CN1153083A

CN1153083A - 锤片粉碎机

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Publication number: CN1153083A
Application number: CN96116579.0A
Authority: CN
Inventors: 俞信国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: US6330982B1; WO1998020977A1; CN1099319C

Abstract

本发明公开的一种锤片粉碎机，是饲料，食品，化工等行业的通用粉碎设备。针对目前各类粉碎设备存在的不足：效率低，粉粒不匀，普通粉碎机和超细粉碎两者不宜通用。本发明采取了技术措施，其特征是：横宽形振动筛和开刃薄锤片。横宽形，增加筛面积，改善粉粒运动方向与筛孔间的角度，改变了物料圆周运动状态，使物料多次被筛弹回，增加了有效打击成分。振动筛解决了超细粉粒过筛难的难题，提高了及时过筛能力。开刃薄锤片有效打击力成分高，有效寿命长。

Description

锤片粉碎机

本发明涉及一种转动锤式粉碎机械设备，通常在饲料，粮食，化工，制药，塑料等行业中使用。

目前，公知的此类粉碎机品种很多，(参见资料一)，通常由筛，锤片，转子，机体，马达等组成。工作时，由马达带动转子，使转子上的锤片旋转，物料受锤片粉碎，合格的粉粒从筛孔排出。

从粉碎机粉碎粒度特点来分，有普通粉碎机(如筛板锤片粉碎机)和超细粉碎机两类。普通筛板锤片粉碎机一般用于粉碎普通物料的生产，如鸡饲料，粒度如下：(全部通过6目，6目-12目≤20％)，猪饲料，粒度如下：(全部通过8目，8目-16目≤20％)。普通筛板锤片粉碎机，装有可更换的固定筛板，粒料全部通过筛孔，成品粒度有保证，但对超细粉粒， (60目，或更细)筛孔易堵塞，料温升高，效率低。超细粉碎机用于超细粉粒生产，如：虾，河鳗等饲料的生产，一般粒度全部通过60目-80目筛网，或者更细。超细粉碎机一般不用筛板，粉碎后用风选装置，风选型粉碎机，能风选60～80目，或更细的粉粒，但风选原理，受颗粒比重，表面形状，等非颗粒直径因素影响，成品粒度不能全部保证。

另外，从粉碎机外形结构上来分，也有变化。从传动方式来看，有马达直靠，也有皮带传动，有横轴式，也有立轴式；从进料方式来看，有顶部进料，斜顶部进料，轴向进料；从粉碎机头子来看，有锤片式，爪式，砂盘式，销柱式，辊式，等等。

其中最普遍使用的，国内典型的结构，如SFSP.××，FSP.××，9FQ60。国外类似产品，如：美国CPM.公司(CALIFORNIA.PELLET.MILL.CO.)的CHAMPION.粉碎机。较早的瑞士布勒兄弟公司(BUHLER.BROTHER.LTD.)DFZC.粉碎机。美国(SCHUTTE PULVERIZER CO.INC.)SCHUKTTE.粉碎机、等。(参见资料二)同类专利产品有ZL9323527.5 ZL95237084.0ZL95237083.2等。

超细粉碎机有，国内的SKWL，SWFM，LF.TFT00，等型号，国外类似产品，如：意大利GIZA公司和日本HOSOKAWA MICRON公司的超细粉碎机。(参见资料三)同类专利产品有ZL94309438.0等。

这些粉碎机尽管形式不同，但粉碎效率却大体相同，参见国家机电部标准JB/NK，142.1-3-88，

(参见资料四)

原料		粒度	电耗
原料		粒度	电耗	玉米	水份≤14％	筛孔Φ3mm	合格	一等品	优等品
≤7KW/T	≤6KW/T	≤5.5KW/T					合格	一等品	优等品

参见国家标准(草)(参见资料五)试验原料；玉米，水分≤14％，筛孔Φ3mm。

配用功率	KW	18.5	22	30	37	55	75	90	110
配用功率	KW	18.5	22	30	37	55	75	90	110	生产率	T/H	3	3.5	5	6	9	12	15	18

并规定，每吨玉米电耗不得超过6.7KW.h/T。

粉碎机电耗在饲料，粮食等加工行业中，占比重较大，长期以来，人们为提高粉碎机效率，作了许多研究和探索。

例如，二次粉碎工艺(参见资料六)。

鱼鳞孔筛板(参见资料七)。

粉碎机吸风系统改进(参见资料八)。

以及，最近的无吸风装置的立式转子锤片粉碎机(参见资料九)，轴向进料宽筛粉碎机(参见资料十)，等等。

虽然，也取得了一定成效，但是，这些改进并未突破传统设计模式，因而，也未能在电耗、性能方面有重大突破。

目前粉碎机还存在着以下不足1、效率低

从成品温度的升高，吸风温度的升高来看，还有相当的电能，由于粉碎效率低，转换成热能、声能等耗费掉了。在细粉碎，100um，或更细，尤其明显，成品温度升高至70℃以上，有的超微粉碎机不得不加夹套水冷。2、成品粒度不匀

