FSSP8020型水滴形齿爪粉碎机的设计

■崔相全 李寒松 贺晓东张宗超 赵 峰 郭大勇

(山东省农业机械科学研究院，山东济南250100)

普通齿爪万能粉碎机容易在筛网表面形成粉料环流层[1-7]，物料中的大颗粒会在离心力作用下积聚在环流层外围，而小颗粒的物料容易积聚在环流层内侧，大颗粒的物料阻挡小颗粒的物料穿过筛网，产生物料的堵筛现象，使本已成为合格粒度的产品不能及时排出，势必造成过粉碎的现象，存在电力消耗大、工作效率低的问题，而且物料温度升高，还容易发生自燃，造成事故。而传统水滴型锤片式粉碎机虽能够破坏物料旋转时形成的“环流层”[8-14]，但存在粉碎方式单一，主要靠物料与锤片撞击力实现破碎，破碎物料颗粒较大，对纤维性物料粉碎困难。FSSP8020水滴形齿爪粉碎机就是结合了这两种粉碎机的优点而设计的，能够实现超细粉碎和高纤维物料的破碎，真正实现“二次粉碎”，极大地提高了粉碎效率。

1 总体结构及工作过程

1.1 总体结构

FSSP8020水滴形齿爪粉碎机，由机壳1、转子盘总成5、筛片6、电机3、进料口4、出料口2等部分组成。整机结构图如图1所示。

1.2 工作过程

本机主轴上装有转子盘，如图2所示，转子盘上装有动六棱齿和T形扁齿，粉碎室两侧板上装有定六棱齿，转子盘上的动六棱齿和T形扁齿与两侧板上的定六棱齿相互交错排列。当主轴高速运转时，转子盘也同时运转，物料抛进粉碎腔中，物料与动、定六棱齿和T形扁齿或物料彼此间的相互冲击、剪切、磨擦等综合作用下被粉碎，当物料被粉碎到小于筛孔直径时，受引风机吸力作用迅速通过筛孔用沙克龙收集，粗料则被筛网弹回继续粉碎，从沙克龙出来的更细的物料经除尘器除尘过滤后排放。本机配备筛网，可根据客户要求进行更换，粒度大小由更换不同目数的筛网决定。

图1 整机结构图

2 主要部件的设计

零部件设计包括转子盘总成、机壳、筛网夹持装置等的设计，这些关键零部件直接影响着机器的性能，因此在设计时要注意结构的合理性。

2.1 转子盘总成

转子盘总成是本机的关键部件，高速运转时可将物料打碎，两侧都装有动六棱齿，且位于机壳的中间，这样可将转子盘两侧的物料都粉碎，转子盘总成的结构如图2所示。

图2 转子盘总成结构图

2.2 机壳

机壳为水滴形粉碎室，两侧板上均装有定六棱齿，水滴形粉碎室的作用是破坏物料旋转时形成的“环流层”，增加筛分面积，其结构如图3。

图3 水滴形粉碎室示意图

2.3 转子盘直径和粉碎室宽度的确定

在功率已知的情况下，转子盘的最大直径D和粉碎室宽度B的乘积由以下经验公式[15]确定：

D·B=Kt·N/ν（m2）

式中：Kt——经验系数，常用Kt=0.2～0.4，取0.35；

N——电动机功率，取37 kW；

ν——转子盘最大直径处线速度，m/s，常用ν=80～85 m/s，取80 m/s；

D取800 mm，则B=200 mm。

3 主要结构和性能参数

该机的主要结构和性能参数如表1所示。

4 试验

根据以上设计思路，制造出FSSP8020粉碎机样机并在我院中试基地实现了成果转化和小批生产。根据GB/T 6971—2007规定的试验方法，进行粉碎玉米试验，测得筛孔直径1.5 mm时，生产率3 t/h，吨料电耗为12 kW·h/t，仅为行业标准规定值的70%，节能效果明显，物料温升11℃，性能指标远高于行业标准。图4为粉碎机试验现场，图5为试验用玉米和测试仪器功率计。

5 结语

FSSP8020型水滴形齿爪粉碎机与普通齿爪万能粉碎机相比，具有如下创新点和优点：

①采用水滴型的粉碎室设计，能够破坏物料旋转时形成的“环流层”，真正实现“二次粉碎”，又比传统水滴型锤片粉碎机粉碎的物料更细，特别对高纤维物料的粉碎效果更明显。

表1 主要结构和性能参数

图4 FSSP8020型粉碎机试验现场

图5 粉碎试验用功率计

②转子盘总成和机壳两侧均安装六棱齿，粉碎室空间利用率好；采用两端轴承支承，相比普通齿爪粉碎机悬臂支撑，主轴受力更好。

③物料进口处设有导流板，当T形扁齿或动六棱齿一侧磨损后可通过电机换向磨损另一侧，提高机器使用寿命。