粉碎机是饲料加工行业最重要的机械设备，目前我国饲料粉碎机机械设备已具备一定的规模和水平，但仍存在着一些生产率低、功率消耗大、粉碎物料粒度不均匀等问题。造成这些问题的显著因素之一就是粉碎机锤片的磨损。
磨损是粉碎机锤片失效的主要原因。目前，国内外关于农业机械的摩擦磨损性能研究主要集中于土壤对金属材料摩擦磨损研究，而以植物材料为磨料的软磨料磨损研究较少。粉碎机锤片磨损是植物材料对金属材料的磨损，属于软磨料磨损。研究植物材料对农业机械磨损性能的影响，对农业机械设备的性能好坏和农业机械的选材等具有指导意义。
1、锤片的工作特点
锤片是农牧区加工饲草料机械设备的主要部件。在粉碎机的工作过程中，依靠锤片的正面冲击和棱角的剪切作用使物料粉碎。
本文以仿丹麦4KB型锤片式粉碎机为试验样机，其锤片规格为120mmx40mmx3mm，材料为Q235。植物材料为玉米，其含水率约为10.4%。
采用45钢与65 Mn钢经工作区淬火的普通锤片，由于内外部硬度一样，棱角的打击应力大于锤面，被磨损后工作断面中间部位凸起(如图l(a)所示），刃部开始磨损变钝，棱角被磨圆。而采用Q235经表面渗碳处理的自磨刃锤片由于侧刃和芯部存在硬度差，磨损后的工作断面呈凹型(如图l(b)所示）。从理论上分析锤片的端部形状直接影响粉碎效果。普通锤片与物料碰撞时多数是点对点的冲击，减小了锤片对物料的相对冲击面，使物料接触锤面时的正面“锤击”逐渐演变为切向“滑擦”，增强偏心冲击，使物料破碎的能力下降。而凸型锤片能保持良好的刃部，与物料撞时多数是点对面的冲击，增强了锤片对物料的相对冲击面，增强正面冲击，使物料破碎的能力提高，从而提高粉碎效率，相对来讲也延长锤片的使用寿命。
2、锤片的磨损机理
磨损是相互接触的物体在相对运动中表面材料不断损伤的过程。出现磨损的种类很多，但至今没有完全统一起来。通常金属材料的磨损型式主要有：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。粉碎机锤片与物料的磨损则属于磨粒磨损。磨粒磨损是指外界硬颗粒或者对磨损表面上的硬凸起物或粗糙峰在摩擦过程中引起表面材料脱落的现象。
由于锤片的材料、硬度不一样，其磨损机理也不一样。采用显微硬度计观察普通锤片和自磨刃锤片工作一定时间后的表面磨痕形貌。普通锤片由于工作断面呈凸型而与物料接触的表面面积小而磨损形式主要是滑擦。其工作断面磨痕为显微切削和犁沟，当尖锐的玉米粉粒和滑擦方向相适合时，玉米粉粒顺着物料滑擦方向对锤片表面及工作断面进行微切削；当玉米粉粒与锤片接触后，锤片表面及工作断面因受到磨粒的挤压向两侧隆起而形成犁沟，在犁沟两侧残留一定数量的疲劳脆化剥落的金属碎片。
自磨刃锤片的刃部能够保持良好的刃性，与物料接触的表面面积大而磨损形式主要是冲击碰撞，其工作断面磨痕（如图4所示）为塑性变型而产生的隆起和凹谷，在局部区域聚集量较大，这种塑性变形最终因反复塑性变形而疲劳剥落。通常磨粒在材料表面的作用力可分为法向力和切向力，法向力使磨粒压八表面而形成犁沟，亦伴有微观切削磨损，切向力使磨粒向前推进。在外加载荷作用下，玉米粉粒磨料对材料表面产生压人擦痕，沿擦痕两侧堆积的材料受到严重塑性变形，最终因反复塑性变形和塑性耗尽而脱离磨损表面。所以，玉米粉粒磨料磨损对粉碎机锤片除了存在微观切削和材料被挤压推移形成的隆起外，还存在反复塑性变形引起的疲劳脆化剥落。
3、粉碎效果对比
采用凸型锤片（普通锤片）和凹型锤片（自磨刃锤片）分别安装在粉碎机上进行粉碎物料对比试验，考核生产率、度电产量、粒度均匀度、饲料温升等性能指标。试验结果如表l和表2所示。1)生产率。单位时间内粉碎机粉碎物料的质量。
自磨刃锤片的粉碎机单位时间内的生产率保持增长趋势，普通锤片的生产率有减少趋势。普通锤片的平均生产率为151.30kg／h，自磨刃锤片的平均生产率为155.28kg/h，生产率相对提高了2.63%。
从表3和表4可以看出，自磨刃锤片粉碎出来的玉米粉粒粒度比普通锤片的粒度均匀。
4)饲料温升。加工前后物料的温度差值。每次试验前用水银温度计测原料的温度，每次试验结束后立即在出口处的饲料成品中测定温度值。采用自磨刃锤片锤片粉碎饲料粉碎前后的温度如表5所示。采用普通锤片粉碎饲料粉碎前后的温度如表6所示。
从表5和表6可以看出，采用凸型锤片粉碎的饲料温度比采用凹型锤片的饲料温度要高，而且温升比较快。
4、结论
1)玉米粉粒与普通锤片表面的磨损为显微切削和犁沟，与自磨刃锤片表面的磨损为塑性变形而产生的隆起和凹谷。
2)玉米粉粒磨料磨损对粉碎机锤片除了存在显微切削和材料被挤压推移形成的隆起和凹谷外，还存在反复塑性变形引起的疲劳脆化剥落。
3)采用普通锤片和自磨刀锤片粉碎玉米的粉碎效果对比：普通锤片的生产率和度电产量随粉碎时间增长而降低，其粒度不均匀，饲料温升比较大；自磨刃锤片的生产率和度电产量随粉碎时间增长而增长，其粒度均匀度提高，饲料温升比较小。
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