在普通粉粒成品中，超细粉粒比例高。

(参见资料十一) ％

筛板孔径	产品粒度	产品粒度	产品粒度	产品粒度	产品粒度
筛板孔径	产品粒度	产品粒度	产品粒度	产品粒度	产品粒度	mm	≥2.5	1.6-2.5	1.25-1.6	1.25-0.224	≤0.224
Φ3.0	0.1	7.2	14.5	63.1	14.8	mm	≥2.5	1.6-2.5	1.25-1.6	1.25-0.224	≤0.224
Φ3.0	0.1	7.2	14.5	63.1	14.8	Φ5.0	4	31.4	18.8	41.3	4.5
Φ6.0	8	33.3	20	35	3.7	Φ5.0	4	31.4	18.8	41.3	4.5

由表可见在Φ3mm筛板工作情况下，仍有14.8％产品直径小于0.224mm的粉粒存在，这部份超细粉粒的存在，使成品粒度不匀，饲料容易分级，影响饲料混合均匀度，同时又浪费能量。3、普通粉碎机和超细粉碎机二者不宜通用

有筛板型粉碎机，对控制粒度，效果较好，一般用于粗、中粉粒。对于超细粉粒，筛孔易堵塞，筛分能力大大下降，生产效率差。超细粉碎机避开了细粉粒过塞难的难题，干脆不用筛，在机内或机外用风选，但由于风选原理不仅取决于颗粒直径，还取决于颗粒比重，形状等因素，粒度无保证。在超微粉碎机用于配合饲料生产上，采用先粉碎后配合工艺，则难免超微粉粒结拱之赘；而先配合后粉碎工艺，风选放在末道工序，风选弱点影响前道配料精确度和混和均匀度；如采用批批分清工艺，连续、间隔，工艺交叉，产量低，设备利用率低。因此，风选超细粉碎机以及其辅助系统，还不能说是经济有效、最终地解决了超微配合饲料生产问题。(参见资料十二)

由于目前这两种粉碎机不同特点，使工艺设计上，必须要有两道粉碎工序，以适应不同粒度加工要求，这样就使设备投资，电能费用等大大增加了。

能不能发明一种新的有筛型粉碎机，它既能有效的生产粗、中、细、超细颗粒直径的粉料，又能具有较高的生产效率指标，这确实是人们一直向往解决，但始终未能获得成功的技术难题。

要解决这一技术难题，首先要对有关传统技术作一正确理解和分析。1、提高粉碎机效率的潜力在哪里？

长期以来，入们把减少超细粉粒在成品中的比例，作为挖掘粉碎机潜力的主要目标。

根据邦德粉碎能量假说，粉碎过程能耗由下列公式计算：

A = K \times (\frac{1}{\sqrt{d -}} - \frac{1}{\sqrt{D -}})

A：粉碎能耗，

K：粉碎能耗系数，

d：粉碎后平均颗粒直径，

D：粉碎前平均颗粒直径，

由上式可见，改变d，D参数，能耗就会改变，减少超细粉粒比例，主要办法就是加强筛分能力，使合格的粉粒及时出筛。

二次粉碎工艺，就是在不改变粉碎机结构，即粉碎机能耗系数不变的情况下，在外部加筛，增加了实际筛分能力，改变了成品粒度比例，从而提高效率的。

鱼鳞筛板，也未对粉碎机结构作改动，只是使筛孔向锤击方向突出，改变粉粒运动方向与筛孔法线方向间的夹角，使筛分能力增加。

粉碎机吸风系统改进，也未对粉碎机结构作任何改动，但合理的吸风，使筛分能力改善。

无吸风装置的立式转子锤片粉碎机，筛板包角360°筛板长，面积大，筛分能力强。

轴向进料宽筛粉碎机，筛板包角360°筛板长，筛板宽，面积更大。

但是，所有改进，未对粉碎能耗系数K作改进。

提高粉碎效率，不仅要在D和d上做文章，这是有限的，更应该在粉碎效率系数K上做文章，挖潜力。2、粉碎机能耗系数K由什么决定？

各类物料，虽质地不同，但都存在着该物料临界破碎的屈服点，在其屈服点以内，物料受力，会微微变形，作用力拆去，形状恢复，外力作功，转变成热能，动能，声能，等等消耗了。而外力达到和超过屈服点，物料破裂，外力作功，虽也有部分转化为其它形式的能量消耗，但主要作功，使物料破碎，不能恢复外形。我们把一切小于屈服点的作用力，称作无效受力，达到和超过屈服点的作用力，称作有效受力。

