收稿日期：2013－09－04；修稿日期：2013－09－18作者简介：张雷（1987－），男，硕士，研究方向为粮油加工机械。通信作者：阮竞兰（1958－），女，教授，主要研究方向为粮食加工机械理论，通信地址：450007河南郑州市中原西路195号河南工业大学机电工程学院，E-mail：ruanjl@126．com。

锤片式粉碎机工作性能影响因素及研究现状张雷，阮竞兰（河南工业大学机电工程学院，郑州450007）

摘要：分析了锤片末端线速度、锤片数量、筛孔直径、筛片开孔率和锤筛间隙等影响锤片式粉碎机工作性能的诸多因素，阐述了这些因素对粉碎机生产效率、产品质量和能耗等方面的影响。扼要地论述了目前国内粉碎机的研究现状，并介绍了“异型粉碎室”、“振动筛”及“双转子”等新型锤片式粉碎机的结构特点和优点。关键词：粉碎机；影响因素；研究现状中图分类号：TS210．3文献标识码：A文章编号：1005－1295（2013）06－0055－03doi：10．3969/j．issn．1005－1295．2013．06．014

TheAnalysisofInfluenceFactorandＲesearchStayusofHammerMillZHANGLei，ＲUANJing-lan（CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HenanUniversityofTechnology，Zhengzhou450007，China）

Abstract：Thispaperanalyzesseveralfactorswhichinfluencetheworkingperformanceofthehammermill，suchaslinearvelocityofhammerend，thenumberofhammer，diametersieve，theperforationandcorneri-teofscreenandthehammer-screenspace．Itstatestheinfluenceofthesefactorsonhammermill’sproductionefficiency，productqualityandenergyconsumption．Italsobrieflyelaboratestheresearchsituationofhammermillindomestic，andintroducesthestructurefeaturesandadvantagesofthespecialtypegrindingchamberofhammermill，thehammergrinderwithwidehorizontalvibratingscreenandthedoublerotorstructureofhammermill．Keywords：crusher；influencefactor；researchstatus

在粮食物料粉碎行业中，锤片式粉碎机因其加工性能好、占地少、通用性强，而被广泛地采用。粉碎机性能的优劣受许多因素制约，如锤片末端线速度、锤片数量、筛孔直径、筛片开孔率和锤筛间隙等。改善这些影响因素，将会提高锤片式粉碎机的生产效率及其产品质量。因此了解和分析这些影响因素是必要的。1影响锤片式粉碎机工作性能的因素1．1锤片锤片是粉碎机粉碎物料的主要零部件。物料进入粉碎室后，首先受到锤片的高速撞击和剪切作用而被初步粉碎。这一过程中，物料被粉碎的能量与锤片线速度的二次方成正比，单位时间内物料与锤片的撞击次数与锤片的数量成正比。因此，在分析锤片式粉碎机工作性能的影响因素时，锤片末端线速度和锤片数量就需要考虑在内，它们均会对粉碎机的效率和产量产生一定的影响。1．1．1锤片末端线速度

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锤片式粉碎机工作性能影响因素及研究现状———张雷，阮竞兰锤片末端线速度的大小决定了锤片与物料的撞击力度和撞击次数，它对粉碎机的工作性能有很大的影响。末端线速度较小时，锤片与物料的撞击力度小，物料不易被粉碎，粉碎机效率偏低；末端线速度较大时，锤片与物料单位时间内撞击的次数增多，撞击力增大，粉碎机的效率和排粉能力得到提高。但如果末端线速度过大，不仅会导致转子不平衡产生噪声，而且还会加大物料环流层的速度，不利于物料及时通过筛面。在实际加工过程中，不同的粉碎粒度以及物料原料对撞击力度的要求不同，对锤片末端线速度的要求也不同，选用合适的锤片末端线速度对于发挥粉碎机性能有着重要的影响。表1所示为不同物料最佳粉碎线速度。表1不同物料最佳粉碎线速度（m/s）物料高粱玉米小麦黑麦大麦燕麦麸糠燕麦壳线速度48526575881051101151．1．2锤片数量锤片数量对粉碎机的粉碎质量和生产效率有较大影响。数量少时，锤片与物料的撞击次数少，粉碎机粉碎能力下降，产量降低；数量多时，锤片与物料的撞击次数增多，粉碎机的粉碎效率得到提高，物料粉碎粒度变细，产品质量提高。但锤片数量过多会导致转子质量增大，引起空载能耗的增多，降低粉碎机的度电产量。锤片数量的选择与物料原料、粉碎粒度有关，在实际生产过程中，应根据不同的情况对锤片数量做出相应的变更，同时应注意保持转子的平衡性。通常锤片数量少时多用于粗粉碎，数量多时用于微粉碎。锤片数量可由以下经验公式得出［1］。Z=k2B/δ（1）式中Z———锤片数量/个k2———锤片配置密度系数，取0．2－0．42B———粉碎室宽度/mmδ———锤片厚度/mm1．2筛片筛片是锤片式粉碎机不可或缺的零部件，在锤片式粉碎机中具有双重作用。它既可以用来筛分物料，控制物料的粉碎粒度，还可以与旋转的物料群产生摩擦，进一步粉碎物料。合理的筛片参数，诸如筛孔直径、筛片开孔率等均会改善锤片式粉碎机的产品质量和生产能力。1．2．1筛孔直径筛孔直径的大小决定了物料的粉碎粒度和粉碎机的生产效率。筛孔直径越大，单位时间内的粉碎产量越高，但粉碎后的成品粒度较粗；直径越小，粉碎后的成品粒度越细，但粉碎机的产量降低，能耗增大。在我国，筛孔分为1～2mm、3～4mm、4～5mm和大于8mm4个等级，它与颗粒几

