锤片式微粉碎机技术创新的最新进展

■王卫国 俞信国 俞 正

(1.河南工业大学生物工程学院，河南郑州 450001；2.上海春谷机械制造有限公司，上海 200081)

锤片粉碎机是饲料加工的主要高耗能作业设备。粉碎电耗在粉状饲料生产中占总加工能耗的60%以上。在硬颗粒饲料生产中占总加工能耗的35%以上。当用锤片粉碎机进行微粉碎时，在筛片孔径在0.5～1.2 mm范围内，粉碎能耗随粉碎筛片孔径的减小而急速增加，而粉碎效率则大幅下降。另外，某些纤维含量高、脂肪含量高和水分含量高的原料在微粉碎时，用传统的锤片式微粉碎机结构，粉碎效率极其低下，成为制约整个生产线的生产效率的主要因素。因此研究新型结构的高效率锤片式微粉碎机成为市场急需，也成为行业的研究热点。

近10年来，我国的相关企业和研究人员在锤片式微粉碎机新技术研究方面取得了重要技术进展或突破，获得了多项有重大实质性创新成果，使我国的锤片式微粉碎机的技术水平达到了国际领先水平，出口的国外许多地区。现将这些技术创新的研究进展概要总结如下。

1 粉碎机筛片的振动技术

该项技术发明[1]的要点是在粉碎机内，设计有一个筛框，用弹簧将筛框悬吊在机架上，同时弹簧也使筛网与机体隔振，筛框下安装振动电机，使粉碎机筛网独立振动。当粉碎机工作时，开启筛网振动机构，可提高筛网的过筛能力，合格物料可以及时过筛，避免了过度粉碎，显著降低单位粉碎电耗。筛网振动提高粉碎效率的主要原理是：①使锤筛间歇在高频振动中不断改变，进而破坏了传统粉碎机静止筛片状态下易形成的物料环流层，提高粉碎效率；②锤筛间隙的不断改变，增加了对物料穿过筛孔的反复推力，一定程度上扩大了粉碎机对不同颗粒直径物料的适应能力；③筛片振动增加了物料对筛网瞬态的过筛能力，使穿过筛孔的物料颗粒相对运动速度，加快增加了物料出筛量。当粉碎机的筛片孔径在0.5～1.2 mm范围内时，孔径越小，或遇高水分、高油脂时，振筛提高粉碎效率的效果越显著。同时由于避免了过度粉碎，也提高了产品粒度的均匀性。

振筛粉碎机的特性使得其可用于生产高档畜禽饲料、需微粉碎的水产饲料、均匀度要求严格的食品鸡精、高水分、高纤维的物料，如肥料粉碎（鸡粪、猪粪、牛粪、秸秆，水分30%～60%，40目），新鲜木薯粉碎（水分25%～65%，60目）、新鲜蔬菜下脚、餐余料粉碎（水分25%～65%，20目），玉米秸秆、稻草、棉花秸秆、麦秸、稻壳的粉碎（40～80目），特别是对发酵苋草混合玉米秸秆猪饲料（水分55%～85%，30～40目）的粉碎，有不可替代意义，如果发酵饲料烘干后粉碎，活性成分将丧失贻尽。还可以用来生产高油脂、小筛孔如芝麻糊（细度60目，23%油脂），辣椒粉碎（含油，含水分15%～25%，60目），生产含糖（50%左右，40目）的乳猪料（饲用糖脂肽），高温易溶化红糖的粉碎（20目），以及肉骨粉、鱼粉、饲用鲜杂鱼虾（水分55%～85%，30～40目），高纤维质海藻缓释剂（200目）。

2 在粉碎室内增加定锤的专利技术[2]

该专利技术是在粉碎机转子的各锤架板的外圈空间加装与锤架板数量相同的固定环，在固定环上均匀安装若干定锤。定锤采用合金钢制作。定锤作用是：①定锤的安装使得每组高速旋转的锤片与两侧定锤表面之间的间隙与无定锤的传统粉碎机的锤片与两侧锤架板的间隙相比，大大缩小，因而形成了高速旋转的锤片与静态的定锤表面之间对物料剪切式粉碎作用，提高粉碎效率；②由于多个定锤的存在，物料在锤片的打击下或运动中每撞击一次定锤就增加一次粉碎机会，因而大大增加了物料在粉碎室内被撞击的次数和受剪切式粉碎作用次数，增加了粉碎的概率，提高了粉碎的效率。这种作用对于微粉碎作业的增效尤为显著。这种定锤式剪切专利技术，对植物类、纤维类物料(如鱼粉、砻糠、秸秆、木片、稻草、玉米、饼粕等)粉碎效率明显提高；③由于定锤撞击面的特殊角度设计，使得物料撞击后弹射后冲向筛片筛孔的角度更为合理，有利于粒度达到要求的颗粒迅速排出粉碎室。

