毕业设计（论文）-LNF15型砂辊碾米机的设计

LNF15型砂辊碾米机的设计摘要：碾米就是借助旋转的碾辊使米粒与碾白室构件及米粒与米粒之间产生相互碰撞、摩擦及翻滚等运动，通过碾削及摩擦擦离等作用将米粒表皮部分或全部去除，使之成为符合预定质量要求的大米的加工过程。按碾辊材质的不同，碾米机可大致分为砂辊碾米机和铁辊碾米机。与铁辊碾米机相比，砂辊碾米机具有碰撞及翻滚等作用柔和以及碎米率低、电耗低、出米率高和生产效率高等优势。LNF15型砂碾米机用于糙米表面的皮层部分剥除，使之成为白米。干净的糙米有进料斗进入碾白室，被螺旋推进器推向砂辊并沿砂辊表面螺旋前进，按一定线速度旋转的砂辊锐利的砂粒，研削糙米皮层，并使米粒与米粒，米粒与米筛相互摩擦，使其开糙及碾白，同时，通过喷风作用，迫使糠粉脱离米粒，穿过筛孔排出碾白室。并且采用喷风低温碾米技术，将以其均匀的碾削力，极低的碎米率，流畅的出糠，可靠的性能和极强的适应性，使加工的大米更加光洁完整、增碎率更低、出整率更高、设备成本也有一定程度的降低，不管是单机碾白还是多机连用，都能达到较好的效果，这样就更能满足广大客户的要求，提高了大米加工的综合效益。关键词：碾米；LNF砂辊碾米机；综合效益

DesignofLNF15SandRollWhitenerAbstract:RiceMillingismadewiththerotarygrindingrollerletriceandgrindingthewhiteroom'scomponentsorriceandriceproducethecollision,frictionandrolling.Itisbycuttingandgrindingorfrictiontoremovepartorallofagrainofriceepidermal,andthenmakingitmeettheintendedqualityrequirementsoftheprocessingofrice.Bydifferentmaterialsofgrindingrollers,ricemillingcanbebroadlydividedintothesandrollerricemillingandironrollerricemilling.Comparedwiththeironrollerricemilling,thesandrollerricemillinghastheeffectofcollisionsandrollingandthelowbrokenricerate,lowpowerconsumption,highwhitericeyieldandhighproductionefficiency.LNF15sandrollerricemillingusethetechnologyofjetaircoolingtosmoothrice,reducebrokenricerate,risewhitericeyieldandreduceEquipmentcostsinsomeextentwithit'suniformmillcutability,lowestbrokenricerate,affluentoutbran,reliableperformanceandstrongadaptability.Whetheritissinglemillingwhiteormulti-grindingmachineusedinconjunction,alsocanachievegoodresults,sothatitwillbebettertomeettherequirementsofourcustomers,improvetheoverallefficiencyofriceprocessing.Keywords:RiceMilling；LNFSandRollerRiceMilling；comprehensivebenefits

目录1前言 11.1碾米机工业在国家经济的地位和作用 11.2国内外碾米机工业的发展现状 11.3碾米机的分类 22设计要求及主要参数 32.1设计要求 32.2LNF15型砂辊碾米机技术性能参数 33设计方案的选定 43.1LNF15型碾米机设计方案的确定 43.2LNF15型碾米机总体结构设计 83.2.1电动机的选择 83.2.2风机的选择 83.2.3进料机构的设计 93.2.4机架和机座的设计 93.3设计难点和重点 94主轴部件的确定 104.1碾米砂辊 104.1.1粒度 104.1.2硬度 104.1.3辊形 114.1.4

