0、前言
     大米加工從使用“黃谷”碾米機轉向使用小型集中加工的組合碾米設備，適應了各糧庫、鄉鎮糧站和糧食加工專業戶的需要，目前市場擁有量達數萬臺（套），產生了很大的經濟效益。將谷殼有效地粉碎成統糠，以作他用，藉此進一步提高經濟效益。使用一般粉碎機加工統糠能耗高、配件消耗大，因此需要有一種適應的谷殼粉碎機相配套。我廠根據長期生產經驗和對粉碎機技術的研究經驗，近兩年開發出AXF56系列自吸式谷殼粉碎機，已有5種規格產品，能與日產大米12-15t組合碾米設備配套，也適合日產80t以上大米加工廠使用。經檢測，統糠電耗小于40kW-h/t，玉米粉電耗小于11kw.W/t(統糠篩孔為+2mm，下同)，成功地解決了配套問題，富通新能源專業生產秸稈粉碎機、鋸末粉碎機等粉碎機械設備。
1、谷殼粉碎機的要求
1.1能有效地清理谷殼含糧
    大米加工受設備及工藝局限，谷殼含糧不可避免。若谷殼分離風網的風力調整不當，將導致谷殼中嚴重含糧。因此，大米加工企業把谷殼含糧量作為一個控制指標，操作規程中要求是每千克谷殼含飽滿糧粒不超過30粒。組合碾米設備受設備制造水平、操作技術水平影響，其谷殼含糧更是嚴重超標，一般超標10倍左右，甚至100倍以上。以日產20t大米的組合碾米設備為例：若含糧超標10倍，每小時生產的谷殼中僅飽滿谷粒就達1.8kg以上，按每天1班計算，全年就有4.5t，價值6000元以上。若把數萬臺組合碾米設備加工的谷殼含糧清理出來，就相當于無形增加幾萬公頃糧田，增加經濟效益上億元。如何有效地清理出谷殼含糧，達到節約糧食，提高經濟效益的目的，是糧食加工中的一個重要課題。在粉碎谷殼的同時，達到分離出糧食的目的，則是一種極為經濟有效的途徑。
    1.2能排除雜物
    谷殼在堆積過程中會混入砂石、水泥塊、鐵釘等雜物。這些雜物進入粉碎室后極易損壞篩片等機件，甚至破壞機殼，既增加使用成本，又影響統糠質量，增大操作難度。谷殼粉碎機一定要具有排除雜物的功能。
    1.3具有通用性
    既要能粉碎谷殼，又要能粉碎玉米、豆桿、藤蔓等原料，有利于飼料加工。
    1.4具有配套性
    粉碎機的統糠產量要與組合碾米設備的谷殼產量相配套。過大，電耗高，過小則造成谷殼積壓。目前，組合碾米設備有日產大米12、15、20、30、50t等多種規格，時產谷殼分別為140、175、240、350、580kg左右，要有稍大于以上產量的格規粉碎機配套，以供選用。
    1.5節能
    粉碎機的設計水平是否先進，其能耗是主要指標之一。根據機電部JB/NQ142.1-3-88標準。
    由表可見，秸蔓類（玉米桿、紅薯藤等）的能耗比玉米高出3.5 -5.5倍，φ2mm的篩孔比巾3mm的篩孔能耗高10%。谷殼比秸蔓類物料更難粉碎，統糠又不能太粗，篩孔一般在φ0.8～φ1.5mm之間，參照標準，僅考慮粉碎細度，以φ1.2mm為標準篩孔計算，統糠加工的噸耗電量應控制在46kW·h以下，優等品應在40kW·h以下。
    另外還有噪聲、軸承溫升、物料溫升等多個指標要達到部頒標準。
2、一般粉碎機的性能問題
    一般粉碎機的設計不是以谷殼為粉碎對象，所以不能滿足粉碎谷殼所需的全部需求。
    2.1進料方式
    一般粉碎機是徑向直落式、徑向切入式和軸向側入式，這三種進料方式都是利用物料自身重力直接進入粉碎室，不能分離谷殼含糧和排除雜物（也有些在進料口裝磁鐵排除鐵器），用于粉碎谷殼不太理想。
    2.2粉碎室結構
    粉碎室是粉碎機的心臟，是設計的關鍵部位，涉及的技術參數很多。一般粉碎機以玉米類谷物為對象設計，由于玉米容易粉碎，主要是要快速排料，不重復粉碎，一般采用全包角篩片，即篩片包角大于3300(徑向直落式或切入式)或等于3600(軸向側入式)。但由于谷殼質輕且難于粉碎，篩片磨損大，使用成本高，一般不容易節能降耗。大米廠用一般粉碎機加工統糠時，其噸電耗指標都在60kW·h以上，有的高達80kW·h。
