Substantiation of Hammer Crusher Design with Possibility of Adjusting Parameters of Artificially Created Working Atmosphere
Authors: Киприянов Ф.А. , Палицын А.В. , Сухляев В.А. , Белозеров С.А. 
Published: January 2022

Молотковые дробилки, используемые в настоящее время при измельчении зерна, являются достаточно энергоёмкими. Обоснование и оптимизация параметров искусственно создаваемой рабочей атмосферы в дробильной камере позволяет обеспечить снижение энергопотребления молотковой дробилки. Целью исследования является разработка конструкции молотковой дробилки с возможностью регулирования параметров искусственно создаваемой рабочей атмосферы для повышения энергоэффективности процесса измельчения зерна. Изменение частоты вращения ротора в экспериментальной дробилке, использование радиальной подачи зерна в дробильную камеру и различных диаметров отверстий для просева измельчённого материала (4 мм и 5,5 мм) способствуют снижению затрат энергии при приготовлении кормов. Проведённая серия экспериментов позволила определить оптимальные сочетания рабочих органов и вариации запланированных режимов работы для осуществления эффективного измельчения материалов в соответствии с требованиями технологии кормления и показателями гранулометрического состава измельчаемого продукта. Наиболее предпочтителен пятизаходный роторный питатель, обеспечивающий линейность характеристики подачи зернового материала в широком диапазоне частот вращения, а также высокую равномерность подачи. Это связано с наличием пяти каналов для дозирования зернового материала, которые выполнены по внешней винтовой линии ротора с небольшим перекрытием конца одного канала началом следующего, что при вращении питателя создаёт непрерывный поток зернового материала из питающего бункера в дробильную камеру. Переустановка питателя зернового материала с осевой на радиальную подачу приводит к снижению затрат мощности на привод ротора дробилки, что связано с сокращением вентиляторного эффекта ротора и изменением движения воздушного потока внутри дробильной камеры. Оценка работы измельчителя с комбинацией различных факторов, влияющих на процесс, позволила определить его эффективность с сохранением оптимальных параметров измельчаемого зерна.

Hammer crushers currently used in grain grinding are quite energy-intensive. Substantiation and optimization of parameters of artificially created working atmosphere in beater chamber allows to reduce power consumption of hammer crusher. The aim of the research is to develop a design of a hammer crusher with the possibility of adjusting the parameters of an artificially created working atmosphere to increase the energy efficiency of the grain grinding process. Changing the rotor speed in the experimental crusher, using radial grain supply to the beater chamber and various diameters of holes for sifting ground material (4 mm and 5.5 mm) reduce energy consumption in the preparation of feed. A series of experiments made it possible to determine the optimal combinations of operating devices and variations in the planned operating modes for effective grinding of materials in accordance with the requirements of feeding technology and indicators of the grain size distribution of the ground product. Most preferred is a five-start rotary feeder, which provides linearity of the grain material feed characteristic over a wide range of rotation speeds, as well as high uniformity of feed. This is due to the presence of five channels for dosing grain material, which are made along the outer screw line of the rotor with a slight overlap of the end of one channel at the beginning of the next which when the feeder rotates, creates a continuous flow of grain material from the feed hopper to the beater chamber. Reinstalling the grain material feeder from axial to radial feed results in a reduction in the power consumption of the crusher rotor drive, which is associated with a reduction in the fan effect of the rotor and a change in the movement of the air flow inside the crushing chamber. Evaluation of the operation of the grinder with a combination of various factors affecting the process made it possible to determine its effectiveness while maintaining the optimal parameters of the ground grain.