槽宽及槽深 114.1.5

推进角 124.1.6通风孔的位置及通风面积 124.2其它各种部件的结构及外型尺寸的确定 124.2.1压筛条 124.2.2米筛 134.2.3筛托架 144.2.4螺旋推进器 144.2.5进料端轴承座 145轴的设计 155.1轴的结构设计原则 155.2轴的计算 155.2.1按扭转强度条件计算 155.2.2按弯扭合成强度条件计算 175.3校核轴的强度 176V带传动的设计计算 186.1原始数据及设计内容 186.2设计步骤和方法 206.2.1确定计算功率Pca1 206.2.2选取普通V带带型 206.2.3确定带轮基准直径 206.2.4确定普通V带的基准长度和中心距 206.2.5验算主动轮上的包角 216.2.6计算V带的根数Z1 216.2.7计算预紧力F01 226.2.8计算作用在轴上的压轴力Fp1 226.2.9带轮的材料 236.2.10带轮的结构设计 237碾米效率的评定 237.1精度 237.1.1.留皮 237.1.2色泽 237.1.3留胚 247.1.4糙米不均率 247.2糙出白率 247.3碎米率和增碎率 247.4完整率 257.5物料损失率 257.6吨料电耗 257.7纯工作小时生产率 257.8标定单位功率生产率 268.1设备的用途、工作原理 268.2主要技术参数 268.3设备结构 268.4操作调整 278.5维护与保养 288.6使用注意事项 299碾米机的常见故障及排除方法 3010结论 33参考文献 34致谢 351前言碾米就是指通过外力将糙米表面的皮层（即糠层）部分或全部剥除，使之成为白米的过程。碾米机是运用机械加工方法将糙米表面的米皮剥除，使之成为符合规定等级标准要求的成品米的设备，它是稻谷加工成套设备中的关键设备之一。1.1碾米机工业在国家经济的地位和作用碾米工业是一个历史久远，与人民生活息息相关的重要行业。碾米工业技术含量的高低，从一个侧面反映了国家的生活状况和科技水平。建国以来，在很长一段时间里我国的碾米工业一直停留在粗加工水平上，工艺落后，设备陈旧，技术进步迟缓。而随着人们生活水平的提高，等级米的区分越来越细，进而碾米机得到了迅速发展。民以食为天，国以粮为本。粮食是人类最宝贵的资源，是国民经济的基础，是粮食工业的主要原料。小麦和稻谷是我国主要的粮食作物，小麦的年产量1亿多吨，稻谷年产量2亿多吨。将稻谷加工成大米的工艺过程称为碾米，通过碾米，可是农产品转化为食品行业的使用原料及家庭的主要原料，既保证了市场的供应，丰富了人们的生活，又实现了产品的增值，为国家积累了财富。粮食加工制品是全民生活消费的主要食品原料。尽快提高粮食加工的技术水品，改善其产品结构，对进一步完善粮食供应的市场机制，保障与提高人民的生活水平，促进我国现代化建设，具有重要的作用，在我国的国民经济中占有重要的地位。1.2国内外碾米机工业的发展现状新中国成立后碾米机械工业的发展很迅速，1974年碾米机械的标准化、系列化选型定型工作奠定了在国际上的地位；20世纪80年代后期，水稻生产发展大规模的引进、消化并吸收国外先进技术，碾米设备的技术向前迈进了一大步，与有关发达国家相比，工艺设备水平、产品结构以及资源利用方面的差距在逐步缩小。目前我国碾米工业正在向集团化、大型化和资源全利用的方向发展。国内现有碾米机械制造企业100多家，比较上规模的有20多家，主要分布在湖南、湖北、江苏、浙江、山东等省；碾米机械的规格齐全，有适合农民家用的小型设备，也有适应不同规模大米加工企业的成套设备，如成套碾米设备，小规模的有15t/d，大规模的达到100t/d，其中15t/d、24t/d、50t/d为市场的主流。国内大多数米厂的工艺流程为：稻谷（原料）——平面回转清理筛选进行除杂——吸式比重去石机去石——压轮紧辊砻谷机脱壳——单臂连杆重力谷糙分离机谷糙分离——多级碾米机轻碾——厚度分级精选——配米——吸式比重去石机去石——抛光——厚度分级精选——长度分级精选——包装根据大米的不同要求，可适当减去其中相关工序。但是中国的碾米机械工业同瑞士布勒和日本佐竹等国外先进企业的水平相比，还有相当大的差距，仍然存在着生产规模较小、技术装备落后、加工制造精度较低、技术含量不高等问题，制约着行业的发展。日本的碾米机械在世界同行业中发展最为成熟和先进。2000年日本在研削式、摩擦式、加湿碾米等方式的微观研究上,新开发了特殊的免淘米处理装置(NTWP),该装置除本机碾白系统外并增设给水系统和干燥系统,本机碾白系统由湿式加压碾米、热附着式低压搅拌机构、分离干燥机构等3个部分组成由于不需要排水处理装置,这种新开发的特殊免淘米加工装置(NTWP)的运行成本低,并具有成品得率高,白米光泽度好,食味佳,微生物数量少,保质期长,成饭后放置食味不下降等优点。近几十年来，世界各国对碾米的工艺方法进行了许多的探索，如:溶剂浸提碾米——先用米糠油软化糙米皮层，然后在米糠油——己烷混合液中碾白，最终产品为白米、脱脂米糠和米糠油的工艺方法;利用生物酶去皮工艺方法;冷冻碾米法;碱液去皮法;水热处理碾米法等。采用不同的工艺技术的目的是为了改善米质和提高出米率。由于上述方法不同程度地存在工艺过程复杂、生产成本、设备投资等多方面的问题和原因，难以形成工业化生产，至今仍然主要运用碾米机碾米。1.3碾米机的分类碾米机类别很多，根据机械碾米的作用性质可分为摩擦擦离碾白（压力碾白）和碾削碾白（速度碾白）。这种理论只能限于定性分析，不能进行定量计算，但它基本上能反映机械碾米的普遍规律。摩擦擦离碾白所需要的摩擦力，应大于米粒皮层的结构强度和米皮与胚乳的结合力，而小于胚乳的自身结合强度。前者使米皮拉伸、断裂，使米皮和胚乳脱离；后者使米皮在沿表面擦离时不致于产生碎米。它只适用于碾制籽粒结构紧密、质地坚实、耐压强度大的米粒。碾削碾白，就是借助于金刚砂辊筒表面无数密集锐利的砂刃，对米粒皮层进行不断的运动碾削，使米皮破裂、脱落，达到糙米去皮碾白的目的。这种碾白方式，由于碾白压力较小，适宜于碾制籽粒结构强度较差、表皮干硬的粉质米粒，碾米中产生的碎米较少，但成品大米表面的光洁度和色泽都比较差。碾米机按碾辊性质的不同，分为铁辊碾米机和砂辊碾米机两大类。铁辊碾米机即为擦离型碾米机，砂辊碾米机则为碾削型和混合型碾米机。碾米机还可以按照碾米机碾辊主轴的装置形式，分为立式碾米机和横式碾米机两大类。立式碾米机由于其碾白作用较小，一般需要多道碾白，台产量较低，加之立式传动比较麻烦，目前国内使用得比较少。目前国内主要使用横式碾米机。我国长期生产实践的经验证明采用以碾削为主、擦离为辅的混合碾白，可以减少碎米，提高出米率，改善米色，同时还有利于提高产量，降低电耗。随着国民经济的发展,人民生活水平已有很大的提高,因此对主食大米质量的要求也越来越高。而传统的大米加工设备尤其是碾米机，碎米率比较高、出整率较底、加工过程复杂、不便操作，为了满足人们对大米食用品质和外观质量的要求,相应的必须要改进现有的落后的大米加工设备，喷风式米机,由于碾削更加均匀,出糠流畅,加工大米质量有较大提高。而LNF15型碾米机采用喷风低温碾米技术，将以其均匀的碾削力，极低的碎米率，流畅的出糠，可靠的性能和极强的适应性，使加工的大米更加光洁完整、增碎率更低、出整率更高、设备成本也有一定程度的降低，不管是单机碾白还是多机连用，都能达到较好的效果，这样就更能满足广大客户的要求，提高了大米加工的综合效益，这也是本课题的来源。2设计要求及主要参数2.1设计要求本课题主要是设计一种主要用于碾去糙米的皮层使之成为白米的粮食加工设备——LNF15型砂辊碾米机。开发设计出具备优良性能的碾米机，是一个比较复杂、系统的工作。本次毕业设计的主要任务是：LNF15型砂辊碾米机的总体结构设计及相关计算。主要内容及要求如下：1.确定LNF15型砂辊碾米机的总体结构，并对其主轴进行设计计算；2.按时高质量完成毕业设计论文；3.完成结构设计，并完成关键零部件的绘图工作。2.2LNF15型砂辊碾米机技术性能参数生产率：600-1000kg/h；砂辊规格：φ150×400；转速：1400r/min；配套动力：11KW；适用原粮：糙米。3设计方案的选定3.1LNF15型碾米机设计方案的确定？方案一该方案采用径向喷风方式，电机布置在接糠斗下面，由电机直接带动风机和碾米机主轴，其结构紧凑，占用空间小，外形简洁。但也因为此，喷风阻力很大，风机消耗的功率也很大，机内产生的热量无法有效排出，造成该机降低米温的效果不太好（如图1）。1.电机2.风机3.主轴4.进料斗5.出米口6.吸糠斗图1方案一Fig.1OptionOne方案二为了有效降低喷风阻力和风机的功率损耗，提高碾白室的风量和风压，从而降低米温、有效排糠，达到提高大米质量的目的，该方案采用轴向喷风方式，用电机直接带动风机和碾米机主轴。但从图中可看出，其安装维护性不好（如图2）。1.电机2.风机3.吸糠斗4.进风端5.主轴6.进料斗7.出米口图2方案二Fig.2Optiontwo