我们来分析碰撞物体受力公式：

F = \frac{M \times V - m \times V}{T}

F物体受力

M锤片质量

V锤片速度

m物体质量

v物体速度

T碰击时间

当锤片、物料质量一定时，物料受力就由碰击时间T、锤片和物料的速度V、v决定。其中，T由物料硬度决定，硬的T小，软的T大。

再看锤片和物料速度，物料刚进粉碎腔，就受到每秒60-90米高速旋转的锤片打击，由于锤片与物料初速度相差大，达到和超过屈服点的作用力成份高，有效受力大。

以后，物料在锤片带动下，迅速加速，同锤片作同一旋转方向的圆周运动，形成一物料环，其间，锤片与物料，物料与筛板，物料与搓板，物料与物料，不断发生撞击、剪切、摩擦、搅拌等作用，继续粉碎，在这一过程中，相对速度差小，达到和超过屈服点的作用力成份低，无效受力大。

在上述碰击中，锤片等刚性物碰击物料时，时间短，有效受力大，物料与物料间的碰击时间长，无效受力大。

当锤片等碰击面锋利时，达到和超过屈服点作用力成份高，有效受力大；当锤片等碰击面损耗变圆滑时，达到和超过屈服点作用力成份低，无效受力大。

粉碎能耗系数K，就由有效受力和无效受力的比例决定的。

我们的任务，不仅是去分析与粉碎能耗系数K有关的参数，而且要去创造增加能耗系数K的新办法、新途径。

本发明力图改变在第一次锤击后，“物料与锤片作同一旋转方向圆周运动”的状况，以重新获得锤片和物料巨大运动速度差，重新获得有效受力。同时，进一步改进锤片外形，以求更锋利，增加锤片数量，以求更多次锤与物料的有效锤击。3、圆形粉碎腔和锤筛间隙

物料与锤片在同一旋转方向作圆周运动，是由于粉碎腔本身是圆的。

如今中外粉碎机，尽管千姿百态，但有一个基本特点：粉碎腔是圆的。有一种长期以来一直影响着粉碎机设计原理的公认的理论和经验值，就是锤片和筛板距离的理论，这种理论和经验值利导人们不去考虑其它可能性，阻碍了人们对该技术的研究和开发，流传在科教书中、杂志中，影响非常广泛。

现摘录几例：

(参见资料十三)

“四.锤筛间隙

锤筛间隙是指旋转中的锤片末端与筛片之间的间隙，它是影响粉碎机效率的最重要参数之一，锤片间隙(ΔR)与谷物直径d有关，ΔR＝(1.5-2)d，不同直径的谷物有不同的最佳(ΔR)值。9FQ60型粉碎机的ΔR值＝16毫米。”

另一本较早在国内出版的资料。

(参见资料十四)

“4. 锤片和筛板之间的间隙以4.8毫米为宜，间隙过小会使物料粉碎过细，反之会过粗。”

上述理论是否对呢？对的，还有这方面的实验报导。

(参见资料十五)

原进口一台澳大利亚锤片粉碎机，粉粒过细，换粗一些的筛板不起作用，后将锤片长度从180毫米，改短到170毫米，锤筛间隙加大10毫米，结果取得明显效果。

项目		未改前	改动后
项目		未改前	改动后	8目，筛上物		0.47	2.1
12目	筛上物	1.37	12.2	8目，筛上物		0.47	2.1
	筛上物	1.37	12.2	筛下物	92.16	85.7

由表可见，同样筛孔，粒度分布有变化，锤筛间隙增大，粗粒增加。

由于锤筛之间存在着这么一个重要的锤筛间隙理论。锤片作旋转圆周运动，筛要保持这种间隙，筛也只能是圆的，因此所有粉碎机都设计成圆形的。

现随手例出几十种粉碎机锤筛间隙表。(参见资料十六)

均在20mm以内，就我所见的国外的粉碎机也均如此。

甚至无筛型粉碎机，锤片与粉碎腔壁之间的间隙，也遵循这一设计原理。

那么这种锤筛间隙是不是唯一的要遵循的至高至尊的原则呢？

经研究，我认为，粉碎机锤筛间隙，不受“4.8毫米为宜”的限制，也不受“ΔR＝(1.5-2)d”公式限制，也不受目前国内外所有粉碎机模式的约束。

影响我们设计原则的，只能是提高粉碎效率系数K。

物料在粉碎腔内，受作圆周运动的锤片的打击，物料运动方向是打击点的圆的切线方向，而筛孔正是该点的法线方向，当锤筛间隙小时，这两个方向几乎成90度直角，不利合格粉粒及时出筛孔。但间隙小，打击呈“彻底”打击，粉碎效果好。当锤筛距离增大时，物料切线方向，对应筛孔位置，超前一个弧度距离，这时物料切线方向不变，而对应筛孔方向改善，有利粉料出筛孔。当锤筛间隙过大时，物料有好几层厚，锤不能打击和翻动靠筛底层的物料，物料不受粉碎，粉碎后的物料被底层大粒“阻挡”，无法过筛。

