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錘片式粉碎機(jī)(共14頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 圈飼斛加工2009-N0. 7搏CERE和AL&F飼EED料INDIUSTORY商 錘片式飼料粉碎機(jī)若干關(guān)鍵技術(shù)問題的探討 曹麗英1”,王順喜1,武佩2,吳書倫3 1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院,北京;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特;3.黑龍江畜牧研究所, 黑龍江齊齊哈爾) 摘要:綜合了國內(nèi)外的粉碎理論和研究成果,針對(duì)錘片式飼料粉碎機(jī)的篩分效率、使用壽命、噪聲和振動(dòng)等技術(shù)難題, 從粉碎理論的角度和實(shí)際應(yīng)用的效果對(duì)其進(jìn)行了探討,為今后進(jìn)行深入的研究提供了理論上的參考。 關(guān)鍵詞:飼料;錘片式粉碎機(jī);關(guān)鍵技術(shù);粉碎理論 中圖分類號(hào): $8

2、17.12+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003—6202(2009) 07—0034—03, The Di scus si on about Mos t I mport ant Te chnol ogi e s of Feed Hammer Mi l l s ABSTRACT:Ba sed on commi nut i on t heor y and st udy r esul t s a t home and abr oad,t he t echni cal pr obl ems suc h as s i evi ng e ffi c i enc y, s er vi ce l i

3、 f e,noi s e and vi br at i on et c.o f f eed hammer mi l l s wer e di s cussed i n r espec t of commi nut i on t heor y and pr act i cal appli cat i on ef f ect .Thi s pr ov i ded a t heor et i cal r ef er enc e f or f ur t her s tudy. KEYWORDS:f e ed;hamme r mi l l ; i mpor t an t t ec hnol ogy;

4、e ormni nut i on t heor y 粉碎是利用機(jī)械力來改變?cè)系奈锢硇誀睿茐奈锪蟽?nèi) 部凝聚力,使大塊物料變成粒度滿足生產(chǎn)要求的細(xì)小顆粒的 過程。粉碎工序是飼料生產(chǎn)中的重要丁序之一,直接影響著 飼料產(chǎn)品后續(xù)加下下序和飼料產(chǎn)品質(zhì)量?。錘片式飼料粉 碎機(jī)是一種沖擊式粉碎設(shè)備,因其通用性廣、粉碎質(zhì)量好、傳 動(dòng)連接方式靈活、空載啟動(dòng)迅速、對(duì)飼料的溫度敏感性弱、占 地面積較小、使用維修方便和生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn),在國內(nèi)外飼 料加工行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用舊j 。 目前國內(nèi)外錘片式飼料粉碎機(jī)技術(shù)正在不斷地完善和 提高,涌現(xiàn)了一些新科技,出現(xiàn)了一些新動(dòng)向,特別是其中一 些關(guān)鍵技術(shù)

5、。本文就此簡(jiǎn)單對(duì)其進(jìn)行分析和探討。 1粉碎理論和粉碎過程研究 在粉碎原理方面,出現(xiàn)r 不少理論和假設(shè)。著名的粉碎 能耗三大理論分別是1867年的P.R.Ri t t i nger ( 德國) 表面積 學(xué)說,認(rèn)為固體物料粉碎時(shí),能耗與新產(chǎn)生的表面積成正比; 1885年F.Kick( 德國) 的體積學(xué)說,認(rèn)為將幾何形狀相似的 同類物料破碎成幾何形狀也相似的產(chǎn)品時(shí),能耗與被破碎的 料塊的體積或質(zhì)量成正比;1952年F.C.Bond(邦德) 的裂縫 學(xué)說,認(rèn)為粉碎單位體積物料的粉碎功與裂縫的多少成正 比,而裂縫的多少又和物料顆粒的粒徑( 或邊長) 的平方根成 反比"、41。此外還有

6、恩·朗夫的沖擊理論等。這幾種理論都 有其局限性,因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)中物料的性狀并非完全符合這 些理論的假設(shè)條件,故這些理論使用起來不太方便,難以發(fā) 揮應(yīng)有的作用。 在粉碎產(chǎn)量和功耗方面,美國的J acobs on( 杰克帕森) 研 究了粉碎機(jī)在粉碎谷物類飼料的生產(chǎn)率與輸出功率和篩孔 直徑是成比例的,即: G=JPd, (1) 式中,G為生產(chǎn)率,P為輸出功率,d為篩孔直徑,.,為杰克帕 森系數(shù),該系數(shù)的具體值可通過實(shí)驗(yàn)得到。51。 在粉碎粒度分布方面,日本推崇粉碎機(jī)理的解析方法, 該方法是用粉碎產(chǎn)品的分布狀態(tài)來研究粉碎機(jī)理,應(yīng)用較多 的解析粉碎法是Ros i n—Ramml