方案三该方案是在方案二的基础上，适当调整了电机的布局，为此还加了一个机座，虽然占地面积增大了，结构布局也不是很好，但其安装维护性很好，也解决了方案二中存在的风机布局困难的问题。由于本人能力有限，因此它是本次设计的最终方案（如图3）。

1.电机2.风机3.吸糠斗4.出米口5.主轴6.进料斗7.进风端图3方案三Fig.3Optionthree

3.2LNF15型碾米机总体结构设计LNF15型碾米机由主轴部件、进料机构、风机部件、电机、带轮传动机构、机架和机座等部分组成。这里将主轴部件及带轮传动机构的设计放后面详细分析，而本部分只分析其他部件。3.2.1电动机的选择按工作要求和条件，根据机械设计课程设计手册[5]选择Y系列三相异步电动机：Y160M-4。其技术参数如表1。表1Y160M-4技术参数Tab.1Y160M-4Technicalparameters电动机型号额定功率/KW满载转速r/min堵转转矩最大转矩质量/kg额定转矩额定转矩同步转速1500r/min,4级Y160M-41114602.22.3123因为主轴转速需要1400r/min.所以电动机转速要大于1400r/min,又根据技术性能参数，所需额定功率大概为11KW，因此选用Y140M-4电动机，符合所需动力，又不造成能源的过分浪费。3.2.2风机的选择风机的风量及风压决定了米粒在碾白室内的翻滚能力、排糠是否顺畅及能否带走碾削过程中产生的热量，它将决定碾米的质量，但由于国内风机的设计已经很成熟，且与碾米机的设计关系不大，本文只做简要分析及选择。由于设计方案中采用端面进风方式，其进风阻力较小，进风管路采用软的圆管，使得管路上的风力损失比较少，并根据市场上同类产品的风机使用情况，本次设计方案中选择功率为2.2KW的风机。风机结构如图4风机的总装图和图5风机的结构图。

