錘片式飼料粉碎機(jī)主要因素對(duì)工作性能的影響

1、 國(guó)際飼料科技錘片式飼料粉碎機(jī)主要因素對(duì)工作性能的影響王 凈 牛淑卿 王 鵬 穆秀明河北北方學(xué)院飼料粉碎機(jī)械是飼料加工廠的主要設(shè)備。粉碎機(jī)械的動(dòng)力配備一般占飼料加工廠總配備的30 %70 %。錘片式粉碎機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好、適應(yīng)性強(qiáng)、度電產(chǎn)量較高和使用安全等優(yōu)點(diǎn)，在大中小型飼料工廠中普遍使用。近年來，人們?cè)絹碓疥P(guān)注錘片式粉碎機(jī)的工作效果，提高生產(chǎn)率及節(jié)約能耗成為熱點(diǎn)問題。害工作人員身體健康。表1 飼料水分對(duì)粉碎產(chǎn)量的影響項(xiàng)目產(chǎn)量降低/ %水分增加1 %62 %83 %104 %12.55 %151 飼料的影響1.1 飼料的物理機(jī)械性質(zhì)不同飼料的物理機(jī)械性質(zhì)不同，粉碎它們的難易程度也不同，其

2、度電產(chǎn)量有很大的差異。玉米和高粱等精飼料淀粉含量高且結(jié)構(gòu)松脆，易粉碎；麩皮和稻殼含纖維素多較難粉碎；藤蔓等粗飼料粗纖維含量高且有韌性，更難粉碎；玉米芯由于結(jié)構(gòu)密實(shí)，最難被粉碎。飼料越易粉碎，電耗越低，產(chǎn)量越高，粉碎性能越好。1.2 飼料的含水率粉碎機(jī)利用打擊、碰撞和摩擦作用粉碎飼料，飼料含水率高，不易被粉碎，度電產(chǎn)量將下降；飼料含水率過高，度電產(chǎn)量急劇下降，還會(huì)堵塞篩孔產(chǎn)生返料，甚至不能工作。同種物料在不同的水分條件下，水分越高其度電產(chǎn)量越低，所以粉碎飼料含水量不超過14 %。有關(guān)資料表明，當(dāng)玉米含水量從14.3 %增加到21 %時(shí)，其生產(chǎn)率下降29 %，功率消耗增加12.5 %，關(guān)系見表1。

3、1.3 飼料粉碎粒度飼料粉碎粒度要適中，過度粉碎需要消耗過多的電能，降低飼料廠的生產(chǎn)效率，造成物料流動(dòng)不暢，甚至堵塞，同時(shí)還會(huì)引起粉塵飛揚(yáng)，損不同種類的動(dòng)物對(duì)飼料粒度要求不同?，F(xiàn)在許多動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)者認(rèn)為：大顆粒飼料能刺激胃腸蠕動(dòng)、刺激消化液分泌和促進(jìn)消化道發(fā)育，因而飼料粉碎粒度有增大的趨勢(shì)。對(duì)豬來講，適宜的粒度大小為，仔豬斷奶后約500 m，生長(zhǎng)肥育豬約600 m，母豬約400600 m ；肉牛和奶牛只要求對(duì)粗飼料或秸稈以適度粗粉或切短為宜。美國(guó)堪薩斯大學(xué)的研究報(bào)道，粉碎玉米時(shí)成品的平均粒度從1 000 m 降低到600 m 時(shí)，電耗從2.7 kWh/t增加到3.8 kWh/t；但平均粒度再降低

