1主參數(shù)的選定
1.1錘篩間隙
錘篩間隙是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時錘片末端與篩片內(nèi)表面之間距離，合適的錘篩間隙是保證較高生產(chǎn)率、較低能耗和適當(dāng)?shù)某善妨６鹊那疤�。通常，對于一定物料�?yīng)有其最佳的錘篩間隙。國外認為錘篩間隙△f與粉碎谷粒的直徑dW的關(guān)系為：
△l=(1.5～2)d (1)
也有學(xué)者認為這一設(shè)計公式未反映粉碎機出料全部規(guī)律，忽略了篩孔直徑這一重要因素，認為錘篩間隙△l與篩孔直徑d。的關(guān)系應(yīng)為：
△f=(2～5)d。 (2)
綜合以上兩個公式，對粉碎谷物類飼料，篩片孔徑d。為Ø2.0 mm時，錘篩間隙設(shè)計值一般為△L=6～10 mm。
1.2錘片末端線速度
錘片末端線速度對粉碎機生產(chǎn)率和能耗影響很大。線速度過低，錘片對物料顆粒的打擊力度不夠，抽吸粉料的風(fēng)力也小，故生產(chǎn)率低，而電耗缺增加；線速度過高，粉碎機的空載功率加大，物料速度過高，排出篩孔的機會減弱，生產(chǎn)效率反而下降，每一種型號的粉碎機都有一個合適的速度范圍。錘片末端線速度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：
v=2πn1d/60*2*1000=5.23*10-5n1d (3)
式中：v為錘片末端線速度( m/s)；
n1—為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r/min)；
d為轉(zhuǎn)子直徑( mm)；
9FQ-21型粉碎機轉(zhuǎn)子直徑為210 mm。
9FQ-21型錘片式粉碎機設(shè)計轉(zhuǎn)速一般在4500～5500 r/min，由公式(3)，相應(yīng)得到錘片末端線速度的設(shè)計值v=49～60 m/s。
1.3錘片數(shù)量
粉碎機錘片數(shù)量的多少與打擊物料的機會和次數(shù)有關(guān)。錘片數(shù)量過少，會因打擊物料的次數(shù)減少而降低粉碎機產(chǎn)量。錘片數(shù)量過多會增加轉(zhuǎn)子質(zhì)量，不僅將增大轉(zhuǎn)子啟動轉(zhuǎn)矩，還會引起粉碎機空載能耗增加，反而減少了實際用于粉碎的功率，使產(chǎn)量降低，能耗增加。合適的錘片數(shù)量還是保證粉碎粒度大小的前提。錘片數(shù)量跟粉碎室轉(zhuǎn)子寬度的關(guān)系通常由公式
(4)確定：
Z=K1B/e(取整數(shù)) (4)
式中：B為粉碎室寬度(mm)； ，
E為垂片厚度(mm)；
K1錘片配置密度系數(shù)，K1=0.28～0.42，取小值時粉碎顆粒較粗。
試驗樣機粉碎竄寬度為150 mm，錘片厚度為3 mm，樣機轉(zhuǎn)子含四組錘片，每組錘片按3～5片設(shè)計，則樣機錘片總數(shù)量設(shè)計值Z=12～20片。
2試驗方法
2.1試驗儀器設(shè)備
本試驗主要采用儀器沒備為：DZFC-1型電能綜合分析測試儀，準確度1.0級；MA45型快速水分測定儀；HGT-1000A型容重器；TCS-75A型電子臺秤；JJ2000型電子天平，精度0.1 g；DM6234P+型轉(zhuǎn)速表；Ø1.0 mm標準分離篩；游標卡尺。
2.2試驗樣機
2.2.1樣機及篩片
本試驗所選樣機為切向進料。篩片孔徑為Ø2.0mm，孔間距為4.2 mm，有效篩理理面積的百分率為20.6%；為提高篩片的篩理效率，減少篩片上的物料堆積帶，篩片的篩孔排列方式如圖1所示；篩片的厚度為1.0mm；安裝篩片時，光滑的一面朝下，有毛刺的一面朝上。
2.2.2樣機配套動力
配套動力為Y90L-2型、標定功率為2.2 kW、標定效率為80.5%的2級單相電機。
2.3試驗原料
試驗原料為玉米，在試驗原料中隨機抽取3個玉米小樣進行分析測試，測試結(jié)果取平均值，玉米含水率為13.4%，容重為708 kg/m3。
2.4試驗條件
2.4.1試驗電壓
試驗電壓在220 V±5%。
2.4,2試驗中電機負荷程度
