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    飼料攪拌機

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    關于飼料粉碎機提高錘片的耐磨性和粉碎機的工作效率的研究

    發布時間:2021-02-04  閱讀:338次   字號:  
     引言

    隨著內蒙古地區畜牧業的發展,需要大量的玉米及農作物秸稈作為禽畜等動物的飼料,因此飼草料加工的粉碎機械得到廣泛應用。粉碎機對物料的粉碎作用是通過旋轉的幾毫米厚的矩形斷面錘片不停地錘擊物料實現的。錘片在工作的過程中與纖維堅韌的物料產生強烈的摩擦,工作一段時間后頭部因磨損而變成圓形,影響粉碎過程中的粉碎效果,增加粉碎的次數和電力消耗。錘片作為粉碎機的關鍵部件,直接影響飼草料加工質量和生產率。因此,有效提高錘片的耐磨性和粉碎機的工作效率是農業機械研究領域一直關注的問題。 

    1、錘片的磨損形式

    飼養奶牛的主要飼料玉米常用粉碎機進行加工。在粉碎機的工作過程中,錘片的高速沖擊使物料與錘片的棱角、篩片和齒板發生劇烈搓擦,進而形成對物料的粉碎。當轉子高速旋轉時,錘片在物料中攪動,好象若干把切刀將物料擊碎,而棱角的打擊應力大于錘面。試驗證明,薄錘片有利于物料粉碎過程的進行。錘片過厚,則效率不高;錘片過薄,則剛度差且易磨損。在我國,一般采用3 ~5 mm的矩形錘片。同樣,當錘片工作很短一段時間后,刃部開始磨損變鈍,側刃被磨圓,形成切向圓角的同時,錘面中間部分突起,形成斷面圓角,如圖l(b)所示。棱角被磨圓后,不但棱角的擊碎效果減弱,而且由于錘面變成圓弧形后,產生偏心沖擊,使物料接觸錘面時的正面“錘擊”逐漸演變為切向“滑擦”,剪切作用減弱,增加了物料粉碎的次數,加工效率明顯降低。 

    2、現有錘片的材料及熱處理工藝

    2.1碳素結構鋼 采用普通碳素結構鋼(Q235等)制造,錘片在工作過程中磨損消耗量較大。存在主要技術問題:錘片材料采用普通低碳鋼,一般不進行強化處理,導致作業過程中刃部很快磨損。粉碎效果明顯降低。 

    2.2 65Mn鋼 使用65Mn鋼淬火處理,錘片整體耐磨性優于普通低碳鋼,但仍存在以下主要技術問題:一是錘片整體的耐磨性雖然增加了,但棱角一旦磨損后側刃仍然不復存在,加工效果和效率隨之降低,設備功率負荷加大;二是錘片為65Mn鋼淬火處理,而錘片軸為45鋼調質處理,由于錘片硬度遠遠高于軸的硬度,工作過程中易造成軸部嚴重磨損而報廢。 

    2.3易磨損部位噴焊或堆焊 在基體材料為65Mn或45鋼錘片的磨損部位噴焊材料Ni基自熔性合金粉末,或高頻堆焊Cr - Mo合金粉末等,經局部表面噴焊或堆焊強化錘片的耐磨壽命明顯高于原65Mn鋼錘片。 

    2.4錘片滲化處理 對基體材料為65Mn的錘片進行固體滲硼、硼氮共滲或硼鉻稀土共滲處理,從而提高錘片的整體耐磨性。 

    2.5鑄造 采用鑄造的方法把耐磨白口鑄鐵與鋼絲復合制造高耐磨的錘片材料。因此,根據錘片實際工作形式及磨損狀況的分析可知,提高粉碎機的加工效率和飼草加工質量最重要的措施之一就是要設法提高錘片的鋒利程度。提高錘片的鋒利度的措施是:通過對錘片進行表面固體滲碳、淬火和回火處理,使錘片中兩側面(刃面)與錘面間部分存在明顯的硬度差。錘片高硬度的刃面磨損量小于側刃中間部分(錘面)的磨損量(如圖l(c)所示),使錘片在整個工作過程中一直處于自磨刃狀態。 

    3、材料與方法

    3.1自磨刃強化處理 以粉碎機錘片為試驗對象,以體現自磨刃效果為主要目的,并考慮降低試驗成本,選取市場上錘片制作常用材料Q235鋼(成分如表l所示)作為試驗錘片的材料。對Q235鋼粉碎機錘片工作面的兩側面(刃面)進行局部固體滲碳,對其他部位采用刷鍍銅的辦法防止滲碳,如圖2所示。滲碳劑選用洛陽龍門滲碳劑廠生產的含碳量為85%(碳酸鈉10%、碳酸鋇5%)的固體滲碳劑。滲碳溫度選擇在92,滲碳時間為3h。滲碳后采用一次淬火法,淬火溫度780。淬火后立即進行回火處理,回火溫度160,回火時間th。淬火后表面深層至心部的硬度變化曲線如圖3所示! 

    錘片經過滲碳、淬火、低溫回火處理后,兩側面如圖2中A面組織為高碳回火馬氏體組織,兩側刃之間(圖2中B面)組織為低碳馬氏體組織。 

    3.2磨損試驗 取不經過熱處理的Q235錘片試樣和經過固體滲碳、淬火和回火熱處理后的自磨刃錘片試樣,同時安裝在粉碎機上進行粉碎磨損試驗,測定并對比兩種錘片在相同的磨損條件下的磨損情況。 

    3.3磨損試驗結果 試驗結果如表2所示。 
    4、結論 

    1)經過熱處理的自磨刃錘片的硬度符合錘片的使用要求。 

    2)通過磨損試驗說明,切向圓角的形成是不可避免的,同時驗證了錘片高硬度的刃面磨損量小于側刃中間部分的磨損量,較長時間避免了斷面圓角的形成,使錘片粉碎玉米時的正面錘擊面增大,較大程度地避免了偏心沖擊,減少了粉碎物料的次數,加工效率明顯提高。但是對于自磨刃錘片最佳的硬度分布和最佳的滲層是多少本次試驗沒有考察,有待今后的試驗進一步探尋。

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