7、er 公式舊。1: G=1一exp( 一ad“) , ( 2) 式中,d為顆粒的粒徑,n為指數(shù),口為系數(shù),G為顆粒累計(jì)質(zhì) 量百分?jǐn)?shù)。它是顆粒粒徑分布的累計(jì)分布形式。只要指數(shù)n 及系數(shù)a確定了,式( 2) 就可以確定該顆粒的粒徑分布。 在粉碎過程方面,影響較深的研究是1959年德國( 前西 德)學(xué)者Fr i edr i ch利用高速攝影技術(shù)對(duì)單粒玉米的粉碎過程 進(jìn)行的研究。他發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)情況下,玉米在粉碎室里受到 的是偏心沖擊析不是正面沖擊。由于偏心沖擊作用,不能正 面擊碎物料,所以耗費(fèi)了較多的能量。至今Ff i edr i ch的研究 成果仍被部分研究者所引用。 事實(shí)上,

8、物料粉碎是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,影響粉碎效 果的因素很多,例如,多相流里各種顆粒在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下 的個(gè)體行為極難觀察或理論模擬;物料實(shí)際發(fā)牛的詳細(xì)粉碎 機(jī)理或粉碎過程中很多環(huán)節(jié)都不甚清楚,比如物料不同大 小、不同形狀顆粒之間的相互碰撞、摩擦造成物料的破碎機(jī) 理以及粉碎規(guī)律的研究等。比較精確或定鼉化的非常實(shí)用 的粉碎理論還比較稀缺,雖然對(duì)物料粉碎理論或粉碎過程的 很多研究都進(jìn)行了宏觀或統(tǒng)計(jì)觀察或定性分析研究,但是精 確而詳細(xì)的物料粉碎理論還有很多內(nèi)容需要進(jìn)行更深入研 究,粉碎理論未來的研究道路還很艱難。 收稿日期:2009- 03- 25; 修回日期:2009 - ' 06-

9、05 基金項(xiàng)目:國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(課題任務(wù)書編號(hào):2006BADl 2809) 作者簡(jiǎn)介:曹麗英( 1980一) 。女.博士研究生,主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械測(cè)試與控制面的研究。 通訊作者:王順喜( 19 59一) ,男,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事飼料加工工程、機(jī)電工程和農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備工程的研究。 曹麗英等:錘片式飼料粉碎機(jī)若干關(guān)鍵技術(shù)問題的探討/2009缶囊7期 2篩分機(jī)理的研究 在篩分機(jī)理方面,有代表性的研究是Thyn和Pechl ak,他 們?cè)猛凰厥聚櫦夹g(shù)研究粉碎機(jī)內(nèi)物料的統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī) 律。國內(nèi)也有學(xué)者利用高速攝影技術(shù)對(duì)粉碎機(jī)的T作原理 及物料在粉碎室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究

10、¨馴。這些研究都 表明影響錘片式飼料粉碎機(jī)能耗和效率的一個(gè)重要因素是 物料環(huán)流層,環(huán)流層造成了小于篩孔的碎物料不能及時(shí)排 出,導(dǎo)致分離效率降低、物料過度粉碎、無效功耗增加、粉碎 機(jī)牛產(chǎn)效率降低和物料的溫度升高。關(guān)于環(huán)流層內(nèi)大小顆 粒物料的運(yùn)動(dòng)、分布規(guī)律大體上有兩種觀點(diǎn):一種觀點(diǎn)認(rèn)為 環(huán)流層是呈疏松狀的氣固兩相流,環(huán)流層內(nèi)的大小顆粒是隨 機(jī)分布的,沒有大小顆粒分層觀象,環(huán)流層在粉碎室四周分 布是不均勻的,形態(tài)也是不一致的。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為離心力 場(chǎng)使大顆粒分布在篩片和齒板的工作表面區(qū)域,小顆粒則分 布在內(nèi)側(cè)區(qū)域內(nèi)¨0’“J。為了破壞環(huán)流層,人們使用r 異型篩 ( 非圓形)或改