这就是说，对这一情况的处置方式，出现了分水岭。

一种认为，锤筛之间，以4.8毫米为宜，或以ΔR＝(1.5-2)d为宜，使锤筛之间，既不小，也不太大，进入传统设计模式：粉碎腔是圆的。

这里，本发明利用相同的资料，得出一个完全不同的结论：

锤筛之间的间隙应该是有变化的，应该有大有小。小的地方尽量小，使锤片能彻“底”打击到物料，并使物料翻动。大的地方，使物料切线运动方向对应的筛孔位置大大超前一个弧度的距离，彻底改善筛孔方向与物料运动方向的角度。

新发明的粉碎机锤筛间隙，一定是一部分过大一部分过小，以各取优势。锤筛间隙是一部分过大一部分过小，而粉碎机转子是圆的，那么，由筛板围成的粉碎腔一定不是圆的。

不是圆的粉碎腔，结束了“物料与锤片作同一旋转方向圆周运动”的历史，以重新获得锤片和物料巨大运动速度差，重新获得有效受力。这时，我们才能翻开“如何提高粉碎机效率系数K”新的一页。4、锤片

粉碎机锤片是对粉碎机效率系数K有重要影响部件。(参见资料十七)

我国锤片式粉碎机用的锤片，农机部已有部颁标准，(NJ.138-77)。

《饲料工业基础知识》北京出版社1988.9 394页。

型式	长	宽	厚	锤孔直径	孔中心到宽沿距离
型式	长	宽	厚	锤孔直径	孔中心到宽沿距离	I	120	40	5	16.5	90±0.3
II	180	50	5	20.5	140±0.3	I	120	40	5	16.5	90±0.3

单位：毫米

也有《中华人民共和国国家标准》(草)锤片粉碎机锤片《饲料标准汇编手册》439页。(参见资料五) 单位：毫米

型式	长	宽	厚	锤孔直径	孔中心到宽沿距离
型式	长	宽	厚	锤孔直径	孔中心到宽沿距离	I	120	40	3、4	16.5	90±0.5
II	140	50、60	5、 6、8	20.5、 30.5	100±0.5	I	120	40	3、4	16.5	90±0.5
II	140	50、60	5、 6、8	20.5、 30.5	100±0.5	III	180	50、60	5、 6、 8	20.5、 30.5	140±0.5

从上表来看，长度为140mm，180mm的锤片，厚度均在5mm以上。

有一种传统的说法，薄的锤片易于磨损，因而寿命短。

“……”考虑到薄的锤片易于磨损，一般采用6.4毫米厚的锤片。”

(参见资料十四)

锤片薄是否易于磨损？

我们来分析已损坏的旧锤片。从外形看，磨损集中在锤片四角，四角磨损成光滑的圆弧形。看磨损工作面，锤片表面突起，中间下凹，显然由于锤片表面处理后强度高，中间强度低引起的。不同材料，不同处理方式磨损情况也不一样。测锤片厚度，磨损仅几微米。由此可见，锤片磨损同材料有关；同锤片宽度有关；同锤片厚度几乎无关；磨损主要在锤片末端，说明同目前圆形粉碎腔工作状态有关。

以上实际上是分析了锤片总体使用寿命。国标(草)对锤片使用寿命为40吨/片，我们还未对锤片效率寿命作分析，分析效率寿命，厚的锤片则更低。

我们来看锤片各个阶段的磨损情况。新安装的锤片，刀边两条棱角，十分锋利，剪切效果好。每片加工约一吨原料以后，刀边棱角变圆滑，剪切效果变差，粉碎效率下降。加工约十吨原料以后，刀片末端直角全部磨损，成圆弧形。因此，刀片极大部分使用时间，是在低效率的工作状态下工作的。一把刀片四个角，轮换四次，生产40吨，刀片报废。

在同样材质、同样宽度条件下，薄形开刃锤片将大大增加锤片效率寿命。在同样磨损情况下，薄形锤片仍然显得比较锋利，并将这种锋利保持到锤片末端全部磨成圆弧形，效率寿命近似等于整个使用寿命。

另外，原来圆形粉碎腔的工作条件也改变了，在原来圆形粉碎腔的条件下，物料在锤片末端和筛板之间作圆形物料环的旋转，筛板和锤片末端磨损较大，一旦圆形物料环打破，锤片打击物料的接触面，不再集中在锤片末端，有更多的物料与锤片中部、根部接触，锤片的使用寿命也将延长。

