理论教育 SFSP56型锤片式粉碎机:转子构成及工作原理

SFSP56型锤片式粉碎机:转子构成及工作原理

时间:2023-12-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:粉碎机的转子包括主轴、锤架板、销轴、锤片、轴承等,是粉碎机的主要运动部件。SFSP56型锤片式粉碎机的电机与粉碎机主轴采用联轴器直接方式传动,电机座直接安装在机器底座上。2.锤片锤片也是锤片式饲料粉碎机最主要的工作部件和最重要的易损零件之一。

SFSP56型锤片式粉碎机:转子构成及工作原理

一、锤片式饲料粉碎机

(一)构造与原理锤片式饲料粉碎机(图3-l)由料斗闭式磁选器、导向机构、上机壳、操作门、转子、机座和减震器等部件组成。在机座的下方一侧还设有吸风出料装置(图中未示出)。

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图3-1 锤片式粉碎机结构示意

底座安放在4~8个减震器上,起支承和联接粉碎机之用,使粉碎机形成一个整体。粉碎产品由底座下经出料装置排出。

粉碎机的转子包括主轴、锤架板、销轴、锤片、轴承等,是粉碎机的主要运动部件。转子的转速较高。制造时装配成转子部件(锤片和销轴未装前),要进行动平衡校验

粉碎机体两侧均设有操作门,更换筛片或锤片、检视粉碎室内部情况时可以开启操作门。筛板靠操作门压紧。

上机壳与底座(下机壳)组成粉碎机外壳体,体内两侧分别装有两块筛板,筛板与转子一起组成粉碎室,饲料原料就是在粉碎室中被粉碎的。

进料导向机构可令物料从左侧或右侧进入粉碎室。通过行程开关自动控制电机的旋转方向,令与进料方向相合(图3-2)。

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图3-2 进料导向板方向与主轴转向

闭式磁选器装在料斗之下是为了吸除原料中的铁磁杂质,以免其进入粉碎室而损坏机件。

料斗的配置是为了使饲料原料能均匀地进入粉碎室而不受进料管方向的影响。也有的粉碎机不配料斗,在粉碎机的上方直接配喂料器。

粉碎机工作过程:原料由机器顶部喂料器喂入,经料斗和磁选器,再经导向机构落入粉碎室,在高速旋转的锤片打击和筛板的摩擦作用下逐渐被粉碎,已粉碎的较小的颗粒在离心力和气流的作用下穿过筛板筛孔被排出粉碎室外,经底座出料口由吸风排料装置运走。

SFSP56型锤片式粉碎机的电机与粉碎机主轴采用联轴器直接方式传动,电机座直接安装在机器底座上。机器底座下面安装有6只或4只JG3-4型减震器,直接安放在基础平面上,并不需要其他联接;但需注意在搬运和安装时各只减震器要同时轻放着地,以免引起损坏。图3-3是SFSP56×40(36)型锤片式粉碎机安装小样图,带括号的尺寸适用于56×36型机,它只用4只减震器。

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图3-3 SFSP56×4O(36)型锤片式粉碎机安装小样

安装时,要注意粉碎机与进料装置(喂料器)的联接,以及与出料装置(吸风出料系统)的联接一般均应采用软联接方式。

粉碎机均配有粉碎机控制电路,具有自耦降压启动、电机正反转、导流板方向控制和操作门锁紧等项功能。还有根据粉碎机电机工作电流调节喂料量的功能。图3-4是无锡布勒机械制造有限公司生产的卧式锤式粉碎机DFAJ型喂料器的安装联接示意。

DFAJ型喂料器直接安装在粉碎机进口处,由电子控制器DFAS根据粉碎机的负载(工作电流)自动调节喂料量,吸风量则由DFAO空气流量控制器和节流阀调节。此外喂料器还包括非自流物料振动器与磁选器。有3种型号的DFAJ型型喂料器,最大产量30米³/小时。

(二)主要易损零件

锤片式饲料粉碎机的主要工作部件也是主要易损零件,包括:锤片和筛片,易损零件还有销轴和弹性圈等。

1.筛片 筛片也称筛板,是锤片式粉碎机最重要的工作部件和易损零件之一。常用的筛片有冲孔筛、钻孔筛、圆锥形孔筛和鱼鳞筛等数种,其中以冲孔筛与钻孔筛应用最广,它们都是圆柱形孔筛,结构简单,制造方便。一般将筛孔按其直径分为4个等级:小孔1~2毫米,中孔3~4毫米,粗孔5~6毫米,大孔8毫米。

圆柱形冲孔筛片用冷轧钢板制造,其规格已经标准化,有各种筛号可供选用。图3-5是冲孔筛片的展开图和筛孔排列方式。

筛片的部标有NJ139-77,国标有GB3943-83《圆孔和长孔筛片》。目前按GB3943制造锤片式粉碎机筛片的并不多,多按原一机部标NJ139-77制造而有所变动。筛孔的排列成品字形即3个相邻的筛孔中心成等边三角形(图3-5b)。

