塊分為上下兩層。上錘塊比下錘塊短一段（見圖1）。轉子下錘

37、架板上對稱安裝有一組刮刀。轉子周圍和下方360度的范圍是篩板，轉子上部是底盤。它有2到3個均勻分布的進料口。圖1轉子大體上部是圓柱形的（或矩形），里面有研磨室，外面有操作門。進料裝置可安裝在頂部進出口。轉子體的下部為圓錐形（或方形圓錐體）。過篩后的物料通過下出料口由出料裝置送入工藝的下部。本體與支撐破碎機的各部分連接，包括支撐腿、電機等（見圖2）。進出接口的柔性接頭能起到封閉和隔振的效果。機體也可做成雙聯(lián)式，兩臺破碎機可并聯(lián)使用。 卸料裝置無需設置輔助吸料系統(tǒng)，既節(jié)省了設備投資和電耗，又解決了飼料粉碎機吸料系統(tǒng)長期失效造成制粉效率低的問題，減少了粉料失水。立錘磨也有其獨特的快速換網(wǎng)系統(tǒng)，主要

38、由篩架和篩架壓縮機構組成。篩架機構由氣缸、曲柄板、連桿、連桿軸、拉桿和支架組成。破碎機工作時，該機構將篩架壓在機體上，1999年在轉子包的第二階段將谷物和飼料工業(yè)包圍，形成破碎室。相應的安全裝置能保證在操作過程中篩架不會掉落。當篩板損壞需要替換時，可以停止機器然后打開操作門，松開壓緊的結果，拿出篩架，再迅速將備用篩架替換上去。在重新定位和按壓后，操作門可以關閉，機器可以開始工作。篩板的更換實際上是在機器外部進行的。新篩架將在不影響生產(chǎn)的情況下進行下一次更換。操作門上還設有安全聯(lián)鎖裝置，確保操作安全。該錘還配有快速裝卸機構，可以方便地更換磨損的錘。轉子可以正反兩個方向工作，以延長液壓錘的使用壽命

39、。錘頭在轉子上對稱交錯布置，一端磨損后可調整錘頭。機器中還安裝了溫度傳感器和振動傳感器，以監(jiān)測破碎機的工作狀態(tài)。本機控制系統(tǒng)可根據(jù)電機的負載值調節(jié)進料速度，使磨機工作高效、平穩(wěn)。 2.3 性能分析 和臥式錘片破碎機對比起來，垂直錘式粉碎機的重力效應更為明顯。當被破碎的物料從破碎室頂部的進料口落下時，它的軌跡和旋轉錘片的軌跡垂直相匯合，并有兩個或三個進料口在同一時間進行分散進料，物料命中率較高。由于材料與錘的速度差很大，在錘的沖擊下，材料顆粒中迅速產(chǎn)生向四個方向傳播的應力波，在內(nèi)部缺陷、裂紋、顆粒界面等處產(chǎn)生應力集中。材料首先會沿著這些易碎的界面被壓碎。在轉子的上層，即短錘和

40、篩子形成的預粉碎區(qū)，大部分物料被粉碎或半粉碎，合格的細料通過周圍360范圍內(nèi)的篩孔迅速從粉碎室排出。半粉碎和未分類材料繼續(xù)落入下轉子的主粉碎區(qū)域。由于下錘端部線速度較高，錘與篩網(wǎng)間隙較小，錘不僅對物料產(chǎn)生沖擊力，而且具有磨擦力的聯(lián)合作用，使物料進一步破碎。在離心力和機內(nèi)正氣流壓力的作用下，物料可以快速通過周圍360范圍的環(huán)形篩網(wǎng)和底部篩孔排出，完成破碎過程。 下轉子錘架上的刮刀也起著重要作用。由于轉子是水平工作的，在重力作用下，無法通過篩子的半粉碎物料會沉積在轉子下方的底篩上。這不僅會影響底篩的篩分能力，還會增加轉子的運動阻力，加速磨損，降低工作效率。刮刀能刮去沉淀在底篩上的物料，在轉子旋轉