图4风机图5风机的机构图Fig.4FansFig.5Fanchart3.2.3进料机构的设计进料机构是调节糙米进机流量的机构，它由料斗、流量调节机构及螺旋输送器三部分组成。进料斗的主要作用是缓冲，存料以确保连续正常的生产，目前有正方形和圆柱形两种，一般存料量为30—40kg。碾米机的流量调节机构主要有两种形式，一是闸板调节机构，利用闸板开启口得大小，调剂进流量的多少，另一种由全启闭闸板和微量调节两部分组成的调节机构。螺旋输送器可在碾米机工作时对进机流量微调，通过调节进机流量可在一定范围内改变碾白室内的压力,其结构如图6。图6进料斗Fig.6Hopper3.2.4机架和机座的设计机架和机座用于对其他部件的定位，其结构比较简单，材料用HT200，以缓解机构间的震动和降低噪音。机架内包含接糠斗。3.3设计难点和重点LNF15型碾米机是一款横式低温喷风砂辊碾米机，主要是采用碾削碾白及喷风排糠。主轴转速达到1400r/min,设计产量为0.6～1t/h,力在传递过程中，轴向方向的变化比较大，它的使用情况决定了机械的稳定性和使用寿命，由于米粒在碾白室内的受力情况很复杂，加之目前国内关于这方面的研究很少，可参考的资料很少，这是本设计中的难点。碾米机的主轴部件是它的核心部件，它是本次设计中的重点。4主轴部件的确定4.1碾米砂辊砂辊是碾米机最重要的部件，它是碾米质量的决定性因素。碾米砂辊的主要设计参数有：粒度、硬度、辊形、槽宽及槽深、推进角、通风孔的位置及通风面积。碾米砂辊的主要成分是磨料和结合剂，目前制造碾米砂辊的主要磨料，采用的结合剂都是树脂结合剂。这种碾米砂辊具有较好的弹性和耐冲击性，能在高速旋转情况下长期工作，且自锐性能好、碾米效率高、出米率高、电耗低、大米质量好。4.1.1粒度粒度表示磨料颗粒的大小。为保证LNF15型碾米机的单机碾白也有较好的效果，将砂辊设计成两段，碾米砂辊的粒度前粗后细，进料端主要是起开糙作用，因为刚进入碾米机的糙米皮层厚且表面光滑，抗压、抗剪切能力大，为了提高碾米效率，进料端采用粒度号为30,基本尺寸为710-600μm的碾米砂辊；出料端砂辊主要是起碾白作用，因为开糙后米粒表面粗糙且抗压、抗剪切能力的减弱，若再用较粗粒度的碾米砂辊，势必损伤米粒造成碎米，且细粒度有利于提高大米表面质量，所以此段砂辊的粒度细一些，采用粒度号为46，基本尺寸为425-355μm的碾米砂辊。4.1.2硬度碾米砂辊的硬度表示磨料颗粒粘合的牢固程度，它是指碾米砂辊在外力的作用下，磨料脱落的难易程度。若磨粒易于脱落，表明碾米砂辊的硬度低。目前，碾米砂辊硬度常用5个等级表示，见表2。表2碾米砂辊硬度等级及其代号Tab.2Hardnesslevelofrollmillingandthecodeofsand硬度等级中软2中1中2中硬1中硬2代号LMNPQ若碾米砂辊的硬度过高，磨粒脱落困难，自锐性能差，那么米粒发滑而不易脱皮，碾米效率低、电耗高、米温上升快，导致米粒物理机械强度降低而形成碎米；反之，若碾米砂辊的硬度过低，磨料极易脱落，碾米砂辊的磨耗太快，不仅严重影响碾米砂辊的使用寿命，而且脱落的磨粒混在成品中影响大米的质量。所以，碾米砂辊的硬度影响碾米效率、出米率、产量、大米质量及电耗等。为保证NF15型碾米机的出米率，降低碎米率，提高大米质量，将砂辊硬度设定为中2等级。4.1.3辊形碾米砂辊形状主要有异形碾米砂辊、光面碾米砂辊和槽形碾米砂辊；槽形碾米砂辊还可分为直槽碾米砂辊、斜槽碾米砂辊和螺旋槽碾米砂辊。综合各方面考虑，LNF15型碾米机采用螺旋槽砂辊较好。在碾米砂辊的轴向剖面内，前向面与碾米砂辊半径方向的夹角β称为推进角；后向面与碾米砂辊半径方向的夹角为γ；前向面与后向面之间的夹角(β+γ)称为槽形角，见图7。槽形角的大小决定了加工碾米砂辊时刀具（磨具）的规格尺寸，同时也表示槽宽的大小。图7辊形Fig.7contour根据螺旋面的性质，可以得出螺旋槽砂辊的螺旋升角λ=arctg(H/πD)。式中，D为螺旋槽砂辊的直径，单位mm；H为导程，单位mm。4.1.4

槽宽及槽深若碾米砂辊表面的凹槽太窄、太浅，那么碾米砂辊对米粒的碰撞及翻滚等作用特别大，易损伤米粒，会造成碎米；反之，若碾米砂辊表面的凹槽太宽、太深，那么对米粒产生碰撞及翻滚等作用的磨粒数量减少，造成碾米精度及效率的降低。因此，在一定范围内，适当加宽、加深碾米砂辊的螺旋槽，有利于减少碎米及获得高质量的大米。在实际生产中，考虑到米粒在碾白过程中因糠粉的逐渐排出，米粒体积逐渐减小的特点，将碾米砂辊的槽宽、槽深在米粒的进料端设计成最大,然后逐渐递减，至出料端设计成零或略大于零的螺旋槽，可确保整个碾白室内的碾白压力趋于均匀,有利于提高碾米工艺效果及获得预定精度等级的大米。4.1.5

