1. 研究目的与意义
生物质能的利用随着人类科技的发展被开始广泛讨论,生物质能(Biomass Energy)是通过植物光合作用,把太阳能转化为化学能后,固定和贮藏在生物体内的能量。由绿色植物派生的生物质能资源主要包括农业废弃物、林业生物质、禽畜粪便等。【1】饲料,肥料其实就是生物质能利用的体现。
粉碎机是生物质能利用环节中重要不可或缺的一环,本设计就是当前利用最多的锤片式粉碎机。它的意义在于将饲料研磨,使其成为细小颗粒状物质。切断难消化的纤维,使牲畜更易消化饲料,吸收养分,使饲料中的生物质能更易释放。因此粉碎机的工作性能的好坏对饲料厂的效益,牲畜的生长有的重大的意义。
2. 国内外研究现状分析
随着时代的进步,人们越来越重视饲料业的发展,这也带动了饲料机械工业的进步, 粉碎机作为饲料业不可或缺的机械近年来得到广泛的关注,近年来革新不断,国内外对于粉碎机的发展投入了大量心血,目的都是一样的,提高粉碎机的工作性能。
当前用于饲料加工粉碎过程的设备主要为水滴型卧式粉碎机。但在使用过程中发现其工作效能由于以下因素很难提高:物料主要靠锤片高速旋转的冲击力和摩擦力等而粉碎;锤片的旋转一方面将物料粉碎,另一方面产生离心力,物料在离心力的作用下靠近筛片的径向圆周上形成粒径不等的物料的环流层,紧靠筛片处物料的粒径大,远离筛片处物料的粒径小,从而产生粉碎不均匀现象;物料在粉碎机内的轴向分布较为均匀,其轴向运动的动力相对小;另外锤片间具有一定的尺寸间隔,使处于锤片间的物料受锤片冲击作用的几率相对减少,这样就造成锤片空行程的增加和物料的过度粉碎,同时增加了粉碎机单位产量的动力消耗;由于卧式粉碎机结构上的限制,提高其工作效率收效甚微。在这种情况下,立式粉碎机应运而生。
立式粉碎机采用多口进料,增大了物料进入粉碎室的第一次打击面,喂料轮将物料均匀分散地送至粉碎室进料口,从而使粉碎过程均匀自如。锤片的工作面采用整体淬硬处理,延长了使用寿命。进料装置无需配备吸风系统,这样既节省了这部分电耗,又解决了长期困扰饲料厂的由于吸风系统故障而产生的粉碎效率低下的问题,且减少了粉碎物料的水分损失。但当筛网孔小于4mm时应考虑采用吸风装置。因为温度较低时容易产生粉尘,出料口采用吸风装置,粉碎效率会有所提高。立式粉碎机可配变频器以实现喂料量的自动调控,使主电机始终保持在额定负荷状态下工作,以获得最经济的加工手段。与卧式粉碎机相比,立式粉碎机的重力作用比较明显,物料从粉碎室顶部进料口落下时,其运动轨迹正好与旋转锤片的运动轨迹垂直相交,加上有多个进料口同时进料,因而物料击中率较高。由于转子锤片上下层存在长短差异,在上层由较短的锤片末端和筛网之间形成的预粉碎区内,大部分物料就得到了粉碎或半粉碎,粉碎合格的物料通过筛孔排出粉碎室。半粉碎或未粉碎的物料继续下落,落入转子下层的主粉碎区,于下层锤片末端的线速度更高,与筛网之间间隙更小,锤片除对物料继续施加冲击力外,还伴有研磨力等联合作用,以使物料得到进一步的粉碎。转子最下层装有刮片,可使沉积在底筛上的物料刮起,并随转子的离心力甩向周围的锤片打击区域,继续粉碎。刮片又起到风机叶片的作用,旋转时可产生一定的风量,形成粉碎室内外的气压差,有利于细粉的排出,也可降低粉碎室内外的温度,有利于粉碎加工。转子锤片上下层存在的长短差异,以及上下层环形粉碎腔的大小差异,形成上下环流层的速度差异,造成上下环流层相互之间的干扰破坏。刮片产生的风压改善了粉碎室内的气流状况,这不仅有利于负压自吸进物料和正压向外排料,而且有利于降低环流层速度,干扰破坏整个粉碎室内的环流层,因而使粉碎合格物料能及时排出,避免重复无效的过度粉碎。【2】
3. 研究的基本内容与计划
锤片式饲料粉碎机因其占地面积小、粉碎效率高、耗电量小等优点 ,在目前饲料工业中得到了广泛的普及应用。与同类产品相比有着巨大的优势,但也与同类产品一样存在着问题,为了最大化的实现厂家的利益,进一步提高锤片式粉碎机的工作性能势在必行。
如何提高机器的寿命,比如延缓锤片磨损。锤片磨损主要由磨料磨损引起的,粉碎物料中的硬粒杂质是引起锤片磨损的另一个原因。试验表明,物料的颗粒质量愈大,表面愈粗糙、愈硬,对锤片的磨损就愈大。【4】原料的选取就显得尤为重要,进料口设置更为智能自动化的选料过滤装置或者在原料进入粉碎机之前进行软化处理就显得很有必要,这也会是今后发展的方向。
影响锤片式粉碎机工作性能的因素很多其中由于原料种类不同,粉碎的效果与质量也大相径庭。
4. 研究创新点
1、应尽量减少锤片粉碎机工作时水分的介入,首先可在进口处设置烘干设备,但烘干并不能完全除尽水分,在研磨的过程中原料中的水分会渗出,在随时内设置换气烘干系统,及时除去水分,尽可能减少腐蚀,延长锤片寿命;
2、粉碎机工作时,由于粉碎粒大小或其他原因筛板会堵塞,影响工作效率,在筛板处设置震荡设备,使颗粒通过筛板,促使进度顺畅
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