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塑料磨粉机研发9:刀具剪切破碎原理及方法
时间:2020-05-08 10:26:15 | 来源: | 作者: admin | 浏览次数:

 刀具剪切破碎原理及方法

国内外就刀具剪切进行破碎研究较多,都从不同方向进行了研究,并取得了一定的研究成果,刀具式磨粉机的破碎过程大致可以分为四个阶段:
(1) 接触阶段物料与刀具进行接触、贴合,但两者之间并没有相互作用力,物料仍处于自由状态阶段;
(2) 剪切阶段物料与刀具接触,刀具仅仅咬住物料,两者之间具有剪切、折断
的相互作用力阶段;
(3) 破裂阶段物料被刀具咬住后在剪切力作用下,将物料剪断,此阶段仅仅是将物料剪断;

 
(4) 再次剪切阶段 此阶段是破碎的最后阶段,物料破裂后,在圆周布置的刀具作用下进行进一步破碎,达到最终破碎物料的目的。
邱惠清等[21]为使韧性的固体废弃物在运输中减小体积及再生加工处理,设计了一种利用高强度剪切、拉伸等破碎方式的简谐排列多齿剪切磨粉机,属于齿啃式磨粉机的一种,设计中使用 12 个刀头,理论上每次只有一个刀头工作,可增加剪切转矩,节约了电耗。
Lindquist 等[22]发现,集料在挤压破碎过程中的力学特性与压缩过程的压缩比和集料颗粒的粒度分布系数有关,但未给出可供计算使用的挤压破碎力求解模型。周翠红等[23] 根据废旧电路板不能回收的问题,研制了主要采用剪切力对废旧电路板进行粗碎的 ZKB 剪切式磨粉机,效果良好。冯刚等[24]根据质量平衡和破碎分级等特点及冲击能变化情况, 建立冲击式剪切机破碎模型,在刀架轴转速和送料等不同的环境下进行实验,并对模型在稳态下的性能通过相关参数间的关系进行预测。BENGTSSON 等[25]为分析破碎物料过破碎量的分布状况,在 2006 年建立了经验模型,但其未涵盖不同颗粒粒径的分布细节, 导致破碎物料中过粉碎量的多少无法根据此经验模型进行直接计算。EVERTSSON[26]建立了不同粉碎颗粒大小分布的预测模型,模型将物料破碎的整个环节运用数学集合的形式组合在一起,从而使物料在破碎过程中粉碎物料颗粒大小的变化及颗粒粒径预测的研究成为现实。BAUER[27-28]为分析粉碎力与粉碎速度之间的关系,针对 1~5mm 厚的AlMg3 板和聚丙烯塑料板进行了破碎实验;解释了材料在破碎过程中出现突然断裂与粉碎速度的变大有直接关系;给出了磨粉机破碎锤与破碎力,破碎力及破碎所需消耗的能量间的联系。BENGTSSON 等[29]通过试验,给出了磨粉机各主要参数在粉碎过程中对粉碎力的影响作用,根据实验结果推导出经验公式。耗能大和零部件的磨损是造成磨粉机使用过程的主要成本,Lindquist 等[30]针对零部件接触面间的磨损,给出一个根据破碎力法向分量和切向分量来预测物料与磨粉机接触衬板的磨损变化理论计算模型,并设定模型中计算系数有效值。但由于破碎力分析与求解手段的精确度不足,因此该模型使用领域受到了很大的限制。
朱芬芬等[31]为研究手机边框板或废旧电路板在角切式磨粉机作用下动刀与定刀的磨损状况,通过表面形貌仪显示,冲击剪切破坏和磨料磨损是刀具磨损的主要形式,定刀主要受冲击剪切破坏,动刀主要在磨料磨损下破坏。王敏杰等[32-35]根据切削速度进一步提高,带有绝热材料的锯齿形切屑会发生局部断裂脱离刀具。为对刀具在高速切削过程中产生的热塑性剪切波研究,根据塑性梯度理论,建立了传播模型,给出了极限饱和度和绝热剪切饱和度的计算公式,提出 ASLF 判据,对试验结果进行对比验证,并针对刀具剪切带、材料特性及加载类别对 ASSD 的影响规律进行分析。徐锦泱等[36]采用无涂层刀具和 CVD 涂层刀具进行高速车削加工,研究刀具耐用性和耐磨损性机理。结果表明:在高速切削时硫化物固体润滑剂可在 CVD 涂层刀具表面产生,而其它刀具则无; 涂层刀具前刀面受粘结磨损,后刀磨损形式与前刀不同,主要是磨粒磨损。无涂层刀具前后刀刃磨损都极严重,氧化磨损、洼状磨损和粘结磨损是其主要磨损形式。
 
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