瀑布式碾米機的結(jié)構(gòu)和性能介紹
由原始遠古時代的石滾、石磨簡單的碾壓稻谷，發(fā)展到如今先進而復雜的現(xiàn)代化碾米加工。在大米加工流程中，我們首先追求的是能減少碎米，就能夠提高出米率；能節(jié)省動力，就能降低電耗的設(shè)備。為此，嘗試這種新的加工方法，逐步地解決碾米過程中大米易碎的難題。
1 傳統(tǒng)碾米機存在的問題
1.1理論分析
碾米機是加工稻谷工藝中的主要機器，目前大家使用的碾米機，雖然經(jīng)過百年時間的發(fā)展與完善，但還是存在一些問題。如：立式砂輥碾米機（上進料）在碾米過程中，糙米進料時通過螺旋輸送器從上而下，沿主軸帶動的N節(jié)砂輥，最后從米機出口嘴流出，由于在碾白室內(nèi)，糙米在剛開始時沒有遇到阻力或陰力較小，影響糙米之間的翻動，造成糙米與砂輥、米刀的磨擦阻力也較小，此時開糙碾白效果是非常不理想的；隨著糙米越往出口處移動，在受到壓力門控制作用下，米粒流動所受的阻力才逐漸增大，米溫隨之增高，此時碾米機才真正起到開糙碾白的效果，但此段砂輥的范圍內(nèi)面積較小，米溫過高時就易產(chǎn)生碎米。臥式砂輥碾米機的情況，基本同上相似，也就是說，目前傳統(tǒng)的砂輥碾米機，發(fā)揮作用的砂輥的范圍面積太有限了，在靠近碾米機的出口端方向，只是部分地方有工藝效果，其中有效長度與面積，不足總體砂輥總長與面積的二分之一。
1. 2現(xiàn)象與數(shù)據(jù)
關(guān)于上述碾米機存在不足的分析，我們還可以以下現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得到證實。
在碾米機正常工作時，短時間內(nèi)打開碾米機的操作門，可以觀察到，越靠近碾米機出口處，從米篩排出的米糠量越多，而靠近螺旋輸送器（進料端），從米篩排出的米糠量很少或基本沒有；排出米糠量大的，證明此段范圍內(nèi)開糙正常，工藝效果好；反之，說明這段范圍內(nèi)的開糙效果，很差或沒有任何效果。
另外，米刀（阻力條）、米篩以及砂輥所在的裝配位置不同，使用的壽命也不相同。如：常用的40型和46型立式砂輥碾米機，在加工大米3 000~5 OOOt時，位置靠近進料端的第一節(jié)砂輥（錐型），被磨損量極小，接下來的第二、第三和第四節(jié)砂輥，磨損也不多，可繼續(xù)使用，而往下第五、第六和第七節(jié)砂輥連同米刀（阻力條），磨損的程度很嚴重，繼續(xù)使用則影響工藝效果，影響出米率；通常建議用戶把最下端三節(jié)砂輥，與第二、第三、第四節(jié)砂輥的裝配位置互換，米刀和米篩也是按類似方法換位，來延長配件的壽命。
臥式砂輥碾米機的磨損情況也是如此，如國內(nèi)常用的16, 18, 25和30型等各類砂輥碾米機，在加工大米4}6個月時，靠出口端的砂輥（其真正有效面積有的只有整體面積的40%~50%）被磨損后凸凹不平，有的更嚴重現(xiàn)象是局部地方兩端高，中間凹，如不更換，米粒在此處不易流動，反復的過碾，明顯的造成碎米率增加，用戶此時覺得更換整套砂輥費用高，不換砂輥又影響出米率，因此左右為難。
以上這些現(xiàn)象充分說明，目前使用的砂輥碾米機在碾白室內(nèi)，只是部分段面積有工藝效果，這樣的結(jié)果會造成局部范圍內(nèi)，有的米溫過低，有的米溫過高。如米溫過低時，就可能沒有開糙效果，而米溫過高時，就會過碾，直接產(chǎn)生爆腰，增加碎米率，特別是加工長粒型粕米，那就更容易碎，嚴重影響出米率。
2 螺旋輸送器
螺旋輸送器的主要作用是在加工過程中輸送糙米。螺旋輸送器的材料為鑄件或鋼件，硬度越硬壽命越長，但越硬越易損壞糙米；螺旋輸送器外徑與進料襯套設(shè)計的間隙通常為4一5mm,稻谷脫殼后糙米外型尺寸（長×寬×厚）為（5一8）×（2一2 , 51×（1.5一2）（mml,這種情況下輸送各類形狀糙米時，都會不同程度的產(chǎn)生碎米；另外，所有臥式砂輥碾米機每一次加工后或暫時停機，進料襯套與螺旋輸送器內(nèi)的空間都留有不少未排出的殘留米，這些現(xiàn)象的存在均不利于提高出米率。
3 “瀑布”式新型碾米機
