倒裝式粉碎機及粉碎系統的設計

崔相全，趙 峰，張宗超，李寒松，王 斌，賈振超

（山東省農業機械科學研究院，山東 濟南250100）

普通粉碎機易在篩網表面形成環流層，物料中的大顆粒會在離心力作用下積聚在環流層外圍，而小顆粒的物料容易積聚在環流層內側，大顆粒的物料阻擋小顆粒的物料穿過篩網，產生堵篩現象[1-10]；且大多需要人工上料，物料中混入的石頭、鐵塊等雜質容易打壞篩片，常需增加除鐵除石裝置；出料過程中粉塵控制不到位極易造成環境污染，用沙克龍收集物料時，粉碎機出口位于下面所需管道長，轉彎多，風阻損耗大，風機消耗動力大等。自吸式帶風引出料裝置的倒裝式粉碎機和粉碎系統，能夠實現超細粉碎和高纖維物料的破碎，真正實現“二次粉碎”，極大地提高了粉碎效率，減輕工人勞動強度，保護環境。

1 總體結構及工作過程

1.1 總體結構

自吸式帶風引出料裝置的倒裝式粉碎機和粉碎系統，由倒裝式粉碎機1、自吸式上料系統2、沙克龍3、卸料器4、除塵布袋5、風機6等部分組成。整機結構圖如圖1所示。

圖1 總計結構圖

1.2 工作過程

在風機負壓吸力的作用下，物料通過自吸式上料系統進入粉碎室，電機帶動主軸轉動，即帶動與主軸相連的轉子盤轉動，在高速旋轉的轉子盤打擊下，使得物料迅速破碎成細粉，風機形成的負壓氣流可使粉碎后的合格物料快速通過粉碎篩，由沙克龍沉淀收集，通過卸料器變頻調速來調節物料的卸料速度，經過沙克龍沉降后的含塵氣體由風機吹入除塵布袋中，再進行一遍過濾，物料留在布袋中，而干凈氣體則穿過布袋縫隙排放到空氣中。

2 主要部件的設計

零部件設計包括倒裝式粉碎機、自吸式上料系統和風引出料收集系統等的設計，這些關鍵零部件直接影響著機器的性能，因此在設計時要注意結構的合理性。

2.1 倒裝式粉碎機

倒裝式粉碎機由轉子盤總成、機殼、機座、篩片、齒板、上出料口、下進料口、電機等組成。其結構如圖2所示。

圖2 倒裝式粉碎機結構示意圖

由于齒板的曲率半徑大于篩片的曲率半徑，形成一個臺階，可破壞物料旋轉時形成的“環流層”，大顆粒的物料被擋在這個臺階下，齒板能改變物料的運動方向和改善物料的粉碎效果。

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。

表1 主要結構和性能參數

4 試驗

根據以上設計思路，制造出自吸式帶風引出料裝置的倒裝式粉碎機和粉碎系統樣機并在我院中試基地實現了成果轉化和小批生產。根據GB/T6971-2007規定的試驗方法，進行了粉碎玉米試驗，測得篩孔直徑1.5mm時，生產率3t/h，噸料電耗為12kW·h/t，性能指標優于行業標準。自吸式帶風引出料裝置的倒裝式粉碎機和粉碎系統已獲專利授權（一種粉碎系統）。

5 結語

自吸式帶風引出料裝置的倒裝式粉碎機和粉碎系統與通常上面進料下邊出料的粉碎機相比，采用自吸式下部進料，可節省上料機和減輕工人勞動強度，減少了管道長度，也就減少了風阻，降低了風機的消耗；物料中的石頭、鐵塊等雜質由于比重大的原因，不易被吸進粉碎室，篩片不易損壞；齒板的曲率半徑大于篩片的曲率半徑形成一個臺階，可破壞物料旋轉時形成的“環流層”，真正實現了“二次粉碎”；由于只在上部設置篩片，受到轉子盤打擊的物料大部分撞向機殼內壁和齒板上而不是篩片上，減小了篩片的磨損，這樣就能大大提高篩片的使用壽命，篩片的篩分效率明顯提高，篩片的更換也更方便。