具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机

摘要

本发明公开了一种具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机，包括电机、机壳、转子部件和定子部件；转子部件包括转子盘和转子柱销，定子部件包括定子盘和定子柱销；所述转子柱销和定子柱销均包括四棱柱形钢坯；所述转子柱销和定子柱销的切向工作面前部为标准锯齿形表面，切向工作面的末端设置有第一异形锯齿，第一异形锯齿的顶部宽度至少是切向工作面前部普通锯齿齿底宽度的两倍；定子柱销/转子柱销的切向工作面与穿过该定子柱销/转子柱销轴线的A柱面的切面之间的夹角大于等于5°且小于等于20°。本发明结构简单、粉碎率和粉碎效率更高、成本低，体积小、适用范围广、操作简单、密封性好、易损件少、辅助材料消耗少且高效节能。

权利要求

1.具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机，包括电机、机壳、转子部件和定子部件，电机固定在机壳底部；

转子部件包括轮毂、固定在轮毂上的转子盘和以转子盘的轴线为中心沿圆周方向均匀分布安装在转子盘上的至少3圈转子柱销，转子部件位于机壳内并通过轮毂固定在电机轴上；

定子部件包括盖板、固定在盖板上的定子盘和以定子盘的轴线为中心沿圆周方向均匀分布安装在定子盘上的至少3圈定子柱销，定子部件通过其盖板固定在机壳面部；

所述转子柱销和定子柱销结构相同，均包括横截面为正方形的四棱柱形钢坯，钢坯上设有连接部分；

四棱柱形钢坯的相邻两侧面焊接或粘接有截面呈L形的耐磨构件；

其特征在于：

以转子盘的轴线为中心，所述转子柱销和定子柱销的耐磨构件具有垂直相交的切向工作面和径向工作面两个工作面， 以耐磨构件上所述两个工作面交汇处为前端，切向工作面前部为标准锯齿形表面，该标准锯齿形表面上设有锯齿；切向工作面的末端设置有一个第一异形锯齿，该第一异形锯齿的顶部宽度至少是切向工作面前部锯齿齿底宽度的两倍；

以与定子盘或转子盘同轴线的虚拟圆柱面为A柱面，定子柱销的切向工作面与穿过该定子柱销轴线的A柱面在定子柱销轴线处的切面之间的夹角为α，5°≤α≤20°；

转子柱销的切向工作面与穿过该转子柱销轴线的A柱面在转子柱销轴线处的切面之间的夹角为β，5°≤β≤20°。

2.根据权利要求1所述的具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机，其特征在于：以耐磨构件上所述两个工作面交汇处为前端，转子柱销和定子柱销的耐磨构件的径向工作面前部为标准的锯齿形表面，该标准锯齿形表面上设有锯齿；径向工作面的末端设置有一个第二异形锯齿，该第二异形锯齿的顶部宽度至少是径向工作面前部锯齿齿底宽度的两倍。

3.根据权利要求2所述的具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机，其特征在于：所述钢坯连接部分为螺杆或光杆；所述耐磨构件由硬质合金或特种陶瓷类超硬耐磨材料制造而成。

4.根据权利要求3所述的具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机，其特征在于：所述切向工作面上的第一异形锯齿沿转子运转圆周方向的宽度大于等于4毫米。

说明书

具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机，该粉碎机在谷物加工、饲料加工、冶金、化学工程、塑料、医药、建筑、电子和能源等诸多领域用于将一定粒度的各种脆性或塑性固态物料粉碎成细小颗粒。

背景技术

[0002] 国内外小麦制粉行业广泛使用一种名为撞击式磨粉机的粉碎机械。撞击磨粉机由机壳，转子部件、定子部件和电机组成。其中转子部件包括轮毂，固定在轮毂上的圆盘形转子盘和安装在转子盘上至少3圈、每圈数十个转子柱销。定子部件包括盖板、固定在盖板上的定子盘和安装在定子盘上的至少3圈、每圈数十个定子柱销。现有撞击磨粉机主要靠高速运动的转子柱销强烈撞击位于转子柱销和定子柱销之间1～2mm内的物料颗粒达到粉碎物料的目的。十几年在小麦制粉行业大面积推广应用的大量实践证明撞击磨粉机具有结构简单、粉碎效率、售价低廉，安装维修方便和能耗低等许多优点，但同时也有撞击后物料温升偏高和撞击含麦皮等杂质多时产出面粉灰分提高等缺欠。另外，因空间撞击作用力有限，撞击磨粉粉碎橡胶和塑料等韧性材料时，效率偏低，且不能用于粉碎矿石等高强度物料。因此适用面偏窄也是现有撞击磨粉机的缺欠。

