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錘片是中國現代文明所產生的一種工具,主要用來粉碎動物飼料等,目前製造錘片所用的材料是低碳鋼、中碳鋼、特種鑄鐵等。

  
錘片

圖5-6 錘片的種類

  (一)錘片的形狀和尺寸

  目前應用的錘片形狀很多,如圖5-6,但使用最廣泛的是板狀矩形錘片(圖5-6a),因它形狀簡單,易製造,通用性好。它有兩個銷軸上,其中一孔串在銷軸上,可輪換使用四角來工作。圖5-6b、c、d為工作邊塗焊、堆焊碳化鎢或焊上一塊特殊的耐磨合金,以延長使用壽命,但製造成本較高。圖5-6e、f、g將四角作成梯形、稜角和尖角,提高其對牧草纖維飼料的粉碎效果,但耐磨性差。圖5-6h環形錘片只有一個銷孔,工作中自動變換工作角,因此磨損均勻,使用壽命較長,但結構複雜。圖5-6i複合鋼矩形錘片是由軋鋼廠提供的兩表層硬度大中間夾層韌性好的鋼板,造制簡單、成本低。

  試驗表明,錘片長度適當,有利於提高度電產量,但過長則金屬耗量增加,度電產量降低。另據中國農業機械化研究院用1.6mm、3.0mm、5.0mm、6.25mm四種厚度錘片作玉米粉碎試驗得出,1.6mm比6.25mm錘片粉碎效果提高45%,比5mm提高25.4%。用薄錘片粉碎效率高,但使用壽命相對縮短。用多厚的錘片,應視粉碎對象和機型大小而異。

  中國飼料粉碎機的錘片已標準化。機械工業部定有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型三種標準錘片(都是矩形雙孔錘片),其規格和尺寸見圖5-7和表5-1。

  (二)錘片製造質量

  錘片製造質量主要體現在它的材料、熱處理以及加工精度上。

  1.錘片的材料與熱處理 目前國內使用的錘片材料主要有低碳鋼、中碳鋼、特種鑄鐵等。熱處理和表面硬化(包括表面滲碳淬火及表面堆焊碳化鎢等)能很好地改善錘片耐磨性能、提高錘片使用壽命。簡述如下。

  (1)低碳鋼[Q235(新標準,相當原A3鋼)、15#、20#]:固體滲碳淬火,滲碳深度一般為0.8~1.2mm(錘片厚度為2mm時,為0.3~0.5mm),表面硬度一般為HRC56~62,跑銷孔圓周4mm範圍內硬度不超過HRC28。其特點是工藝簡單,成本低廉,錘片表層硬、內層軟,具有一定耐磨性。但滲碳層磨損后,內層則磨損很快。

  (2)中碳鋼(45#、65#、65SiMn):熱處理后淬火區硬度為HRC50~57,非淬火區硬度不超過HRC28,一般使用60~100h須換角。若整體淬火,則易發生裂紋。

  (3)特種鑄鐵:有「激冷白口鑄鐵」、「白口鑄鐵等溫度淬火」、「中猛球墨鑄鐵」和「可鍛鑄鐵」等。鑄鐵取材方便,經激冷后,耐磨性高,成本低;但須嚴格控制錘片的材料成分和生產工藝,確保質量,防止使用中發生斷裂事故。

  (4)表面硬化處理:在錘片工作稜角堆焊碳化鎢合金,焊層厚1~3mm。據試驗結果,堆焊碳化鎢合金錘片比65Mn整體淬火錘片的使用壽命提高7~8倍,但前者製造成本要高兩倍多。通過粉碎玉米試驗,比通用錘片的使用壽命提高6.9倍,耗用鋼材僅是普通錘片的1/7,加工每噸飼料的錘片費用僅為普通錘片的1/3。江蘇牧羊集團率先引進美國技術,建成堆焊碳化烏錘片半自動生產線。

  2.錘片的加工精度 錘片是一種高速運轉部件,它的製造精度對粉碎機轉子的平衡性影響很大。一般要求轉子上任意兩組錘片之間的質量差不能超過5g。因此,錘片在加工過程中要嚴格控制精度,特別堆焊碳化鎢錘片要嚴格保證堆焊工藝質量。錘片出廠應以一套為單位。錘片安裝時應該每天安裝成套的錘片,不允許套與套之間隨意交換。

