锤片式粉碎机是饲料加工的主要设备，其配套功率通常占整个饲料厂的1/3～1/2。因此，粉碎机性能的优劣直接影响产品质量以及生产成本。随着饲料工业的发展，对粉碎机的粉碎粒度及能耗要求也越来越高。
物料在粉碎室中的运动规律很复杂，当前已有筛孔等参数对物料粒度、粉碎机生产率及能耗影响的研究，但是物料在粉碎过程中沿圆周筛面各区段排料率及其粒度分布规律的研究还不多。本文对大型MK90宽体粉碎机进行试验研究。
1、试验装置与方法
1.1 试验装置
试验所用的MK90型粉碎机筛面分区示意图见图1。粉碎室尺寸为∮620 mm×980 mm;筛片包角为300。并按左右（两片）对称布置；转子上均布8根销轴，锤片共108片按对称平衡排列；转子转速为2 960 r／min；配备动力为137 kW，与粉碎机通过联轴器直联；粉碎机生产率为15 t/h（玉米籽粒，筛孔∮3 mm）；2台粉碎机并排安置（不同时工作），下接7m3缓冲仓1个，仓上部接引风机进风口。
试验中，沿粉碎机筛面进行分区，每21.5。设为一区，整个筛面共分成14区，各区标号如图l所示，每区筛面面积为0.115m2，将其作为一个研究单元，并在每个单元筛面外部用钢板分隔，用集料斗收集此区段排出的物料。
1.2 试验条件和方法
试验时粉碎机逆时针方向旋转，调整生产率为10 t／h，试验用玉米含水率为12. 5%。
粉碎机稳定工作后，收集14个区段的粉碎物，收集时间为1min。接料结束后，称量每个区段排出粉碎物的质量，计算相应区段筛面的物料排料率，即单位时间内通过单位筛面的物料量，再从每个区段取样品，进行筛分，测量其粒度（按GB/T6971 86标准中规定进行），为保证试验结果准确，每个样品重复5次。
2、结果及分析
2.1试验结果
试验结果见图2和图3。从图2和图3中可看出，粉碎物料的57%通过2～4和6～9区段，表明这部分筛面起主要筛分作用；从1和12～14区段排出的物料粒度较大且比较均匀，而从2～5区段排出的物料粒度较小。
2.2 试验结果分析
玉米籽粒进入粉碎室后，首先受到高速旋转的锤片打击而使绝大部分籽粒破碎，受打击破碎的籽粒从锤片那里获得较大的动能，并且在锤片打击力作用下部分籽粒冲出筛孔。由于此处摩擦作用很少，所以从1～2区段筛面排出的玉米粒径较大且比较均匀，但是数量较少。剩余籽粒受高速旋转的锤片带动而沿筛面运动，破碎的籽粒继续从3～5区段筛面通过。在3～9区段中，玉米受到打击、撞击和摩擦作用后继续粉碎，此时玉米籽粒主要受高速旋转锤片的带动，在很短的时间内随锤片沿粉碎室圆周方向达到较高的速度，当玉米料层流经6～9区段时，由于玉米籽粒所受的离心力和重力在方向上趋于一致，这2种力加上气流辅助力（粉碎机锤片旋转运动在靠近筛片处产生的正压及粉碎机下缓冲斗内由引风机产生的负压的气流辅助力）容易克服锤片在圆周方向上的拖带力从而使大部分粉碎的玉米从此处通过筛面。因此，从6～9区段筛面通过的物料量较大。其余留在粉碎室中的玉米继续以较高的速度运动，进入10～14区段继续粉碎，当它们运动到顶部齿板处时，受齿板和新喂入玉米的作用，在此处因涡流效应而形成一个紊乱区。12～14区段的玉米料层向前运动时受到紊乱区的影响和阻碍，玉米籽粒的运动速度则相对减小。由于玉米料层运动到此区段时，料层中较粗的籽粒较多，所以当其速度减小时，在离心力的作用下它们有更多的机会通过12～14区段的筛面。故通过12～14区段筛面的玉米粒度较大并且比较均匀。在锤片带动下流过齿板区的玉米籽粒群中，尺寸较大的籽粒继续沿圆周方向运动与新进入的玉米相遇而被继续粉碎；尺寸较小的籽粒形成一股料流倾斜冲向3～4区段的筛面。因此从这部分筛面通过的物料量较大但细粉多，其平均粒径最小、均匀性差。
沿粉碎机宽度取样，发现仅在粉碎室的两侧壁10%的区域的物料粒度较大，中部区段无明显差别，这主要因为粉碎室的转子最外侧与粉碎室内侧壁距离内无锤片的缘故。
2.3筛孔对粉碎性能的影响
采用∮2 mm、∮3 mm、∮4 mm、∮5mm、∮6 mm筛孔筛片进行了筛孔对粒径影响的试验，结果见图4。