11、變粉碎室的形狀,如采用水滴形、橢圓形、八角 形粉碎室¨“。上述努力雖然使粉碎機(jī)生產(chǎn)效率有所提高, 但仍沒有從根本上解決物料篩分問題。 多種不同粒度隨機(jī)混合分布的物料顆粒在高速運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)下,物料的篩分過程頗為復(fù)雜,粉碎室內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)物料質(zhì) 點(diǎn)系中各個(gè)微粒質(zhì)點(diǎn)詳細(xì)篩分過程軌跡的研究還很缺乏,篩 分效率與相關(guān)影響參數(shù)的精確數(shù)學(xué)模犁很少見到,粉碎室內(nèi) 許多物料詳細(xì)篩分過程不太清楚,比如粉碎室內(nèi)多相流流場(chǎng) 形態(tài)及其實(shí)時(shí)變化對(duì)物料分離效率的影響規(guī)律等。提高篩 分效率是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),要想取得突破,篩分機(jī)理的深入研 究非常必要。 3錘片、篩片、錘篩間隙的研究 錘片是粉碎機(jī)最重要也是最易磨

12、損的工作部件。錘片 末端線速度、錘片形狀和厚度、錘片數(shù)日、排列方式等都對(duì)粉 碎機(jī)的生產(chǎn)性能有著密切關(guān)系。在粉碎機(jī)其他參數(shù)小變的 情況下,提高錘片末端線速度可以提高錘片的打擊強(qiáng)度和單 位時(shí)問內(nèi)錘片打擊物料的次數(shù),也可以提高粉碎機(jī)產(chǎn)量和細(xì) 化物料的粒度,但錘片末端線速度太高,粉碎機(jī)的空載功率 就會(huì)增大,能耗、振動(dòng)和噪聲也會(huì)隨之加大。有研究資料表 明,對(duì)于谷物類物料錘片的線速度一般為80~90 m/s,對(duì)于 纖維物料一般為105—115 m/s。根據(jù)國內(nèi)外的研究和對(duì)比 試驗(yàn),錘片相對(duì)越薄,粉碎效果相對(duì)越好,能耗相對(duì)降低,但 耐磨性相對(duì)變差,使用壽命相對(duì)變短。常用的錘片厚度是 4

13、。6 mi l l ?。 篩片是控制物料粉碎粒度的基本工作部件。篩片的開 孔率、工作表面、篩片包角、篩孔的排列方式等都是影響篩分 效率和成品粒度的蕈要因素。有些大型錘片式飼料粉碎機(jī) 采用了振動(dòng)篩來提高生產(chǎn)能力.也有把粉碎和篩分過程分開 進(jìn)行來提高生產(chǎn)率。 錘篩間隙對(duì)篩片的通過性能、錘片的粉碎作用、物料的 粒度、錘篩的使用壽命都有影響。錘篩間隙越小,物料的粒 度就越小,粉碎機(jī)的產(chǎn)量就越低。篩片的磨損也越嚴(yán)重。錘 篩問隙變大,緊貼篩片的物料受錘片打擊的概率降低,生產(chǎn) 效率F降。前蘇聯(lián)的學(xué)者認(rèn)為錘篩間隙應(yīng)該介于原飼料顆 粒平均粒徑的I一2倍。德罔( 前西德) 學(xué)者Fri edi

14、 sh認(rèn)為谷 物類飼料最佳錘篩f s J隙應(yīng)該是8 mm。我閏粉碎機(jī)系列推薦 的錘篩| .日J(rèn)隙谷物類為4—8 m/n,秸稈類為10—14 mm,通用性 困 機(jī)型為12舢”1。 在保證優(yōu)良性價(jià)比的前提下,提高錘片的耐磨性,延長 其使用壽命不僅可以節(jié)約生產(chǎn)成本,減少更換錘片次數(shù),減 輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,并且可以提高生產(chǎn)效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效 益。研究開發(fā)性能高、壽命長的粉碎機(jī)錘片也是一項(xiàng)關(guān)鍵技 術(shù)?,F(xiàn)在的問題是材料熱處理技術(shù)和各種表面強(qiáng)化技術(shù)的 性價(jià)比還沒有完全過關(guān)。這一領(lǐng)域具有很大研究奪問和研 究潛力。錘篩間隙的確定應(yīng)在一般指導(dǎo)原則下,通過試驗(yàn)獲 取最佳錘篩間隙范圍值。 4噪

