消除粉碎回料中的粉尘、碎屑及长粒料

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在树脂成本不断提高的今天，尽管人们对产品的质量给予了高度关注，但却很少有人关注加工过程中的粉碎回料的质量。实际上，材料成本是塑料加工中最大的成本支出，所以最大程度地减少浪费以更有效的利用回收树脂是十分必要的。为此，消除粉碎回料中的粉尘、碎屑和长粒料就显得尤为重要。
除了杂质以外，通常粉碎回料中常见的质量问题是由粉尘、碎屑和长粒料引起的。不同类型的粉碎机，如筛网式或无筛网式粉碎机，由于它们的刀具设计各不相同，因此会导致不同的质量效果和产出量。无论是哪种类型的粉碎机，对设备的正确操作及维护是在实际应用中获得高质量粉碎回料的关键。
检查粉碎机
# ~( Q, V0 S8 `. P1 y! f如果您的粉碎机已经使用了多年，或者您还没有为您的设备制定一个细致的保养计划，那么请您找出一个合适的时间检查一下设备。一般，碎屑和粉尘的产生是由刀具的磨损、刀具间不恰当的齿距、筛网过紧、过高的转速以及筛孔过小（人们通常试图利用过小的筛孔来减少长粒料）等因素引起的。
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  l: l- L7 `# Z% E) Y图1 使用筛网式和无筛网式粉碎机粉碎同一种材料所获得的粉碎回料的一致性以及粉尘、碎屑（小于2mm）含量的对比粉尘和碎屑的存在会影响粉碎回料的输出，例如它们会附着在粉碎机的料筒上，或者在频繁的碰撞中导致粉碎机的料筒产生凹陷，从而阻碍粉碎回料的输出。此外，堆积在料仓中的粉尘和碎屑也会阻碍粉碎回料的流动，堵塞过滤器，从而降低粉碎回料的输出速度。不仅如此，空气中的粉尘还会带来难闻的气味，从而加重了工厂的环境管理负担。
通常，粉尘和碎屑能够很快熔融，且容易降解，因此当含有粉尘和碎屑的粉碎回料返回到加工流程中时，就会导致黑斑的产生，从而提高了不合格品率，并增加了检查不良品的成本。
实际上，几乎每一位使用过粉碎回料的加工商都遇到过这类问题。无疑，解决这类问题的方法很简单，就是最小化或者完全消除粉碎回料中的粉尘、碎屑及长粒料。由于无筛网式粉碎机解决了长粒料问题，因此针对长粒料的进一步讨论将只局限于筛网式粉碎机。
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! e, H; h8 h1 S$ L! x8 v# A图2 对于传统的筛网式粉碎机，通过更换低转速、高扭矩的马达，或者更换较大的传动皮带轮，可以降低转速，从而改善粉碎回料的质量检测粉碎回料
4 ?0 ^  O" T' M& J# [6 h一般，只需采用几种简单的测试方法即可迅速检测出粉碎回料的质量。首先用手抓一把粉碎回料以检查其均匀性。通过观察可以看出：这些粒料的大小是否一致？是否有一些粒料要大很多？这些粒料的大小与正常使用的粒料相比如何？然后，将手中的粒料放回到容器中，再看看手中残留了多少粉尘和碎屑。如果手上没有残留过多的物料，说明所使用的粉碎机是恰当的，操作也是正确的。
如果要做进一步的定量化分析，则需要求助于质保部门或者粉碎机制造商来完成一个简单的筛分试验。通过对5～10lb的粉碎回料样品进行一系列的筛分试验后，就能够比较精确地测量出粉碎回料中粉尘和碎屑的含量。当使用筛网式粉碎机时，如果要检测粒料中长粒料的含量，其测试方法与此相同。
当然，最好的办法是向粉碎机供应商提供一些需要粉碎的废料样品，如浇口、料尾等，以及全面的粉碎加工信息（包括材料的类型和进料速率等），从而使粉碎机供应商能够帮助您选择最合适的粉碎机。
& ^, u2 H$ M0 G, w* J筛网式和无筛网式粉碎机的对比
一般，通过一些简单的调整就能够很容易地减少粉碎回料中的粉尘、碎屑和长粒料的含量。由于筛网式粉碎机与无筛网式粉碎机有本质上的不同，因此我们首先需要介绍这两种设备的固有特性，以分别确定必要的维护保养程序。为了便于比较，我们选择的这两种粉碎机的粉碎腔尺寸均为8in×16in。
