粉碎机的锤筛间隙

粉碎机的锤筛间隙

上海市饲料科学研究所 俞信国

锤筛间隙是指锤式粉碎机锤片末端到筛片的距离，它是粉碎机设计的重要理论和经验值，重新研究这一理论，有益于解决粉碎机堵料、粉碎机粗粉碎和细粉碎不宜通用等等问题。现行的锤筛间隙理论流传很广，这些理论被介绍在目前的一些科教书中，杂志中，现摘如几例：

国外资料，《饲料制造工艺》第四版，《Feed ManufacturingTechnology》1996年・4月，美国。128页。如下:

《(6)锤筛间隙太大或太小，这虽不是一个常见的问题，但不适当的锤筛间隙很可能会显著地降低生产率和增加锤、筛的磨损。间隙太大，料层就增厚，锤片不能有效地将物料排出筛孔。间隙太小，物料被锤片推出筛分区的上沿，而不能穿过筛孔。

克服上述问题，可根据所粉碎的物料反复校验锤筛间隙，如需要可加以调整，（通过改变销轴的位置或改变锤片长度）。一般脆性的和易粉碎的物料如玉米和豆粕，锤筛间隙以1/2英寸为宜；纤维性物料如豆荚和稻壳，以3/16英寸为宜；高脂肪物料如肉类，肉类副产品和骨粉，以1/8英寸为宜。》

国内也有介绍，某中等粮食学校使用教材,如下:

《“4”锤片末端与筛片之间间隙。锤片与筛片的间隙是影响粉碎机性能的重要参数。 粉碎机工作时，粉碎室筛圈内形成物料与气浪组合的一个环流层，以一定速度随转子回 转。紧贴筛面的物料运动速度较慢，内层的速度较快。环流层是往往混入粗大颗粒，呈现出分层现象。

在锤片运动方向的后面，物料产生涡流，比重大的谷物料比茎杆物料分层更明显。环流层厚度取决于喂入量。工作时，锤片末端应深入到环流层中。国外认为锤筛间隙△R与被粉碎谷粒的直径d的关系为△R=（1.5－2）d。

每种物料的最佳△R，只能通过试验来确定。根据我国锤片式粉碎机正交设计试验结果，推荐谷物△R=4－8毫米，秸杆△R=10－14毫米。我国系列设计的锤片式粉碎机属通用型，一般△R=12毫米。9FQ-60型粉碎机的△R=16毫米。FSP112×30粉碎机锤筛间隙上部为18毫米，下部为12毫米。》

还有国内出版的《饲料工业基础知识》，等等。也有类似介绍。

上述理论，在指导粉碎机的设计过程中，存在这样一些问题。

1．“反复校验”花费时间，也需要技术和经验。饲料生产，品种多，品种变化多，“反复校验”，得出的参数难以实施。要完全适合各种饲料情况，势必调整的档次繁多，设计结构困难。

2．我国系列设计的“通用型”粉碎机，△R=12毫米，或上部为18毫米，下部为12毫米，不是正交设计试验结果，既不满足谷物△R=4－8毫米的要求，也未完全采用秸杆锤筛间隙△R=10－14毫米的最佳选择，所谓“通用型”，其实质，是使粉碎机在粉碎谷物和粉碎秸杆时均未处于最佳状态的程度，相近一些，而不是均达到理想的“通用”状态。

3．锤筛间隙计算设计公式△R=（1.5－2）d，未反映粉碎机出料全部规律。它忽略了筛孔直径这一重要因素。试用△R=12毫米，原料用玉米取6毫米，水分14％，筛孔为0.5毫米，情况如何?它满足设计公式，△R=（1.5－2）d，但不出料。

4．以物料特性，脆，纤维，肉类等，来确定锤筛间隙，△R；f（T），T特性函数，依据不足，也可用同样例子，取筛孔为0.5毫米，用试验来否定。物料特性主要影响能耗。

因此，这一公式的不足比较明显。

经大量实验，锤筛间隙应主要考虑筛孔直径。

锤筛间隙公式应为：△R=（2－5）Φ。Φ为筛孔直径。

在满足上述公式条件下，各种饲料均能出料，不会堵筛，再试用上例，筛孔Φ0.5毫米，△R锤筛间隙取1－2.5毫米，玉米，水分14％，粉碎机能正常出料，如采用筛孔Φ3毫米，△R锤筛间隙取6－15毫米，粉碎机也正常出料。

以原料直径作为设计参数，原公式△R=（1.5－2）d，实际意义不大。

原料刚进入粉碎机，立即受到线速度60-90米/秒的锤片的锤击，变成直径大小不等的粉粒。以原料为参数，依据不足。

参看下例试验，一台粉碎机，用麻袋盖住下出料口，拆去两边筛，用麻袋紧衬粉碎机门，启动马达，慢慢均匀喂料粉碎20公斤。停机后，取出所有物料，进行称重，用标准筛分级，再对各组粉料称重，确定各种粒度百分比，以这种方法估算测定物料进入粉碎机受锤片第一次锤击的情况，见表如下：

电机功率筛物水原>>>>

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从上表来看，一次锤击后破碎颗粒占62％，原料进入锤筛间隙时，只有38％的原料，保留原颗粒直径，如继续以此作为设计依据，就显得不合时宜了，极大部分原料实际颗粒直径已经变化。前面提到的FSP112×30粉碎机锤筛间隙上部为18毫米，下部为12毫米和另一种滴水型粉碎机，这类改进设计，也似乎更倾向于物料进入锤筛间隙前就有部分被粉碎并在沿筛运动时逐步变细的观点。

