高產(chǎn)低耗碾米機的設(shè)計原理
按本質(zhì)意義講,所謂碾米即是借助外界工件和米粒自身的物理機械作用,去除籽仁的皮層,以制成某種精白米的過程。
我們知道,碾米機的核心部分是碾白室,一般包括如下幾個基本工作構(gòu)件:碾輥,分砂輥、鐵輥兩大類。另外,大都附有進料和排料裝置。篩筒、套筒或兩者以剖分式相結(jié)合。有些還在筒體內(nèi)部安置米刀及其他形式的阻力器.
圖1所示的,為糧食部湖北科研所在前幾年試制成功的NM30型橫式砂輥米機主體部分的典型結(jié)構(gòu)。
為了闡明碾米機的工作原理,首先必須搞清楚碾白室內(nèi)米粒群的物理結(jié)構(gòu)特性與碾白效應(yīng)的關(guān)系;實際上,這乃是運用力學(xué)、數(shù)學(xué)手段處理此一專題的基本前提.通常,待加工的米粒群是由許多近似于橢園體(糙米、高粱),戈球體(谷子)之類的彈性顆粒所組成的,而且它們完全具備了散粒體的主要特征。表現(xiàn)在:本身毫無抗拉能力,抗剪能力也僅在內(nèi)摩擦極限之內(nèi)。當(dāng)物料被轉(zhuǎn)輥帶動以至充滿碾白室的環(huán)形空間時,受一定的軸向壓力作用能呈現(xiàn)一種特殊的,既不同于固體又不同于液氣體的“半流動性”,且通過各穎粒的接觸點傳遞壓力、重力和摩擦力。結(jié)果,米粒之間以及米粒與內(nèi)外工作構(gòu)件壁面之間必隨之產(chǎn)生與主動力相垂直的側(cè)向壓力。
此力大小,在很大程度上取決于散粒體的內(nèi)摩擦角,由實驗測定。考慮到內(nèi)摩擦強度同物料顆粒的形狀尺寸、表面性質(zhì)、接觸狀態(tài)、溫度濕度、含糠多少等諸因素均有極密切的關(guān)系,所以,采取適當(dāng)措施,甚至噴射冷風(fēng),對物料加強攪拌自動分級,加速排糠除碎降溫,無疑都會有助于提高米粒群的散落性能、側(cè)向壓力和碾白效果的.
據(jù)此,進而斷定,只要米粒群被一端推壓而沿碾白室產(chǎn)生了軸向流動,那末一般就很難出現(xiàn)大于一顆米粒的自由空隙和彈跳空間。在這種情況下,倘若控制得好,還能圍繞主動碾輥產(chǎn)生由里到外的逐“層”環(huán)流-一相對的滑動和滾動。因之,每一顆粒的合成運動軌跡應(yīng)是一條空間螺旋線。當(dāng)碾輥線速有足夠大,且米層間的速度梯度也有足夠大的話,錄然,一種動壓力,即離臼噴性力所起的作用就不可忽略不計了。
可見,上述這一切,都確實是促使連續(xù)米流實現(xiàn)均勻碾白決不可少的條件。然而,欲達到規(guī)定的碾白精度,尚得控制適宜的工作時間。于是又要求確定相應(yīng)的碾白室長度和米流軸向速度,而后者卻同設(shè)備的生產(chǎn)能力直接相關(guān)。為加快碾白過程,一個重要的解決矛盾的途徑,在于盡最設(shè)法改善碾白室,的結(jié)構(gòu)形式及其表面性質(zhì)。當(dāng)然,我們希望碾壓要輕些,開糙要容易些,以便全質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。