在相同体积的粉碎腔里，增加锤片数，有利于增加锤片和物料锤击的机会，但原来物料和锤片作同一旋转方向的圆周运动，增加锤片，会使物料环运动速度加快，产生的离心力会使物料堵死筛孔，经过大量试验以后，许多粉碎机对锤片数量有严格限制，见表如下：(参见资料十八)

机名	FSP.32	FSP.56×30	FSP.56×36	FSP.56×40	FSP.68	FSP112×30
机名	FSP.32	FSP.56×30	FSP.56×36	FSP.56×40	FSP.68	FSP112×30	功率	7.5	17.22	22.30	37	40	55.75
刀片	8	16-24	20	24	32	36	功率	7.5	17.22	22.30	37	40	55.75

超过数量百分之二十以上，粉碎机反而出料情况差，谁也不能违反这条规律。

本发明，对原来“物料和锤片作同一旋转方向圆周运动”的情况，已不完全存在，锤片安装数量可以大幅度增加。在56×40型上，普通粉碎机锤片数量为二十四片，而本发明可装七十二片，增加三倍，竟然不发生堵死现象。5、振动

说到粉碎机的振动，大都忌讳很深，许多粉碎机说明书上，往往表明：本机有减振装置，本机振动小……(参见资料十九)

本发明认为，振动，既是坏事，又是好事，就看振动发生在什么地方。

马达，转子，主轴承，机体，应该避免由偏心、轴承间隙等引起的振动，这些振动会影响粉碎机正常工作和使用寿命。

但筛体，应该让它振动。让筛体与机体、转子作相对振动，将有利于增加筛分能力。

根据泰卡斯特(TAGGAST)提出的经验公式

Q＝K×A×a

Q为筛分能力

K为筛分能力系数

A为筛面积

a为筛孔大小

在筛孔a，筛面积A一定的情况下，K值如下：

筛板种类	K值
筛板种类	K值	旋转筛	0.12-0.25
摇动筛	0.8-3.35	旋转筛	0.12-0.25
摇动筛	0.8-3.35	振动筛	2.0-8.35

旋转筛工作时，筛和物料互相平行移动，可类比粉碎机筛固定，物料作园形平行运动，若传统粉碎机固定筛比作一般旋转筛，则本发明振动筛可比作一般振动筛，那么，可提高筛分能力系数K系数8～69倍。实测情况也在这一范围以内。当频率1500次/min，振幅2mm，筛孔Φ3mm时，K＝35，这就是说筛面积相当于增加了35倍。

35倍，是否过多了些？

不多，旋转筛相当于无限长的溜筛，若无时间限制，理论上总是能处理足够吨位原料，但是，瞬间让物料及时过筛能力不行，尤其是超细粉粒，我们要求的就是这种及时过筛能力：

只有及时过筛，才能避免超细粉碎。

只有及时过筛，才能避免转子力矩加重。

只有及时过筛，才能避免低效粉碎。

因此，这振动有相当的意义：

①.最终解决了普通粉碎机筛分能力差的问题。

②.结束了有筛型粉碎机不宜直接生产超细粉料的历史。

③.为用一台粉碎机替代粗、细两套粉碎工序，提供了具体可行的设备。

通过以上5个方面的分析，对本发明的目的确定，有了一个可行的基础。

本发明的目的是要提供一种有筛型锤片粉碎机，它既能有效的生产粗、中、细、超细颗粒直径的粉料，并且粉碎粒度比较均匀，又能具有较高的粉碎效率指标。

本发明的技术方案如下：在普通粉碎机中，包括筛，锤片，转子，机体，马达等，对筛和锤片进行改动，其特征在于：横宽形振动筛和开刃锤片。(图1、图2、)

所谓的横宽形筛，是要体现锤筛间隙一部分过份大，一部分过分小的设计思想，考虑到重力方向，确定低部尽量小，横向放宽。其特征在于：在卧式粉碎机转子径向平面上，由筛板等围成的筛框，靠近转子那面筛板形状，水平方向的最大长度，是垂直方向最大长度的1.2～4倍，即横宽大于竖高。“在粉碎机转子径向平面上”，限定了比较的范围，因而，粉碎机的法向横宽不在此限，如：一种宽筛子的粉碎机，9FQ40×40.11～15KW.转子直径400mm，筛宽400mm，等，它的宽，是在粉碎机轴向平面上。“横宽形”包括了多种形状，如横放椭圆形(图1)，横放腰形(图3)，横放梯形(图4)，横放棱形(图5)，横放三角形(图6)，等，一切形状，以及各种非标准的上述近似的形状，它排斥了圆形，(横等于竖)，滴水形，(竖大于横)，“横宽”，是抓住了本质，避开了支节纠缠。“1.2～4倍”是宽的数值化，它排斥了各种制造误差，排斥了齿板的齿顶、齿根尺寸变化，也排斥了各种偏心设计；通常锤筛间隙上下不等。“1.2倍”，既远远避开现有设计，又能产生发明的预期效果。“4倍”为上限，再多，虽有效果，但已属累赘。

