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飼料加工工藝系列——飼料粉碎

apple12151007 2010-12-24 13:23

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簡(jiǎn)介

粉碎是用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)聚力而使之破碎的一種操作。飼料原料的粉碎是飼料加工過(guò)程中的最主要的工序之一。它是影響飼料質(zhì)量、產(chǎn)量、電耗和加工成本的重要因素。

　　3〕交錯(cuò)平衡排列：有單片與雙片兩種，雙片交錯(cuò)排列。錘片軌跡均勻而不重復(fù)，對(duì)稱(chēng)軸上離心力、合力可相互平衡，轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)平衡。缺點(diǎn)是作業(yè)時(shí)物料略有推移，銷(xiāo)軸間隔套規(guī)格較多,在更換錘片時(shí)較繁雜。
　　4〕對(duì)稱(chēng)交錯(cuò)排列：軌跡均勻而不重復(fù)，錘片排列左右對(duì)稱(chēng)，四根銷(xiāo)軸的離心合力作用在同一平面上，對(duì)稱(chēng)軸相互平衡，故平衡性好，也是應(yīng)用較廣的一種錘片排列方式。
　　錘片粉碎機(jī)更換錘片，必須按說(shuō)明書(shū)或完全恢復(fù)錘片排列方式進(jìn)行重新安裝，以免破壞轉(zhuǎn)子平衡。
　　2、篩片
　　篩片是錘片式粉碎機(jī)主要的工作部件和易損件之一。其對(duì)粉碎效率和粉碎質(zhì)量有較大影響。錘片式粉碎機(jī)上所用的篩片有圓柱形孔篩、圓錐形孔篩和魚(yú)鱗孔篩三種。由于圓柱形孔篩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，應(yīng)用最廣。圓柱形孔篩又有沖孔篩和鉆孔篩兩種。因沖孔篩的開(kāi)孔率高于鉆孔篩，所以沖孔篩的粉碎效率優(yōu)于后者。
　　篩片安裝在粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子外圍，根據(jù)不同的進(jìn)料形式篩片形成不同的包角。軸向進(jìn)料的粉碎機(jī)一般形成環(huán)篩篩片有360o包角，切向進(jìn)料粉碎機(jī)篩片包角為180o，也稱(chēng)半篩。徑向進(jìn)料(頂部進(jìn)料)粉碎機(jī)，篩片包角為300o，有時(shí)也制成水滴形。因頂部進(jìn)料或切向進(jìn)料，物料隨氣流直接進(jìn)入錘片最大線(xiàn)速度區(qū)內(nèi)，所以粉碎效果較好。
　　3、齒板
　　齒板的作用是加強(qiáng)對(duì)物料的碰撞、搓擦作用，同時(shí)可以阻滯粉碎室內(nèi)物料環(huán)流層的運(yùn)動(dòng)并降低其速度。對(duì)于纖維多、韌性大、水分高的物料作用較明顯。齒板由鑄鐵制造，表面激冷成白口，增強(qiáng)耐磨性能。齒板通常安裝在進(jìn)料口的兩側(cè)，
　　三、粉碎機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制
　　粉碎是飼料加工的重要環(huán)節(jié)。過(guò)去，飼料廠(chǎng)對(duì)粉碎機(jī)負(fù)荷控制大多采用手動(dòng)開(kāi)環(huán)控制。由于粉碎機(jī)的工作負(fù)荷(電流)往往受到物料、吸風(fēng)、電控等諸多因素的變化而偏離設(shè)定值。所以，專(zhuān)職操作員需做經(jīng)常性調(diào)整。粉碎機(jī)自動(dòng)控制，其手段就是通過(guò)控制器調(diào)節(jié)粉碎機(jī)的進(jìn)料流量來(lái)修正偏離了設(shè)定值的值。其目的是保證粉碎過(guò)程基本質(zhì)量指標(biāo)的前提下，使粉碎機(jī)在滿(mǎn)負(fù)荷(額定電流)工況下高效運(yùn)行。粉碎機(jī)通常是飼料廠(chǎng)電耗最大的設(shè)備之一。消耗每度電所得到的粉碎產(chǎn)量愈高，則粉碎機(jī)效能也愈高。但是，粉碎機(jī)負(fù)荷也不能經(jīng)常超過(guò)其額定負(fù)荷10%狀態(tài)下運(yùn)行，否則將造成跳閘停機(jī)，甚至造成機(jī)電設(shè)備損壞。因此，要保持粉碎機(jī)高效、穩(wěn)定和安全狀態(tài)下工作，對(duì)粉碎機(jī)負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)控制以及對(duì)其工況進(jìn)行監(jiān)控是必須的。