推进角碾米砂辊的推进角β在一定范围内严重影响米粒的碰撞、翻滚及轴向输送等作用。随着碾米砂辊推进角β的增大，将加强米粒的碰撞和翻滚等作用，但对米粒的推进作用（即轴向输送作用）减弱了，有利于获得较高精度的大米。若碾米砂辊的推进角过大，那么米粒与米粒及碾白室构件之间的碰撞和翻滚等作用异常强烈，易损伤米粒造成碎米。因此，为了获得精度等级为标二的大米及较低的碎米率，碾米砂辊的推进角β选用45°。4.1.6通风孔的位置及通风面积在碾米过程中，由于碰撞及翻滚等作用，在除去米粒皮层的同时，也产生了一定的热量。一部分热量通过碾白室构件等散发到大气中，另一部分热量随着米粒水分的蒸发而散失，还有一部分热量传递至米粒内部，使米温上升。如果这些热量不能及时散发出去，将会促使米温急剧上升造成大米水分的大量蒸发，结果不仅导致碾米机负荷增大，而且还造成米粒抗压、抗剪切强度的降低及碎米率的增加。室温空气由高速旋转的主轴进料端端面的中心孔，进入碾米砂辊内腔，然后再经碾米砂轴的径向通风槽喷入碾白室内，从而形成环绕碾米砂辊旋转的气体涡流。此气体涡流促使米粒产生较强的碰撞及翻滚等运动，达到均匀碾白米粒、冷却降温及迫使糠粉迅速排出机外等作用。LNF15型碾米机碾米砂辊的通风槽有三个，均匀布置在砂辊的后段，通风面积适宜，这样布置能达到降低米温、减少碎米的目的。4.2其它各种部件的结构及外型尺寸的确定4.2.1压筛条压筛条即“米刀”，米刀用扁钢制成，装置在米机盖和方箱之间。其作用除了用来固定米筛外，还可起收缩碾白室周向截面积的作用，以增加局部碾白的压力，促使米粒碾白，是碾白室内的一种局部增压装置。它能加剧米粒的碰撞、翻滚、碾削及摩擦擦离等作用,有利于米粒的均匀碾白。若压筛条过簿,那么它对米粒所产生的碰撞、翻滚、碾削及摩擦擦离等作用较柔和,米的碾白精度较低;若压筛条过厚,那么碾白室间隙将减小太多,它对米粒所产生的碰撞、翻滚、碾削及摩擦擦离等作用非常剧烈,易造成碎米。为了提高碾米的工艺效果，米刀使用时要调节，调节幅度不宜过大，进口端米刀砂辊的距离可小些，一般为3—6毫米；出口端应大一些，为8—9毫米。因为进口端糙米的强度较大，而出口端白米得强度较小。由于米刀的对称性，它可以两面使用，如图8。图8米刀Fig.8Knife4.2.2米筛碾米机的米筛按形状可区分为圆弧形米筛和正多边形米筛,砂辊米机通常使用圆弧形米筛,上面有许多长方形筛孔。它的两边装在方箱两内侧面的三角铁中，并由晒托撑住。米筛支撑的松紧程度，可用支架在机座方铁上的螺丝进行调节。米筛主要用于排糠，同时也有一定擦离碾白的作用。筛孔大小及筛板厚薄对排糠都有一定的影响。筛孔大，有利于排糠，但是米粒容易穿过筛孔，或者是米粒插入筛孔而被折断，使碎米增加，出米率下降；筛孔小，排糠不畅，特别在加工高水分米粒时会引起米机堵塞。所以，筛孔大小的选择应根据糙米的类型，品种，粒度大小，水分高低等因素进行全面考虑。LNF15型砂辊碾米机用无凸点米筛。米筛筛孔为长方形孔,为了使排糠干净,且米粒不易插入筛孔内而被折断,造成碎米，筛孔尺寸设计为长10mm,

宽1.5mm，筛厚一般选为1.5mm，筛板过厚，则排糠不畅，影响成品质量。筛孔过薄，虽然排糠效果好，但是不耐磨。如图9。图9米筛Fig.9ricesieve4.2.3筛托架筛托架是米筛的固定夹持装置,它应与米筛紧密贴合,并具有较大的物理机械强度与刚度。否则,若米筛与筛托架没有贴合紧密,或筛托架的物理机械强度与刚度不够,那么碾米机工作时,米筛将产生变形,造成碾白室间隙尺寸的变动,结果不仅损坏米筛,而且还将产生大量碎，如图10。图10筛托架Fig.10Screenbracket4.2.4螺旋推进器螺旋推进器是将米粒推到砂辊的零件，其结构如图所示。它的形状极为对称，所以两面都可以用，当一面有磨损时，可以调头使用另一面，如图11。图11Fig.11Propeller4.2.5进料端轴承座进料端轴承座不仅要支撑主轴部件，还负责引导米粒通过螺旋推进器进入碾白室。由于采用的是端面喷风方式，它只需要与进料机构对接即可，如图12。图12轴承座Fig.12Bearing5轴的设计5.1轴的结构设计原则5.2轴的计算5.2.1按扭转强度条件计算轴的扭转强度条件为：式中：—扭转切应力，单位为MP；T—轴所受到的扭矩，单位为N·；—轴的抗扭截面系数，单位为mm3；n—轴的转速，单位为r/min；P—轴传递的功率，单位为kW；d—计算截面处的直径，单位为mm；—许用扭转切应力，单位为MP，见机械设计[2]。由上式可得轴的直径式中，查表得=30可得(mm)其中P=8.8kWn=1400r/min本设计轴其直径最小处为38mm，大于21.55mm，完全能够满足对扭转强度的要求。