15、聲及振動(dòng)的研究 粉碎機(jī)噪聲是檢驗(yàn)粉碎機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。內(nèi)蒙 農(nóng)大的武佩等人對(duì)錘片式粉碎機(jī)的噪聲進(jìn)行了研究,認(rèn)為在 空載和額定負(fù)載下,粉碎機(jī)的噪聲源主要是空氣動(dòng)力性噪 聲,該研究結(jié)果為粉碎機(jī)降噪設(shè)計(jì)提供了一定的理論依 據(jù)【l 引。在保證錘片末端線速度不變的前提下,增大轉(zhuǎn)子直 徑,減小轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速;提高粉碎機(jī)各部件的加工精度和裝配精 度;增加隔音罩或增強(qiáng)吸音等降噪措施都有利于粉碎機(jī)噪音 控制。國內(nèi)學(xué)者對(duì)粉碎機(jī)振動(dòng)也進(jìn)行了較多研究,比如于翠 萍等分析了粉碎機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因,介紹了粉碎機(jī)隔振系統(tǒng) 的理論、設(shè)計(jì)和應(yīng)用¨“。董艇艦等人對(duì)錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子 固有頻率及振幅做了分析,建立了

16、錘片式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)的 力學(xué)模瓔及數(shù)學(xué)模型,分析了其固有頻率及在額定轉(zhuǎn)速下的 振幅與其它參數(shù)的關(guān)系,為錘片式粉碎機(jī)減小振動(dòng)提供了理 論依據(jù)㈣。 隨著飼料粉碎機(jī)的大型化發(fā)展和性能指標(biāo)的逐步提高, 錘片式飼料粉碎機(jī)的振動(dòng)和噪音問題日益突出。控制或降 低噪音的難點(diǎn)之一是:粉碎機(jī)出廠時(shí)振動(dòng)和噪音可以達(dá)標(biāo), 但經(jīng)過一段時(shí)間的使用后,由于各錘片的不均勻磨損、各部 件裝配精度不f 司程度的下降、多種零部件的磨損或移位等多 種兇素的影響,造成了錘片式粉碎機(jī)振動(dòng)加劇和噪音的增 大。如何使錘片式粉碎機(jī)在使用了一段時(shí)間后,還能夠一直 保持粉碎機(jī)振動(dòng)和噪音不超標(biāo),是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。 5國內(nèi)外

17、典型的錘片式飼料粉碎機(jī) 由于錘片式粉碎機(jī)的技術(shù)進(jìn)步,飼料粉碎作業(yè)具有更高 的效率、更低的電耗和成本。比如,振篩式錘片粉碎機(jī)在工 作過程中町不斷改變錘篩間隙,破壞粉碎室內(nèi)環(huán)流層,使粉 碎機(jī)的粉碎效率較傳統(tǒng)機(jī)型提高20%以上¨“。 北美地區(qū)使用的錘片式粉碎機(jī),直徑達(dá)1.9 m,篩片面積 4.5 m2,轉(zhuǎn)速3 600 r /mi n,錘片線速度107 m/ s, 功柳kW, 大多還配有供風(fēng)系統(tǒng)用于氣力輸送ⅢJ 。· 美國Roskamp Champi on( CPM)公司的HM系列水滴型 臥式錘片粉碎機(jī),篩孔采用交錯(cuò)開孔排列布置方式,采用不 同篩孔直徑(3.2~ 4.8 mm) 的

18、篩片組合使用,效率提高10% ~15%,可通過調(diào)節(jié)錘篩間隙來控制產(chǎn)品粒度¨“。 荷蘭Van Aar s en公司的2D系列錘片式粉碎機(jī)兩側(cè)裝有 遙控電動(dòng)換篩裝置,在運(yùn)行中即可更換篩板,配有自動(dòng)電磁 清潔系統(tǒng),適應(yīng)性得到提高。 意大利GBS公司(GOI .FEm/BERGA/SANTATI) 的 MSVl20/25型立式粉碎機(jī),機(jī)體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低 了粉碎機(jī)噪聲。 瑞士Buhl er 公司的DFZK一2型系列雙立軸錘片式粉碎 圈曹麗英等:錘片式飼料粉碎機(jī)若干關(guān)鍵技術(shù)問題的探討/20眇年■7期 機(jī),自動(dòng)控制系統(tǒng)中配備有重顆粒剔除、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)堵料等功 能,先進(jìn)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)

