CN101342506A - 高精度高效撞击磨粉机 - Google Patents

Abstract

一种高精度高效撞击磨粉机，它转子和定子上的数百个柱销和轮毂等结构元素是用车铣镗等机械加工方法在整体浇铸的铸件毛胚或先用焊接和装配方法制成的组件毛胚上加工出来的，每个柱销的迎风面都粘有耐磨损的硬质合金片。与目前国内外许多行业大量使用的辊式磨粉机相比，本发明具有结构简单、成本价格低廉、粉碎功能强、能耗低、使用寿命长、占地面积小、操作维修简便等许多显著优势，推广应用经济效益和社会效益均十分显著。此外，必要时配备变频调速器控制转子转速，能达到生产特定粒度产品或减少对某些特定物料损伤程度的目的。这在许多行业和场合具有实用价值和重要意义。

Description

高精度高效撞击磨粉机

技术领域

本发明涉及一种高精度高效撞击磨粉机，它可以在食品、化工、医药、粮食加工等许多行业广泛用于用于粉碎颗粒状固体物料。

背景技术

撞击松粉机和撞击磨粉机是上个世纪八、九十年代随引进西方发达国家二百多条成套面粉生产线传入我国的粉碎设备。两者虽然名称不同，使用功能和效果也有一定差异，但两者主要结构和工作原理基本相同。两种设备都有机壳、转子和定子三大部件，两种设备的转子都是由轮毂、转子盘和安装在转子盘上的3～4圈柱销组成，定子都是由盖板、固定在盖板上的定子盘和安装在定子盘上的3～4圈柱销组成。两种设备结构上的差异在于进口撞击磨粉机结构上比撞击松粉机多一套增速装置(用一组皮带轮把设备转速由2900r/min增大到4500r/min)和降温装置，撞击磨粉机转速比撞击松粉机高。两种设备工作原理都是通过用高速转动的转子盘上的柱销撞击从转子柱销和定子柱销之间狭小间隙通过的物料颗粒达到粉碎物料的目的。这两种设备工作效果上差异是撞击松粉机的粉碎效果只有撞击磨粉机1/2左右。2001年获得授权的名为撞击式磨粉机实用新型专利介绍了一种新型撞击磨粉机。它采用减小转子柱销与定子柱销之间的间隙的方法使转子转速2900r/min左右的直联撞击磨粉机粉碎功能达到与进口高速撞击磨粉机(转子转速4500r/min～5500r/min)同等水平。直联撞击磨粉机因有结构简单，价格低廉，使用维修方便和节能降耗等许多明显优点，所以在国内小麦制粉行业已广泛推广应用，并取得显著经济效益。但现有撞击磨粉机仍存在以下缺欠：

①理论分析转子柱销与定子柱销之间的间隙的大小是影响撞击磨粉机功能的最重要的因素。试验数据显示，转子柱销与定子柱销之间的间隙由4mm减小到1.5mm，可使撞击磨粉机粉碎功能提高1倍左右。缩小转子柱销和定子柱销间隙是提高撞击磨粉机粉碎功能的重要手段。然而现有撞击磨粉机数百个转子柱销和定子柱销都是用螺母固定在转子或定子盘上的。转子和定子盘上每一个零件的孔轴及平面加工的尺寸误差和垂直度、平面度、平行度及位置度等多项形位误差，柱销安装到转子和定子盘上的垂直度及位置度误差和产品总装误差等所有因素都对转子柱销与定子柱销之间的间隙大小有直接影响。所有这些误差最终都积累到转子柱销与定子柱销之间的间隙上，导致在采取多项技术措施以后，设计间隙为1.5mm的撞击磨粉机，转子柱销与定子柱销之间的实际间隙也只能保证在0.2～2.8mm(以总装完成后无碰撞声响为准)范围内。在现有技术框架内，1.5mm间隙基本达到极限值，通过进一步缩小转子柱销和定子柱销间隙提高设备粉碎功能的设想很难实现。

②现有撞击磨粉机转子柱销与定子柱销之间的实际间隙参差不齐导致设备粉碎功能不确定。同一企业在完全相同的条件下生产的设备性能可能会有明显差距。

③与目前国内外许多行业大量使用的辊式磨粉机相比，现有撞击磨粉机粉碎功能强弱不可调是一重大缺欠。

④市场需求对粉碎机械的要求有时并不是高粉碎功能或高取粉率。目前国内外控制粉碎成品粒度和尽量减少对某些特定物料颗粒损伤程度的市场需求是相当大的。例如：饲料行业要求将玉米等颗粒状物料粉碎成2mm左右的颗粒，同时成品物料中含细粉状物料尽量少和小麦制粉行业皮磨系统要求在粉碎胚乳颗粒的同时尽量减少对麸皮的损伤等。理论上分析，改变转子转速就可以使撞击磨粉机工作时宏观的粉碎效果有明显变化，但微观分析，现有技术转子柱销与定子柱销之间的实际间隙参差不齐，每次撞击的撞击强度差异很大，这一点显然对控制粉碎成品粒度和尽量减少对某些特定物料颗粒损伤程度不利。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构非常简单，零部件加工和装配精度高，节能高效，使用寿命长，安装维修方便，操作简便和粉碎功能强弱可调的撞击磨粉机。