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图3-4 DFAJ型喂料器示意

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图3-5 冲孔筛片

这样排列可在保证筛片强度与刚度的前提开孔率是指筛孔总面积与整片筛面面积之,开孔率最大。。由图3-5b可得

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式中K——开孔率(%);

d——筛孔直径(毫米);

t——筛孔中心距(毫米)。

粉碎机的通过能力与筛片的筛落(通过)能力关系很大,而开孔率K的提高可以提高筛片的筛落能力。由式(3-1)可见,K值随d的增大而增大,随t的增大而减小。故筛片的设计制造应尽可能提高K值,以提高粉碎效率、降低功耗。

表3-1 SFSP系列锤式粉碎机筛片型式

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表3-2 SFSP系列锤片式粉碎机筛号尺寸

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筛号以筛孔直径的毫米数乘以10计。例如30号筛的筛孔直径为3毫米,筛孔间距有4毫米和5毫米两种,其开孔率分别为51%和33%,筛片厚度为2.5毫米。按原一机部标准NJ139-77,尚有8号、10号和50号、80号筛片。

在购买筛片时应根据需要选好筛号和相应型式。注意筛片冲孔后,按尺寸剪裁,再用剪板机卷成圆弧形,卷板时要求毛面朝内;这样毛面有较尖的棱角,冲孔是略呈锥形的圆柱状,小头朝里,利于粉碎和物料通过筛孔(不发生堵塞)。筛板外观应平整,筛孔分布均匀,不得有连冲、漏冲和冲不透等缺陷。

2.锤片 锤片也是锤片式饲料粉碎机最主要的工作部件和最重要的易损零件之一。常用的锤片形状有矩形双孔锤片(图3-6)。标准锤片上有两个对称的销孔,可换角、掉头使用4次。我国原一机部部颁标准NJ138-77和1986年机械部标准规定有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型标准锤片(表3-3)。

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图3-6 标准锤片

表3-3 标准锤片规格            (毫米)

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例如SFSP56型两种锤片式粉碎机采用的是Ⅱ型标准锤片厚5毫米的一种,但锤片宽度由50毫米增为(54±1)毫米。SFSP112型三种粉碎机采用Ⅲ型标准锤片,厚度为6毫米。

锤片的制造材料与热处理,常见有低碳钢渗碳淬火、中碳钢淬火和堆焊碳化钨合金等三种方法,以增强锤片的耐磨性,降低钢耗和加工成本为主要目的。

(1)采用20号优质碳素结构钢,经固体渗碳淬火渗碳层厚度一般为0.8~1.2毫米(锤片厚2毫米时为0.3~0.5毫米),表面硬度一般可达到56~62HRC,距销孔周围4毫米内硬度不超过28HRC,以免引起销孔边裂纹。此法特点是工艺简单,锤片表层硬内层软使其耐冲击耐磨并得;缺点是当渗碳层磨损后,内层磨损很快而导致锤片工作寿命不长。

(2)采用65Mn或65SiMn钢进行热处理处理后淬火区硬度50~57HRC,非淬火区硬度不超过28HRC。整体淬火则易产生裂纹。一般使用60~100小时须换角使用,故应用渐少。

(3)用碳化钨堆焊锤片的工作棱角,焊层厚1~3毫米据资料,当加工玉米时与采用普通锤片相比,堆焊碳化钨锤片的使用寿命高出6.9倍,耗钢仅为普通锤片的1/7,但成本高出1.75倍。在堆焊碳化钨前,应清除锤片表面的油污、氧化物及其他杂物,堆焊层不应有气泡、夹渣等缺陷。SFSP系列粉碎机上已普遍使用碳化钨堆焊锤片。缺点是堆焊工艺要求较高,否则焊层易剥落,转子对应组的锤片重量允差很小(<5克),制造成本也高些。

近年我国发展一种真空熔结技术也可以用于硬化锤片表面。如北京市紫金耐磨技术研究所吴仲行发明的真空熔结(镀膜)技术,是在真空条件下,靠蒸发或溅射产生气相物质,并沉积在工件表面上形成薄膜涂层。熔结涂层实际上是一种耐磨的复合材料。涂层厚度0.02~7毫米,硬度20~70HRC。现已成功地应用于锤片、压粒机的压模与压辊等零件的表面硬化,而成本不详。江苏牧羊、江苏正昌等饲料设备企业也将碳化钨堆焊和真空熔结等表面硬化技术应用于锤片。(www.daowen.com)