所谓的振动筛，其特征在于：在筛体上附有引起筛体振动的振动源，使筛相对转子在经相方向作振动。“引起筛体振动的振动源”包括：电机偏心块振动，电磁振动，压电陶瓷振动，气振动，等等，一切可以引起振动的装置。振动是“相对转子”的振动，而不是普通粉碎机的筛与机体等，在马达转动时产生的共振，余振等振动。振动的方向定为“转子径向”，是使筛孔卡住的物粒易振落。为防止粉粒从筛两侧板的孔与转轴间隙处泄漏，两侧板孔应设计得尽量小又不碰转轴，并在轴向有防漏圆垫圈。

所指的锤片，其特征在于：锤片两长边开刃，长度≥140mm，厚度≤3mm，长度≤140mm，厚度≤2.5mm。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果(以下以椭圆为例，)1.椭圆比圆周长长，筛面积大。

(见图7)2.椭圆形筛板使物料出料方向和筛孔法线方向之间的角度改变。

圆形，物料运动方向是圆周切线方向，而筛孔方向是圆周法线方向，两者几乎垂直，(锤筛间隙小的情况下)，不利物料出筛孔。

(见图8)

椭圆形，间隙小的地方，同圆形，间隙大的地方，物料运动方向大大超前对应的筛板的一个弧度距，使物料运动方向和筛孔法向之间的角度改善。

(见图9)3.物料运动方向改变，有效受力机会增加

在圆形筛情况下，物料刚进粉碎腔，碰上高速旋转的锤片，两者速度矢量差几乎为零，粉碎效率高。以后，锤筛间隙小，物料碰到筛面，入射角几乎与筛圆形平行，反射角也小，物料和锤作同一旋转方向的圆周运动。物料速度增加，方向与锤片一致，两者速度差小，粉碎效率低。

(见图10)

在椭圆筛情况下，在第一次高效打击后，由于锤筛间隙大，Δ＝0.5R，R为转子半径，在某些角度，π/4，3π/4，物料大大超前一个角度，撞在筛板上，入射角大，反射角也大，反射的物料运动矢量方向改变，和锤片方向速度差大，易重新获得高效粉碎机会。在一圆周中，物料多次击出，多次弹回，使物料一周内获得多次高效粉碎机会。

(见图11)

以上均由横宽形的形状引起的有益效果。4.筛板振动，合格粉粒及时出筛能力强

让筛体与机体、转子作相对振动，将有利于增加筛分能力。

当频率1500次/min，振幅2mm，筛孔Φ3mm时，K＝35，这就是说筛面积相当于增加了35倍。

35倍，是否过多了些？

不多，粉碎机内的筛板不同于普通的筛板，普通筛板筛面受的是物料重力，而粉碎机内的筛板受的除了物料重力，还有吸风压力，物料离心力。

吸风压力在筛孔两面形成一压力差，它既有利合格粉粒出筛，也会使较大粉粒卡住筛孔，因此，吸风压力不能没有，也不能太大。吸风对出料有利但它的上限不能利用。只有筛板振动，对卡在筛孔上的物料施以往复振动力使卡孔物料弹掉，保持筛孔畅通，给其余粉粒再一次出孔机会。这里，振动引起质的变化，振动解放了吸风压力的上限。普通粉碎机吸风量，每平方米筛板面积约取40-60立方米/分钟，(资料5、8)，本发明可取每平方米筛板面积80立方米/分钟以上。

物料离心力也如此，在粉碎过程中，锤片与物料，物料与筛板，物料与搓板，物料与物料，不断发生撞击、剪切、摩擦、搅拌等作用，其中，只有锤片与物料的撞击才是最有效的，但是，锤片的数量增加受到限制，数量增加物料转速加快，离心力加大，

G = \frac{V^{2}}{R} \times M

G离心力，V物料速度，

R物料转动半径，M物料质量，2

当物料速度为80m，半径为300mm，离心力加速度为21333m/s，是重力加速度的2176倍。这重力场既要使粉粒出筛，又会使较大粉粒卡住筛孔，因此锤片不能少，也不能多。只有振动，才使粉碎机起了质的变化，它解放了锤片数量的限制，56×40型，锤片可达72片。

这里，振动是一种独立有效的因素，在圆形筛上运用，也有很好的效果。

这里，振动起了特殊的作用，它使筛在瞬间保持高度开孔率，使得各种有利因素得以充分发展，振动措施，是抓住了粉碎机最薄弱的一环，它使有筛粉碎机起了质的变化。

它使粉粒及时过筛，对普通粉料，避免合格粉粒滞留在粉碎腔内作超细粉碎。对超细粉粒，防止了筛孔堵塞。及时过筛，避免转子力矩加重。及时过筛，减少了各种粗细物料磨擦等低效粉碎。