4、到400 m 時(shí)，電耗增加到8.1 kWh/t，這說明，粉碎粒度越細(xì)，產(chǎn)量越低，電耗越高。2 主要工作部件的影響2.1 粉碎室形狀水滴形粉碎室能破壞飼料的環(huán)流層，利于粉碎后飼料排出粉碎室。最近，很多新型粉碎機(jī)在粉碎室內(nèi)增加了W 形和U 形二次粉碎結(jié)構(gòu)，有效改變物料運(yùn)動(dòng)軌跡，使飼料產(chǎn)量提高25 %。橢圓形粉碎室利于顆粒的破碎和排粉，這種粉碎室2次加速和減速環(huán)流層，對(duì)粉碎效率能明顯提高。渦流式粉碎室能改變粉碎室內(nèi)氣流狀態(tài)，避免環(huán)流層形成。劉廣文研究發(fā)現(xiàn)，梯形篩圍成的粉碎室增加了有效篩理面積，破壞了環(huán)流層，加強(qiáng)了粉碎性能。2.2 篩孔篩孔直徑的大小直接影響被粉碎飼料的細(xì)碎度。篩孔直徑越小，飼料粉碎的

5、越細(xì)，但度電產(chǎn)收稿日期：2009 - 12 - 08通信作者：牛淑卿國(guó)際飼料科技量顯著下降；篩孔直徑大，度電產(chǎn)量高，但飼料粉碎的粗。不同畜禽在不同生長(zhǎng)階段對(duì)飼料的粗細(xì)要求也不同，應(yīng)在滿足對(duì)飼料要求的前提下，采用大孔徑，提高飼料通過率，降低能耗，提高產(chǎn)量和生產(chǎn)率。篩孔直徑分4個(gè)等級(jí)，小孔12 mm，中孔34 mm，粗孔56 mm，大孔8 mm。王德福采用直徑分別為2、3、4、5和6 mm篩孔的篩片進(jìn)行篩孔對(duì)粒徑影響的試驗(yàn)，結(jié)果表明：當(dāng)篩孔直徑小于2 mm時(shí)，粉碎飼料幾何平均粒徑下降較快；當(dāng)篩孔直徑為3 mm時(shí)，粉碎飼料幾何平均粒徑增幅較大，粉碎效率比篩孔直徑為2 mm時(shí)提高28.9 %；當(dāng)篩孔直

6、徑從3 mm增加到4 mm時(shí)，粉碎飼料幾何平均粒徑增幅減小，粉碎效率提高16.4 %；當(dāng)篩孔直徑大于4 mm后，粉碎效率增幅下降較大，粉碎效率增幅平均約5.2 %；當(dāng)篩孔大于8 mm時(shí)，粉碎飼料幾何平均粒徑和粉碎效率增幅都趨于平穩(wěn)，見圖 1。由飼喂對(duì)象決定的，因此選擇篩片時(shí)，應(yīng)首先滿足產(chǎn)品的粒度要求，根據(jù)篩片強(qiáng)度再盡可能選用大孔徑篩片，以提高飼料粉碎效率及節(jié)約能耗。一般1.2 mm及以上篩片開孔率，見表2。表2篩片開孔率項(xiàng)目篩孔/mm孔間距/mm開孔率/ %從圖2可見：篩片的篩孔呈等邊三角形排列。篩孔有2種排列方式：1）料流方向與孔間距平行，即料流方向1，這種排列在加工過程中較省力，但篩孔間隔

7、排列，不利于飼料出篩。2）料流方向與孔間距垂直，即料流方向2，這種篩孔排列均勻， 利于飼料排出，相當(dāng)于全寬度出料。圖1 篩孔直徑與顆粒幾何平均粒徑的關(guān)系杰克帕森報(bào)道，粉碎機(jī)在粉碎谷物類飼料的生產(chǎn)率與輸出功率和篩孔直徑是成比例的，用公式表示為：G=J×P×d其中，G為生產(chǎn)率，P為輸出功率，d為篩孔直徑，J為杰克帕森系數(shù)，該系數(shù)的值可通過試驗(yàn)得到。篩片開孔率指篩孔面積之和占篩面總面積的百分?jǐn)?shù)，標(biāo)準(zhǔn)篩片開孔率計(jì)算公式：K=90.7 d2/r2，d 為篩孔直徑，r為孔間距。開孔率的增大有2條途徑：一是增大篩孔直徑。二是縮小篩孔孔間距，前者使飼料產(chǎn)品粒度增大，均勻性降低；后者削弱篩片