(三)型号和性能

锤片式饲料粉碎机最常见的是卧轴式,还有近年发展起来的立轴式和水滴形式粉碎机。

按进料方向,卧轴粉碎机有顶部(径向)进料式、切向进料式和轴向进料式三种。在饲料工厂中普遍使用顶部进料锤片式粉碎机,因为粉碎原料多为流动性好的谷粒,便于进料的自动控制。切向进料锤片式粉碎片,可兼用于粉碎谷物饲料和秸秆牧草类粗饲料,故农村使用也较普遍,一般是采用人工进料。轴向进料粉碎机可利用粉碎机转子中心轴向的负压而进料(吸管),在小型饲料加工机组上也有采用。

锤片式饲料粉碎机已形成系列产品,以转子直径D和粉碎室宽度B为主参数。过去粉碎机直径D的确定主要是根据传动、转数、功率和制造的需要而定。新系列以GB321-80《优先数和优先数系》中的基本系列R5、R10、或R20中选取,必要时也可以按R4O系列选取。表3-4摘录其基本系列。此外,还有GB2822-81《标准尺寸》为直径、长度、高度等系列尺寸作出了规定,它有R系列和Ra系列,与GB321-80一起使用。选择参数系列时,应优先采用项数最少(相对差最大)的基本系列,即R5优先于R10系列采用,R10优先于R20系列采用,R20优先于R4O系列采用。补充系列RSO(表3-4中未列出)则尽可能不用。表3-4R40系列中括号内的数值为化整值,亦可采用,但R40优先。

表3-4 优先数系基本系列

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应用最广的两个SFSP系列锤片式粉碎机依转子直径大小分为112和56两个系列。粉碎机转子直径分别为112厘米和56厘米,即由优先数系列R20中选取。而其粉碎室宽度B=30、40和60厘米,以及B=36厘米(为3.55的化整值)则由R40中选取。从实际设计的目的看,直径系列数值的选取,是为了满足用异步电动机驱动粉碎机时直联的需要,即转子直径D=560毫米时用二极电机直接联接;D=1120毫米时用4极电机直联,转子转速级为2940转/分钟、1470/分钟时,其转子锤片末端的线速度为84~86米/秒,这是一个比较合理的速度,可获得较高的粉碎效率,并与我国制造与使用水平相适应。粉碎室宽度的选取则是依据优化试验的结果,在获得较高粉碎效率的范围内采用不同的粉碎室宽度,可以得到不同生产能力的粉碎机,以满足用户的需要,制造厂的工艺简化了,生产成本也得以降低。我国原商业部曾以此制定关于锤片式饲料粉碎机规格系列标准,这对生产的发展和用户的使用都很有好处。

我国生产的锤片式饲料粉碎机有机械部门和商业粮食部门生产的两部分。一般来说,由于各种历史原因,在饲料工厂中大多使用商业粮食部门生产的如SFSP系列产品,在农村则较多地使用9F系列的粉碎机。商业部标准《粮油机械产品型号管理办法》LS91-85(代替SB1-76)规定,粮油机械产品型号由专业代号、品种代号、型式代号和产品主要规格四部分所组成。如SFSP112×40型锤片式饲料粉碎机,S为专业代号,表示饲料加工机械设备,FS为品种代号,表示粉碎机,P为型式代号,表示锤片式粉碎机,112×40规格数字的意义是转子直径×粉碎室宽度的厘米数。SFSP两系列的5种锤片式饲料粉碎机的主要技术参数见表3-5。它全部是顶部进料、专为配合饲料工厂设计配套的卧轴锤片式粉碎机。

表3-5 SFSP系列锤片式粉碎机的技术性能

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此外尚有机械部门设计的9F系列锤片式饲料粉碎机。表3-6列出的是由切向喂入的锤片式饲料粉碎机。如9FQ-50型锤片式粉碎机。切向喂入型饲料粉碎机是一种通用型粉碎机,即不仅可以粉碎玉米、大麦等谷物饲料,亦可以用来粉碎稻秸、麦秸、玉米秸、豆秸和甘薯藤等秸秆粗饲料,它在农村、畜牧场的饲料调制间应用较多。图3-7是FSP·50型切向喂入锤片式饲料粉碎机的小样图。它的特点是备有适合于粉碎颗粒料的颗粒料进料斗和适合于加工秸秆的秸秆进料斗,粉碎时可以选择使用。另外,转子轴一侧装有离心风机可以吸风出料,将离心风机出料管与刹克龙(离心分离筒),可令气流与粉碎物料分离将粉碎成品排出,构成一个独立的粉碎系统(机组)。FSP·50粉碎机的配套旋风分离器(刹克龙)为SS型,进料气流速度巧米/秒,流量1182米³/小时,阻力系数0.177,阻力673.3帕(68.7千克力/米²)。