因此，这振动有相当的意义：

1.最终解决了普通粉碎机筛分能力差的问题。

2.结束了有筛型粉碎机不宜直接生产超细粉料的历史。

3.为用一台粉碎机替代粗、细两套粉碎工序，提供了具体可行的设备。

这些都是普通粉碎机固定筛所不能比拟的。5.薄形开刃锤片效率高

根据二个碰撞物体的动能效率公式：

η = \frac{ΔT}{T_{o}} = (1 - K)^{2} \times \frac{W 2}{W 1 + W 2}

式中，η为动能效率

W1为锤片重量(主动)

W2为物料重量

K为效率系数

当K为一定值时，动能效率完全取决于两碰撞物体重量的数值，当主动物体W1锤片厚度减薄，重量减轻，η效率增加。

为什么要开刃？

由压强传递公式。

F×s＝f×S则：

F = \frac{S}{s} \times f

F为开刃锤片力，

s为开刃锤片碰击面

f为普通厚锤片力

S为普通厚锤片碰击面

当压强固定时，减少接触面，使剪切力大大增加，有利于产生达到和超过屈服点的作用力，使有效受力成分增加。

锤片的磨损：

一种意见认为薄形锤片容易磨损，这种说法和磨损的锤片外观的分析不符合。

锤片的磨损面在于在锤片运动方向与物料直接碰撞的一面，磨损由前至后，串联着逐步磨损，磨损的耐久时间除其因素外，也取决于锤片的宽度。同样材料，宽度相同，时间相同。

锤片效率寿命：

锤片效率寿命主要看锤片棱角是否磨损变圆。薄形开刃锤片磨去同等尺寸，仍然比较锋利，效率寿命长。

在抗意外钢性异物破坏方面，只要将锤片制成内软外硬，抗意外破坏性能差不多。

薄形开刃锤片也是一种独立有效的改进，在圆形粉碎机中也有明显效果。

本发明不仅比现有技术相比具有优点，同时对国内外各种改进后的、先进的技术相比也具有优点。

1.二次粉碎工艺

二次粉碎工艺，是先用大孔筛(例如Φ5mm)，将粉料在粉碎机里拉出，在下一道工序中，增加一分级筛，合格的(＜Φ3mm)到成品仓，不合格的(＞Φ3mm)重新提升，回到待粉碎仓，重新粉碎。

工艺流程如下：(图12)

显然，这种工艺的设计专家，是看到了粉碎机的筛分能力差，不能及时出料，所以，在外部加振动筛，加强筛分能力。这种工艺比单用Φ3mm筛，粉碎机一次粉碎效率高。但还存在着显而易见的缺点。

a.相当一部分(＞Φ3mm，＜Φ5mm)的粉粒，在外部作大循环，浪费能量，这部分潜力还未利用。

b.外部绕一圈，获得一次初进粉碎机高效粉碎机会，代价太大。

c.增加辅助设备投资，增加占地面积，增加电费开支。

相比之下，本发明用椭圆振动筛解决筛分能力不足的问题，同时利用椭圆曲率变化，使物料弹回，改变运动方向，获得多次高效粉碎机会，显得简洁合理。效果更好，同时工艺设备简单，占地少，投资省。2.鱼鳞筛板

鱼鳞筛板，在迎着锤片打击方向作一突出孔，使物料运动方向，同筛孔发线方向夹角变小，改变了普通筛板几乎成直角的状态，提高了筛分效果，颗粒均匀度也改善。

但是，总体提高程度有限，因为：

a.采用鱼鳞孔，受布孔几何图案限制，孔和板之间的比例比普通筛减小了。

b.筛仍保留圆形，长度仍受到限制。

c.对卡孔堵塞现象无措施。

d.对获得多次高效粉碎无措施。3.调节风量

当吸风量与物料的质量、筛孔直径、物料环的厚度和速度，等参数，处于某一合理状态时，会达到比较好的粉碎效果。

但是，这里许多因素，如物料品质，筛孔直径，物料环的厚度和速度是经常在变的因素。

迄今为止，还没有能正确反映这种状态的仪表，和保持这种状态的控制设备。普通粉碎机操作人员无法把握住这个最佳状态，因而，这种方法的可行性在于大体调整，大体估算，使用范围是有限的。

这种方法的实质，是调节合适的吸风量，去迎合固定筛粉粒出筛能力差的状况，在不能太大，也不能没有之间作文章，在如何防止粉粒堵筛方面无措施，在获得多次高效粉碎方面等等，也无措施。