41、的離心力的作用下，使物料拋向四周的錘擊區(qū)，繼續(xù)破碎。刮刀還具有風刀的功能。旋轉時產(chǎn)生一定量的空氣，形成破碎室內(nèi)外壓差。這不僅有利于細碎的排出，而且可以降低破碎室內(nèi)的溫度，有利于破碎機的工作。 和臥式錘片破碎機相做一個對比,立式錘式破碎機在降低能耗、提高生產(chǎn)率方面有明顯的改進。關鍵在于：（1）提高篩分能力，希望克服錘式破碎機出料效率低于破碎效率的缺點。一是采用360環(huán)篩和底篩結構，增加了篩分面積；第二是通過重力作用，360環(huán)篩垂直篩面黏附的物料少，篩孔通過能力強；三是刮刀的作用不僅保證了底篩的有效利用，而且產(chǎn)生了一定的氣壓，促進細料的排出，有效地提高整個研磨室的篩分能力。（2）有效的干擾破壞了

42、破碎室內(nèi)的氣體循環(huán)層，使合格的破碎料能及時排出，避免了重復和無效的過度破碎。這主要是由于轉子上下錘端線速度差，上下環(huán)磨腔尺寸差造成的。特別是在上預磨區(qū)，由于錘頭端部與篩板間隙較大，在篩面摩擦和氣流的作用下，間隙中環(huán)形層的速度迅速下降，不再受錘頭的推動而影響。上下循環(huán)層之間的速度差導致上下循環(huán)層之間的擾動和破壞。其次，刮刀產(chǎn)生的風改善了破碎室內(nèi)的氣流，不僅有利于負壓自吸和正壓外排，而且有利于降低循環(huán)層的速度，干擾和破壞整個破碎室內(nèi)的循環(huán)層。 第三章 飼料粉碎機部分零件選型 3.1 組合式飼料粉碎機關鍵參數(shù)的設計 在兩級粉碎結構的飼料粉碎機中，電機類型、錘頭形狀和布置、錘頭與篩網(wǎng)之間的間

43、隙等參數(shù)對粉碎產(chǎn)品的質量、粉碎效率和成本都有重要影響。根據(jù)有關文獻和機械產(chǎn)品的使用經(jīng)驗，選擇電機的類型，設計了錘片的形狀和布置、錘片與篩子的間隙、篩子的尺寸和圓盤破碎結構。 3.1.1 電機的選擇 在兩級粉碎結構的聯(lián)合進料磨中，電機直接通過聯(lián)軸器驅動主軸進行加工。破碎機主軸轉速與加工材料等因素有關。本設計主要粉碎物料為干谷和飼料。所以，采用額定功率為90千瓦、同步轉動速度每分鐘2970圈的三相異步電動機。型號為Y280-2。 3.1.2 風機的選擇 儲槽與二次磨室之間設有風管風機，第一次加工后的物料由風力輸送至二次磨室。增設抽氣系統(tǒng)，可有效提高組合破碎機的工作效率，通過提高穿透率降低破

44、碎環(huán)節(jié)的壓力。風機的風量可按式（1）計算，風機及輸送裝置的風量可按式（2）計算： 本設計采用低真空輸送方式，m為1，生產(chǎn)率為20000kg/h，通過式（1）、（2）、（3），可計算出風機Q19 200 m3/h的流量，導管直徑ds=336m m。思考到風機應該會有一定的余量，本次設計選用SF-6G-2風機。 3.2 轉子轉速 轉子轉速是影響破碎效率、振動特性、結構和傳動的重要參數(shù)。在一定范圍內(nèi)提高破碎機的轉速，可以提高破碎機的生產(chǎn)率，降低能耗，使粒度變細。但是，如果速度太高，破碎機的空載功率會增加，振動和噪音會增加，破碎效率會降低。 為了保證破碎機性能穩(wěn)定可靠，在設計立式破碎

45、機轉子的工作轉速時，應注意與臨界轉速保持一定的距離，最好在亞臨界條件下工作。如果轉子在超臨界轉速下工作，臨界轉速的升高可能接近工作轉速，從而引起機器共振，對設備性能和破碎效率產(chǎn)生負面影響。即使運行遠遠超過臨界轉速，也可以避免轉子質量下降引起的共振，但不利于機器的穩(wěn)定運行，增加起動力矩，增加不平衡振動的噪聲，降低破碎能量的利用率，增加能耗。在。因此，在亞臨界條件下工作，采用剛性支承，可以保證設計的可靠性。臨界轉速可以用傳遞矩陣法進行分析計算，主要考慮轉子本身的結構和尺寸。其他因素包括切向力、軸向力、扭矩、軸承結構、轉子旋轉效應、溫度和支承動剛度等，小因素可以忽略。 3.3錘片 錘片是立式錘式