表3-6 切向喂入锤片式粉粹机的技术性能

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图3-7 FSP·50型切向喂人锤片式粉碎机小样

(四)立式粉碎机

立轴式锤片饲料粉碎机是无锡布勒公司和江苏牧羊集团有限公司近年开发研制成功的新型粉碎设备。主要用于粉碎各种颗粒状饲料原料如玉米、高粱、豆类、大麦、燕麦及经预破碎的豆粕饼类等,还可以用于油脂、食品及医药、化工等行业的粉碎加工。

与卧轴式锤片饲料粉碎机相比,特点是粉碎效率高,相同功率的粉碎机产量可提高30%~50%。立式粉碎机对辅助吸风量要求也较低,从而避免了因吸风系统故障导致粉碎机产量下降的问题,方便了用户。

1.牡羊先锋168型立式粉碎机(图3-8) 主要结构包括以下各部分:

(1) 自动喂料器(选购件)。包括进料斗、气动系统和粉碎机负荷控制仪三部分。进料斗包括风机、气动薄膜阀、平板磁铁和排杂装置等。能对粉碎机实现最佳负荷控制,并采用闭合环路气流装置,具有除铁、除杂等功能。

(2) 进料分流机构,将料流分三股流入粉碎室,有利于提高产量。

(3) 电动机为立式三相异步电动机

(4) 转子由锤架板、销轴、锤片、叶片及锁紧机构等组成。转子在装配后(不含销轴及锤片)应进行动平衡校验。

(5) 筛框为筒状结构,圆周围及下平面上装有筛板。粉碎机作业时筛框上部压靠在机体上,将转子包围,构成粉碎室。

(6) 筛框压紧机构包括汽缸、曲柄、连杆、连杆轴、拉杆有筛框托架等。粉碎机工作时,该机构将筛框压紧在机体上,并且有安全装置保证此时筛框无法落下。在更换锤片或筛板时,机体上的操作门打开后,该机构可将筛框落下。

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图3-8 先锋168型立式粉粹机结构

(7)机体的作用是联接、支承粉碎机各部件,包括操作门、支撑腿等。

(8)锥形出料斗。

2.立式粉碎机的工作过程 饲料原料通过自动喂料器进入进料分流机构,将料流分成三股,从机体上部的3个进料口进入粉碎室,在高速锤片的打击和筛片的摩擦作用下,物料被粉碎,并在离心力和气流的作用下,穿过环筛和底筛的筛孔落人出料斗排出。

牧羊先锋168型立轴式锤片粉碎机的立轴转速2970转/分钟,转子工作直径850毫米,粉碎室宽度160毫米,锤片数量16片。它有三种亚型,即配用不同功率的电机,可获得不同的产量,见表3-7。

表3-7 立式粉碎机的型号

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3.与卧轴式锤片饲料粉碎机相比,立轴式锤片粉碎机的特点还可列出下述各点:

(l) 自动喂料器为选购件,是牧羊公司为该型粉碎机专门设计。详细使用说明见牧羊先锋168系列立式锤片粉碎机自动控制喂料器使用说明书。本机压缩空气气源压力0.6~1.0兆帕。压缩空气系统应配备水处理器;为避免在潮湿寒冷地区压缩空气水分过高,应配备冷冻干燥机、油水分离器。

(2) 应根据需要选择筛板孔径,但需注意筛板孔径不得小于2毫米。

(3) 转子上装有四组锤片,每组锤片有短锤片2片和长锤片2片;短锤片装于上部,长锤片装在下部(图3-9),为对称排列方式。相对应两组锤片的质量相差不得大于2克。

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图3-9 先锋168型粉碎机的锤片排列

(4) 粉碎机与出料输送系统连接时,应注意在粉碎机内部既不能形成负压,亦不能形成过大的正压。其辅助吸风量以15~20米³/分钟为宜。

(5) 锤片、筛板等主要易损零件应选购主机制造厂产品,以确保质量与安全。如江苏扬州牧羊公司专业生产牧羊牌碳化钨堆焊耐磨锤片、牧羊牌真空熔结耐磨锤片均获商业部优质产品称号,效果较好。

(五)双轴立式粉碎机

双轴立式粉碎机是上海申德机械有限公司新研制的产品。特点是采用两个75千瓦的主电机分别驱动粉碎机两个立轴转子,可提高产量与粉碎效率。实际上是2台立轴粉碎机共用一套进料与出料装置的组合,除具有单轴立式粉碎机的优点外,它可以在立式电机功率受到限制时获得更大的产量,粉碎效率更高,单位生产能力装备成本和单位产品生产成本也会有所降低。SDVMD型双轴立式粉碎机的技术参数:

(1)配用动力 2×(75+0.75)千瓦

(2)产量 25吨/小时

(3)筛孔直径 3毫米(可调换)

(4)主轴转速 3000(转/分钟)

(5)锤片数 32片

(6)筛网高度 155毫米

(7)外形尺寸 3289毫米×2430毫米×1330毫米

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