一種新型環保木粉機的設計

該文設計了一種新型環保木粉機，采用循環式切削粉碎多級分層加工與氣流篩選相結合的超細木粉粉碎工藝。在超細木粉的粉碎過程中，將分級篩選設備與粉碎設備連為一體，不斷將已經達到目的超細木粉濾出，未達到要求的進行冷卻再返回粉碎室進行多次循環加工，如此不但減輕了微細顆粒在粉碎中的團聚與干擾，提高了能量的利用率，同時也保產品的細度和粒度分布的均勻性，超細木粉質量的一致性，提高了加工效率大大降低了能耗，使得加工過程更加環保、高效。

鑒于傳統木粉機的粉碎極限\"能耗規律與木粉顆粒的物性，本課題提出采用循環式切削粉碎\"多級分層加工與氣流篩選相結合的超細木粉粉碎工藝。此次創新課題所設計的設備所采取的加工工藝高，采用雙層機體，機體內注入自來水起到水冷作用，裝入了一種新型材料起到隔音、散熱的功能。最新木粉機能同時完成微粉碎和微粉分選的兩道加工工序，裝有氣流流量調節閥，不用停機即可控制產品的細度，細粉能全部回收，不污染環境。

1新型環保木粉機的結構及工作原理

本文介紹的超細木粉原料粉碎設備的設計要求是能夠加工出150—751μm即100—200目的木粉，其是制作亞納米木粉的原料。該設備采用半封閉式循環切削粉碎法，主要由主粉碎機、篩箱、集粉器組成。主粉碎機內安裝有定刀組和T形動刀組，均由電動機帶動旋轉，產生高速氣流，物料在氣流中加速并反復沖擊片、切割摩擦。篩箱內裝有篩網以及刮板機構，通過安裝不同規格的篩網可收集不同粒度的木粉。集粉器由螺旋分離器和回收器組成，主要起氣流分選木粉的作用。

2木粉機主軸設計與參數選擇

日本的Y.KANDA等人根據斷裂力學理論，在顆粒碰碎試驗結果的基礎上得出了顆粒粒徑與粉碎能的關系式：

計算得X=8.76xlO-5m因此可估算產品粒徑大約為175目。只能用來初步估算產品粒徑，因為木粉顆粒在粉碎室內不只受刀具的撞擊作用，還要受到瞬時應力、互相摩擦等作用，因此在粉碎時會產生比計算值更小的顆粒。可以看出提高粉碎機轉速或增大轉子直徑都能達到減小粉碎產品粒徑的目的。

3木粉機粉碎過程螺旋減速機構設計

由于該機器是依靠風力進料的原理進行進料，木粉的質量很輕會隨著風力很快的通過切削箱。為了保證在切削箱中超細木粉得到充分的加工，在主軸上加裝螺旋阻力裝置減緩木粉的流動速度并增加木粉的切向加速時間，保證木粉達到足夠拋射并與刀具發生碰撞粉碎，保證木粉得到足夠的沖量，其加速過程主要來自于離心力和風力。該螺旋減速機構結構簡單便于維修。

由于木粉的密度很低。因此，當主軸轉速較低時木粉就屬于離心狀態。為了降低木粉受到負壓氣流的影響，的增大主軸轉速并給木粉一個足夠長加速的軌跡。每個動刀的刀角都有30度的傾度，增大裝機時的切削壓強。

4、超細木粉風力篩選系統設計

木粉運動時具有一定的動能，運動速度相同時，質量大者其動能也大，重力勢能也較大，當他們受到改變其運動方向的作用力時，由于慣性的不同會形成不同的運動軌跡，從而實現不同目數的分級篩選。

該系統首先通過螺旋分離器進行預分級。技術措施是：1）采用較大徑的螺旋分離器，可使顆粒所受的離心力較少，從而使較細顆粒進入級分選裝置而較大的顆粒則沉降。2）分離器直筒部分高度適當增大，作用是延長顆粒在分級區的圓周運動時間，有利于顆粒沉降。3）增大氣流入口速度，強化離心效果！螺旋分離器能分離出400目左右的木粉。

經過初步篩選后，木粉進入二級分選收集裝置內。該分離器結構比一般分離器的進口要大，筒體為若干圈螺線組排氣管在螺線管的中心處。這種結構可延長切向流場，充分利用其捕集分離作用，各螺線間距較小，以縮短顆粒的徑向離心距離，使之在較短的時間內達到器壁。

該裝置由兩個伺服電機提供木粉的篩選動力，較大的電機固定在整個箱體的底部為整個箱體提供負壓，提供木粉沉降的動力。較小的電機安裝在螺旋收集器的中心處，為木粉的漂浮運動提供動力。

5粉碎機篩箱出料機構改進設計

由于木粉的吸附作用，會使其粘結在料倉的篩網上，因此在篩箱的出料機構中設計了木方刷。

由于該機器是依靠風力進料的原理進行進料，木粉的質量很輕會隨著風力很快的通過切削箱。為了保證在切削箱中超細木粉得到充分的加工，在主軸上加裝螺旋阻力裝置減緩木粉的流動速度并增加木粉的切向加速時間，保證木粉達到足夠拋射并與刀具發生碰撞粉碎，保證木粉得到足夠的沖量，其加速過程主要來自于離心力和風力。該螺旋減速機構結構簡單便于維修。木粉運動時具有一定的動能，運動速度相同時，質量大者其動能也大，重力勢能也較大，當他們受到改變其運動方向的作用力時，由于慣性的不同會形成不同的運動軌跡，從而實現不同目數的分級篩選。

（作者單位：安徽科技學院，通訊作者：李慧女（1971.10）副教授）