3 在粉碎机主轴上增加轴向通风风叶的专利技术

通常，粉碎机在锤片带动下，风从粉碎机进料口进来，离心力引起的风，对筛网产生风压，同时，粉碎机出料口有吸风，两者相加，使得物料容易穿过筛孔。但是，风压也容易使得物料卡在筛孔上，堵住筛孔。因此在粉碎机的转子上增加风叶，并将风叶错位安装，使风从轴孔处进入，且风叶前后压力不同，产生一种脉动的风压。这样可起到在筛的横向来回吹拂的效果，同时这种横向风和锤片引起的垂直方向风压，正好起到互补作用，使得粉碎机物料可以更加迅速穿过筛孔，温度迅速下降，产量明显增加。

这种横向吹风也增加了物料横向运动，既可提高过筛率，又增加了物料被打击的机会。

4 锤筛间隙的无级调整专利技术[3]

该技术使操作者可根据粉碎粒度要求和物料的特性以及生产状态随时调整到最佳锤筛间隙。通常对于不同的待粉碎物料，不同的粒度要求，需要采用不同的锤筛间隙，否则将达不到最佳生产效果。但是，普通的粉碎机只能通过调节锤片销轴于不同径向距离销轴孔来实现。一般锤筛间隙调节只有两档，无法进行无级调整。而粉碎机锤筛间隙无级调整专利技术，不仅锤片销棒可调两档，而且，在两档内可以采用螺丝无级调整，使得粉碎机产量提高和适应性增强。该发明在0～25 mm范围以内，既可以方便地改变锤筛间隙，又无漏料现象。这一间隙调整范围覆盖了粮食、饲料等物料粉碎常用的锤筛间隙范围，使粉碎机锤筛间隙调节方式发生重大改进。

5 锤片打击端面开刃的专利技术[4]

传统锤片粉碎机的两个锤片工作面为平面结构，在高速旋转打击物料时，将物料直接推向前部。而开刃锤片则是在锤片的工作部位两端加工成斜面开刃形状，将锤片前端工作端面，制作成斜面，锤击物料时，将物料推向两个侧面，减弱了物料跟着锤片旋转的运动速度，增加了后继锤片与物料的捶击速度差，提高了粉碎效率；将物料推向侧面，还产生了物料横相移动，使得过筛方式从以前成窄条型圆周运动，改进成大面积的横向左右来回运动，增加了过筛效果；同时，由于工作端面呈斜面，减小了直接冲击力，锤片使用寿命大大延长。

6 波纹形压筛机构

这种筛架的内沿与筛接触的部分，采用波纹形形状，这样可以让更多的筛孔不被压筛机构封堵，提供更多的有效筛孔面积。同时，由于接触面小，摩擦力也小，装筛时可以防止筛网朝内部凹陷的现象，防止筛面高低不平现象，使筛网平整，锤筛间隙均匀，既可以提高产量，也可以使得筛网磨损均匀，延长使用寿命。

在实际生产中，将上述这些专利技术的综合应用于同一新型锤片微粉碎机产品上，使锤片式微粉碎机具有很高的生产效率，最低的单位产量能耗，使粉碎机产品能适应的原料种类更广，更加节能。

7 其它新技术

除上述6项新技术外，我国一些企业还开发了锤片微粉碎机的其它技术：①卧式双轴锤片式微粉碎机。该设备采用双转子、双兜底筛网结构，能有效破坏传统锤片粉碎机筛片内侧中存在的物料环流层，进而大大提高粉碎物料中细小粒子的过筛效率；②采用了专有导撞技术，通过增速叶轮使物料增加与锤片对撞的相对速度，提高物料的一次撞击瞬间粉碎比例，使设备粉碎效率得以提高。此种粉碎机实质上是对物料实现了串联二次粉碎作业。相对于单轴锤片粉碎机，该设备的筛板面积比率有所降低，两个转子之间的负荷的自动平衡要求较高，否则会因负载不平衡而引起振动，降低生产效率。③多腔室锤片式微粉碎机。由于要提高锤片式微粉碎机的产能，目前锤片式微粉碎机普遍采用了宽体式结构，即粉碎室的宽度与转子直径之比在0.8以上。因此如何使得被粉碎物料在整个粉碎室内分布均匀且不易做横向移动，而且要提高筛片的使用寿命和效率，就成为必须解决的技术难题。我国粉碎机制造厂家采用了多腔室很好地解决了这一问题。也即整个粉碎室分割成多段，每一段构成一个独立的粉碎室，每一段配备一个独立可更换的筛板固定架。这样即可防止物料的横向串动造成负荷不平衡，又可减少因筛片某个小区域破裂而导致整个大筛片都要更换的易损件浪费问题。总之，我国锤片式微粉碎机技术水平已经达到国际先进或领先水平。