　　(一)粉碎機(jī)自控特點(diǎn)與功能要求
　　1、恒值控制：對(duì)于粉碎機(jī)負(fù)荷控制是一種典型的恒值控制系統(tǒng)。對(duì)于不同品種的物料，人工設(shè)定不同的粉碎機(jī)核定負(fù)荷。當(dāng)設(shè)定電流(輸入量)恒定時(shí)，通過(guò)控制器調(diào)節(jié)，粉碎機(jī)負(fù)荷(輸出量)將與設(shè)定電流保持一致。
　　2、純滯后環(huán)節(jié)：所謂純滯后，通俗一點(diǎn)講，就是當(dāng)粉碎機(jī)給料流量發(fā)生變化時(shí)，粉碎機(jī)工作電流需要滯后一些時(shí)間后才會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。根據(jù)粉碎機(jī)設(shè)備的固有特點(diǎn)以及選用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同，純滯后時(shí)間也有所不同，從自動(dòng)控制角度看，純滯后時(shí)間愈短，控制的響應(yīng)速度則愈快，系統(tǒng)的控制對(duì)象則愈穩(wěn)定。
　　3、主要參數(shù)及功能
　　(1)控制范圍 0～100% FS(任意設(shè)定)。
　　(2)控制精度 2%～8% FS。
　　(3)能夠?qū)崟r(shí)顯示人工設(shè)定電流以及實(shí)際工作電流。
　　(4)具有手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種方式，其切換時(shí)無(wú)擾動(dòng)。
　　(5)對(duì)缺料及超負(fù)荷實(shí)行聲光報(bào)警以及實(shí)時(shí)處理。
　　(6)設(shè)備工況聯(lián)鎖，風(fēng)機(jī)、粉碎機(jī)運(yùn)行與進(jìn)料機(jī)構(gòu)的聯(lián)鎖。
　　(二)系統(tǒng)的組成和工作原理
　　粉碎機(jī)負(fù)荷閉環(huán)控制系統(tǒng)主要有輸入設(shè)定量、比較環(huán)節(jié)、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制對(duì)象(輸出量)和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)組成
　　1.輸入設(shè)定量：通過(guò)控制器鍵盤(pán)或拔盤(pán)開(kāi)關(guān)設(shè)定電流或額定電流的百分?jǐn)?shù)，該設(shè)定值要求在粉碎機(jī)運(yùn)行時(shí)隨時(shí)可以修改。
　　2.檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)：該環(huán)節(jié)的檢測(cè)器件是電流互感器，規(guī)格為300A/0.1A，適用于22～210kW的粉碎機(jī)主電機(jī)、電流互感器串在主電機(jī)的一次回路內(nèi)，以檢測(cè)粉碎機(jī)實(shí)際的工作電流。
　　3.比較環(huán)節(jié)：把輸入設(shè)定電流與電流互感器檢測(cè)到的實(shí)際工作電流相比較，其誤差值作為PID控制的輸入量。
　　4.控制器：是以單片微處理器為核心的儀表，以其自動(dòng)控制的輸出去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
　　5.執(zhí)行機(jī)構(gòu)：粉碎機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)就是給料機(jī)構(gòu)，常用的有滑差調(diào)速絞龍、電磁振動(dòng)給料機(jī)和自流式氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。下面以氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥為例，粉碎機(jī)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程為：當(dāng)實(shí)際粉碎機(jī)電流小于設(shè)定值時(shí)，其比較的差值通過(guò)控制器PID運(yùn)算后，輸出一個(gè)比原來(lái)大的控制值，使調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。
　　(三)