当筛孔直径小于∮2 mm时，其粉碎物几何平均粒径下降较快。主要原因是物料的圆周运动速度较高使粉碎物不易通过小筛孔，降低了粉碎物的排出率，粉碎物在粉碎室内多次受锤片的冲击，使粉碎物过小，粉碎效率大幅降低。当筛孔直径为∮3 mm时，其粉碎物几何平均粒径增幅较大，粉碎效率比筛孔直径为∮2 mm时提高28.9%。而当筛孔直径从∮3 mm增加到∮4 mm时，其粉碎物几何平均粒径增幅减小，粉碎效率提高16.4%。当筛孔直径大于声4 mm后，粉碎效率增幅下降较大，随筛孔的增加，粉碎效率增幅平均约为5.2%，当筛孔大于∮8 mm时，粉碎物几何平均粒径和粉碎效率增幅都趋于平稳。
3、筛片配置对粉碎性能的影响
参照以上试验结果，以蛋鸡饲料为试验原料，考虑到生产上可行性对各种筛片配置方式进行试验。
3.1 取消1片或2片筛片的试验
采用取消2片筛片，取消左侧筛片且右侧筛片用∮3 mm筛孔筛片，以及取消右侧筛片且左侧筛片用∮3 mm筛孔筛片3种情况做试验。试验结果表明，最后一种情况粒度分布最好（大于8目筛的原料量最少），且物料有65%从右侧无筛片处排出，第2种情况中有大于80%的物料从左侧无筛片处排出。
由于这3种情况中都有整粒玉米或豆饼等大粒原料存在（大于8目筛的筛上物占总质量的8%～10%，此部分原料不符合质量要求），尽管粉碎机的生产率得到很大提高，但在单粉碎环节上不可行。
3. 2左筛筛孔小于右筛筛孔试验
试验时左筛用43 mm筛孔筛片，右筛用∮4 mm、∮6 mm、∮8 mm、∮10 mm筛孔筛片。
试验结果表明，若锤片数不变，随着右筛筛孔的增大，物料的生产率及平均粒径仅缓慢增加，且物料的粒径均匀性较差。将锤片数减半进行同样试验，试验结果有改善。锤片数减半后，其磨损加快。
3.3 左筛筛孔大于右筛筛孔试验
试验时左筛用∮4 mm、∮6mm，∮8 mm、∮10 mm筛孔筛片，右筛用∮3 mm筛孔筛片。
将锤片数减半进行试验。试验结果表明，随着左筛筛孔的增大，物料粉碎的生产率及平均粒径增加明显，但在左筛选用∮10 mm筛孔时，大颗粒物料明显增加。
试验表明，大型宽体粉碎机上锤片的运动轨迹重叠较多，相同旋转轨迹上有4个锤片，打击物料的次数增多，对物料的带动作用也明显增强，使粉碎室内物料的运动速度加快，物料从筛面加快滑过，减小了物料通过筛片的机率（曾用∮3 mm筛孔筛片粉碎玉米做过试验，玉米料层中小于筛孔的物料高达55%以上），因而适当减少锤片数量，反而会改善粉碎机粉碎性能。试验结果还表明，左筛筛孔尺寸变化对粉碎机粉碎性能的影响比右筛更大，这是因为进入粉碎室的物料受锤片打击后直接冲向左筛，且在左筛处物料运动速度还较低的缘故。
在生产中，根据物料特点组合使用各种筛孔筛片，取得了良好效果。例如在生产蛋鸡饲料时，确定左筛用∮8 mm筛孔筛片、右筛用∮6 mm筛孔筛片，从而保留了85%的3 mm以下的石粒不被粉碎，且饲料的粒径均匀度变好。
4、结论
(1)在锤片逆时针方向转动时，在包角为45。～125。（即2～5区）的区段内增大筛片的筛孔尺寸，将提高粉碎机的生产率及粉碎物料粒径的均匀度。生产上可采用左右（两片）对称布置筛片结构，以便于左、右筛片选取不同的规格。
(2)试验所使用的对称平衡排列锤片的宽体粉碎机上，相同旋转轨迹上有4个锤片，如对锤片减半配置，将减少锤片对物料的打击强度并减小其运动速度，有助于提高粉碎物料粒径的均匀度。当筛孔直径大于∮3 mm时，粉碎机的生产率基本不受影响。但锤片数减半后，其磨损加快，锤片更换周期缩短。
(3)宽体锤片式粉碎机的筛孔直径小于∮2 mm时，粉碎效率及粉碎物平均粒径下降迅速。当筛孔直径为∮3 mm时，其粉碎物平均粒径增幅较大，粉碎
效率也增长较快，但在直径大于∮4 mm后，平均粒径和粉碎效率增幅趋于平缓。因此，大型宽体锤片式粉碎机筛孔直径宜取∮3mm或更大，以保证高的生产率和低的功率消耗。在筛孔直径相同时，增加锤片数量，可以减小粉碎物平均粒径。