19、計(jì)和動(dòng)力配備使得該機(jī)的單位產(chǎn)量電 耗相對(duì)早先機(jī)型有所降低。 正昌138系列冠軍王粉碎機(jī)采用組合多腔粉碎室,粉碎 效率較普通機(jī)型提高l O%一30%。 牧羊SWFP66×100型錘片式微粉碎機(jī)采用可調(diào)節(jié)的軸 端進(jìn)風(fēng)口。有效改善了粉碎機(jī)的輔助吸風(fēng)系統(tǒng),提高了粉碎 效率。采用“山”型二次粉碎室結(jié)構(gòu),提高了粉碎效果。 上述飼料粉碎機(jī)某些性能的提高是因?yàn)樵谝恍╆P(guān)鍵技 術(shù)上有所突破,錘片式飼料粉碎機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究很艱巨, 一旦有所突破,將對(duì)整個(gè)行業(yè)的科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生巨 大的推動(dòng)作用。 6未來有待深入研究的一些關(guān)鍵技術(shù)探討 ( 1) 采用現(xiàn)代高新技術(shù)詳細(xì)觀察錘片式飼料粉碎機(jī)內(nèi)物

20、 料的瞬間粉碎過程,或用功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件詳細(xì)模擬研 究上述粉碎過程,結(jié)合多種科學(xué)理論( 如碰撞理論、彈性力 學(xué)、塑性力學(xué)等基本科學(xué)理論等) 深層次研究飼料粉碎理論, 創(chuàng)新粉碎原理和方法非常必要。 ( 2)從多相流、流化床、篩分理論等不同學(xué)科角度來研究 物料篩分機(jī)理,搞清楚詳細(xì)的篩分過程,并使其能有所突破。 ( 3) 要研究開發(fā)新型的使用壽命長和效率高的錘片,特 別是在錘片材料及其耐磨性方面應(yīng)該加大研究力度。 ( 4) 對(duì)錘片式飼料粉碎機(jī)使用全程中的自平衡技術(shù)進(jìn)行 攻關(guān)研究,從根本上降低噪聲及振動(dòng)的影響范圍和程度。 ( 5) 研究開發(fā)飼料粉碎機(jī)深層測(cè)控技術(shù),實(shí)現(xiàn)多方位自

21、 動(dòng)控制,比如錘篩間隙自動(dòng)調(diào)控技術(shù)等,使其一直工作在最 佳狀態(tài)。 ( 6)研究開發(fā)新型、高效、優(yōu)質(zhì)飼料粉碎機(jī),在傳統(tǒng)飼料 粉碎機(jī)基礎(chǔ)上取得突破,以促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步,推動(dòng)社會(huì)進(jìn) 步。 [ 參考文獻(xiàn)] [1]周慶安。姚軍虎,劉文剛,等.粉碎工藝對(duì)飼料加工和營養(yǎng)價(jià)值 及對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響[ J] .飼料工業(yè),2002,23 ( 11) :6—9. [ 2] 劉晃.我國飼料粉碎機(jī)的現(xiàn)伏與發(fā)展[J ].漁業(yè)現(xiàn)代化, 2004,3( 1) :42—43. [3] 張國旺. 超細(xì)粉碎設(shè)備及其應(yīng)用[M].北京:冶金工業(yè)出社, 20 05. [4]趙敏,盧亞平,潘英民.粉碎理論與粉碎

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26、準(zhǔn)方面的研究和轉(zhuǎn)基因 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè),填補(bǔ)了我國在轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的定性、定量檢測(cè)技術(shù)方面空白,很大程度上滿足了我國農(nóng)產(chǎn)品 進(jìn)出口貿(mào)易的需要,并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益;此外,配合農(nóng)業(yè)部和上海市地方農(nóng)業(yè)行政主管部門開展轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn) 品執(zhí)法檢查,協(xié)助主管部門加強(qiáng)對(duì)國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的監(jiān)管,使消費(fèi)者的知情權(quán)與選擇權(quán)得到滿足,取得了廣泛 的社會(huì)效益。 上海農(nóng)科院在國內(nèi)外率先開展了轉(zhuǎn)基因油菜T45、轉(zhuǎn)基因玉米MON863的轉(zhuǎn)化事件特異性的序列分析,并建立 了其定性、定量PCR檢測(cè)方法,檢測(cè)方法靈敏度達(dá)到歐盟和I SO標(biāo)準(zhǔn)要求。 上海農(nóng)科院利用建立的轉(zhuǎn)基因生物PCR檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方法,為上海市及周邊省市40余家公司和廠家開展了 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)服務(wù),檢測(cè)了數(shù)百批1 000余例樣品,產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益近100萬元,為企業(yè)節(jié)約檢測(cè)開支百萬 元以上。這些大大促進(jìn)了我國轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品標(biāo)識(shí)制度的實(shí)施,滿足了消費(fèi)者對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的知情權(quán)和選擇權(quán),保障 了上海乃至全國農(nóng)產(chǎn)品的正常國際貿(mào)易。 ( 摘自RMRB,2009- -07- -02)__ 專心---專注---專業(yè)

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