粉碎是饲料加工生产过程中主要的工序之一，一般饲料中需粉碎的原料占配方比例的50%～80%。我国每年粉碎总量巨大，原料粉碎已经遍及许多行业。锤片式粉碎机在加工业机械中占据重要的地位，因此对锤片式粉碎机的研究显得尤为重要，而此类机械中的工作部件即锤片是决定其工作性能及质量的关键。另外，锤片是易损部件，所以对粉碎机锤片进行改造设计，可降低生产成本，提高生产效率，是当前的一个研究方向。
1、锤片粉碎机的结构及工作原理
锤片粉碎机结构见图l。图1所示，锤片粉碎机系统一般由供料装置、机体、转子、齿板筛片（板）、排料装置，以及控制系统等部分组成。锤架板和锤片组构成的转子由轴承支撑在机体内，上机体内安有齿板，下机体内安有筛片包围整个转子，构成粉碎室。锤片用销子连接在锤架板的四周，锤片之间有隔套（或垫片），使锤片彼此错开，按一定规律均匀地沿轴向分布排列。
锤片式粉碎机工作时，原料从喂料斗进入粉碎室，受到高速回转锤片的打击而破裂，以较高的速度飞向齿板，经齿板撞击进一步破碎，如此反复打击、撞击，使物料粉碎成小碎粒。在打击和撞击的同时，原料还受到锤片端部与筛面的摩擦、搓擦作用而进一步粉碎，在此期间，较细颗粒再次受到粉碎，直到从筛片的筛孔漏出。锤片式粉碎机的工作过程主要由两方面构成：一是物料受锤片的冲击作用；二是锤片与物料、筛片（或齿板）与物料，以及物料相互间的摩擦作用。对于谷物等脆性物料，主要受冲击作用而粉碎；对于韧性大的物料，主要受摩擦作用而粉碎。无论何种物料的粉碎，都是冲击、摩擦和搓擦等作用的综合结果，富通新能源生产销售秸秆颗粒机、秸秆粉碎机等生物质燃料成型、木屑烘干等机械设备。
在加工过程中，锤片的机械性能、硬度、耐磨性能、结构尺寸等直接影响原料的加工水平。锤片磨损严重时会产生破碎，打坏主设备机体，不仅降低生产加工效率，而且严重影响产品质量。所以该文将对锤片的形状、尺寸、材料热处理方式进行了改进。
2、工作部件形状的设计
2.1 T型锤片
2.1.1把锤片端部面积加大，以提高其正面冲击率物料进入粉碎室后，由于离心作用，物料在筛片、齿板附近作环形运动，因而锤片冲击部位在锤片端部。如果将整个锤片加厚，正面冲击率可以提高，但非工作部分推动空气运动的面积也加大了，使空气环流速度加快，从而减少了锤片对物料的相对冲击速度，降低了物料的破碎效率。如果只加大工作部分的面积，减少非工作部分的面积，既可提高正面冲击率。又可减少空气环流速度，从而增加了锤片对物料的相对冲击速度，提高了物料的破碎效率。
2.1.2给冲击部分一个斜面，减少粉碎对筛孔的入射角标准锤片端部是平直的，玉米受到锤片正面冲击后的碎粒，几乎与锤片冲击面成垂直的角度返回。玉米碎粒的这种运动路线存在两个问题：一是碎粒不能很快逃离锤片打击范围。由于碎粒速度比锤片速度慢得多，它会被锤片再次打击；二是碎粒对筛孔的入射角很大，比筛孔直径小得多的碎粒也不一定能通过筛孔出去，在它碰到筛片孔边后跳回而受锤片再次冲击。这两种状况都会造成不必要的特细粉末，降低生产效率，浪费能量。如果给冲击部位一个斜角a!，使玉米与锤片冲击面斜碰，这样，受锤片冲击的物料碎粒就向筛片方向反射，大大减小了物料碎粒对筛孔的入射角。这样就加快了物料的排出速度，减少了重复冲击，因而提高了效率，降低了能耗，而且提高了物料颗粒的均匀度。
2.1.3 T型锤片的装机数量减少 由于锤片工作部位面积加大，它的装机数量减少，粉碎机转子的体质量也随之减轻，从而减少了粉碎机的内部能耗。
2.2有效工作尺寸的改进
在加工过程中，原料通过高速旋转的主轴上安装的锤片的锤头部分撞击物料而达到粉碎作用，锤片的其余部分只是为锤头部分服务的，不直接参与加工，不会造成磨损。改进后的锤片见图2。原用锤片见图3。图2表明，锤头增
厚，相当于增加了一个锤头或增加了一块锤片（形成复式使用）。图2与图3比较，图2增加的尺寸只在锤头一小部分，增加质量0,19 ks．但在原锤头另一工作面（原工作面）处减少了0.19 kg，使总质量1.60 kg保持不变，不增加主机的负荷，不影响主轴及设备的平衡；由于锤片易磨损面是电机主轴运转方向的逆向面，因此，图2的锤片在正面磨损后，可将锤片反过来安装，一块锤片可2次使用，锤片寿命比原锤片寿命延长I倍。
锤片厚度对粉碎机工作性能的影响很大。锤片厚度不同，所产生的打击力和接触面积也不同。一般来说，随着锤片厚度变薄，粉碎机生产效率会有所上升，即锤片越薄粉碎效果越好。粉碎机在粉碎玉米等脆性物料时，主要靠锤片高速冲击使物料颗粒粉碎；在粉碎茎蔓类物料时，则是靠锤片的高速冲击而使物料与筛片、锤片棱角，以及齿板发生剧烈搓擦来粉碎物料。试验证明，薄锤片有利于这两个过程的进行。但锤片不能过薄，否则锤片的耐磨性变差，使用效率下降。因此在不影响锤片使用寿命的情况下，应采用较薄的锤片，一般为2—5mm。