3. 1設(shè)備創(chuàng)新的主要特點
�。�1）新型碾米機設(shè)計時省去螺旋輸送器，同時也省掉了相配套零件進料襯套，使進料端軸承座比原有零件的制造簡單，從而降低了生產(chǎn)成本；每粒糙米靠自重從上至下流動進入碾白室，也就相應地降低了電耗。
�。�2）“瀑布”式的進料和工作的最大亮點是糙米在進入碾白室后與砂輥表面接觸，從開始到結(jié)束之間，都能夠充分的發(fā)揮最佳的工藝效果�！捌俨际健毙滦湍朊讬C結(jié)構(gòu)如圖1所示。
糙米從進料斗流入碾白室時，類似碧谷機的淌板進料，像“瀑布”般，料面寬、料層��；為控制米粒在碾白室加工的時間，設(shè)計有專用砂輥（注：試驗時選用光輥或外徑上各類帶凹槽型砂輥，如梅花形狀的砂輥，見圖2），糙米沿著砂輥的旋轉(zhuǎn)方向，按照設(shè)計的“S”形的工藝流程路線（見圖3），在4組碾白室內(nèi)流動。米粒與米粒、米粒與砂輥、米粒與米篩等之間，能反復摩擦，受力均勻，同時在負壓吸風作用下，使碾白室的米溫更低，產(chǎn)生的碎米就會盡可能的減少；如加工胚芽米，就比傳統(tǒng)的碾米機顯示出更多的好處。
圖1 18×61×4型砂輥碾米機外型圖
圖2 梅花形砂輥配后示意圖
圖3 18×61×4型砂輥碾米機剖視圖
圖4 同步帶傳動示意圖
�。�3）由于碾白室內(nèi)的砂輥，在長度方向是同時接觸糙米，使常用的有關(guān)配件，如米篩、砂輥等的磨損均勻，磨損量相對減少，從而保證加工時工藝效果質(zhì)量穩(wěn)定，正常工作的周期相應增長，比傳統(tǒng)碾米機的配件增長使用壽命30%一50，同時也降低了操作工的勞動強度。
�。�4）新型碾米機的配備有圓弧形和八角形兩套米篩，加工釉米采用圓弧形米篩，可避免長粒形釉米因形狀細長、米�？箟盒圆畹炔蛔阋蛩兀M量提高整米率；加工粳米采用八角形米篩，可增加米粒在碾白室內(nèi)的停留時間，提高開糙碾白的工藝效果。此外，米篩與砂輥之間的“存氣”均可調(diào)節(jié)，用戶可按品種性質(zhì)與外形和出米的精度，選擇適當?shù)拈g隙。
由于兩套米篩的篩架徑向結(jié)構(gòu)均不是封閉型，在每次加工后或其它原因停機時，米粒均可以從出料口流出，在碾白室內(nèi)無殘余米�；蛄粲袠O少量的殘米，這樣的效果對減少了碎米率是非常有利的。
�。�5）傳統(tǒng)碾米機內(nèi)的米刀（阻力條），可使碾白室內(nèi)增加阻力，是用來提高碾白精度的有效方法，但也是影響碎米率的主要因素，本機設(shè)計時省去米刀，主要依靠米粒之間的磨擦來開糙，避免米粒因受米刀的硬性碰擊而損傷，從而降低碎米率。
�。�6）新型碾米機采用雙面同步帶傳動（見圖4）。
本機選擇是1臺電動機，通過雙面同步帶傳動4組砂輥，其中2組（砂輥1#和砂輥3#）旋轉(zhuǎn)方向為順時針，另2組（砂輥2#和砂輥4#）旋轉(zhuǎn)方向為逆時針；如用三角帶則需2臺電動機，傳動結(jié)構(gòu)在機架寬度方向所占空間偏大不利于操作。（目前暫不采用，今后可能試用。）同步帶傳動效率可達98%一99.5，比其他機械傳動效率高，同時也就有節(jié)能效果。因此，碾米設(shè)備大量應用同步帶是未來發(fā)展的趨勢。
雖然同步帶傳動有眾多優(yōu)點，若有關(guān)帶輪和同步帶的設(shè)計、制造或使用不當，都可能導致同步帶的早期磨損與突然斷裂（也是一次冒風險的試驗）。
�。�7）新型碾米機進料座配有料位器和氣動插門，用戶根據(jù)具體情況，可選擇自動和手動操作。
4 技術(shù)參數(shù)和指標
技術(shù)參數(shù)：產(chǎn)量4 000一5 OOOkg/h，品種為釉稻和粳稻，風量2 400m3/h，風壓（靜壓）-980~1 470 Pa（一100~150mmH20），主機轉(zhuǎn)速1 296r/min ,碾米機砂輥長度18cmX直徑61 cmX4組，電動機功率15~18kW，外型尺寸1 633mm×704mm×2 086mm（長×寬×高）。
技術(shù)指標：碎米率低于全國平均水平20%~30%,電耗低于全國平均水平30%~50%。