[0003] 在粉体工程（研究将固态物料粉碎成粉末状的工艺与设备及各种粉体的特性等的一门跨学科、跨行业的综合性极强的技术学科）领域有一种由两个截锥体组成的圆锥破碎机。圆锥破碎机的定锥（又称外锥）是机架的一部分，动锥（又称内锥）固定在主轴上。主轴的中心线与定锥的中心线相交于O点, 主轴悬挂在交点O上，主轴下端活动地插在偏心衬套中（衬套的中心在定锥的中心线上），这样，主轴旋转时，动锥沿定锥的内表面做偏旋运动。在靠近定锥处，物料受动锥挤压和剪切作用而被粉碎；在偏离定锥处，已破碎的物料靠自身重力下落排出。圆锥破碎机是以挤压－剪切粉碎方式工作的机械。它具有生产能力大，粉碎比（入机平均粒径与出机平均粒径的比值）大，单位电耗低等优点，但亦有结构复杂、投资费用大、检修维护困难和只能用于破碎较大颗粒物料等缺点。而粉体工程领域应用非常广泛的球磨机虽然有适应性强、生产能力大、粉碎比大、结构简单、操作可靠和密封性好等优点，但亦有机体笨重、投资大、需配昂贵减速机、工作时噪声大、研磨体及衬板消耗大和工作效率低等缺点。其中有效电能利用率仅为2%左右是其最突出和危害最大的缺欠。

[0004] 中国专利申请201210481139.3公布了一项名为具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机的新技术（以下均简称已公布新技术），该技术也是本申请发明人的研发成果。该项技术试图通过以下技术手段来提高设备粉碎功能、延长柱销使用寿命以及使粉碎机具有挤压剪切粉碎功能：①设计一个焊接横截面为L形的耐磨构件的柱销；②在耐磨构件上设置与切向工作面夹角为15°～35°的倾斜工作面；③在将定子柱销安装到定子盘上时，使定子柱销的切向工作面和与其相交的以定子盘轴线为中心线的圆柱面的切面夹角为
10°～30°（以下均简称定子柱销扭转 10°～30°）。在提交专利申请后，我们研发出样机并做了试验，发现样机粉碎功能的试验检测结果与预期值差距很大。

[0005] 试验后，本申请的发明人又创造性地使用耐磨损试验（即用样机加工细砂）来分析原因试验结果与预期值相差很大的原因。根据样机粉碎功能和耐磨损试验结果分析，申请人发现此前述专利申请中的技术存在如下明显缺欠：

[0006] 1. 用样机加工粒度在0.5mm以下的小麦胚乳检测出的取粉率只比对比试验加工同种物料的现有撞击磨粉机高15%左右，远未达到专利文件中分析的粉碎功能提高1倍的水平。这证明当时理论分析的依据有误或分析不够全面，分析方法不够全面、合理。

[0007] 2. 耐磨损试验进行20个小时后，检测发现转子柱销切向工作面第一个锯齿刚有磨到的痕迹（锯齿尖端表面凸起的棱线尖端磨出光泽），但定子柱销切向工作面末端锯齿的尖端已看出明显有磨削量（锯齿尖端表面凸起的棱线被磨掉，有光泽部分比凸起棱线宽数倍）。据此分析，定子柱销切向工作面末端锯齿磨损过快（各部分磨损速度不均匀），导致转子柱销与定子柱销之间最小间隙快速增大，虽系部分磨损，但最小间隙快速增大后也导致设备粉碎率降低和柱销使用寿命难以达到前述专利文件中所述的指标，这成为已公布新技术的一大缺欠。

