該文設(shè)計(jì)了一種新型環(huán)保木粉機(jī)，采用循環(huán)式切削粉碎多級(jí)分層加工與氣流篩選相結(jié)合的超細(xì)木粉粉碎工藝。在超細(xì)木粉的粉碎過(guò)程中，將分級(jí)篩選設(shè)備與粉碎設(shè)備連為一體，不斷將已經(jīng)達(dá)到目的超細(xì)木粉濾出，未達(dá)到要求的進(jìn)行冷卻再返回粉碎室進(jìn)行多次循環(huán)加工，如此不但減輕了微細(xì)顆粒在粉碎中的團(tuán)聚與干擾，提高了能量的利用率，同時(shí)也保產(chǎn)品的細(xì)度和粒度分布的均勻性，超細(xì)木粉質(zhì)量的一致性，提高了加工效率大大降低了能耗，使得加工過(guò)程更加環(huán)保、高效。

鑒于傳統(tǒng)木粉機(jī)的粉碎極限\"能耗規(guī)律與木粉顆粒的物性，本課題提出采用循環(huán)式切削粉碎\"多級(jí)分層加工與氣流篩選相結(jié)合的超細(xì)木粉粉碎工藝。此次創(chuàng)新課題所設(shè)計(jì)的設(shè)備所采取的加工工藝高，采用雙層機(jī)體，機(jī)體內(nèi)注入自來(lái)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(jī)能同時(shí)完成微粉碎和微粉分選的兩道加工工序，裝有氣流流量調(diào)節(jié)閥，不用停機(jī)即可控制產(chǎn)品的細(xì)度，細(xì)粉能全部回收，不污染環(huán)境。

1新型環(huán)保木粉機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

本文介紹的超細(xì)木粉原料粉碎設(shè)備的設(shè)計(jì)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(shè)備采用半封閉式循環(huán)切削粉碎法，主要由主粉碎機(jī)、篩箱、集粉器組成。主粉碎機(jī)內(nèi)安裝有定刀組和T形動(dòng)刀組，均由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生高速氣流，物料在氣流中加速并反復(fù)沖擊片、切割摩擦。篩箱內(nèi)裝有篩網(wǎng)以及刮板機(jī)構(gòu)，通過(guò)安裝不同規(guī)格的篩網(wǎng)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(jī)主軸設(shè)計(jì)與參數(shù)選擇

日本的Y.KANDA等人根據(jù)斷裂力學(xué)理論，在顆粒碰碎試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上得出了顆粒粒徑與粉碎能的關(guān)系式：

計(jì)算得X=8.76xlO-5m因此可估算產(chǎn)品粒徑大約為175目。只能用來(lái)初步估算產(chǎn)品粒徑，因?yàn)槟痉垲w粒在粉碎室內(nèi)不只受刀具的撞擊作用，還要受到瞬時(shí)應(yīng)力、互相摩擦等作用，因此在粉碎時(shí)會(huì)產(chǎn)生比計(jì)算值更小的顆粒?？梢钥闯鎏岣叻鬯闄C(jī)轉(zhuǎn)速或增大轉(zhuǎn)子直徑都能達(dá)到減小粉碎產(chǎn)品粒徑的目的。

3木粉機(jī)粉碎過(guò)程螺旋減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于該機(jī)器是依靠風(fēng)力進(jìn)料的原理進(jìn)行進(jìn)料，木粉的質(zhì)量很輕會(huì)隨著風(fēng)力很快的通過(guò)切削箱。為了保證在切削箱中超細(xì)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(dòng)速度并增加木粉的切向加速時(shí)間，保證木粉達(dá)到足夠拋射并與刀具發(fā)生碰撞粉碎，保證木粉得到足夠的沖量，其加速過(guò)程主要來(lái)自于離心力和風(fēng)力。該螺旋減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維修。

由于木粉的密度很低。因此，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)木粉就屬于離心狀態(tài)。為了降低木粉受到負(fù)壓氣流的影響，的增大主軸轉(zhuǎn)速并給木粉一個(gè)足夠長(zhǎng)加速的軌跡。每個(gè)動(dòng)刀的刀角都有30度的傾度，增大裝機(jī)時(shí)的切削壓強(qiáng)。

4、超細(xì)木粉風(fēng)力篩選系統(tǒng)設(shè)計(jì)

木粉運(yùn)動(dòng)時(shí)具有一定的動(dòng)能，運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，質(zhì)量大者其動(dòng)能也大，重力勢(shì)能也較大，當(dāng)他們受到改變其運(yùn)動(dòng)方向的作用力時(shí)，由于慣性的不同會(huì)形成不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)不同目數(shù)的分級(jí)篩選。

該系統(tǒng)首先通過(guò)螺旋分離器進(jìn)行預(yù)分級(jí)。技術(shù)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(xì)顆粒進(jìn)入級(jí)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(dāng)增大，作用是延長(zhǎng)顆粒在分級(jí)區(qū)的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)間，有利于顆粒沉降。3）增大氣流入口速度，強(qiáng)化離心效果！螺旋分離器能分離出400目左右的木粉。

經(jīng)過(guò)初步篩選后，木粉進(jìn)入二級(jí)分選收集裝置內(nèi)。該分離器結(jié)構(gòu)比一般分離器的進(jìn)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(jié)構(gòu)可延長(zhǎng)切向流場(chǎng)，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(shí)間內(nèi)達(dá)到器壁。

該裝置由兩個(gè)伺服電機(jī)提供木粉的篩選動(dòng)力，較大的電機(jī)固定在整個(gè)箱體的底部為整個(gè)箱體提供負(fù)壓，提供木粉沉降的動(dòng)力。較小的電機(jī)安裝在螺旋收集器的中心處，為木粉的漂浮運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。

5粉碎機(jī)篩箱出料機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

由于木粉的吸附作用，會(huì)使其粘結(jié)在料倉(cāng)的篩網(wǎng)上，因此在篩箱的出料機(jī)構(gòu)中設(shè)計(jì)了木方刷。

由于該機(jī)器是依靠風(fēng)力進(jìn)料的原理進(jìn)行進(jìn)料，木粉的質(zhì)量很輕會(huì)隨著風(fēng)力很快的通過(guò)切削箱。為了保證在切削箱中超細(xì)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(dòng)速度并增加木粉的切向加速時(shí)間，保證木粉達(dá)到足夠拋射并與刀具發(fā)生碰撞粉碎，保證木粉得到足夠的沖量，其加速過(guò)程主要來(lái)自于離心力和風(fēng)力。該螺旋減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維修。木粉運(yùn)動(dòng)時(shí)具有一定的動(dòng)能，運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，質(zhì)量大者其動(dòng)能也大，重力勢(shì)能也較大，當(dāng)他們受到改變其運(yùn)動(dòng)方向的作用力時(shí)，由于慣性的不同會(huì)形成不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)不同目數(shù)的分級(jí)篩選。

（作者單位：安徽科技學(xué)院，通訊作者：李慧女（1971.10）副教授）