* |. k9 w. i) v6 q其中，筛网式粉碎机带有一个分料筛，其马达转速为200～600r/min，功率为3～15hp（1hp=0.746kW），产量为125～150 lb/h（1lb=0.4536kg）。无筛网式粉碎机没有分料筛，其马达转速约为30r/min，功率为1～3hp，产量为25 lb/h。
$ \: I7 }! @9 `8 Y3 ]# _* Q0 W长粒料的产生通常是由于细长废料在被粉碎到足够小以前就从筛网中穿出。如果能够满足应用需求，采用无筛网式粉碎机则能够避免这一现象。但是，当筛网式粉碎机被作为首选方案时，解决这一问题的办法就只能是减小筛孔的尺寸。然而，这将带来碎屑含量的增加，或者引起产量的降低。为了在不增加碎屑的情况下减少甚至消除长粒料，就需要在降低马达转速的同时减小筛孔的直径。此外，还有一个解决方案是使筛孔以一定的角度分布，这样可以使长粒料难以通过。
5 j' q) u& P& `  H为了保证粉碎回料的质量，提高能源利用率并增加产量，就必须保证筛网的畅通。一般，当畅通的筛网面积减小，从而使已被切碎的粉碎回料无法通过时，即表明筛网被堵塞了。
" G( |1 q$ r% `此时已被切成适当大小的粉碎回料就会在转子的带动下来回振动，并被一遍又一便地粉碎，从而变成为碎屑。如果取下筛网对其进行疏通，就会导致停车时间和维护成本的增加。
因此，在使用条件许可的情况下，无筛网式粉碎机是最好的选择。如果必须选用筛网式粉碎机，可以考虑使用带有锥形孔的筛网（从底部打孔），这会使材料更易通过筛网，并减少堵塞的可能性，至少这类筛孔在日常的维护中更易清洁。
: B- q+ c8 P2 h6 N大约在10～15年前，大多数粉碎机的转速是600r/min，这往往是造成粉尘和碎屑较多的主要原因之一。现在，粉碎机的转速已经降低到能够获得理想粉碎效果的水平。目前许多机边粉碎机的转速为200～300r/min，而无筛网式粉碎机的转速仅为30r/min，从而能够生产出质量更好的粉碎回料，尤其对于那些在撞击中易于破碎的硬质、脆性材料而言，无筛网式粉碎机是非常理想的选择。
对于现有的粉碎机，可以采取两种方法降低其转速，一是更换低转速、高扭矩的马达；二是更换传动皮带轮。通常，许多老式的高速粉碎机装配有便宜的1800r/min（4级）马达。如果采用1200r/min的（6级）马达会使转速降低1/3，而且6级马达比4级马达的扭矩高50％，从而有利于维持刀具的韧性。当然，如果空间允许，更换较大的传动皮带轮则是一种简单且经济的解决方案。总之，与粉碎机供应商联系，即可以获得最佳的解决方案。

图3 低速、无筛网式粉碎机能够确保硬质、可逆向转动的刀具和固定刀具长时间保持锋利状态，从而提高了粉碎效率，可将粉尘和碎屑降至最低刀具问题
刀具磨损或刀具间不恰当的齿距是造成粉尘和碎屑的两个主要原因。通常，刀具越锋利，粉碎效果就越好，特别是对于软性、吸能材料而言，锋利的刀具能够实现净切削而不会产生撕裂现象，其结果是提高了能源的利用率，增加了产量，并减少了碎屑。
一般，老式粉碎机的设计为更换刀具带来了困难。随着材料成本的提高，以及维护保养费用的减少，采用易更换刀具的粉碎机设计结构是非常必要的，这种设计的重要特征是具有齿距预调节装置以及可使刀具快速装入到粉碎腔中的设计结构。这种设计结构方便了日常的刀具更换，从而有利于改善粉碎回料的质量。
9 T( ]6 i4 G% R2 O' W无论是筛网式粉碎机还是无筛网式粉碎机，刀具间恰当的齿距是减少粉尘和碎屑并提高能量效率和产量的关键，尤其是粉碎吸能材料时，这是非常重要的因素。一般，转动刀具和固定刀具间的齿距都是可调的。
相对于那些装配有齿距不可调的转动刀具而言，可调齿距的好处是可以使每一个独立刀具之间的齿距尽可能得小，而且还允许对每一个刀具单独进行磨刀修复，而不必对整组刀同时进行磨刀处理，这样可使每把刀的磨损深度被最小化，从而有利于延长刀具的使用寿命。
令人惊讶的是，现在仍有很多加工商在废料回收的问题上仍然未采取任何行动，直到有一天问题发生了，然后再付出高昂的学费。其实，只需要花费少量的时间维护一下您的粉碎机，就能使设备高效率地运行并生产出高质量的粉碎回料。如果再花费几分钟的时间检查一下粉碎回料的质量，无疑将会使设备运行得更好。
文章关键词： 粉尘、刀具、粉碎机、树脂