[0008] 3. 耐磨损试验进行20个小时后，检测发现转子柱销切向工作面只有第一个锯齿尖端有被磨到的痕迹，后面的锯齿则都没有被磨到的痕迹。这证明第一个锯齿以后的锯齿不起作用，未与物料发生相互作用，该专利说明书中相关论述与事实不符，事实表明转子柱销切向工作面的锯齿形结构未起到应有的作用，这成为已公布新技术的缺欠。

[0009] 4. 样机用于加工粒度大于转子柱销与定子柱销之间最小间隙的塑料粒（塑料密度小，有一定韧性，撞击破碎所占比例肯定比挤压剪切小，所以按高速挤压剪切粉碎机分析）时，发现加工后的物料中含有大量大于转子柱销与定子柱销之间最小间隙的颗粒。据此我们分析判断，转子柱销倾斜工作面和定子柱销切向工作面一起钳持物料颗粒几率低应是主要原因。通过本申请发明人进行进一步创造性分析，发现导致钳持几率低的原因是转子柱销倾斜工作面与切向工作面夹角过大。因此已公布新技术中在转子柱销设置倾斜工作面和倾斜工作面与切向工作面夹角过大也是已公布新技术缺欠。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于提供一种使用范围广、低耗高效的粉碎机，既能够作为高效撞击磨粉机使用，又能够作为高速挤压剪切粉碎机使用。

[0011] 为实现上述目的，本发明的具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机，包括电机、机壳、转子部件和定子部件，电机固定在机壳底部；转子部件包括轮毂、固定在轮毂上的转子盘和以转子盘的轴线为中心沿圆周方向均匀分布安装在转子盘上的至少3圈转子柱销，转子部件位于机壳内并通过轮毂固定在电机轴上；定子部件包括盖板、固定在盖板上的定子盘和以定子盘的轴线为中心沿圆周方向均匀分布安装在定子盘上的至少3圈定子柱销，定子部件通过其盖板固定在机壳面部；所述转子柱销和定子柱销结构相同，均包括横截面为正方形的四棱柱形钢坯，钢坯上设有连接部分；四棱柱形钢坯的相邻两侧面焊接或粘接有截面呈L形的耐磨构件；以转子盘的轴线为中心，所述转子柱销和定子柱销的耐磨构件具有垂直相交的切向工作面和径向工作面两个工作面， 以耐磨构件上所述两个工作面交汇处为前端，切向工作面前部为标准锯齿形表面，该标准锯齿形表面上设有锯齿；切向工作面的末端设置有一个第一异形锯齿，该第一异形锯齿的顶部宽度至少是切向工作面前部锯齿齿底宽度的两倍；

[0012] 以与定子盘或转子盘同轴线的虚拟圆柱面为A柱面，定子柱销的切向工作面与穿过该定子柱销轴线的A柱面在定子柱销轴线处的切面之间的夹角为α，5°≤α≤20°；转子柱销的切向工作面与穿过该转子柱销轴线的A柱面在转子柱销轴线处的切面之间的夹角为β，5°≤β≤20°。

[0013] 以耐磨构件上所述两个工作面交汇处为前端，转子柱销和定子柱销的耐磨构件的径向工作面前部为标准的锯齿形表面，该标准锯齿形表面上设有锯齿；径向工作面的末端设置有一个第二异形锯齿，该第二异形锯齿的顶部宽度至少是径向工作面前部锯齿齿底宽度的两倍。

[0014] 所述钢坯连接部分为螺杆或光杆；所述耐磨构件由硬质合金或特种陶瓷类超硬耐磨材料制造而成。

[0015] 所述切向工作面上的第一异形锯齿沿转子运转圆周方向的宽度大于等于4毫米。

[0016] 将本发明的优点简要总结如下：

[0017] 本发明与现有撞击磨粉机球磨机和圆锥破碎机等粉碎机械相比仍保有结构简单、粉碎功能强大、成本售价低廉，体积和占地面积小、安装维修方便、操作简单、密封性好、易损件少、辅助材料消耗少和高效节能等优点。本发明与已公布新技术相比的优点是克服了已公布新技术的所有缺欠，使已公布新技术专利申请文件中所述优点能够全部兑现。优点有：