5.2.2按弯扭合成强度条件计算作出轴的载荷分析图，如下图13：图13轴的载荷分析图Fig.13Shaftloadanalysisdiagram上述简图，分别表示主轴所受到的弯矩和扭矩。5.3校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某些危险截面（即弯矩和扭矩大而轴经可能不足的截面）作弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力则常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数a，

则计算应力为式中的弯曲应力为对称循环变应力。当扭转切应力为静应力时，取；当扭转切应力为脉动循环应力时，取；若扭转切应力亦为对称循环变应力时，则取。此处取为1。对于直径为d的圆轴，弯曲应力，扭转切应力为，将和代入上式，则轴的弯扭合成强度条件为:式中：—轴的计算应力，单位为MP；M—轴所受的弯矩，单位为N·；T—轴所受的扭矩，单位为N·；W—轴的抗弯截面系数，单位为mm3，计算公式见有关表；—对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，其值按有关公用表选用。由以上公式及条件可校核轴的弯扭合成强度，结果满足条件，此处略去过程，因为碾米机内砂辊受米粒所给的冲击力的大小很难确定，超出我们研究的范围，所以此处只按基本轴的一般受力情况分析。6V带传动的设计计算由于带传动的主要失效形式即为打滑和疲劳破坏，因此带传动的设计准则应为：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。6.1原始数据及设计内容1.设计V带传动时给定的原始数据电动机型号为Y160M-4，额定功率P1=11kW，风机功率为2.2kW,主轴上功率为8.8kW。转速n1=1460r/min，传动比=1.04，一天运转时间<10h。

2.本次只对主轴带轮进行设计，设计内容包括：确定带的截型、长度、根数、传动中心距、带轮基准直径及结构尺寸等。6.2设计步骤和方法6.2.1确定计算功率Pca1计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。即Pca1=KAP1式中：Pca1——计算功率，单位为kW；P1——电动机的额定功率，单位为kW；KA——工作情况系数。由于LNF15型碾米机正常运转时载荷变动小，且一天运转时间<10h，所以选择工作情况系数KA=1.1，故Pca1=KAP1=1.111=12.1kW6.2.2选取普通V带带型根据Pca1=12.1kW，n1=1460r/min，查机械设计手册，并结合实际情况，决定选用B型普通V带。6.2.3确定带轮基准直径由于B型普通V带带轮的最小基准直径ddmin为125mm，且根据普通V带截型，选取主动轮基准直径dd1ddmin。查机械设计手册，V带轮的基准直径系列中包括：125mm，140mm，160mm，180mm，200mm，等等。为了提高带的寿命，宜选取较大，所以决定取主动轮的基准直径为dd1=220mm。从动轮基准直径即为：dd2=228.8mm。验算带的速度，对于普通V带vmax=20~30m/s，=所以带的速度合适。6.2.4确定普通V带的基准长度和中心距根据传动的结构初步确定中心距a0，取

0.7（dd2+dd1）<a01<2（dd2+dd1）则314mm<a01<898mm所以初步确定的中心距为a0=768.5mm。根据带传动的几何关系，按下式计算所需带的基准长度：根据V带的基准长度系列，选取带的基准长度Ld1=2240mm由于V带传动的中心距一般是可以调整的，故可采用下式作近似计算，即考虑安装调整和补偿预紧力的需要，中心距的变动范围为：6.2.5验算主动轮上的包角所以主动轮上的包角合适。6.2.6计算V带的根数Z1式中：——包角系数；——长度系数；——单根V带的基本额定功率；——计入传动比的影响时，单根V带额定功率的增量。由查机械设计书得查表8-5a查表8-5b查表8-8查表8-2则取Z1=3根。6.2.7计算预紧力F01考虑离心力的不利影响时，单根V带所需的预紧力为用代入上式，并考虑包角对所需预紧力的影响（略去推证过程），可将F01的计算式写为查机械设计表8-4得q1=0.17kg/m，故6.2.8计算作用在轴上的压轴力Fp1不考虑带的两边的拉力差，压轴力近似地按带的两边的预紧力F0的合力来计算。即