性能試驗時，操作人員一邊觀察電能綜合分析測試儀顯示的負載功率的大小，一邊適時控制喂料流量的大小，以確保各次性能試驗的測試數(shù)據(jù)在相近的負荷條件下測得。按GB/T 6971-2007的要求，電機的平均負荷程度應(yīng)控制在p=85%—110%。
3試驗設(shè)計
3.1正交試驗表
錘篩間隙、錘片末端線速度、錘片數(shù)量作為錘片式粉碎機主參數(shù)，各個參數(shù)的變化均會對試驗結(jié)果有所影響，故因素確定為：錘篩間隙、錘片末端線速度、錘片數(shù)量。以上因素按其設(shè)計值各取三個水平，按三因素三水平進行正交試驗，試驗按b( 34)排列，并按表1、表2所示的正交試驗表設(shè)定的條件分別進行9次試驗。
表1影響因素及水平
| 項目 | A錘篩間隙（mm） | B錘片末端線速度（m/s） | C錘片數(shù)量 |
| 1 | 6 | 49 | 12 |
| 2 | 8 | 55 | 16 |
| 3 | 10 | 60 | 20 |
| 項目 | A錘篩間隙 | B錘片末端線速度 | C錘片數(shù)量 | D孔列 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 2 | 2 | 2 |
| 3 | 1 | 3 | 3 | 3 |
| 4 | 2 | 1 | 2 | 3 |
| 5 | 2 | 2 | 3 | 1 |
| 6 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| 7 | 3 | 1 | 3 | 2 |
| 8 | 3 | 2 | 1 | 3 |
| 9 | 3 | 3 | 2 | 1 |
生產(chǎn)率，以具體時間內(nèi)的產(chǎn)量來計算，數(shù)值高為佳。
噸料電耗，以具體產(chǎn)量內(nèi)的電耗來計算，數(shù)小為佳。成品粒度，用Ø1.0 mm標準分離篩對取樣的成品物進行篩分，統(tǒng)計篩下物占取樣成品物的百分比。以數(shù)值高為佳。
由于試驗中要考核生產(chǎn)率、噸料電耗、成品粒度3個指標，屬多指標試驗，而且各個指標的量綱和重要程度不一致，各個因子及其水平對各指標的影響也不相同，為了尋找使各指標都盡可能好的優(yōu)組合，本試驗采用綜合加權(quán)評分法。
4正交試驗結(jié)果與分析
4.1正交試驗結(jié)果
正交試驗結(jié)果如表3所示。
表3正交試驗結(jié)果
| 試驗號 | 原料質(zhì)量/KG | 試驗時間（S） | 電耗（KW·h） | 生產(chǎn)率（KG/h） | 噸料電耗（KW·h/t） | 負載功率（KW） | 通過Ø1mm篩孔粒度（%） |
| 1 | 40 | 1115 | 0.76835 | 129.1 | 19.2 | 2.5 | 55 |
| 2 | 40 | 748 | 0.552134 | 192.5 | 13.0 | 2.5 | 65 |
| 3 | 40 | 950 | 0.65890 | 151.6 | 16.5 | 2.5 | 70 |
| 4 | 40 | 845 | 0.59329 | 170.4 | 14.8 | 2.5 | 60 |
| 5 | 40 | 718 | 0.48855 | 200.6 | 12.2 | 2.5 | 66 |
| 6 | 40 | 849 | 0.5914 | 129.6 | 14.8 | 2.5 | 62 |
| 7 | 40 | 857 | 0.61142 | 168.0 | 15.3 | 2.5 | 58 |
| 8 | 40 | 751 | 0.51953 | 191.4 | 13.0 | 2.5 | 54 |
| 9 | 40 | 630 | 0.44011 | 228.6 | 11.0 | 2.5 | 65 |
4.2.1確定各項試驗指標的權(quán)分值
以W1表示第j項試驗指標的權(quán)分值，總權(quán)為100分。對粉碎機，噸料電耗指標由于涉及到節(jié)能減排，因此排第一，生產(chǎn)率和成品粒度均次之，取：
生產(chǎn)率W1=35，噸料電耗Wz-=40，成品粒度W3=25。三個指標中，噸料電耗越小越好，其余大為好，故噸料電耗的權(quán)分為負值。
4.2.2確定各項試驗指標的評分值