[0018] 1）本发明在安装转子柱销时，转子柱销的切向工作面与穿过该转子柱销轴线的A柱面在转子柱销轴线处的切面之间的夹角为β，5°≤β≤20°（与定子柱销相应的α角相同），使转子柱销切向工作面上所有锯齿都能撞击或挤压剪切到物料颗粒。因为参与粉碎作业的锯齿数量增加1倍以上，且这些锯齿与定子柱销切向工作面的距离短（已公布新技术转子柱销切向工作面上每前移1个锯齿，距离增大0.3～0.6mm，本发明只增大0.2mm）所以转子柱销撞击强度提高，保证粉碎机的粉碎功能比已公布新技术明显提高。

[0019] 2）本发明中耐磨构件的切向和径向两个工作面末端都设置一个异形锯齿，该异形锯齿的顶部宽度至少是工作面上锯齿齿底宽度的两倍。因为异形锯齿沿转子运转圆周方向的宽度通常在4mm以上（与其对应的现有撞击磨粉机柱销上焊接硬质合金片的厚度是2mm ），所以，本发明中柱销（柱销包括耐磨构件）的使用寿命至少比现有撞击磨粉机的柱销的使用寿命延长1倍。如果考虑异形锯齿前方的锯齿参与粉碎作业后，把转子柱销沿转子运转圆周方向的宽度进一步加长等因素影响，本发明柱销的使用寿命至少比现有撞击磨粉机柱销的使用寿命延长2倍。这不仅彻底克服了已发现的已公布新技术中柱销使用寿命短的重大缺欠，而且使此项新技术推广应用价值大幅度提高，适用范围大幅度拓展，为采用本发明在塑料加工和矿石粉碎等行业推广应用创造了必要和良好的条件。

[0020] 3）本发明把已公布技术中径向工作面的光滑平面改成锯齿形表面，能使转子柱销径向工作面撞击物料的强度和物料颗粒撞击定子柱销径向工作面的撞击强度均大幅度增大，使采用本发明的撞击粉碎机的粉碎率明显提高。

附图说明

[0021] 图1是本发明的结构示意图；

[0022] 图2是转子柱销和定子柱销的结构示意图；

[0023] 图3是图2的俯视图；

[0024] 图4是转子柱销与定子柱销的配合状态下的结构示意图；

[0025] 图5是图4中转子柱销与定子柱销呈最大间隙状态的A处的放大图；

[0026] 图6是图4中转子柱销与定子柱销呈最小间隙状态的B处的放大图。

具体实施方式

[0027] 方向说明：

[0028] 在转子盘8和定子盘7上安装的柱销（包括转子柱销6和定子柱销5）等零件，以接近转子盘8或定子盘7轴线的方向为内向，反之为外向；与圆盘形转子盘8或定子盘7相切的方向为切向，图4中弧线箭头所示方向为转子盘8的旋转方向。

[0029] 结构说明：

[0030] 如图1以及图2至图4所示，本发明的具有撞击粉碎和挤压剪切粉碎功能的粉碎机包括电机10、机壳4、转子部件和定子部件。机壳4是一个周边有高边的圆盘状壳体，机壳4沿切线方向设有一个长方形出料口1，机壳4的下端面与电机10固定连接，机壳4上还设有进料口2。

[0031] 转子部件包括轮毂9、固定在轮毂9上的转子盘8和安装在转子盘8上的至少3圈转子柱销6，转子柱销6以转子盘8的轴线为中心沿圆周方向均匀分布。转子部件位于机壳4内并通过轮毂9固定在电机10的轴上。

[0032] 定子部件包括盖板3、固定在盖板3上的定子盘7和安装在定子盘7上的至少3圈定子柱销5，定子柱销5以定子盘7的轴线为中心沿圆周方向均布。定子部件通过盖板3固定在机壳4的面部。

[0033] 如图2至图4所示，本发明中转子柱销6和定子柱销5结构相同，均包括横截面为正方形的四棱柱形柱销钢坯11和焊接或粘接在柱销钢坯11两个相邻侧面上的耐磨构件12。耐磨构件12由硬质合金或特种陶瓷类超硬耐磨材料制造而成。柱销钢坯11上设有连接部分13，连接部分13为螺杆或光杆；耐磨构件12的横截面呈L形。