6.2.9带轮的材料带轮的材料采用铸铁，牌号为HT150。6.2.10带轮的结构设计由于小带轮的基准直径为220mm，故采用孔板式结构；而大带轮的基准直径为228.8mm，故亦采用孔板式结构（如零件图所示）7碾米效率的评定（与设计内容结合，与设计无关的可以不出现）碾米效率主要是指碾米的质量、产量和电耗等方面的工艺指标，一般从以下几个方面进行评定：7.1精度大米精度是评定碾米效率的最基本得指标，如果大米精度达不到规定的标准，那么碾米的质量就不符合要求。评定大米的精度，应该以国家统一的精度标准或规定的标准米样为依据，用感官鉴定法观察碾米机碾制的成品大米与标准米样的留皮、留胚以及色泽是否相符，精度是否均匀。7.1.1.留皮留皮程度是评定大米精度的主要标准，加工精度越高，留皮越少。评定时，应仔细观察米粒表面留皮是否符合标准要求，必要时可用品红碳酸溶液或碘酒将标准样品和成品染色比较。观察留皮时，一般先看米粒两腹面的留皮情况，然后再观察背部和背沟的留皮情况。7.1.2色泽加工精度越高，成品大米的颜色越白，表面越光洁。所以，以成品大米的白度作为鉴定大米精度的主要依据。评定时，首先将成品大米与标准米样比较，观察色泽是否一致，由于刚从碾米机碾出的白米，米温较高，颜色常常发暗，需冷却后才能翻白。所以刚出机的白米色泽会比冷的标准米样稍差一些，在评定时应加以注意。7.1.3留胚米粒精度越高，米粒的留胚就越少。一般情况下，米粒胚部带有黄点的，均视为留胚米。评定时，应观察出机白米与标准米样的留胚百分数是否一致。7.1.4糙米不均率糙米不均率是指成品大米试样中，比标准米样精度上下差一级的米粒占样米粒的粒数百分率。它是鉴别碾米机去皮是否均匀、精度是否一致的重要指标。7.2糙出白率糙出白率是指出机米的数量占进机糙米数量的百分率。可按下式计算：ηcs=GB(1-ZB-SB)/GC(1-ZC-SC)×100%式中：ηcs—糙出白率（%)GB—出机白米量（公斤/小时）GC—进机糙米量（公斤/小时）ZB—出机白米含杂率（%)ZC—进机糙米含杂率（%）SB—出机白米中超标准的碎米率（%）SC—进机糙米中超标准的碎米率（%）加工精度越高，糙出白率就越低。因此，在评定糙出白率时，应在精度一致的前提下进行。糙出白率是评定碾米效率的重要指标，在精度达到标准要求的前提下，糙出白率越高，碾米的效率就越高，碾米机得工艺性能越好。7.3碎米率和增碎率7.3.1碎米率—碎米率是指出机米中碎米所占得百分数，可按下式计算：ηs=Gs/GB×100%式中：ηs—碎米率(%)Gs—出机白米试样中碎米的重量（克）GB—出机白米试样的重量（克）7.3.2增碎率—增碎率是指出机白米中的碎米率较进机糙米中碎米率的增加量。可按下式计算：ηcs=ηsB-ηsc式中:ηcs—增碎率（%)ηsB—出机白米的碎米率（%)ηsc—进机糙米的碎米率（%）碎米率是检查成品大米是否符合质量要求的重要指标，而增碎率是鉴别工艺性能的重要指标。一般如糙米含碎率较低，米机的增碎率较少，则成品的碎米率就低，碾米的效果就比较好。7.4完整率完整率是指糙米经碾米机碾成白米后，白米中完整无损的仔粒所占的百分数，可按下式计算：ηw=Gw/Gb×100%式中：ηw—完整率（%)Gw—出机白米试样中完整无损米粒的重量（克)Gb—出机白米试样的重量（克）完整率是鉴别碾米机工艺性能的一项重要指标。完整率高，则不仅碎米率要低，而且保持完整无损的米粒数要多。完整率的指标虽然目前尚未采用，但今后随着完整商品价值的不断提高，此指标将成为衡量碾米机工艺性能的重要内容。7.5物料损失率按式计算:ε=(1-Qc/Qr)×100%式中：ε—物料损失率Qc—出机物料总质量（kg）Qr—入机原粮总质量（kg）7.6吨料电耗按下式计算：Gn=Gnz/Qr×1000式中：Gn—吨料电耗（KW·h/t）Gnz—耗电量（KW·h）7.7纯工作小时生产率按下式计算:Ec=Qr/T式中：Ec—纯工作小时生产率（kg/h）T—试验时间（h)7.8标定单位功率生产率按下式计算：Ep=Ec/P式中：Ep—标定单位功率生产率kg/（KW·h）P—配套电动机的标定功率（KW)8.1设备的用途、工作原理LNF15型碾米机用于将糙米表面的皮层部分剥除，使之成为白米。其工作原理为：干净糙米由进料斗进入碾白室，被螺旋推进器推向砂辊并沿砂辊表面螺旋前进，按一定线速旋转的砂辊表面锐利的砂粒，研削糙米皮层，并使米粒与米粒，米粒与米筛相互摩擦，使其开糙及碾白，同时，通过喷风作用，迫使糠粉脱离米粒，穿过筛孔排出碾白室。8.2主要技术参数型号：LNF15型；生产能力：600~1000kg/h；砂辊规格：φ150×400mm；电机功率：11kW外形尺寸：902×941×1321（mm）适用原粮：糙米8.3设备结构LNF15型碾米机由主轴部件、进料机构、风机部件、电机、带轮传动机构、机架和机座等部分组成。进料机构由料斗、流量调节机构及螺旋输送器组成。进料机构固定在机体顶板上，下方连接螺旋推进器。

