高产低耗碾米机的设计原理
按本质意义讲,所谓碾米即是借助外界工件和米粒自身的物理机械作用,去除籽仁的皮层,以制成某种精白米的过程。
我们知道,碾米机的核心部分是碾白室,一般包括如下几个基本工作构件:碾辊,分砂辊、铁辊两大类。另外,大都附有进料和排料装置。筛筒、套筒或两者以剖分式相结合。有些还在筒体内部安置米刀及其他形式的阻力器.
图1所示的,为粮食部湖北科研所在前几年试制成功的NM30型横式砂辊米机主体部分的典型结构。
为了阐明碾米机的工作原理,首先必须搞清楚碾白室内米粒群的物理结构特性与碾白效应的关系;实际上,这乃是运用力学、数学手段处理此一专题的基本前提.通常,待加工的米粒群是由许多近似于椭园体(糙米、高粱),戈球体(谷子)之类的弹性颗粒所组成的,而且它们完全具备了散粒体的主要特征。表现在:本身毫无抗拉能力,抗剪能力也仅在内摩擦极限之内。当物料被转辊带动以至充满碾白室的环形空间时,受一定的轴向压力作用能呈现一种特殊的,既不同于固体又不同于液气体的“半流动性”,且通过各颖粒的接触点传递压力、重力和摩擦力。结果,米粒之间以及米粒与内外工作构件壁面之间必随之产生与主动力相垂直的侧向压力。
此力大小,在很大程度上取决于散粒体的内摩擦角,由实验测定。考虑到内摩擦强度同物料颗粒的形状尺寸、表面性质、接触状态、温度湿度、含糠多少等诸因素均有极密切的关系,所以,采取适当措施,甚至喷射冷风,对物料加强搅拌自动分级,加速排糠除碎降温,无疑都会有助于提高米粒群的散落性能、侧向压力和碾白效果的.
据此,进而断定,只要米粒群被一端推压而沿碾白室产生了轴向流动,那末一般就很难出现大于一颗米粒的自由空隙和弹跳空间。在这种情况下,倘若控制得好,还能围绕主动碾辊产生由里到外的逐“层”环流-一相对的滑动和滚动。因之,每一颗粒的合成运动轨迹应是一条空间螺旋线。当碾辊线速有足够大,且米层间的速度梯度也有足够大的话,录然,一种动压力,即离臼喷性力所起的作用就不可忽略不计了。
可见,上述这一切,都确实是促使连续米流实现均匀碾白决不可少的条件。然而,欲达到规定的碾白精度,尚得控制适宜的工作时间。于是又要求确定相应的碾白室长度和米流轴向速度,而后者却同设备的生产能力直接相关。为加快碾白过程,一个重要的解决矛盾的途径,在于尽最设法改善碾白室,的结构形式及其表面性质。当然,我们希望碾压要轻些,开糙要容易些,以便全质、高产、低耗。