倒装式粉碎机及粉碎系统的设计

崔相全，赵 峰，张宗超，李寒松，王 斌，贾振超

（山东省农业机械科学研究院，山东 济南250100）

普通粉碎机易在筛网表面形成环流层，物料中的大颗粒会在离心力作用下积聚在环流层外围，而小颗粒的物料容易积聚在环流层内侧，大颗粒的物料阻挡小颗粒的物料穿过筛网，产生堵筛现象[1-10]；且大多需要人工上料，物料中混入的石头、铁块等杂质容易打坏筛片，常需增加除铁除石装置；出料过程中粉尘控制不到位极易造成环境污染，用沙克龙收集物料时，粉碎机出口位于下面所需管道长，转弯多，风阻损耗大，风机消耗动力大等。自吸式带风引出料装置的倒装式粉碎机和粉碎系统，能够实现超细粉碎和高纤维物料的破碎，真正实现“二次粉碎”，极大地提高了粉碎效率，减轻工人劳动强度，保护环境。

1 总体结构及工作过程

1.1 总体结构

自吸式带风引出料装置的倒装式粉碎机和粉碎系统，由倒装式粉碎机1、自吸式上料系统2、沙克龙3、卸料器4、除尘布袋5、风机6等部分组成。整机结构图如图1所示。

图1 总计结构图

1.2 工作过程

在风机负压吸力的作用下，物料通过自吸式上料系统进入粉碎室，电机带动主轴转动，即带动与主轴相连的转子盘转动，在高速旋转的转子盘打击下，使得物料迅速破碎成细粉，风机形成的负压气流可使粉碎后的合格物料快速通过粉碎筛，由沙克龙沉淀收集，通过卸料器变频调速来调节物料的卸料速度，经过沙克龙沉降后的含尘气体由风机吹入除尘布袋中，再进行一遍过滤，物料留在布袋中，而干净气体则穿过布袋缝隙排放到空气中。

2 主要部件的设计

零部件设计包括倒装式粉碎机、自吸式上料系统和风引出料收集系统等的设计，这些关键零部件直接影响着机器的性能，因此在设计时要注意结构的合理性。

2.1 倒装式粉碎机

倒装式粉碎机由转子盘总成、机壳、机座、筛片、齿板、上出料口、下进料口、电机等组成。其结构如图2所示。

图2 倒装式粉碎机结构示意图

由于齿板的曲率半径大于筛片的曲率半径，形成一个台阶，可破坏物料旋转时形成的“环流层”，大颗粒的物料被挡在这个台阶下，齿板能改变物料的运动方向和改善物料的粉碎效果。

3 主要结构和性能参数

该机的主要结构和性能参数如表1所示。

表1 主要结构和性能参数

4 试验

根据以上设计思路，制造出自吸式带风引出料装置的倒装式粉碎机和粉碎系统样机并在我院中试基地实现了成果转化和小批生产。根据GB/T6971-2007规定的试验方法，进行了粉碎玉米试验，测得筛孔直径1.5mm时，生产率3t/h，吨料电耗为12kW·h/t，性能指标优于行业标准。自吸式带风引出料装置的倒装式粉碎机和粉碎系统已获专利授权（一种粉碎系统）。

5 结语

自吸式带风引出料装置的倒装式粉碎机和粉碎系统与通常上面进料下边出料的粉碎机相比，采用自吸式下部进料，可节省上料机和减轻工人劳动强度，减少了管道长度，也就减少了风阻，降低了风机的消耗；物料中的石头、铁块等杂质由于比重大的原因，不易被吸进粉碎室，筛片不易损坏；齿板的曲率半径大于筛片的曲率半径形成一个台阶，可破坏物料旋转时形成的“环流层”，真正实现了“二次粉碎”；由于只在上部设置筛片，受到转子盘打击的物料大部分撞向机壳内壁和齿板上而不是筛片上，减小了筛片的磨损，这样就能大大提高筛片的使用寿命，筛片的筛分效率明显提高，筛片的更换也更方便。