再进一步分析整个粉碎过程。

原料进入粉碎腔后，受到锤片锤击，被击成大小不等的碎粒，相当部分沿该锤击点切线方向运动，在筛片圆周作用下，形成一个物料环。物料环运动时，环内有多个运动层次，各个层次的速度是不同的，靠近锤片的一层，与锤片接触，速度高，靠近筛片的一层，受筛片摩擦阻力，速度慢。

提供物料环运动速度的原动力是高速运动的锤片，接触锤片的物料环，速度最大，相当于锤片速度，其余依次受运动物料的冲击和摩擦力推动，速度相对减小。

如图：

物料的力的传递，有一定的限度，传递的层数超过5层以上，传递效果明显减弱。

物料出筛，粉粒必须小于筛孔直径。如果物料大于筛孔直径，粉碎过程得进行多次。当物料逐渐变小，在粉碎机的锤筛间隙，物料层就分成速度不同的许多层次，粉粒越细，层次越多，当层次达到相当数量时，锤片的推动力就很难传递到靠近筛片的那一层，当运动速度小于一定值时，筛孔堵料产生了。

再以上例，取筛孔0.5毫米，△R/d=12/0.5=24（层），层数多，靠筛的物料速度减慢，

卡住筛孔的粉粒难以移动，筛孔呈堵死状态，显然，如果我们再以原料玉米6毫米直径d 为设计依据，取锤筛间隙12毫米，不考虑筛孔为0.5毫米，就不可避免地发生堵料现象。

新公式△R=（2－5）Φ，选用了筛孔Φ这一参数，2-5是物料环的层数，经试验，其运动速度适合各种物料出料规律。在2-5层情况下，能保持筛表面的物料有一定的运动速度。

有一种锤筛间隙可以调节的粉碎机，在粉碎机转子圆盘上，设计有两种尺寸安装锤片的销孔，锤片装在不同的销孔上可以获得两种锤筛间隙，在粉碎粗细相同的饲料时，选择合适的锤筛间隙，取得了一定的效果。但是，这种粉碎机仍有一些不足：

1．生产不同饲料时，不仅要换筛，还要调节锤筛间隙。

2．调节的选择只有两种，还不能适合多种饲料生产特点的需要。

横宽形振动筛锤片粉碎机（上海春谷实业有限公司申请多项中国专利和申请PCT，美国专利)自从问世以来，它的一些特点如：1，粉碎效率高。2，粉粒均匀。3，粗粉碎和细粉碎两者可以通用。4，对不同直径原料、水分较高原料、含有纤维的原料（棉籽，麸皮等），难以粉碎的物料（稻壳，玉米芯），均有较好适应性，受到国内外同行的注意。横宽形振动筛锤片粉碎机在粉碎基本过程的认识上与传统公式有些不同，在解决问题的方法上也不同。

根据饲料生产的实际情况，横宽形振动筛锤片粉碎机采用于横宽形振动筛，这里着重介绍振动筛对粉碎机锤筛间隙的调节改良情况。

1．该粉碎机由①筛体、②振动源、③锤片、④转子、⑤机座、⑥主马达等构成，它的筛体采用专利技术，筛设计成单独一个粉碎腔，筛上安装一个专用的振动器，与粉碎机用弹簧隔开，启动振动器能使筛体不断振动，相当于自动不断调节锤筛间隙，再也不用工人调节锤筛间隙。

2．选择合适的振幅，很容易使得锤筛间隙覆盖所需的范围，再也不必“根据所粉碎的物料反复校验锤筛间隙”，“通过试验来确定”。或“根据所粉碎的物料”以物料特性“确定锤筛间隙”。振动筛使锤筛间隙范围变宽。已经远远不止两三种，适应范围变广。

3．普通粉碎机马达转动引起的谐振，也能使普通粉碎机筛网振动，但是，这与横宽形振动筛锤片粉碎机‘安装一个专用的振动器’的振动是有质的区别，一是筛振动的幅度不同，普通粉碎机马达引起的振动幅度较小，能量也小。二是振动方式不同，马达引起的谐振动，是马达与筛体一起振动，锤筛间隙基本不变，而横宽形振动筛锤片粉碎机，筛与粉碎机转子隔开，筛振动时，筛锤筛间隙明显改变。

4．普通粉碎机的物料出筛，是依靠锤片推动的，作用力只作用在物料环的接触锤面，对于大筛孔、脆性物料，物料环层次少，孔面积百分比高，脆性物料传递锤片推动力和挤压力效果好，粉粒出筛，不成问题。而对于小孔筛，韧性物料，物料需多次粉碎，物料难以出筛。增加了筛的扳动，粉粒出筛不再仅仅依靠锤片作用，筛的振动，也能筛分合格粉粒。筛振动的一面恰恰是锤片力所不及的地方，也是锤式粉碎机最薄弱的环节。

5．振动筛工作时，并未停止原粉碎机出料的有利因素，如锤片推动力，吸风等，而是加强了的原粉碎机出料有利因素，使得锤式粉碎机能适合各种规格饲料生产需要。

经过生产试验表明。横宽形振动筛锤片粉碎机，对韧性大的原料如肠衣下脚，等；水分大的原料如玉米，水分16-20％；小筛孔粉料，对虾饲料、河鳗饲料，40、60、80、100目（特制），（原料需在常规水分情况下，）等等，均能正常工作。

普通粉碎机遇到水分高、韧性大，小筛孔，或一时流量过大，粉碎机会堵筛不出料，电流很大，温度升高，水分蒸发，粉碎机沿筛形成粉糕状块，关进料口门，电流仍不下降，不得不关机卸料，而横宽形振动筛锤片粉碎机，只要关闭进料口门，情况会自动缓解，重新调整喂料量，粉碎机恢复正常工作。

（此文发表于《上海饲料》2000）