  (三)錘片的磨損與更換

  錘片是粉碎機中直接打擊物料的工作部件,因而也是磨損最快、更換最頻繁的易損件。錘片的磨損指的是錘片工作角的磨損,錘片四個工作角磨損了,該錘片也就報廢了。圖5-8是普通錘片和表面硬化處理錘片的磨損情況。

  圖5-8 兩種錘片的磨損情況

  A.普通錘片 B.表面硬化處理錘片

  a.新錘片 b. 部分磨損 c.完全磨損

  從圖中可以看出,兩種錘片的磨損情況是不一樣的。因此,它們的磨損對粉碎過程的影響也不一樣。比如普通錘片的端部全磨損(錘片尺寸變短),隨著錘片磨損的加劇,粉碎室內氣物環流層會逐漸變大,粉碎過程隨之惡化,粉碎效率降低。而表面硬化處理的錘片,它的磨損是從側面開始的,端部磨損的速度很慢,則其錘篩間隙基本保持定,粉碎過程也較穩定,直到錘片報廢。因此,對普通錘片四角磨損后要及時更換錘片,以免粉碎機性能惡化。

  (四)錘片的數量與排列

  錘片粉碎機轉子上錘片的數量與排列方式,影響到轉子的平衡、物料在粉碎室內的分佈、錘片磨損的均勻程度以及粉碎機的工作效率。

  錘片的數量用單位轉子寬度上錘片的數量(錘片密度)來衡量,密度過大則轉子啟動轉矩大、物料受打擊次數多,度電產量降低;密度過小則粉碎機的產量將受到影響。

  錘片的排列是指轉子上各組錘片之間及同組錘片之間的相對位置關係。錘片的排列方式最好達到下列要求:轉子轉動時,每塊錘片的運動軌跡不重複;物料不會在錘片的推移下粉碎室內發生向一側偏移的現象(特殊要求除外);轉子受力平衡,高速運轉時不產生振動。圖5-9是常見的幾種錘片排列方式的平面展開圖,它們表示的是四組錘片在轉子上的相對位置。

  圖5-9 錘片排列方式

  a.螺旋線排列 b.對稱排列 c.交錯排列 d.對稱交錯排列

  1.螺旋線排列(圖5-9a) 這是最簡單的一種排列方式,分單螺旋和雙螺旋兩種。它的錘片分佈均勻,軌跡不重複。但轉子轉動時,受力極不均勻,整個設備振動很大,且所有錘片的運動軌跡形成一條螺旋線,將物料向粉碎室的一側推移,造成錘片受力不均,物料偏移多的一側錘片磨損加劇。因此,這種排列方式只有配套動力很小、轉速很低的小型粉碎機以及工藝需要的粉碎機上應用。

  2.對稱排列(圖5-9b) 對應兩組錘片對稱安裝,因而,轉子上對稱兩銷軸所受的離心力可以相互平衡,轉子運轉平衡,粉碎室內物料分佈均勻,所有錘片磨損同步。同時,這種排列方式所需要的隔套種類很少,錘片安裝簡單方便。現在國內飼料生產中使用最多的FSP系列和SFSP系列錘片粉碎機採用的就是這種方式。但是,相互對稱的錘片其運轉軌跡是重複的,這樣,要保持同樣的錘片密度,所需要的錘片數便要成倍增加。

  3.交錯排列(圖5-9c) 分單片和雙片兩種。交錯排列的錘片軌跡均勻不重複,對稱銷軸上所受的離心力相互平衡,但工作時物料略有偏移,且錘片定位所需要隔套品種較多,合得錘片的安裝不甚方便。

  4.對稱交錯排列(圖5-9d) 從理論上講,這是最好的一種排列方式,不僅軌跡均勻不重複,物料不發生推移,而且四根銷軸受力中心在同一平面上,對稱軸相互平衡,因而轉子的平衡性能好。

  (五)錘片的線速度

  轉子運轉時錘片末端的線速度對粉碎機的工作性能影響很大。錘片粉碎機粉碎飼料原料主要依靠錘片對飼料原料的衝擊作用,錘片線速度越高則錘片對飼料顆粒的衝擊力越大,粉碎能力也就越強。因此,在一定範圍內提高錘片線速度可以提高粉碎機的粉碎能力——降低能耗和產品粒度。但是,速度過高,會增加粉碎機的空載電耗,並使粉碎粒度過細,增加電耗。而且速度過高會對轉子的平衡性能甚至整個粉碎機的製造質量提出更高的要求。所以,錘片的最佳線速度要根據具體情況而定。目前國內粉碎機錘片的線速度一般取80~90m/s。

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