0、前言
隨著畜禽飼養業及飼料加工業突飛猛進,使市場對貝殼粉的需求量越來越大。貝殼粉( oystershell flour)含鈣量約為32%~35%,是資源豐富的鈣源。動物性礦物質添加劑在飼料配方中含量較少,為了保證混合均勻度要求,粒度通常要求很小,同時,不同的飼養對象及其不同的生長階段對飼料中的貝殼粉粒度有著不同的要求。貝殼質地堅硬,加工困難,如果采用普通的錘片式
粉碎機進行加工,存在著錘片和篩片磨損嚴重,費用高,電耗大,產量低及粒度無法保證等一系列問題。針對長期以來貝殼粉的加工狀況、需求規模、粒度要求及貝殼種類等綜合因素,研究設計了9FW—15型無篩式粉碎機。
1、總體結構及工作過程
1.1總體結構
9FW一5型無篩式粉碎機由機體、喂料口、出料口、轉子、側齒板、弧形齒板、襯套和風機等組成,轉子上有錘塊和控制輪,錘塊和側齒板及弧形齒板組成粉碎室,控制輪和襯套組成控制室。其結構如圖1所示。
1.2工作過程
貝殼在粉碎前應由對輥式破碎機進行預先的破碎,當形成小塊后再由無篩式粉碎機完成最終的粉碎。具體工作過程為:動力由皮帶輪傳遞給轉子,貝殼在喂入口處靠自重及風機產生的負壓進入粉碎室,受到高速回轉的錘塊的打擊和粉碎室內齒板的撞擊、剪切和摩擦,破碎成小塊,在風機負壓的作用下沿軸向進入控制室,當經過控制輪和襯套的間隙時被補充粉碎,粉碎后的物料在風機作用下,由出料口排出,經過沉降后得到成品。成品的粒度大小可以通過調節錘塊和齒板及控制輪和襯套之間的間隙進行改變。
2、主要部件的設計
2 .1轉子回轉直徑和粉碎室寬度的確定
轉子直徑的大小對粉碎機的工作性能影響很大,在轉速一定的情況下,直徑大,打擊部件的速度提高,沖擊力強;反之,直徑小,則沖擊力小,生產率下降。以沖擊破碎貝殼為對象的粉碎機,其沖擊部件的外緣線速度以60~90 m/s為宜。本機依靠風機壓力進行排料,為減小風機的結構尺寸,并保證足夠的壓力和流量,選擇主軸的轉速為3950 r/min,則轉子直徑為:D=60v/πn=387mm
故取轉子直徑D為400 mm。
粉碎室寬度B根據經驗公式B=kD,k為比例系數,取值為0.29r~0.75,加工脆性材料時取小值,反之取大值,這里取小值,即k=0.29.計算得:
B=0.29×400=116 mm,故取粉碎室寬度為120mm。
2. 2錘塊和齒板
2.2.1錘塊:錘塊是粉碎機上磨損最嚴重,使用壽命最短的部件之一。普通的薄板或齒爪式沖擊部件一般都是鉸接在轉軸上進行工作,一方面自身強度難以保證,磨損較快,極大地降低了部件的正常使用壽命;另一方面,在打擊物料時產生緩沖現象,從而降低了部件和物料之間的相對速度,使沖擊力降低。本機采用錘塊作為打擊部件,其厚度為普通錘片的3倍,沖擊面積為普通錘片的9倍,沖擊面呈鋸齒狀,提高了銳利程度。錘塊固定在轉軸上,使轉子成為剛性體,增強了對物料的沖擊強度,同時塊狀結構保證了自身強度的要求,提高了使用壽命。
2.2.2齒板:齒板在粉碎過程中起的主要作用是輔助錘塊粉碎,但也起著十分重要的作用。它可以阻礙飼料環流層的運動,延長物料在粉碎室內的停留時間,增強對物料的撞擊作用。為防止粉碎時的反料現象,增大工作面反射角度,本設計采用尖齒形狀的齒板。粉碎時,經錘塊打擊的物料撞擊到齒板上,加速后再次受到錘塊的打擊,可以使物料在短時間內受到多次打擊,加快了粉碎過程,同時齒板和錘塊之間有間隙,使物料在此間隙內被剪切、磨碎。
2.2.3錘塊和齒板間隙:錘塊和弧形齒板之間形成的頂隙及與側齒板之間的側隙的大小對粉碎機的性能也有很大的影響。研究表明,物料在粉碎室內受到沖擊部件作用后,將作與轉予回轉方向相同的環流運動,環流層中的物料的分布規律是:大顆粒物料分布在外層,小顆粒物料在內層,外層大顆粒物料遠離沖擊部件,得不到打擊,而內層小顆粒物料包圍沖擊部件,受到重復打擊,這樣的結果是粉碎粒度不均勻,同時能量消耗增加。而環流層與錘篩間隙有關,參閱有關資料,本設計采取頂隙6 3為12 mm,同時根據物料在粉碎室內的環流形成分布規律,采用側隙沿轉子徑向呈不等距形式,設計最大處間隙6 1為7 mm,最小處6 2為5 mm。其結構如圖2所示。
2 .3控制輪
普通型式的粉碎機是依靠篩片上的篩孔大小控制粉碎粒度的,而在貝殼等堅硬物料的粉碎過程中,為了避免篩片的損壞和頻繁更換,故取消了篩片,因此用控制輪控制粉碎粒度,并配以氣流輸送,實現無級連續控制過程。
2 .4風機壓力的確定
風機壓力可根據物料物理參數及對產品的要求指標確定,計算公式如下:
d-符合要求的物料顆粒當量直徑最大值;“—粒度控制葉輪回轉角頻率
R—粒度控制葉輪回轉半徑;r—物料比重
綜合阻力系數;k—不流運動物料轉差率
3、主要結構和性能參數
該機的主要結構和性能參數如表1所示。
4、結束語
無篩式粉碎機作為動物性礦物質飼料—貝殼粉的加工生產的主機,無論是在結構上還是在對物料的分級形式上,與普通型式的粉碎機截然不同,以錘塊代替了薄板狀錘片,提高了沖擊部件的使用壽命;改變對物料的分級形式,取消了篩片,因而無堵塞現象,解決了錘片和篩片的磨損嚴重的問題;采用可調節的葉輪控制裝置,可以獲得不同的產品粒度;因此可以充分滿足養殖業對物料粒度更加廣泛的要求。
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