8、的強(qiáng)度。實(shí)際生產(chǎn)中，篩孔直徑的大小是料流方向2料流方向1圖2 篩孔排列方式2.3 篩片篩片包圍轉(zhuǎn)子的角度叫篩片的包角。一般情 國(guó)際飼料科技篩片厚度不僅影響篩片的開孔率，而且還影響飼料的過篩能力。過厚的篩板，易堵篩，過篩速度小，物料分離能力差。篩片過薄，開孔率高，篩片易破裂。為延長(zhǎng)篩片的使用壽命，可加強(qiáng)固定篩片皮殼。篩片的篩孔采用沖制工藝，一面是光面，另一面有毛刺，安裝新篩片時(shí)，應(yīng)將毛刺一面朝向轉(zhuǎn)子，增加篩片對(duì)飼料的碰撞和摩擦作用，也有利于出料。2.4 錘片錘片線速度指的是錘片粉碎機(jī)在正常工作狀態(tài)下，錘片最外端的線速度，稱錘片末端線速度。錘片末端線速度是影響錘片式粉碎機(jī)工作性能的主要因素。線速度

9、高時(shí)，錘片對(duì)飼料的沖擊粉碎能力增強(qiáng)，單位時(shí)間打擊次數(shù)增加，排粉能力也增大，適當(dāng)提高錘片線速度，可提高生產(chǎn)率。但轉(zhuǎn)速過高，將導(dǎo)致飼料隨錘片一起旋轉(zhuǎn)，形成環(huán)流層，飼料排出篩孔的機(jī)會(huì)減少，粉碎的有效功率減小，度電產(chǎn)量反而下降。線速度過低時(shí)，粉碎能力弱，度電產(chǎn)量也不高。對(duì)不同的物料，錘片末端線速度的最佳值不同，這主要取決于物料的強(qiáng)度、脆性和韌性。有關(guān)資料顯示，使用2.5 mm孔徑篩子時(shí)，粉碎不同飼料的最佳線速度，見表3。表3 粉碎不同飼料的最佳線速度項(xiàng)目高粱玉米小麥黑麥大麥燕麥麩糠52657588105110燕麥殼115線速度（m/·s -1）48錘篩間隙是指錘片末端與篩片間的間隙。錘篩間隙

10、過大時(shí)，分布在篩面和錘片間的飼料層太厚，靠近篩面上的環(huán)層飼料不易接觸到篩片，受打擊的機(jī)會(huì)少，運(yùn)動(dòng)速度低，錘篩對(duì)飼料的摩擦粉碎作用減弱，影響篩孔的通過性能，嚴(yán)重會(huì)將篩孔堵塞造成進(jìn)料口噴料；錘篩間隙過小時(shí)，錘片與篩面間的飼料環(huán)層太薄，飼料受打擊的機(jī)會(huì)多，錘篩對(duì)飼料的摩擦作用也增大，使飼料粉碎的過細(xì)，浪費(fèi)動(dòng)力，因而生產(chǎn)率也不高。飼料粉碎機(jī)的粉碎室分為加速區(qū)和全速區(qū)。飼料在進(jìn)入粉碎室后隨即進(jìn)入加速區(qū)內(nèi)，此區(qū)錘片和飼料間相對(duì)速度很高，飼料易被擊碎。在飼料經(jīng)過加速區(qū)后隨即進(jìn)入全速區(qū)，此時(shí)飼料速度逐漸穩(wěn)定，飼料與錘片的相對(duì)速度變小，這時(shí)飼料的粉碎以摩擦為主。所以，飼料成品粒度要求較粗時(shí)，可將加速區(qū)作為主粉碎