由于各項指標的量綱均不相同，不利于綜合加權(quán)評分，因此須通過式(5)把試驗指標觀察值變換為無量綱參數(shù)。
Y’ij=（Yij-Ymj）/R (5)
式中，Rj為第J項試驗指標觀察值的極差，即為第j項指標的最大值與最小值之差；y為第i號試驗第i項指標的觀察值。
4.2.3計算綜合加權(quán)評分值yi*
同一試驗號的各項指標的權(quán)分與其無量綱參數(shù)乘積之和即為該號試驗的綜合加權(quán)評分。如第2號試驗的綜合加權(quán)評分y*2為：
依次計算1～9號試驗的綜合加權(quán)評分值，正交試驗結(jié)果得分如表4所示。
表4正交結(jié)果試驗分析
| 因子 | 試驗結(jié)果 | |||
| 生產(chǎn)率 | 噸料電耗 | Ø1mm篩孔粒度（%） | 綜合加權(quán)給分 | |
| 1 | 129.1 | 19.2 | 55 | 1.56 |
| 2 | 192.5 | 130 | 62 | 65.05 |
| 3 | 151.6 | 16.5 | 70 | 15.09 |
| 4 | 170.4 | 4.8 | 60 | 45.37 |
| 5 | 200.6 | 12.2 | 66 | 78.05 |
| 6 | 169.6 | 14.8 | 62 | 48.21 |
| 7 | 168.0 | 15.3 | 58 | 38.96 |
| 8 | 191.7 | 13.0 | 54 | 52.26 |
| 9 | 228.6 | 11.0 | 65 | 92.19 |
| 極差R1 | 99.5 | 8.2 | 16 | |
依據(jù)正交表的綜合可比性，通過極差分析法確定試驗因子的主次、各試驗因子的優(yōu)水平及試驗范同內(nèi)的最優(yōu)組合。極差分析如表5所示。從極差分析的結(jié)果來看，對綜合加權(quán)評分影響因子的主次依次為：B（錘片末端線速度）→C(錘片數(shù)量) →A（錘篩間隙）。即錘片末端線速度的影響最為顯著，錘片數(shù)量的影響次之，錘篩間隙的影響排最后。
表5極差分析
| 項目 | A錘篩間隙 | B錘片末端線速度 | C錘片數(shù)量 |
| 綜合 | 112.7 | 85.9 | 102.0 |
| 171.6 | 195.4 | 202.3 | |
| 183.4 | 186.5 | 163.1 | |
| 均值 | 37.6 | 28.6 | 34.0 |
| 57.2 | 65.1 | 37.5 | |
| 61.1 | 62.2 | 54.4 | |
| 極差 | 23.5 | 36.5 | 33.5 |
| 因子主次 | BCA | BCA | BCA |
| 較佳組合 | B2C2A3 | B2C2A3 | B2C2A3 |
4,4方差分析
利用方差分析法分析各因子水平的變化和誤差各自對試驗指標的影響，并將它們進行比對，以判斷試驗因子及交互作用的主次與顯著性，給m所作結(jié)論的置信度，確定最優(yōu)組合及其置信度區(qū)間。
從方差分析表上統(tǒng)計分析可知，錘片末端線速度和錘片數(shù)量在0.1的水平下對綜合評分的影響是顯著的，說明錘片末端線速度和錘片數(shù)量對生產(chǎn)率、噸料電耗、成品粒度三個指標均有影響。此外，錘篩間隙在0.25的水平下對綜合評分有一定影響，由于在室外試驗，可以認可，說明錘篩間隙對生產(chǎn)率、噸料電耗、成品粒度三個指標也有一定影響。
5結(jié)語
針對9FQ-21型錘片式粉碎機設(shè)計并開展的錘篩間隙、錘片末端線速度、錘片數(shù)量3因子3水平正交試驗研究結(jié)果表明：影響其作業(yè)性能指標的試驗因子主次順序為：錘片末端線速度、錘片數(shù)量、錘篩間隙。當(dāng)錘片末端線速度為55 m/s(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速5 000 r/min)、錘片數(shù)量為16片、錘篩間隙為10 mm時，試驗得到的生產(chǎn)率、噸料電耗、成品粒度性能指標綜合加權(quán)評分最高。這一試驗結(jié)果可為企業(yè)對9FQ-21型錘片式粉碎機的優(yōu)化設(shè)計和生產(chǎn)提供參考性的意見。
三門峽富通新能源銷售粉碎機、破碎機、顎式破碎機、圓錐式破碎機等機械設(shè)備。