　　粉碎機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制調(diào)節(jié)參數(shù)的整定
　　自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)是否穩(wěn)定、控制的目標(biāo)值與實(shí)際值之間誤差是否達(dá)到工藝指標(biāo)要求，當(dāng)有干擾時(shí)，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間是否短。這些都是衡量自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)好壞的主要指標(biāo)。調(diào)節(jié)參數(shù)的整定就是為了使自控系統(tǒng)獲得最佳的控制效果。調(diào)節(jié)參數(shù)主要有控制周期、P(比例系數(shù))、I(積分系數(shù))和D(微分系數(shù))。
　　1.控制周期整定：當(dāng)被控對(duì)象確定以后，純滯后時(shí)間通過(guò)秒表可以測(cè)量出來(lái)，控制周期的整定主要依據(jù)純滯后時(shí)間的大小。從系統(tǒng)穩(wěn)定角度看，希望純滯后時(shí)間越短越好，這有利于快速消除系統(tǒng)的靜差。但是對(duì)于純滯后控制對(duì)象，快速控制反而引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩。通過(guò)測(cè)定，粉碎機(jī)所配置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同，其純滯后時(shí)間也不同。電磁振動(dòng)給料機(jī)和氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的純滯后時(shí)間一般為3秒;絞龍給料的純滯后時(shí)間一般為5秒。絞龍愈長(zhǎng)，其純滯后時(shí)間也愈長(zhǎng)。為了控制器自控的通用性，要求控制器控制周期的整定范圍在2～7秒。
　　2.PID參數(shù)整定：如何調(diào)節(jié)才能使系統(tǒng)獲得最佳的控制效果，PID參數(shù)整定是關(guān)鍵，為了更能說(shuō)明問(wèn)題，可以采用圖示法，對(duì)控制曲線(xiàn)加以分析
　　第三節(jié)
　　飼料廠(chǎng)常用的粉碎機(jī)
　　一、常用的錘片式粉碎機(jī)
　　我國(guó)已有9FQ和SFSP兩大系列的錘片式粉碎機(jī)。目前以SFSP系列為主，因其粉碎性能好、適應(yīng)性廣，現(xiàn)已被普遍選用，
　　SFSP112×30型粉碎機(jī)。該機(jī)由轉(zhuǎn)子、進(jìn)料機(jī)構(gòu)、上機(jī)殼、底座、操作門(mén)等組成，轉(zhuǎn)子的錘片是6組36片碳化鎢堆焊錘片。為對(duì)稱(chēng)平衡排列，每副錘片的使用壽命可達(dá)1000t以上。電機(jī)和粉碎機(jī)可在同一底座上，由彈性圓柱銷(xiāo)軸聯(lián)軸器直接傳動(dòng)。底座下安裝有6個(gè)JG3~6型減振器。其特點(diǎn)是①采用大直徑低轉(zhuǎn)速結(jié)構(gòu)，低噪聲、震動(dòng)減少;②設(shè)置進(jìn)料導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，可令原料從左邊或右邊進(jìn)入粉碎機(jī)，轉(zhuǎn)子可正反轉(zhuǎn)換工作，保證物料的切向喂入與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相適應(yīng)，還有緊急停車(chē)功能;③篩片采用直接插入再由操作門(mén)壓緊的安裝方式，使裝卸方便;④采用碳化鎢堆焊的耐磨錘片，可比普通錘片壽命提高7~8倍;⑤增設(shè)的安全裝置，可使操作門(mén)打開(kāi)后，粉碎機(jī)斷電不能啟動(dòng)，確保安全
　　二、立軸式錘片粉碎機(jī)
　　立軸式錘片粉碎機(jī)是新近開(kāi)發(fā)研制成功的新一代粉碎設(shè)備，與臥式錘片式粉碎機(jī)相比，特點(diǎn)是立軸轉(zhuǎn)子周?chē)协h(huán)篩，下部有平圓底篩，篩理面積大;轉(zhuǎn)子下部裝有風(fēng)機(jī)，葉片在粉碎室內(nèi)產(chǎn)生氣流，不依賴(lài)機(jī)外輔助吸風(fēng)系統(tǒng)，并可降低能耗與料溫，因而可大大提高粉碎效率。與臥式錘片粉碎機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、配用功率較小、生產(chǎn)成本低。