[0034] 如图2至图6所示，以转子盘8的轴线为中心，所述转子柱销6和定子柱销5的耐磨构件12具有垂直相交的切向工作面12A和径向工作面12C两个工作面（这两个工作面作为转子柱销6和定子柱销5的切向工作面和径向工作面）。耐磨构件12上以所述两个工作面12A、12C的交汇处为前端，切向工作面12A前部为标准锯齿形表面，该标准锯齿形表面上设有锯齿51；切向工作面12A的末端设置有一个第一异形锯齿12B，该第一异形锯齿12B的顶部宽度至少是耐磨构件切向工作面12A前部锯齿51齿底宽度B（如图3所示）的两倍，优选为5～10倍且第一异形锯齿12B沿转子运转圆周方向的宽度（即第一异形锯齿12B的顶部宽度）大于等于4毫米。

[0035] 如图4所示，以与定子盘7或转子盘8同轴线的虚拟圆柱面为A柱面52，定子柱销5的切向工作面与穿过该定子柱销轴线的A柱面52在定子柱销轴线处的切面之间的夹角为α，5°≤α≤20°。

[0036] 如图4所示，转子柱销6的切向工作面与穿过该转子柱销6轴线的A柱面52在转子柱销6轴线处的切面之间的夹角为β，5°≤β≤20°。

[0037] 如图3以及图4至图6所示，以耐磨构件12上所述两个工作面12A、12C交汇处为前端，转子柱销6和定子柱销5的耐磨构件12的径向工作面前部为标准的锯齿形表面，该标准锯齿形表面上设有锯齿51；径向工作面的末端设置有一个第二异形锯齿12D，该第二异形锯齿12D的顶部宽度至少是径向工作面前部锯齿51齿底宽度的两倍。

[0038] 如图4、图3以及图5和图6所示，定子柱销5以定子盘7的轴线为中心沿圆周方向均匀分布安装在定子盘7（图4中用实线轮廓表示）上，转子柱销6以转子盘8的轴线为中心沿圆周方向均匀分布安装在转子盘8（图4中用虚线轮廓表示）上，除最内圈转子柱销6只有外侧有一圈定子柱销5外，其余每圈转子柱销6都夹在内外各一圈定子柱销5之间。
定子柱销5的耐磨构件12面对物料的径向表面（即耐磨构件12的径向工作面12C）是定子柱销5径向工作面21，该工作面末端的顶部特别宽的第二异形锯齿作为定子柱销5径向工作面异形锯齿20。与定子柱销5径向工作面21垂直相交的定子柱销5内侧切向表面（即耐磨构件12的切向工作面12A）是定子柱销5切向工作面23，定子柱销5切向工作面23末端的顶部特别宽的第一异形锯齿即定子柱销5切向工作面异形锯齿22。转子柱销6上耐磨构件12面对物料的径向表面（即所述耐磨构件12的径向工作面12C）是转子柱销6径向工作面25，工作面25末端的顶部特别宽的锯齿（即所述的第二异形锯齿）是转子柱销6径向工作面异形锯齿26。与转子柱销6的径向工作面25垂直相交的转子柱销6外侧切向表面（即耐磨构件12的切向工作面12A）是转子柱销6的切向工作面27，该工作面末端的顶部特别宽的锯齿（即所述第一异形锯齿）是转子柱销6切向工作面异形锯齿28。

[0039] 如图4、图5和图6所示，本发明的转子按图4箭头所示方向旋转时，转子柱销6与定子柱销5之间的径向间隙总是一个从最大间隙到最小间隙的变化过程。转子柱销6开始接近某一定子柱销5时，转子柱销切向工作面27上第一个锯齿尖端与定子柱销5切向工作面23上第一个锯齿尖端的最小径向间距称作转子柱销6与定子柱销5之间的最大间隙L1（如图4中A区域和放大的图5所示）。转子柱销6即将远离某一定子柱销5时，转子柱销切向工作面异形锯齿28的齿顶与定子柱销5切向工作面异形锯齿22的齿顶之间的最小径向间距称作转子柱销6与定子柱销5之间的最小间隙L2（如图4中B区域和放大的图6所示）。为追求高效，本发明设计时，应尽可能缩小最小间隙数值，同时要保证最大间隙L1的数值是最小间隙L2的4～20倍。

