锤片式粉碎机锤片磨损机理分析

[收稿日期] 2010-01-15

[作者简介] 韩英强(1965-),男,河北北方学院牧业工程系副教授,硕士,研究方向:农业工程和畜牧工程。

锤片式粉碎机锤片磨损机理分析

韩英强1

,周英军

2

(1.河北北方学院,河北张家口075000;2.河北化肥工业公司,河北石家庄050000)

摘 要 对锤片式粉碎机锤片磨损机理,锤片磨损形式与规律,锤片磨损量分布及锤片磨损引起的后果进行了较全面的分析。

关键词 粉碎机;锤片;磨损

Wear Mechanism Analysis for Hammer of Hammer Mill

HAN Y ing qiang ,Z HOU Y ing jun

Abstract The paper have a more comprehensive analysis for the hammer wear mechanism and wear mechanism and the ham mer wear form and distribution of hammer wear and caused by the consequences of hammer wear. Key words crusher;hammer;wear

!中图分类号∀TH17 !文献标识码∀A !文章编号∀1674-3229(2010)02-0074-02

锤片是锤片式粉碎机的主要工作部件和易损件。锤片磨损形式和磨损量直接影响着粉碎机转子的平衡,进而影响着粉碎机的生产效率和使用寿命,所以研究粉碎机锤片的磨损机理对研究锤片的材料、形状、表面硬处理具有十分重要的意义,并且可以获知锤片的磨损形式及转子一轴承系统的受力情况,为锤片式粉碎机的设计提供可靠的依据。

1 锤片磨损机理

锤片磨损主要由磨料磨损引起。大多数粉碎物料是软磨料,它对锤片的磨损主要是抛光、疲劳、削离磨损。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。

粉碎物料中的硬粒杂质是引起锤片磨损的另一个原因。硬粒杂质对锤片工作表面的微观磨损主要有两种情况:对于韧性较好的锤片,主要是以切削和凿削为主;对于脆性材料锤片,主要是以断裂切削为主。一般粉碎物料中硬粒杂质含量越多,锤片磨损越快,磨损量也越大,因此粉碎之前必须对粉碎物料进行除杂处理。

2 锤片磨损形式与规律

粉碎作业时,锤片的工作棱角不断磨损,愈靠近顶端,线速度愈大,冲击物料的频率愈高,磨损量愈

多,同时锤片的冲击角愈来愈小。

锤片棱角磨损部位上某点冲击角的变化如图1所示,其中, 4< 3< 2< 1

。

3 锤片磨损量沿粉碎室宽度方向分布

锤片磨损量与物料沿粉碎室宽度方向的分布关系,可用粉碎物料沿粉碎室宽度方向排出量的分布特性表示。有关研究曾用9F55-30型粉碎机做过锤片磨损的试验。试验结果表明,受锤片排列方式和粉碎室侧壁对室内物料的阻挡作用等因素的影响,物料在粉碎室内会出现侧推现象,使得两侧物料聚集较多,锤片负荷较大,磨损较厉害。当粉碎机转子正反转工作时,物料沿粉碎室宽度方向上呈抛物线分布,径向喂料式基本上为对称抛物线,轴向喂料式为非对称抛物线。其抛物线方程式为:Q x =ax

2

+bx +c 。

式中:Q x ###距离粉碎室侧壁x 处的粉碎物料单位

∃

74∃2010年4月廊坊师范学院学报(自然科学版)

Apr.2010第10卷第2期Journal of Langfang T eachers College(Naturnal Science Edition)Vol.10No.2

宽度方向排除量;

a 、

b 、

c ###由粉碎机结构特点和被加工物料的性质所决定的常数。

物料沿粉碎室宽度上分布曲线如图2

所示。

可见,无论是轴向喂料还是径向喂料,物料在粉碎室宽度上的分布都是不均匀的,两侧物料层要比中间层厚,所以两侧锤片负荷大,磨损较快。

4 锤片磨损引起的后果

4.1 锤片磨损对粉碎机工作性能的影响

当锤片磨损时,锤片外边缘变钝,从而减少对物料剪切和撞击作用,增大粉碎机能耗,使成品粒度变粗,粉碎机生产率降低。同时,锤片磨损后,因其端部楔形作用而造成物料在锤片与筛片之间的大量密集,密集料层部分对筛片产生较大摩擦并增加物料对筛片的正压力,从而加速筛片磨损。4.2 锤片磨损对转子质心偏移的影响

受锤片排列方式及其他因素的影响,粉碎机在运行过程中,往往会出现锤片磨损不均匀现象。锤片磨损不均匀一般有两种,即轴向磨损不均匀与径向磨损不均匀。粉碎机转子质心偏移形式与其锤片磨损形式是相对应的,一般当锤片轴向磨损不均匀时,粉碎机转子质心将会产生轴向偏移;同理,当锤片径向磨损不均匀时,转子质心将会产生径向偏移。鉴于粉碎机工作状况的复杂性,实际生产中,锤片磨损既存在轴向磨损不均匀又存在径向磨损不均匀,转子质量偏心实则是其质心轴向偏移和径向偏移综合作用的结果。

4.3 锤片磨损对转子振动的影响

从转子对称销轴受力角度分析,当锤片磨损不均匀时,由于转子不平衡偏重的存在,受惯性的作用,会产生一个不平衡离心力,此不平衡力将通过主轴传递到轴承及基座上,引起粉碎机的振动,降低其使用寿命。

以对称排列为例,对I,%对称销轴进行受力分

析。设I,%销轴离心力合力分别为R 1和R 3,则其受力形式如图3

所示。

当锤片磨损不均匀时,R 1&R 3,对称销轴上的离心合力不能相互平衡,转子上必产生一个不平衡力或力矩,在转子运行过程中,此不平衡力或力矩将通过主轴传递到粉碎机轴承上,受到此周期性激振力

的作用,转子###轴承系统将产生简谐振动。

通常转子不平衡有三种情况,如图4

所示。

静不平衡:此时转子对称销轴离心力合力R 1和R 3作用线在同一条直线上,R 1&R 3,转子主惯性轴与旋转轴线不重合,但相互平行,当转子旋转时,将产生一个不平衡的离心力。

动不平衡:此时转子对称销轴离心力合力R 1和R 3作用线相距e,R 1=R 3,转子主惯性轴与旋转轴线交错,且相交于转子的重心上,虽然转子处于静平衡状态,但转子旋转时,将产生一个不平衡的力矩。

动、静不平衡:此时转子对称销轴离心力合力R 1和R 3作用线相距e,R 1&R 3,转子主惯性轴与旋转轴线既不重合,又不平行。当转子旋转时,产生一个不平衡的离心力和力矩。

大多数情况下,转子既存在静不平衡,也存在动不平衡。当转子的厚度与直径之比小于0.2时,转子一般只进行静平衡试验。

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75∃第10卷∃第2期韩英强等:锤片式粉碎机锤片磨损机理分析2010年4月