　　立式粉碎機(jī)由自動(dòng)喂料器、進(jìn)料分流結(jié)構(gòu)、電機(jī)、轉(zhuǎn)子、篩框及壓緊機(jī)構(gòu)、機(jī)體與出料斗組成。電機(jī)為立式輸出軸朝下安裝，軸上安裝的轉(zhuǎn)子由錘架板、銷(xiāo)軸、錘片、葉片及鎖緊機(jī)構(gòu)等組成。轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速為2970r/min。篩框?yàn)橥矤罱Y(jié)構(gòu)，周?chē)跋虏垦b有篩板，將轉(zhuǎn)子包圍而構(gòu)成粉碎室。安裝時(shí)該機(jī)構(gòu)將篩框上部壓靠在機(jī)體上，并由安全裝置保證篩框不落下;在更換錘片或篩板時(shí)，打開(kāi)操作門(mén)，該機(jī)構(gòu)可將篩框落下。機(jī)體的作用是聯(lián)結(jié)包括操作門(mén)、支撐腿等在內(nèi)的粉碎機(jī)各部件。過(guò)篩物料由錐形料斗排出。
　　立式粉碎機(jī)作業(yè)時(shí)，待粉碎物料通過(guò)自動(dòng)喂料器進(jìn)入分流機(jī)構(gòu)，并被均勻地分成三股，從三個(gè)進(jìn)料口進(jìn)入粉碎室。物料的運(yùn)動(dòng)軌跡與錘片運(yùn)動(dòng)軌跡垂直相交，物料與錘片之間有很大的相對(duì)速度，加上有幾個(gè)進(jìn)料口同時(shí)進(jìn)料，因而物料受到的撞擊力大且均勻，在此作用下，大部分物料被粉碎達(dá)到合格的細(xì)度。粉碎合格的物料迅速通過(guò)圓周360o包角的篩片排出粉碎室。部分粉碎不足或少量未粉碎的物料繼續(xù)下降，落入轉(zhuǎn)子下層粉碎區(qū)域，與上層錘片相比，下層錘片的末端線(xiàn)速度更高，與篩板的間隙更小。物料在此區(qū)域一方面受到錘片更強(qiáng)的錘擊力，另一方面受到更強(qiáng)的剪切力，待以進(jìn)一步粉碎。已粉碎的物料借助離心力和機(jī)內(nèi)氣流的正壓力，通過(guò)周?chē)h(huán)篩及底篩篩孔，極小量物料通過(guò)上、下兩粉碎區(qū)域落入底篩上表面。與錘片架相連的刮片將欲沉積在底篩上的物料刮起，并隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將其甩向周?chē)腻N片打擊區(qū)域繼續(xù)粉碎。刮片同時(shí)具有風(fēng)機(jī)葉片功能，產(chǎn)生一定的風(fēng)壓和風(fēng)量，這既有利于細(xì)粉排出，也可降低粉碎室的溫度和濕度，提高了粉碎效率。
　　三爪式粉碎機(jī)
　　爪式粉碎機(jī)又叫籠式粉碎機(jī)，飼料從定齒盤(pán)中部的進(jìn)料管流入，由動(dòng)齒盤(pán)最里層的兩個(gè)攪拌齒撥入粉碎區(qū)，在高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)齒盤(pán)上圓齒與扁齒的錘擊下，碎成小塊，飼料在離心力和錘擊力作用下，有的與篩片碰撞，彈回粉碎區(qū)再次受錘擊;有的與定齒相撞進(jìn)入齒間進(jìn)一步被磨碎。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的風(fēng)壓使合格的成品穿過(guò)篩孔排出，較大的顆粒留在機(jī)內(nèi)繼續(xù)被粉碎。這種粉碎機(jī)除粉碎作用外，還帶有混合攪拌作用，飼料在機(jī)內(nèi)從中間向四周擴(kuò)散，相當(dāng)于經(jīng)過(guò)幾個(gè)粉碎室，因而可以達(dá)到較細(xì)的成品粒度，故這種粉碎機(jī)有時(shí)用作粉碎小雞、小豬用的微粉碎飼料，也可用于微量元素的粉碎，為同類(lèi)型粉碎機(jī)中動(dòng)力消耗最大的一種。
　　爪式粉碎機(jī)有9FZ-27、31、33、37、45等五種型號(hào)，數(shù)字表示轉(zhuǎn)子最大直徑(cm)，爪式粉碎機(jī)的主要工作部件有動(dòng)齒盤(pán)、定齒盤(pán)、篩片等。動(dòng)齒盤(pán)的齒爪磨損后應(yīng)及時(shí)更換。影響爪式粉碎機(jī)工作效果的有動(dòng)齒線(xiàn)速、齒篩間隙等。用0.6mm篩孔，齒篩間隙為22mm的試驗(yàn)表明，線(xiàn)速在80~85m/s時(shí)，單位電耗最低，低于80m/s、高于100m/s 、單位電耗增大。在系列設(shè)計(jì)中線(xiàn)速取85~86 m/s，齒篩間隙取18~20mm。

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