3、锤片材料及热处理的设计
3.1 选用材料及热处理的方式
若选用低碳钢，固体渗碳淬火，渗碳层厚度一般为0.8．．1.2 mm(锤片厚度2哪时为0_3—0.5 mm)，表面硬度一般为HRC56-62．跟销孔周4 mm范围内硬度不超过HRC28。其特点是工艺简单，锤片表面硬、内层软，当渗碳磨损后，内层磨损则很快。
若选用中碳钢，其热处理后淬火区硬度为HRC50～57，非淬火区硬度不超过HRC28。整体淬火，易发生裂纹。
特种铸铁有激冷白口铸铁、白口铸铁等温淬火、中锰球磨淬火和可锻铸铁等。铸铁锤片取材方便，经激冷后，耐磨性高、成本低；但必须控制锤片的生产工艺，确保质量，防止使用中发生断裂而导致严重事故。
3.2根据结构进行局部强化
在锤片工作棱角处，须堆焊碳化钨合金，焊层厚1--3 mm。堆焊碳化钨合金锤片比65 Mn整体淬火锤片的使用寿命将大大提高。堆焊碳化钨锤片的焊接工艺要求高，而且粉碎转子平衡的要求高；或将原有锤片材料改为“ZG45#+3q的锰、铬、镍”；浇铸成合金铸钢，同时进行表面淬火处理，可以提高其表面硬度和耐磨性能。
3.3锤片在铸造过程中的均匀冷却
锤片在铸造过程中，特别是400℃~700qC时，须均匀冷却，以减低锤片在冷却过程巾的变形，从而改变锤片的强度，疲劳极限和刚性等重要性能，以适应锤片的工作要求。
4、锤片数量、排列以及速度的确定原则与方法
4.1锤片数量
锤片数目的多少对粉碎机的性能有一定的影响。锤片数目多、密度偏大，粉碎机工作时，单位时间内锤片打击物科的次数可能增加，粉碎能力高。同时，启动转子所需力矩增大，空载功率偏高，粉碎机有效功率相对减少；锤片数目少，在单位时间内锤片打击物料的次数偏少，粉碎能力降低，效率下降。合理的锤片数目只能通过实验来确定。
4.2锤片排列方式
锤片有螺旋、对称、交错、对称交错4种排列方式。不同的排列方式，会使物料环流层运动状态沿轴向分布也不同。锤片的高速冲击，一方面使环流层加速，另一方面产生向侧后方向的涡流。由锤片冲击造成的环流气，沿轴向成周期性的梯度分布，靠近锤片中心处的速度最大，从锤片中心向两侧沿轴向逐渐减少，相邻两片中间的速度最小，环流层沿轴向的平均速度梯度对粉碎机的性能有较大影响。此值过大，意味着环流层的平均速度较低，有助于物料通过筛孔，同时锤片运动轨迹过少，直接影响粉碎效果。此值过小，则要增加锤片数量，增加不必要的原材料和能量消耗。因此，根据粉碎机的不同情况，选择合适的锤片排是非常必要的。在饲料的生产过程中，对锤片的排列方式是：锤片运动轨迹尽量不重复，沿粉碎室工作宽度锤片的运动轨迹分布均匀，物料不推向一侧，有利于转子的运动平衡。
4.3锤片速度
锤片速度对粉碎机的生产率和功率消耗有很大影响。锤片速度过低时打击能力下降，抽吸粉料的风力也小，故生产率低，电耗增加；锤片速度高时，粉碎能力和排粉能力加大，使生产率提高。但由于转子的鼓风作用增大，粉碎室涡旋作用加强，导致空载功率消耗增加，同时也使物料速度过高，排出筛孔的机会减少，因此粉碎效率也相对下降；此外，如果锤片速度过高，轴承摩擦和搅动空气的功率消耗就会剧增，使单位产品能耗明显提高。根据国内外资料，最佳锤片线速度随不同物料的物理和机械特性而不同，据介绍，当使用5.2 mm孔径的筛片时，几种常见物料的最佳线速度见表1。
线速度过快，空载功率就加大，振动与噪音就加大。为了降低噪音，可采用大直径、低转速粉碎机。如粉碎机转速由2 550 r/min降到2200 r/min时，噪音可降低2~3dB。在实际生产中，粉碎机的应用是多元的，需要有较强的通用性。常用锤片式粉碎机锤片末端的线速度大多为80-90 m/s。
5、结果与建议
对于普通的原料加工，锤片式粉碎机的应用广泛，锤片是粉碎过程中易损部件，是影响生产效率、产品质量和生产成本的重要因素。该文对其工作部件的形状及相关参数进行了研究设计，可以有效地提高粉碎机的性能，降低加工成本。锤片在采用表面硬化处理时，不得低于所规定的强度指标。热处理后的锤片不允许有裂纹，扭曲不大于1mm。锤片销孔的周围不允许有毛刺等缺陷。锤片应涂防锈剂，并且应储存在清洁、干净、通风处，不得接触酸性等有害物质。该设计不是最优的设计，在实际生产中还可以不断改进，以便达到最优效果。