11、區(qū)，選用較大的錘篩間隙；若成品粒度要求較細(xì)，可將全速區(qū)作為主粉碎區(qū)，選用較小的錘篩間隙。錘片的排列直接關(guān)系到轉(zhuǎn)子的平衡、飼料在粉碎室內(nèi)的分布和錘片的磨損均勻程度等。因此，錘片應(yīng)在整個(gè)粉碎室工作寬度內(nèi)均勻排列，不會(huì)使物料推向一側(cè)，并有利于轉(zhuǎn)子的動(dòng)靜平衡。常見的方式有螺旋線排列、對(duì)稱排列、交錯(cuò)排列和對(duì)稱交錯(cuò)排列4種。螺旋線排列方式分單螺旋和雙螺旋2種，該 錘片排列方式最簡(jiǎn)單，錘片軌跡均勻而不重復(fù)，國(guó)際飼料科技錘片數(shù)量的多少，對(duì)粉碎效率和成品粒度有顯著影響。錘片數(shù)量過多，密度大，錘片正面打擊飼料的次數(shù)增多，粉碎能力提高，產(chǎn)品粒度變細(xì)，過篩時(shí)間延長(zhǎng)，度電產(chǎn)量減低；同時(shí), 空耗功率也增高，有效功率相對(duì)減

12、小。錘片數(shù)量過少，密度小，錘片正面打擊飼料的次數(shù)偏少，粉碎能力降低，粉碎效率下降。我國(guó)錘片粉碎機(jī)的錘片數(shù)量以錘片密度表示。錘片累積工作厚度錘片工作密度=粉碎室有效工作寬度=錘片厚度×錘片軌跡數(shù)最外端2錘片間的距離表4 各機(jī)型的錘片工作密度錘片工作密度錘片厚度/mm錘片數(shù)量/個(gè)錘片軌跡數(shù)/個(gè)有效工作寬度/mm錘片工作密度9FQ-409FQ-509FQ-609F-329F-459F-55512121650.36512122220.27532163920.20588920.44516161700.47粉碎機(jī)加速區(qū)是以擊碎為主的粗粉碎，全速區(qū)是以磨碎為主的細(xì)粉碎。在加速區(qū)，錘片主要以側(cè)面為工

13、作面，因此要求側(cè)面的材料具有較高的韌性和耐沖擊性；在全速區(qū)，錘片主要以端面為工作面，因此要求端面的材料具有較高的硬度和耐磨性。粉碎飼料的品種不同，錘片的磨損程度也不一樣。一般以粉碎粗飼料為主的錘片，對(duì)其側(cè)面的要求高于端面；以粉碎細(xì)飼料為主的錘片，對(duì)其端面的要求高于側(cè)面。這樣，可保證錘片合理均勻磨損。在使用過程中，當(dāng)錘片磨損使錘篩間隙超過16 mm時(shí)應(yīng)調(diào)換錘片。3 配套設(shè)備的影響3.1 風(fēng)網(wǎng)組合與安裝粉碎機(jī)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)及吸風(fēng)量以“通風(fēng)為主，吸塵為輔”的原則來設(shè)計(jì)組成，不僅能有效控制粉塵外逸，而且起到降溫、吸濕及防止物料過度粉碎，提高產(chǎn)量和降低能耗的作用。一定的吸風(fēng)量可減少因錘片運(yùn)動(dòng)把料層帶入錘片的運(yùn)

14、動(dòng)軌跡內(nèi)，避免功率的大量消耗，單位面積篩片風(fēng)量增加，錘片不斷攪動(dòng)飼料，從而進(jìn)入錘片運(yùn)動(dòng)軌跡的飼料減少，功率消耗就減少，篩片壓力減小，出料通暢，電機(jī)工作就平穩(wěn)。粉碎機(jī)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的主要參數(shù)是吸風(fēng)量，它是按單位時(shí)間通過粉碎機(jī)篩片單位面積的風(fēng)量計(jì)算，過大或過小都會(huì)帶來不利的影響。一般吸風(fēng)量選用在2 3003 200 m3/（h/m2）為宜，時(shí)產(chǎn)高于5 t和低于10 t的選用約3 000 m3/（h/m2）。微粉碎機(jī)的吸風(fēng)量應(yīng)更大一些，一般吸風(fēng)阻力在7001 000 Pa，所以，微粉碎機(jī)在3 0004 000 Pa范圍內(nèi)選用，效果較理想。飼料廠粉碎系統(tǒng)風(fēng)網(wǎng)組合形成有多種，當(dāng)前最流行的是脈沖除塵器直接與粉碎