本发明的目的是通过将撞击磨粉机转子盘、转子柱销和轮毂等设计制造成一个整体，将盖板、定子盘和定子柱销等也设计成一个整体，用机械加工的方法在整体转子毛坯和定子毛坯上分别精确加工出柱销、轮毂和进料口等构件，并在柱销迎风面用高强度粘接剂粘上耐磨损的硬质合金片，并在必要时增加一套变频调速器实现的。

本发明先用焊接、浇铸或装配方法把现有技术上百个柱销、转子盘、定子盘、盖板和轮毂等零件制造成结合牢固的转子和定子毛坯，再用车、铣和镗等机械加工方法在转子和定子毛坯上精确加工出柱销、轮毂、进料口、凸台和止口等，把现有技术各由上百个零件装配组成的部件改成整体加工成的转子和定子两大件。因为本发明机壳、转子和定子三大件所有与柱销间隙有关部位都是一次装卡加工出来的，三大件加工的形位误差的影响可忽略不计，每个零件各部位加工尺寸误差可控制0.05mm范围内，所以包括电机在内的四大件装配的积累误差也不会超过0.2mm。上述分析证明，本发明的转子柱销与定子柱销之间的实际间隙与设计值的差距可控制在0.2mm范围内。这一重大技术进步的意义在于，一方面可以设计制造转子柱销与定子柱销之间间隙小到0.5mm的撞击磨粉机，撞击磨粉机的粉碎功能将在现有基础上大幅度提高；另一方面可以设计制造转子柱销与定子柱销之间间隙误差在0.2mm以内的撞击磨粉机，这种柱销间隙值基本恒定的撞击磨粉机有可能在控制粉碎成品粒度上有所突破，为粉碎设备节能降耗和有特殊粒度要求产品的生产开拓新途径。

附图说明

下面结合附图和实施例做进一步说明：

附图1是本发明实施例1的结构示意图，

附图2是本发明实施例2的结构示意图，

附图3是本发明定子柱销的结构示意图

附图4是本发明转子柱销的结构示意图，

图中标记：

1出料口、2定子盘(兼做盖板)、3出料口、4轮毂，5调距丝堵、6紧定螺钉、7.转子、8定子、9定子柱销、10转子柱销、11机壳、12转子盘、13.电机、14塞焊点、15硬质合金片

如图1所示：本发明的实施例1结构是：撞击磨粉机机壳11是四周有高边的圆盘状壳体，在机壳11上端开口部分周边有供加工大法兰孔用的加厚不完全的圆环，圆环上的孔是供与兼做盖板用的定子8连接用的，机壳11的切线方向有一个圆筒或方筒形的出料口1，出料口1外端是一个圆盘状法兰盘，法兰盘与出料管(图中未画出)相连，机壳1下端是中心有一个供电机轴穿过的圆孔，并加工了与电机法兰盘配合的凹槽等的圆形板，机壳11下端与电机13相连。本发明转子7由一个中间有供与电机13配合的光孔和与调距丝堵5配合用的螺孔的圆柱体状轮毂4、一个圆盘状转子盘12和4～5圈百余个长方体状的转子柱销10组成。转子7是整体浇铸件。转子上的轮毂4的内孔外圆端面、转子盘12的外圆两端面和转子柱销10的四个侧面及上端面都是车铣床精确加工出来的。其中与转子柱销与定子柱销之间间隙大小密切相关的轮毂4内孔、转子盘12上圆环形槽和转子柱销10的圆周方向两侧面必须一次装卡加工到位。本发明的定子8由一个中心位置为圆形进料口3的圆盘状定子盘2和4～5圈二百个左右长方体状的定子柱销9组成。定子8是整体浇铸件，定子8上的进料口3的内孔、定子盘2的外圆两端面及与机壳11配合的凸台外圆和定子柱销9的四个侧面及下端面都是车铣床精确加工出来的。其中与转子柱销与定子柱销之间间隙大小密切相关的与机壳11配合的凸台外圆、定子盘2上圆环形槽和定子柱销9的圆周方向两侧面必须一次装卡加工到位。如图3和图4所示，本发明的每一个转子柱销10和定子柱销9的迎风面都必须用高强度粘接剂粘上硬质合金片15。本发明的调距丝堵5是一个上部铣成四方形(供卡扳手用)，中心为一通孔，外缘为螺纹的构件。

本发明的实施例2结构如图2所示：与实施例1相比，实施例2只有两点差异。其一是实施例2的转子柱销10是插入转子盘12的孔内并在背面凹坑塞焊(见图2塞焊点14)牢，轮毂4是用螺钉固定在转子盘上组成定子组件的。其二是实施例2的定子柱销9是插入定子盘2的孔内并在背面凹坑塞焊牢组成定子组件的。其它零部件结构与实施例1完全相同。

如图3和图4所示：本发明每个转子柱销10和定子柱销9的迎风面都用高强度粘接剂粘上硬质合金片15.

