齒爪式粉碎機振動與噪聲工藝優化分析

IMCTT

　　0  引言

　　隨著全球工農業的發展，對各種工業振源與噪聲源危害及污染問題的控制和治理已成為一個亟待解決的問題。振動和噪聲危害操作者身體健康，加快零部件失效，降低機器的使用壽命和生產效率，因此，必須將機器的振動量控制在其允許的范圍之內。粉碎機如其他高速旋轉機械一樣，既存在靜態不平衡問題，也存在旋轉工況下的動態不平衡問題，這不可避免會產生振動和噪聲，從而對粉碎機的安裝基礎、自身結構、使用性能及工作環境帶來不利影響。一些工廠為了降低噪聲，采用隔聲罩、減振器、消聲器等措施，雖然取得了一定的效果，但畢竟是一種被動措施，因此最合理的方法是在保證機械經濟性能指標的前提下，在制造的初始階段就采取工藝優化來降低振動和噪聲，把其控制在允許的限度以內。

　　1  齒爪式粉碎機工作原理及結構

　　常見齒爪式粉碎機類型有支架式、底箱式、除塵式三種。以簡易支架式為例，其整機結構由進料斗、機體、轉子盤、篩片、定子盤、出料口等部分組成，結構示意圖如圖1所示。

　　粉碎是利用機械力來改變原料的物理性狀，破壞物料內部凝聚力，使大塊物料變成粒度滿足生產要求的細小顆粒的過程。齒爪式粉碎機工作原理：粉碎機主軸上裝有轉子盤，轉子盤上裝有長、短齒爪，定子盤上裝有固定齒爪，轉子盤上的齒爪與固定齒爪相互交錯排列。當主軸高速運轉時，轉子盤也同時運轉，物料被拋進齒爪間的間隙，在物料與齒爪或物料彼此間的相互沖擊、剪切、磨擦等綜合作用下獲得粉碎。粉碎后的物料在氣流的帶動下，沿著轉子外沿，連續不斷地承受齒爪、篩片的打擊、碰撞、搓擦而被迅速粉碎。當物料被粉碎到小于篩孔直徑時，因受轉子離心力作用迅速通過篩孔從篩片中出來，落入下方的出料口，粗料則繼續粉碎。一般物料粉粒度由篩片目數決定。

　　2  齒爪式粉碎機產生振動與噪聲的原因

　　如魚骨分析圖2所示，造成粉碎機振動和噪聲的原因有：

　　1）粉碎機自身的因素。對粉碎機振動和噪聲影響最大的是旋轉部分基于轉速的旋轉頻率振動，如主軸零件組（轉子、 軸承、從動皮帶輪等），電動機組合（電機、主動皮帶輪）；護板、機架和機體等的振動頻率響應所引起的共振等；物料之間、物料與齒爪、篩片等機件產生的撞擊摩擦聲，以及各零部件的磨損、松動、變形所引起的機體振動噪聲等。

　　2）加工工藝因素。主要旋轉部件平衡度控制不到位；裝配工藝、焊接工藝不夠優化、減振措施不夠完善都造成了粉碎機工作過程的振動和噪聲。

　　3）人員因素。粉碎機制造過程中， 操作工人對產品結構、使用性能不了解，工人本身技能差，對產品加工質量造成一定的影響。

　　4）環境因素。粉碎機使用過程中，電壓、電流不穩定，安裝場地地面不平整等對粉碎機產生附加振動。

　　5）設備因素。加工過程中，機床、工具的磨損使加工精度下降；動、靜平衡設備出現精度誤差造成主要旋轉部件出現靜態或動態不平衡現象；噪音檢測設備出現誤差造成出廠后產品噪聲不達標。

　　3  齒爪式粉碎機減振 減噪措施

　　針對齒爪式粉碎機產生振動和噪聲的原因，有針對性地采取工藝優化措施，減小粉碎機振動和噪聲。

　　1）根據設計要求，定制主、從動皮帶輪毛坯，車床加工后，用鉆床去除皮帶輪質量的方法進行靜、動平衡調整，提高平衡度，滿足設計要求。

　　2）轉子總成部分，將齒爪稱重保證每組對稱的齒爪質量差不超過5g，長齒爪對稱交錯焊接后，進行去重法動平衡調整，保證轉子總成平衡。

　　3）控制機座與地面接觸平行度，四角增加與地面接觸的橡膠墊，保證四角及下平面均勻著地，減小附加振動。

　　4）機頭與機架之間的密封墊、各種門邊的膠墊、膠條都能起到減振與隔振的作用。

　　5）機殼與軸承座、進料口及機架聯接的緊固件裝配時，用氣動扳手進行對稱交錯緊固，保證聯接受力均勻牢固。

　　6）通過調整電機位置，到達調整皮帶的張緊度，從而保證主、從動轉子的軸線平行度。

　　7）底箱式電器盒外置式改為內置式；除塵式引風機室接觸器等電器元件增加了罩殼，改變了側板的固有頻率。增加旋轉部位的防護罩，改變了皮帶罩的固有頻率，降低了共振，安全性相應增強。

　　8）通過技能培訓沒，提高操作工人的技能水平，提高產品加工質量和裝配精度。

　　9）購置高精度的靜、動平衡儀、聲級計、車床、氣動扳手等設備和工具，嚴格校準檢驗、檢測量具。

　　4  減振、減噪工藝優化結果

　　分別在粉碎機空載、負載兩種狀態下，利用噪聲測試儀對工藝優化前后的噪聲分貝值進行統計對比，如圖3、圖4所示，對粉碎機進行工藝優化后噪音明顯減小，振動也大幅減弱。

　　結束語

　　目前在我國粉碎機行業中，噪聲指標高、機器振動大是一個普遍存在的問題。本文從加工工藝和工作條件上對粉碎機進行工藝優化，達到了減小振動和噪聲的目的，同時改善了工人的操作環境，提高了生產效率，機器外觀更加簡潔大方，整機質量大大提高，為產品開拓市場提供了競爭優勢。

　　來源：飼料機械與加工 李青 李娜 張運文