[0040] 本发明工作时，由进料口2进入机壳4内定子盘7和转子盘8之间的空间的物料在转子旋转形成的离心力、风力及转子柱销6的撞击力作用下从机壳4中心向外缘运动。物料颗粒在运动过程中，穿过转子柱销6与定子柱销5之间狭小的空隙时，被至少3圈转子柱销6反复撞击或被钳持在转子柱销6和定子柱销5之间挤压剪切破碎后，经出料口1排出。

[0041] 本发明用于加工粒度小于转子柱销6与定子柱销5之间最小间隙L2的物料时，转子柱销6和定子柱销5不可能同时接触物料颗粒，设备主要靠转子柱销6撞击达到粉碎物料目的，所以在这种情况下本发明可称作高效撞击磨粉机。高效撞击磨粉机在工作过程中，所有入机物料在转子旋转离心力、风力和转子柱销6撞击力的作用下，都肯定会同时作圆周方向运动和由内向外的径向运动，即所有入机物料都会同时在周向和径向两个方向运动。撞到定子柱销径向工作面21上运动速度骤减的物料颗粒在向外运动、被该定子柱销5外侧的转子柱销6撞击时，撞击强度必然增大。而撞到定子柱销切向工作面23上运动速度骤减的物料颗粒，则被该定子柱销5内侧的转子柱销6撞击，撞击强度的增幅更大。本发明中转子柱销6与定子柱销5之间最大间隙Ｌ１都在4mm以上（现有撞击磨粉机转子柱销6与定子柱销5之间的间隙多为1mm），意味着本发明工作时能进入转子柱销6与定子柱销
5之间的空隙的物料量至少是现有技术的两三倍。因为所有物料都沿周向和径向两个方向运动，所以这部分物料中至少有80%会撞击到定子柱销5切向锯齿形工作面上，使两个方向的运动速度都骤减为零。本发明转子柱销切向工作面27上至少有6个锯齿，转子柱销切向工作面异形锯齿28与定子柱销切向工作面异形锯齿22之间的最小间隙L2的设计尺寸为
1mm，转子柱销切向工作面异形锯齿28之前的锯齿，每前移一个锯齿位，锯齿与定子柱销5切向工作面异形锯齿22之间距离增大0.2mm。因为转子柱销6切向工作面上锯齿数量多，这些锯齿与定子柱销5切向工作面距离大多小于2mm（撞击磨粉机在面粉厂长期大量应用的实践证明转子柱销6与定子柱销5之间间隙为2mm时，设备仍有相当好的粉碎功能），再加上本发明定子柱销切向工作面21由于设有锯齿，能把大量物料颗粒的运动速度骤减为零，使撞击强度大幅度提高，所以本发明做高效撞击磨粉机用时，粉碎率比现有撞击磨粉机的粉碎率和已公布新技术样机试验的实测粉碎率都高1倍左右。

[0042] 本发明用于加工粒度大于转子柱销6与定子柱销5之间最小间隙L2的物料时，本发明主要靠转子柱销6与定子柱销5对被钳持在两者之间的物料颗粒施加挤压剪切作用力达到粉碎物料目的，所以在这种情况下本发明可称作高速挤压剪切粉碎机（转子柱销6线速度大多在60m/S以上）。高速挤压剪切粉碎机工作时，由进料口2进入机壳4 的物料在转子柱销6与定子柱销5之间距离相对较大时靠近定子柱销5，转子柱销6靠近每个定子柱销5，两者之间距离逐渐减小，在两者之间距离与物料颗粒粒度趋于相等的瞬间，转子柱销6和定子柱销5一起钳持住物料颗粒，转子柱销6继续运动，巨大的挤压剪切力使物料颗粒迅速粉碎。本发明中，将定子柱销5安装到定子盘7上时，使定子柱销5的切向工作面和与其相交的以定子盘7轴线为中心线的圆柱面（即A柱面52）的切面之间的夹角α为5°～
20°角；转子柱销6安装到转子盘8上时，也要使转子柱销6的切向工作面和与其相交的以转子盘8轴线为中心线的圆柱面的切面间的夹角β为5°～20°角；这就保证了转子柱销
6和定子柱销5能把绝大部分位于两者之间的物料颗粒钳持住，并形成两个锯齿工作面对搓的工作状态。所以，针对所有材质的固体物料，只要其粒度大于所述最小间隙L2，本发明都能够作为高速挤压剪切粉碎机对其进行有效粉碎，且物料粉碎率（指出机物料被粉碎的几率）和粉碎效率（表征粉碎物料的快慢）远高于同类粉碎机械。