如图1和图2所示：本发明总装时，先把机壳11固定到电机13上，将加工好的转子7套在电机轴上，在转子轮毂4上端拧上调距丝堵5和紧定螺钉6，再将兼做盖板的定子8固定在机壳11上，然后用调距丝堵5将转子组件轴向位置调节好后，拧紧紧定螺钉6将调距丝堵5和转子7固定在电机轴上，即完成撞击磨粉机总装工作。

本发明的实施例3(无图)由实施例1或实施例2增加一套变频调速器组成。因成本价格大幅度提高，实施例3只在需要控制粉碎成品粒度和尽量减少对某些特定物料颗粒损伤程度的场合应用。

本发明使用时，都是在进料口3和出料口1分别接进料管和出料管(图中未画)。撞击磨粉机垂直安装且进料口在上方时，物料可靠自身重力从管道经进料口3流入撞击磨粉机；其它安装方式物料都是靠气力输送的气流吸入撞击磨粉机。从进料管经撞击磨粉机进料口3进入机壳11的物料颗粒靠撞击磨粉机转子柱销10的撞击力，转子7旋转的离心力和气力输送的风力作用从机壳11中心向外缘出料口1运动。物料颗粒在运动过程中被转子盘12上数圈转子柱销10在转子柱销10和定子柱销9之间狭小间隙中先后强烈撞击，再以相当高的运动速度撞击撞击磨粉机机壳11内壁后，从出料口1排出即完成全部加工过程。

综上所述，本发明把现有技术上百个柱销分别加工后用螺钉固定在转子盘和定子盘上组成的转子和定子改成整体浇铸件或先用焊接和装配方法制成转子和定子组件毛胚，再整体加工柱销等构件的转子和定子。影响撞击磨粉机转子柱销与定子柱销之间的间隙大小的因素从现有技术的成百上千个锐减少到机壳、转子、定子三个零件的加工误差和包括电机在内的四大件的装配误差等十几个因素。把因累计误差造成的转子柱销与定子柱销之间的间隙大小差异值从2mm左右骤减至0.2mm以内。这样巨大的变化使撞击磨粉机整机的装配质量上了一个很大的台阶，为撞击磨粉机性能稳定可靠创造了必要条件。因为本发明可使转子柱销与定子柱销之间间隙的设计极限值从现有1.5mm减小到0.5mm，所以本发明的粉碎功能和设备工作效率必然大幅度提高。与目前国内外许多行业大量使用的辊式磨粉机相比，撞击磨粉机原本就具有结构简单，成本价格低廉，能耗低，使用寿命长，占地面积小，操作维修简便等许多显著优势，在粉碎功能和效率大幅度提高后，撞击磨粉机有可能取代许多辊式磨粉机成为起主导作用的粉碎机械。这对粉碎机械的发展进步有重要意义。另外，本发明转子柱销与定子柱销之间的实际间隙与设计值相差只有0.2mm左右，设备工作时每个转子柱销接近定子柱销形成对物料颗粒撞击的强度大体相等，即理论上分析每次撞击对被撞击物料颗粒的粉碎程度大体相同。这样，必要时加配一套变频调速器就可以通过调节转子转速的方法有效控制撞击磨粉机的撞击强度，达到生产特定粒度产品或减少对某些特定物料损伤程度的目的。这在许多行业和场合具有实用价值和重要意义。

柱销是撞击磨粉机唯一一种易损件，同时也是对撞击磨粉机粉碎功能影响最大的零件。柱销磨损导致撞击磨粉机粉碎功能迅速下降一直是撞击磨粉机设计制造的最大的技术难题。本发明在所有柱销的迎风面粘上硬度为75HRC左右，耐磨损性能比普通钢材高上千倍的硬质合金片，可以保证在粉碎功能基本不变的前提下，撞击磨粉机的使用寿命达10年以上。这一重大技术突破对保障撞击磨粉机正常和长期稳定工作及撞击磨粉机大面积推广应用具有决定性重要意义。

Claims (1)

1. 一种高精度高效撞击磨粉机，其特征是：其转子和定子上的数百个柱销和轮毂等结构元素是用车铣镗等机械加工方法在整体浇铸的铸件毛胚或先用焊接和装配方法制成的组件毛胚上加工出来的，每个柱销的迎风面都粘有耐磨损的硬质合金片，必要时配备变频调速器控制转子转速，调节设备的粉碎功能。

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