    2.3產量的配套
    一般粉碎機設計是以電機功率為基礎，確定玉米應達到的產量，沒有從米廠的產量配套出發，專題研究谷殼加工能力，給選型作為組合碾米設備的后續設備直接配套帶來困難，不是產量小造成谷殼積壓或多投入幾臺，就是產量太大、電耗高導致成本費用大。因此，必須有與組合碾米設備配套、多規格成系列的專門設計的谷殼粉碎機加工統糠。
3、ZXF56系列自吸式成套谷殼粉碎機的設計
    按照上述谷殼粉碎機的要求，確定ZXF56系列谷殼粉碎機的轉子直徑為φ56cm，采用二級電機直聯，錘片最大線速為86m/s。
    3.1整體結構設計
    電機、粉碎機和風機聯成整體，固定在同一機架上，采用沙克龍卸料（也可采用集塵房卸料）。電機與粉碎機用聯軸器直聯，風機葉輪裝在粉碎機主軸一端聯動，風機殼固定在粉碎機機殼上；統糠出料口從徑向側面開，用風管連接風機吸料；做到結構緊湊占地小。采用減震器代替地腳螺栓并穩定整體，工作時不移位，達到操作簡便，投入使用快的目的。
    3.2進料方式設計
    根據谷殼具有質輕、易吸走的特點，采用切向吸人式進料方式。料斗插板門從側面開，主機進料口也側面開。谷殼從料斗的一側落下，經過進料口時，在負壓的作用下被切向吸入粉碎室，而谷殼中的糧食、砂石、鐵釘等較重物質不能吸入（有調節風門調節負壓大小），會自由下落，經重物排料槽收集到一起，進行再處理。
    該設計方案具有三個優點：①能有效清糧排雜。不需增加設備，可簡便地達到清糧排雜的目的。②操作簡便。風門調節穩定后，不需再費工操作，可保證統糠質量。③降低組合碾米設備的操作難度。谷殼分離風網的風力可調大些，以保證糙米不含谷殼為原則，谷殼含糧，不需控制那么嚴格，吹出的糧粒會自動分離后回收，給操作和管理都帶來很大方便。
    3.3粉碎室結構設計
    3.3.1采用篩片與齒板相結合的方式
    經設計計算，確定篩片包角為180°，齒板有效包角為120°。由于齒板耐磨、較厚、錘齒間隙小，既利于谷殼粉碎，又達到有效排料，減少重復粉碎，降低物料溫升的目的。
    3.3.2增加側齒板
    在粉碎室的兩個側面分別加裝圓形的側齒板，既可進一步提高粉碎效率，又可保護內壁，減少機殼磨損，提高主機使用壽命。
    3.3.3錘片錯向交替排列
    使每一組錘片之間的軸向排列位置不同，增加粉碎面積，既提高粉碎效率，又使錘片在高速旋轉時產生的風力有助于排料，降低能耗。
   3.4附件設計
    設計谷殼粉碎機還要考慮能粉碎玉米等其他物料，具有通用性并不失先進性。在粉碎機的進料口處增裝一個溜料槽，當玉米等顆料物料從料斗側面落下時，經過溜料槽再折和進入粉碎室。同時，在粉碎機底部也開有一個排料口直接落料。秸蔓類物料可順箭頭方向直接送入，出料時視物料輕重不同，可直接落料，也可吸料。這種附件設計可使谷殼粉碎機做到一機多用，同時電耗水平達到國家標準。
    3.5多品種規格系列化設計
    谷殼粉碎機的設計既要滿足各項技術參數要求，又要形成系列產品，以滿足與不同規格的組合米機設備配套。由于對統糠的細度要求不同，粉碎機的統糠產量要高于米機谷殼產量。ZXF56系列谷殼粉碎機已開發出56x16A型、56x20A型、56x25A型、56x32型、56x36A型五種規格，可分別與日產品12～50t的大米加工沒備配套使用，其中56x32A型和56x36A型適合于日產80t以上的大米廠使用。
根據上述結構設計和多規格系列設計后，ZXF56系列自吸式成套粉碎機的各種技術參數經國家技術監督部門檢測，達到或優于各項標準。經鑒定認為：具有創新性達到國內先進水平。從投入市場的使用效果后，達到了清糧排雜、節能降耗、一機多用、產量配套的要求，經濟效益顯著。
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