何平均粒径的关系如图1所示。有试验研究证明：用4mm筛孔的筛片与1．5mm筛孔的筛片粉碎同一种物料（谷物），生产效率提高约4倍，度电产量提高3倍［2］。所以，在满足产品粒度的前

提下，应尽可能得采取大筛孔筛片，以提高粉碎机的生产效率和改善粉碎粒度的均匀性。

图1筛孔直径与颗粒几何平均粒径的关系1．2．2筛片的开孔率

开孔率指的是所有筛孔面积之和与筛片总面积的比值，其标准公式为90．7d2/r2，其中d为孔径，r为孔间距。增大筛片的开孔率，粉碎机的功耗和效率均会得到很大改善［3］。据报道，采用开

孔率高的筛片比采用标准筛时的负载电流值下降20%～30%，筛片的开孔率增加9%，粉碎效率可

提高35%，电耗下降13%［4］。增大开孔率可以通

过增大孔径和缩小孔间距来实现，但增大孔径产品粒度较粗，均匀性下降，而缩小孔间距则会降低筛片的强度。因此，筛片的选择应首先符合产品粒度需求，然后再依据筛片的强度采用尽可能大的筛孔直径，以节约粉碎机的能耗并提高其粉碎效率。1．3锤筛间隙

锤筛间隙是指转子径向上锤片末端到筛片的距离，它对粉碎机的产量和能耗会产生较大影响。粉碎过程中，锤片的高速旋转运动会带物料随其一起作圆周运动，并在锤片和筛片之间形成物料环流层。锤筛间隙较大时，环流层外层物料速度较慢，有利于物料及时通过筛孔，但速度的减慢会降低筛片对物料的摩擦作用，同时，外层物料与锤片接触的机会减少，不容易受到锤片的撞击作用，使粉碎机的产量降低。锤筛间隙过大时，会导致65

包装与食品机械2013年第31卷第6期外层物料运动速度过慢，容易造成堵塞现象。锤筛间隙过小时，外层物料被撞击的机会增多，较快的物料环流层速度造成物料不易排出筛孔，使得物料被过度粉碎，增加了粉碎机的能耗。因此，选择合适的锤筛间隙对粉碎机性能的发挥显得格外重要。在我国粉碎谷物类原料选择的锤筛间隙一般为4～8mm，粉碎茎秆类原料选择的锤筛间隙一般为10～14mm［5］。2锤片式粉碎机的研究现状我国锤片式粉碎机的发展起步于1955年引入的第一台原苏联样机。在几十年发展过程中，国内广大科研人员研究内容主要涉及如何降低粉碎机的能耗，提高粉碎机的效率，延长主要易损零部件的使用寿命和提高物料粉碎粒度均匀性等方面。例如水滴型粉碎机的研发，其水滴形粉碎室结构不仅增大了物料的有效筛理面积，使粉碎机的效率得到提高，而且还破坏了物料环流层，避免物料被过度粉碎，进而降低了粉碎机的能耗。又如对锤片进行表面强化处理和热处理，提高其耐磨性和强度，进而延长了锤片的使用寿命。再如鱼鳞形筛片的研究，它的特点在于筛片上所有长形筛孔一侧向上翘起，形成鱼鳞形状的筛孔，有利于物料及时通过，在降低粉碎机能耗的同时，也改善了物料粉碎粒度的均匀性。锤片粉碎机的研究成果还有很多，本文将对最近几年来所做的一些研究和工作做具体的介绍。2．1异型粉碎室锤片式粉碎机内蒙古农业大学的刘伟峰、刘文广等对锤片式粉碎机的粉碎室进行改进研究，提出了采用横截面为梯形的筛片，进而构成特殊型粉碎室的方法，以改善粉碎机的工作性能。该研究中，筛片形状的改变，使得锤筛间隙成为一个变量，这样锤片之间就会产生局部回流，能够破坏粉碎室内的物料环流层，使物料产生翻转运动。同时，梯形筛片起到齿板作用，使得小颗粒物料易于通过筛孔，大颗粒物料被撞击的机会增多。虽然该种异性粉碎室结构复杂，但它能够有效地破坏物料环流层和增大筛理面积，不仅有助于改善物料粉碎粒度的均匀性，同时也能够提高粉碎机的效率。2．2振动筛锤片粉碎机振动筛锤片粉碎机由上海春谷实业有限公司提出并研发，它的技术特点在于具有横宽振动的内层筛和外层筛结构，结构示意图如图2所示。图2振动筛锤片粉碎机1－内层筛2－外层筛3－锤片

4－转子5－机体6－振动源

从图2可知，该种粉碎机与普通粉碎机的不同之处在于，增加了内层筛、外层筛和振动器。在工作过程中，物料易于排出筛孔较大的内层筛，避免了物料的过度粉碎，而振动的外层筛不仅具有筛理作用，还会带动粉碎不合格的物料重新回到内层筛继续粉碎，使得物料被粉碎得更加均匀。在这种特有的双层筛结构中，内层筛主要承受物料的撞击和摩擦作用，外层筛主要用来筛分物料。内层筛的存在大大延长了外层筛的使用周期，同时，内层筛即使被物料击穿仍可使用，这种结构很好地改善了整个筛片的使用寿命。2．3双转子锤片式粉碎机

由上海沃仕机械有限公司开发的双转子锤片式粉碎机（如图3）主要由粉碎室A和粉碎室B，筛板以及GTC导板组成，它具有2个转子，且2个转子的转向互为相反。GTC导板主要是引导物料流化床的方向，使其