0、引言
粉碎機是飼料加工行業最重要的機械設備，目前我國飼料粉碎機機械設備已具備一定的規模和水平，但仍存在著一些生產率低、功率消耗大、粉碎物料粒度不均勻等問題。造成這些問題的顯著因素之一就是粉碎機錘片的磨損。
磨損是粉碎機錘片失效的主要原因。目前，國內外關于農業機械的摩擦磨損性能研究主要集中于土壤對金屬材料摩擦磨損研究，而以植物材料為磨料的軟磨料磨損研究較少。粉碎機錘片磨損是植物材料對金屬材料的磨損，屬于軟磨料磨損。研究植物材料對農業機械磨損性能的影響，對農業機械設備的性能好壞和農業機械的選材等具有指導意義。
1、錘片的工作特點
錘片是農牧區加工飼草料機械設備的主要部件。在粉碎機的工作過程中，依靠錘片的正面沖擊和棱角的剪切作用使物料粉碎。
本文以仿丹麥4KB型錘片式粉碎機為試驗樣機，其錘片規格為120mmx40mmx3mm，材料為Q235。植物材料為玉米，其含水率約為10.4%。
采用45鋼與65 Mn鋼經工作區淬火的普通錘片，由于內外部硬度一樣，棱角的打擊應力大于錘面，被磨損后工作斷面中間部位凸起(如圖l(a)所示），刃部開始磨損變鈍，棱角被磨圓。而采用Q235經表面滲碳處理的自磨刃錘片由于側刃和芯部存在硬度差，磨損后的工作斷面呈凹型(如圖l(b)所示）。從理論上分析錘片的端部形狀直接影響粉碎效果。普通錘片與物料碰撞時多數是點對點的沖擊，減小了錘片對物料的相對沖擊面，使物料接觸錘面時的正面“錘擊”逐漸演變為切向“滑擦”，增強偏心沖擊，使物料破碎的能力下降。而凸型錘片能保持良好的刃部，與物料撞時多數是點對面的沖擊，增強了錘片對物料的相對沖擊面，增強正面沖擊，使物料破碎的能力提高，從而提高粉碎效率，相對來講也延長錘片的使用壽命。
2、錘片的磨損機理
磨損是相互接觸的物體在相對運動中表面材料不斷損傷的過程。出現磨損的種類很多，但至今沒有完全統一起來。通常金屬材料的磨損型式主要有：磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損。粉碎機錘片與物料的磨損則屬于磨粒磨損。磨粒磨損是指外界硬顆粒或者對磨損表面上的硬凸起物或粗糙峰在摩擦過程中引起表面材料脫落的現象。
由于錘片的材料、硬度不一樣，其磨損機理也不一樣。采用顯微硬度計觀察普通錘片和自磨刃錘片工作一定時間后的表面磨痕形貌。普通錘片由于工作斷面呈凸型而與物料接觸的表面面積小而磨損形式主要是滑擦。其工作斷面磨痕為顯微切削和犁溝，當尖銳的玉米粉粒和滑擦方向相適合時，玉米粉粒順著物料滑擦方向對錘片表面及工作斷面進行微切削；當玉米粉粒與錘片接觸后，錘片表面及工作斷面因受到磨粒的擠壓向兩側隆起而形成犁溝，在犁溝兩側殘留一定數量的疲勞脆化剝落的金屬碎片。
自磨刃錘片的刃部能夠保持良好的刃性，與物料接觸的表面面積大而磨損形式主要是沖擊碰撞，其工作斷面磨痕（如圖4所示）為塑性變型而產生的隆起和凹谷，在局部區域聚集量較大，這種塑性變形最終因反復塑性變形而疲勞剝落。通常磨粒在材料表面的作用力可分為法向力和切向力，法向力使磨粒壓八表面而形成犁溝，亦伴有微觀切削磨損，切向力使磨粒向前推進。在外加載荷作用下，玉米粉粒磨料對材料表面產生壓人擦痕，沿擦痕兩側堆積的材料受到嚴重塑性變形，最終因反復塑性變形和塑性耗盡而脫離磨損表面。所以，玉米粉粒磨料磨損對粉碎機錘片除了存在微觀切削和材料被擠壓推移形成的隆起外，還存在反復塑性變形引起的疲勞脆化剝落。
3、粉碎效果對比
采用凸型錘片（普通錘片）和凹型錘片（自磨刃錘片）分別安裝在粉碎機上進行粉碎物料對比試驗，考核生產率、度電產量、粒度均勻度、飼料溫升等性能指標。試驗結果如表l和表2所示。1)生產率。單位時間內粉碎機粉碎物料的質量。
自磨刃錘片的粉碎機單位時間內的生產率保持增長趨勢，普通錘片的生產率有減少趨勢。普通錘片的平均生產率為151.30kg／h，自磨刃錘片的平均生產率為155.28kg/h，生產率相對提高了2.63%。
從表3和表4可以看出，自磨刃錘片粉碎出來的玉米粉粒粒度比普通錘片的粒度均勻。
4)飼料溫升。加工前后物料的溫度差值。每次試驗前用水銀溫度計測原料的溫度，每次試驗結束后立即在出口處的飼料成品中測定溫度值。采用自磨刃錘片錘片粉碎飼料粉碎前后的溫度如表5所示。采用普通錘片粉碎飼料粉碎前后的溫度如表6所示。
從表5和表6可以看出，采用凸型錘片粉碎的飼料溫度比采用凹型錘片的飼料溫度要高，而且溫升比較快。
4、結論
1)玉米粉粒與普通錘片表面的磨損為顯微切削和犁溝，與自磨刃錘片表面的磨損為塑性變形而產生的隆起和凹谷。
2)玉米粉粒磨料磨損對粉碎機錘片除了存在顯微切削和材料被擠壓推移形成的隆起和凹谷外，還存在反復塑性變形引起的疲勞脆化剝落。
3)采用普通錘片和自磨刀錘片粉碎玉米的粉碎效果對比：普通錘片的生產率和度電產量隨粉碎時間增長而降低，其粒度不均勻，飼料溫升比較大；自磨刃錘片的生產率和度電產量隨粉碎時間增長而增長，其粒度均勻度提高，飼料溫升比較小。
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