[0043] 本发明在柱销的耐磨构件12上设置宽度加大的异形锯齿，适当加大柱销整体、异形锯齿尺寸等措施能把柱销使用寿命提高十几倍，甚至几十倍，使柱销（包括转子柱销6和定子柱销5）能适应高速挤压剪切粉碎机加工高强度物料时柱销磨损较快的特殊情况，保证高速挤压剪切粉碎机能在相当长的时间内高效运转。

[0044] 研发说明：

[0045] 如背景技术所述，本发明的发明人通过样机试制和大量试验发现了已公布新技术存在的能导致该项技术所有目的无法实现的三大缺欠，并在此基础上进一步分析研究撞击粉碎和挤压剪切粉碎设备的工作原理及影响粉碎设备粉碎率和效率的因素，摸索出克服已公布新技术缺欠，实现并明显超越已公布新技术设想的目标的技术方案。相关研发工作包括：

[0046] （1）根据动力学碰撞原理和固体变形和粉碎相关理论分析，所有颗粒状固体材料都拥有能保持其固态形状不变的结合能。只有作用在该物料颗粒上的外力赋予物料颗粒的变形能超过物料颗粒的结合能时，物料颗粒才能破碎，否则外力所做的就都是无用功。因此，提高粉碎机的粉碎率和工作效率的有效方法应是把外力强度提高到足以破碎物料颗粒的程度和增大足以破碎物料颗粒的物料的作用的次数。理论分析和大量实践证明，转子柱销6与定子柱销5之间间隙越小，粉碎机粉碎率越高。已公布新技术试图用在转子柱销6设置与切向工作面夹角α为15°～35°的倾斜工作面和锯齿形切向工作面的方法增加能破碎物料颗粒的有效撞击次数，提高粉碎率，但因α角过大和第一个锯齿遮挡，后面锯齿碰不到物料，没能有效达到目的。本发明使用下述技术手段克服了已公布新技术的缺欠，达到提高设备粉碎率的目的：在安装转子柱销6时，使转子柱销的切向工作面27和与其相交的以转子盘8轴线为中心线的圆柱面（A柱面52）的切面夹角β为5°～20°。

[0047] （2）本申请的发明人创造性地根据样机功能试验和柱销耐磨试验的检测数据分析，不仅发现了已公布新技术定子柱销5磨损过快的缺欠，而且认识到已公布新技术仅以转子柱销6磨损和锯齿数量磨损为依据分析判断柱销使用寿命是不全面的。正确的方法应是转子柱销6和定子柱销5兼顾和以磨损量为分析依据。据此，我们研发出克服已公布新技术柱销寿命短的缺欠的方法是：在柱销耐磨构件12的切向和径向工作面末端各设置一个顶部宽度比其它锯齿51齿底宽度至少大2倍的异形锯齿。若以转子柱销6靠近定子柱销5处硬质合金磨损掉2mm为寿命极限分析，因异形锯齿是现有撞击磨粉机转子柱销6硬质合金片厚度的2倍，所以本发明中柱销的使用寿命至少是现有撞击磨粉机转子柱销的两倍，若考虑异形锯齿前方锯齿的功能和作用及定子柱销5使用寿命同等延长的作用，则此数据至少要翻两番。