46、破碎機的基本工作部件，也是一個易損件。板錘片通常應該采用方形錘片，長度大約在200毫米左右。在保證一定壽命的前提下，可適當變薄，然后根據(jù)其合理的重量和動平衡條件確定其寬度和針孔位置。由于液壓錘片是水平旋轉的，所以每一個液壓錘片的力都是平衡的，與水平機相比，液壓錘片的數(shù)量可以減少。通常情況下，應該使用低碳鋼、45鋼或65mN對錘片進行滲碳或淬火的處理，來增加錘片表面的硬度，可在錘片的工作邊角處堆焊碳化鎢合金，也可采用真空熔煉表面冶金新工藝，將表面硬化合金板與高硬度材料復合。以提高液壓錘片的使用壽命。 3.3.1錘片的形狀及排列 錘片是錘片式破碎機中最核心的容易碎壞的配件，它的形狀、大小和排列

47、方式對破碎機的破碎機效率具有重大的影響。參考標準，取錘寬b=40 mm，厚度e=3.5 mm，錘位所選材料為10號鋼，如圖3所示。 錘片的布置直接影響到磨礦作業(yè)的平衡，影響到磨礦室內(nèi)物料的分布，影響到錘片磨損的均勻性。目前常用的錘擊布置形式有螺旋布置、對稱布置、交錯布置和對稱交錯布置。本設計采用對稱交錯布置，如圖4所示。 3.3.2 錘篩間隙 錘篩間隙是指處在徑向位置時錘片頂端到篩片內(nèi)表面的距離，它也是影響粉碎效率的參數(shù)之一。在飼料加工過程中，由于粉碎室內(nèi)轉子的高速旋轉，使得加工物料隨其一起做圓周運動，并易在錘篩之間形成物料環(huán)流層。假如錘片和篩子之間的間隙較大，那么環(huán)流層外層物料的速

48、度會比較，有利于物料的透篩過程，可是速度變緩會降低錘片對物料的沖擊作用，導致破碎機的產(chǎn)量減少；假如間隙太大，那么就會導致環(huán)流層外層物料運動速度太慢，從而導致堵篩。如果錘篩間隙過小，較快的物料環(huán)流層速度會造成透篩困難，從而造成了過度粉碎情況的出現(xiàn)[14]。 綜合考慮加工物料等因素，錘篩間隙可根據(jù)成品尺寸進行計算： ΔR=（1.5~2）d （4） 式中：ΔR——錘篩間隙； d——被粉碎谷粒的直徑。 對于加工谷物類選用ΔR=4~8毫米，秸稈類選用ΔR=10~14毫米。在本次設計中，錘片式粉碎為一次粉碎結構，故取較大的錘篩間隙ΔR=12 mm，如圖5所示。 3.4 篩片的選擇 篩板的形狀

49、、尺寸和開度是非常重要和脆弱的。在滿足成品粒度要求的基礎上，盡可能使用尺寸比較大的篩孔；在滿足篩板足夠強度的基礎上，盡可能增多開孔率。安裝篩板時，還應注意篩孔布置的方向。正確的排列方式是孔排方向與料流方向垂直，否則不利于材料穿孔。 通常來說，篩孔按直徑可以分成四個等級：小孔1-2毫米，中孔3-4毫米，粗孔5-6毫米，大孔8毫米。篩網(wǎng)是錘式破碎機的核心工作部件和容易損壞部件之一，對破碎機的破碎效率有很大的影響。破碎機中的篩網(wǎng)不僅能對加工后的物料進行篩網(wǎng)，還能與加工后的物料進行摩擦碰撞，進一步粉碎加工后的物料[15]。因此，合理選擇篩網(wǎng)參數(shù)將提高破碎機的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質量。在這個設計方案里，第一