随着设计人员经验积累和水平提高，合适调节风量已归入正常使用普通锤片粉碎机的范围。4.无筛超细粉碎机

鉴于以往有筛粉碎机对超细粉粒过筛能力差，无筛超细粉碎机应运而生，无筛粉碎机避开了超细粉粒过筛难的问题，采用气流分级，有的在粉碎机内部，有的在外部。也有的外部用筛，外部用筛可比照二次粉碎工艺。用气流分级，受到物料比重，外形等因素影响，仍有少量较大粉粒混入成品中，大粒重新返回粉碎机，相当二次粉碎。

无筛粉碎机在粉碎效率上，没有什么优势，若用玉米，水分≤14％，以95％通过Φ3mm孔，每吨耗电6.3度。原因很简单，无筛粉碎机在如何获得高效粉碎方面没有采取什么措施。

无筛粉碎机在配合饲料生产工艺上，需单独分开，设备投资大，无论采取先粉碎后配合，先配合后粉碎，还是批批分清，均还有这样或那样一些缺憾。

一旦有筛类粉碎机也能解决超细粉碎问题，不仅对无筛微粉碎机，而且对整个超微粉碎工艺，都会重新评价。5.轴向进料粉碎机

轴向进料粉碎机有立轴式自吸风粉碎机、卧式轴向进料粉碎机两种。

这两种粉碎机进料位置改变，粉碎机筛板包角可达360度显然，筛板长，面积大。另一种宽筛卧式粉碎机，面积更大，有的用于普通饲料生产，有较好效果，有的用于细粉碎饲料生产(40目)，用风选器分选粒度，但生产时有粗粒回流，同两次粉碎工艺。

两者相比，卧式轴向粉碎机筛板上半部，物料重力方向与筛孔方向相反，出料不利，立轴式结构更为合理。

立轴式无吸风装置粉碎机，出料口为正气压，对于后道粉尘泄漏，气物分流的处理，也较复杂，应用不广。

这两种粉碎机在筛分能力上有改善，但未根本解决，对瞬间大粒堵塞筛孔无措施，在增加高效粉碎机会方面也无措施。图1是左半剖面图(横放椭圆形)。图2是主视图(横放椭圆形)。图3横放腰形。(外框线表示筛框，内虚线表示锤片末端轨迹，下同。)图4横放梯形。图5横放棱形。图6横放三角形。图7是圆形与椭圆形，筛长展开对比图。图8是圆形筛示意图，以及圆形筛展开图上，物料运动方向和物料出筛孔方向示意图。图9是椭圆筛示意图，以及椭圆筛展开图上，物料运动方向和物料出筛孔方向示意图。图10分别是圆形筛示意图，圆形筛展开图上，物料运动方向和锤片运动方向示意图，和圆形筛粉碎效率图。图11分别是椭圆筛示意图，椭圆筛展开图上，物料运动方向和锤片运动方向示意图，和椭圆筛粉碎效率图。图12分别是一次粉碎工艺和二次粉碎工艺流程图。

下面结合附图来介绍一个实施例，图1，图2，一种粉碎机，包括筛1，作振动于筛体的振动源2，锤片3，转子4，机体5，马达6等，其特征在于：横宽形振动筛和开刃锤片。

采用横宽形筛的形式之一：横放椭圆形。其特征在于：在粉碎机转子径向平面上，由筛板等围成的筛框，靠近转子那面筛板形状呈椭圆形，水平方向的长轴，是垂直方向的短轴的1.5倍。如56×40型，则横宽900mm，竖高600mm。齿板装在筛的低部，齿顶不碰锤片即可。

振动筛，其特征在于：在筛体上附有引起筛体振动的振动源，使筛相对转子经相方向作振动。采用能使筛体振动的振动源之一：电机偏心块振动，振动源固定在筛体重心位置。振动的方向定为转子径向。

锤片，其特征在于：锤片两长边开刃。

如56×40型，则长度180mm，厚度3mm。

Claims

1，一种粉碎机，包括筛，锤片，转子，机体，电机等，其特征在于：横宽形筛。

2，根据权利要求1所指的筛，其特征在于：在卧式粉碎机转子径向平面上，由筛板等围成的筛框，靠近转子那面筛板形状，水平方向的最大长度，是垂直方向最大长度的1.2～4倍，即横宽大于竖高。

3，一种粉碎机，包括筛，锤片，转子，机体，电机等，其特征在于：振动筛。

4，根据权利要求3所指的筛，其特征在于：在筛体上附有引起筛体振动的振动源，使筛面在转子的经向方向作相对转子的振动，频率1-100Hz/s，振幅1--30mm，振动源的振动方式包括：电机偏心块振动，电磁振动，气力振动，压电陶瓷振动，偏心装置振动，等一切振动方式。

5，一种粉碎机，包括筛，锤片，转子，机体，电机等，其特征在于：开刃锤片。

6，根据权利要求5所指的锤片，其特征在于：锤片两长边开刃，长度≥140mm，厚度≤3mm；长度＜140mm，厚度≤2.5mm。