[0048] （3）理论上分析，具有挤压剪切粉碎功能是已公布新技术的一大优势。它不仅开创了用高速运动的转子柱销6直接挤压剪切位于转子柱销6和定子柱销5之间的物料颗粒达到粉碎目的的全新的工作方式，拓展了粉碎设备适用范围（能用于粉碎塑料、橡胶等韧性材料），而且根据本发明结构简单，有效电能利用率高和几乎所有固体材料抗剪切强度只是抗压强度的1/2左右等情况分析判断，高速挤压剪切粉碎机是效率最高的粉碎机。然而，如背景技术中所述，试验数据显示，已公布新技术做高速挤压剪切粉碎机用的效果也不够理想。根据样机功能试验结果，我们分析，高速挤压剪切粉碎机转子运转时，转子柱销6倾斜工作面能与定子柱销5切向工作面一起钳持住物料颗粒并对其施加挤压剪切力，同时也能单独对物料颗粒施加迫使其向前运动的推力。试验证明，在一定范围内，转子柱销6倾斜工作面与切向工作面夹角减小，钳持住物料颗粒的几率增大（表现是设备粉碎率提高），推动力减小；反之转子柱销6倾斜工作面与切向工作面夹角增大，则钳持住物料颗粒的几率减小，推动力增大。已公布新技术做高速挤压剪切粉碎机用效果不理想的主要原因之一是转子柱销6倾斜工作面与切向工作面夹角过大，另一主要原因是参与粉碎作业并有挤压剪切粉碎功能的锯齿太少。本发明克服了已公布新技术的缺欠；按改进后的技术方案研发成功的样机做高速挤压剪切粉碎机用的功能试验检测数据显示，其粉碎率比已公布新技术高50%以上。

[0049] 按动力学碰撞原理和粉碎设备工作原理分析，与空间撞击相比，转子柱销6和定子柱销5对钳持在两者之间的物料颗粒施加的作用力比空间撞击时物料颗粒受到的作用力至少大几倍，甚至十几倍；而且施加作用力的每个转子柱销6（所有转子柱销6）都是与转子盘8、轮毂9和电机10转子固定成一体的，每个转子柱销6拥有的动能都与所有这些零部件拥有动能的总和等值。与任何材质的任意一个物料颗粒的结合能相比，转子柱销6拥有的动能都几乎是无穷大的。因此，可以断言：针对所有材质的固体物料，只要其粒度大于所述最小间隙L2，只要柱销不断，本发明都能够作为高速挤压剪切粉碎机对其进行有效粉碎，且物料粉碎率（指出机物料被粉碎的几率）和粉碎效率（表征粉碎物料的快慢）远高于同类粉碎机械。适用范围广无疑是本发明一大优势。

[0050] 需要特别阐明的是：本发明做高速挤压剪切粉碎机用，特别是用于加工矿石等高强度物料时，柱销的磨损速度要比现有加工小麦的撞击磨粉机快十几倍，甚至几十倍。所以柱销是否有足够长的使用寿命也是决定本发明能否做高速挤压剪切粉碎机使用的关键条件。长期大量实践检测数据显示，在面粉厂使用5年的撞击磨粉机转子柱销硬质合金片的棱角部分磨损掉1mm左右。已公布新技术柱销耐磨构件上锯齿的高和齿底宽都是1mm。这样，按高速挤压剪切粉碎机柱销磨损速度快十倍推算，已公布新技术转子柱销耐磨构件上锯齿使用6个月就会磨光，按60倍推算则只需一个月就磨光了。显然，按柱销使用寿命分析，已公布新技术是不能当高速挤压剪切粉碎机用的。本发明在柱销上设置顶部加宽的异形锯齿可保证把柱销寿命提高4～10倍。显然，上述措施足以保证本发明能做高速挤压剪切粉碎机用。另外，根据硬质合金是迄今为止粉碎设备中采用的耐磨性能最好的材料分析，按粉碎同等数量物料颗粒考核，本发明易损件的使用寿命也是最长的。

[0051] （4）根据现有撞击磨粉机主要靠以60m/S线速度运动的转子柱销6径向光滑工作面撞击物料颗粒就拥有了相当可观的粉碎功能分析，撞击粉碎机改进创新不应忽视径向工作面撞击的作用。通过创造性分析，发明人考虑到被撞击物料颗粒在光滑平面移动带走部分动能，会使撞击强度和效果降低，我们把转子柱销6和定子柱销5大部分径向工作面改成标准锯齿形，并在两者末端都设置了一个顶部特别宽的异形锯齿（这也是减缓柱销磨损，延长使用寿命的必要手段），试验证明此举能使本发明的粉碎率和效率明显提高。