50、破碎倉的篩孔應該比第二破碎倉的篩孔大。第一破碎倉的篩孔直徑為8 mm，第二破碎倉的篩孔直徑為4 mm[16]。 3.5 盤式粉碎裝置 二次粉碎結構為盤式粉碎結構，定齒盤上設置有鋸齒，動齒盤上安裝有柱軸和刀具，柱軸位于刀具外側，鋸齒位于柱軸與刀具之間，且柱軸、刀具和鋸齒所 圍成圓均為同心圓。柱軸、鋸齒和刀具之間的距離影響著粉碎效率，若相距距離過小，會出現(xiàn)過度加工現(xiàn)象，從而造成能耗的增加；若其相聚距離過遠，則不利 于粉碎過程的進行[17]。取鋸齒相距柱軸和刀具的距離均為10 mm。在柱軸的外側設有環(huán)篩，根據(jù)（4）式，取環(huán)篩與柱軸間隙為8 mm，如圖6所示。 3.6 供料裝置 破

51、碎機對進料量很敏感。因此，為了使破碎機高效穩(wěn)定地工作，不應忽視給料裝置，給料速度應與破碎電機的負荷相匹配，即通過調節(jié)給料速度，使電機電流在額定負荷內(nèi)保持高效。電機的工作點隨材料特性、含水量和纖維含量的變化而變化。為了使磨機在高效點附近運行，必須實時控制進料速度，根據(jù)負荷的變化隨機調整進料流量，并始終保持滿負荷工作狀態(tài)。只有這么做，才能確保破碎機高效率、耗能少地工作。 3.7 平衡與調整 破碎機是一種高速旋轉機器。出廠時進行動、靜平衡試驗。使用一段時間后，當錘子的邊角磨損到錘子寬度的1/2時，必須更換側面或原地轉動頭部。當軸向進料磨的初始切削裝置的刀片磨損時，也可以轉動刀頭。當需要更換新的

52、錘子時，應稱重并重新組裝，每組的質量差不應超過5g，以免干擾機器的平衡，引起振動和噪音。 破碎機的皮帶松緊度可通過移動電機座的前后位置進行調整。為了避免皮帶打滑，可以將皮帶的松邊放在頂部，增加皮帶的纏繞角度。 對于軸流式進料磨，破碎秸稈進料時，動刀和定刀初切裝置一般采用改變定刀位置的方法，以保證2-4毫米。粉碎顆粒飼料時，應將固定刀從活動刀上取下。 通過更換不同孔徑的篩子，可以實現(xiàn)對進料研磨度的調整。為了提高生產(chǎn)率，在滿足進料要求的前提下，應盡可能選擇較大的篩孔直徑。 總之，只要對影響磨機性能的因素進行分析和掌握，正確操作、定期維護和合理調整粉碎進料類型，就能使磨機達到高效、優(yōu)質、低消

53、耗、安全的良好技術狀態(tài)和綜合指標。 結語 通過對以前破碎機破碎原理的研究，介紹了一種新發(fā)明的組合式飼料破碎機。這個方案使用增多粉碎次數(shù)的手段，一級粉碎裝置和二級粉碎裝置安裝在各自的主動軸和被動軸，同時要求一級粉碎倉庫里的篩孔直徑比二級粉碎倉庫里的篩孔直徑大，就是采用加大一次粉碎的透篩率的手段，然后利用二次盤式破碎來保證它的加工產(chǎn)品的質量，然后對錘片的形狀進行排序、錘片和篩片的間距等數(shù)據(jù)進行設計。這次設計創(chuàng)新性地表達了使用主軸對剩下的量進行二次粉碎加工的手段，除了能解決網(wǎng)篩堵塞和錘片等重要部件損壞的問題，也可以對增加生產(chǎn)率和減少成本等方面具有重要的意義。 （1）為了加大錘片式飼料破碎機

54、的工作效率以及工作質量，研究發(fā)明了一種新式的飼料破碎機。這種機型電機采用了雙圓盤轉子，在飼料破碎機的錘片結構上增加了肋板結構，同時在進料裝置中增加了PID控制器，從而實現(xiàn)了飼料加工過程中，物料進入量的自動適應調節(jié)，大大提升了飼料破碎機的工作效率和工作質量。 （2）為了證明飼料破碎機結構優(yōu)化的靠譜性，這篇論文設計了新型飼料破碎機的樣本，同時對樣品的飼料破碎性能進行了檢測實驗，實驗結果顯示:采用肋板和雙圓盤轉子能有效地提升飼料破碎機的工作效率，采用PID控制器能有效地提高進料系統(tǒng)的反應速度、減少超調量，提升飼料破碎的質量，為新式飼料破碎機的研究發(fā)明供應了有用的參考。 參考文獻 [1] 孫

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