15、機(jī)下的螺旋輸送機(jī)相連，在螺旋輸送機(jī)排料口處安裝關(guān)風(fēng)器或（下轉(zhuǎn)第71頁）安裝一鉸結(jié)式閉風(fēng)排料活門擋板。式中：當(dāng)軌跡不重復(fù)時(shí)，錘片軌跡數(shù)等于錘片數(shù)量。錘片最適宜的工作密度值，見表4。 工作研究5 鈣和磷預(yù)測(cè)模型NRC（2000）研究者認(rèn)為：生長(zhǎng)肉牛的鈣和磷維持需要與SBW 有關(guān)，生長(zhǎng)需要與沉積蛋白有關(guān)（見表4）。另外，不要過多補(bǔ)充礦物元素，以免造成浪費(fèi)和污染環(huán)境。由于礦物元素的需要量少，易造成礦物元素過量和中毒，表4給出了鈣磷的最大耐受量預(yù)測(cè)模型。表4 生長(zhǎng)肉牛鈣和磷營(yíng)養(yǎng)需要量礦物質(zhì)鈣磷NP g ×0.045/0.68最高耐受量0.2×DMI0.1×DMI化處理，無疑

16、具有重要的價(jià)值，也是信息技術(shù)助推肉牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的重要研究方向。參考文獻(xiàn)1 熊本海，龐之洪，羅清堯. 奶牛飼料原料中蛋白質(zhì)組分及RDP、RUP動(dòng)態(tài)計(jì)算. 中國(guó)飼料，2003（15）：28 - 31.2 Ainslie S J，F(xiàn)ox D G，Perry T C ，et al. Predictingamino acid adequacy of diets fed to Holstein steers. Animal science, 1993（71）：13121319.3 Houseknecht，Baumn K L D E，F(xiàn)ox D G, et al.Abomasal infusion of

17、casein enhances nitrogen retention in somatotropin-treated steers. Nutr.，1992（122）：1717 - 1725.4 Tylutki T P，F(xiàn)ox D G，Anrique RG. Predictingnet energy and protein requirements for growth of implanted and nonimplanted heifers and steers and nonimplanted bulls varying in body size. Animal science, 1994

18、（72）：1806 - 1813.通信地址：北京市海淀區(qū)圓明園西路2號(hào)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所 1001936 小結(jié)NRC 肉牛營(yíng)養(yǎng)需要量與我國(guó)推薦的肉牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，與先前的標(biāo)準(zhǔn)體系相比，提出了一些新的營(yíng)養(yǎng)需要預(yù)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)或機(jī)制模型，及新的概念指標(biāo)，如：可代謝蛋白和小腸可消化蛋白質(zhì)指標(biāo)等。認(rèn)真梳理、仔細(xì)理解模型及參數(shù)所賦予的的內(nèi)涵，對(duì)于推廣應(yīng)用新的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，尤其通過信息技術(shù)開發(fā)肉牛營(yíng)養(yǎng)需要精確計(jì)算系統(tǒng)，甚至肉牛飼養(yǎng)的專家系統(tǒng)，將知識(shí)、模型與參數(shù)進(jìn)行數(shù)字（上接第67頁）3.2 喂料方式和喂料流量粉碎機(jī)常用有螺旋式、皮帶式和葉輪式3種喂料器，其中葉輪式喂料器喂料較均勻，能在進(jìn)料口整個(gè)寬度喂料，目前應(yīng)用較多。喂料流量應(yīng)合適。流量過大，造成飼料堆積，還可能形成反料，粉碎效率低；流量過小，空耗功率增加，生產(chǎn)率下降。不同機(jī)型有不同的喂料標(biāo)準(zhǔn)，喂料流量符合要求才能提高生產(chǎn)率，降低能耗。機(jī)效率的因素. 飼料工業(yè)，2007，28（15）：9 - 12.2 曹峰. 影響錘片式粉碎機(jī)粉碎性能的因素探討. 糧食與飼料工業(yè)，2009（4）：34 - 35.3 王德福.MK90型錘片式粉碎機(jī)性能試驗(yàn). 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2005，36（7）：155 - 157.4 曹麗英，王順喜，武佩. 錘片式飼料粉碎