主轴部件包含碾米砂辊、进料端轴承座、螺旋推进器、出料端轴承座、筛托架、米筛、压筛条等零件。8.4操作调整选好的米机、组合好碾米流程是工艺设计任务。有了性能良好的米机，合理碾米的流程，还必须有正确操作方法，才能发挥其应有的作用。8.4.1碾辊转速的调整碾辊转速的高低，与米粒在碾白室的运动速度及压力有关，对米粒在碾白室内的运动速度和受压大小有密切关系。对于擦离型碾米机，头道开糙需要较大的压力，转速应慢些，一般头道为650—700r/min,二道为750—800r/min,三道为800—850r/min。碾削型砂辊碾米机适宜转速一般控制在1300—1500r/min。转速的快慢还与碾米机的类型和糙米的性质有关。一般擦离型碾米机的转速小于混合型碾米机，混合型碾米机转速小于碾削型碾米机。糙米粒强度大的，可选择较高的转速；而水分大或属于粉质的糙米，则选择较低的转速。8.4.2进、出口闸门闸板开度可调节流量、控制碾白室的压力，直接影响碾米机的生产率、碾白精度。出品率及动力消耗。实际生产中常用进口闸板控制合适的流量，用出口闸板控制碾白室的压力，以达到一定的要求。8.4.3米刀与辊筒间隙的大小影响碾白精度及碾米率。因此，米刀的调整应与进、出口闸板开度的调整配合进行。一般先开进口闸门，用出口闸门板调整碾白精度，若达不到要求再调整米刀，然后再复查进口闸板开度观察能否再提高流量。经调整达到要求后，将固定螺母拧紧，不再随意变动。8.4.4若发现米糠中混有整米粒，应检查米筛有无漏米现象。若米筛安装不当或有破损，应重装或修补，破坏严重时应更换新件。若不是因为米筛安装不当或有破损所致，则应更换较小筛孔的米筛。8.4.5注意米机排糠效果和风管的清理经常清理喷风管道和进风套管，经常清理或更换碾白室内的米筛，避免米糠堵塞筛孔。冬季生产时，由于气温低，排糠风管内易结露，遇糠结块，使管道不畅甚至堵塞；夏季生产时，由于气温高，空气湿度大，排糠管内容易结块，故必须定期清理排糠管道，保证碾米机充分排糠、有效降温。通风降温可以降低碾白室内的温度和水分，保证米粒不会因米温剧烈升高而出现裂纹最终产生较多的碎米。8.4.6保持适宜的流量在碾白室间隙和碾辊转速不变的条件下，适当的增大碾米机的流量，可增加米粒流体的密度，提高碾白效果。但流量过大，不仅碎米增加，碾白不均，还会造成碾米机堵塞。相反，流量过小，则米粒流体密度减小，碾白压力随着减小，碾白效果降低。保持流量平衡是稳定生产、降低碎米的重要保证，适宜的流量应根据碾白室间隙、糙米的工艺性质、碾辊转速和动力配备等因素而定。小型碾米机在使用过程中，要对进口闸刀、出口闸门进行正确的调整。当米刀和滚筒之间的间隙大时，碾白室压力小，米在滚筒中受到的摩擦力弱，因而米达不到精碾，但出米率高。当进口闸刀门开大，出口闸刀门关小时，碾白室谷粒增多，其压力增大，碾出的米色白，但碎米多；相反，若将进口闸刀门关小，出口闸刀门开大，碾白室存米少，压力降低，碾出来的米就越粗糙。因此，要碾出粒全、色白、质量好的米，可以按照下列方法具体进行调整和操作。（1）米刀和滚筒的调整间隙要适度，一般与米粒的横向直径相等为宜。若间隙过小，则米粒容易破，若间隙过大，则米粒粗糙。一般在调整米刀间隙时，要有一点斜角，即靠近出口闸刀一端稍微大一点，这样碾出来的米就更完整一些。（2）进口闸刀和出口闸刀要紧密配合，一般进口闸刀的开度可控制在整个开度的1/2,最多不超过2/3。在碾米过程中，一般不要将进口闸门拿掉，以免谷物集存太多，碾白室压力太高，转动阻力加大。如果出口闸门一时没有配合好，传动皮带会产生打滑，甚至机器会卡死或损坏。出口闸刀门的开度要灵活掌握，在操作时，米刀间隙和进口闸刀的开度按规定调好后，可以固定不动，然后用右手操作出f1闸刀，用左手掌心在出口下端接米粒，观察米粒是否完整，米色是否白。若碎米多，可开大出口闸门；若米粒粗糙，可关小出口闸门。在碾米过程中，应二者兼顾，直至碾米质量达到要求。8.4.7安装安装本设备的基础应牢固，足以支撑机器的重量，另加5%的机器重量作为振动附加系数。设备四周要有足够的空间用于操作、零件更换和保养。详细安装图请参见装配图。8.5维护与保养做好碾米机的维护与保养，使之处于良好的工作状态，首先要保持“四平”，即碾辊表面应平整，米刀或筛条应平直无缺口，米筛接头应平齐，螺旋推进器与辊筒、辊筒与辊接头平齐，碾筋与碾糟要对准。其次，碾辊装置要与主轴保持同心，做好静平衡、动平衡。装配喷风湿碾辊时，其喷风湿槽与主轴上的喷风湿孔必须对准，以防错位。螺旋推进器及拨料铁棍凸筋磨损后，应及时更换。米筛一般使用一个工班后，应前后或左右调换使用。米刀及压筛条一般使用一个工班后，应调头或上下调换使用。米刀进量，靠近碾白室进口端可略大，出口端可略小，严禁“倒拖”，即进口端尽量小，而出口端略大。再次，调节件如出米口压力门、进料调节阀门、米刀进退调节螺杆、存气调节机构等要保持灵活。进料斗中筛网保持完好，每班结束后要清理筛网上的对塞物，保持进料畅通。最后，经过检查传送带张紧度，如喷风米机、双辊米机，应特别注意上室主轴带动下室主轴，或带动喷风风机主轴传动带张紧度。主轴转速不要随意改变，如确定需要改变应取得技术部门的批准，且应注意喷风机转速保持不变，以免影响喷风机效果。随时检查米糠吸运情况，吸运米糠的风机和风管每月至少检查一次，清除积糠。进出口衬套在即将磨穿时，应予更换。还应注意定期清洗轴承、加注润滑脂等。米刀、米筛易磨坏，应注意磨损情况。米刀磨钝后，可调头翻面使用，磨损严重后可更换。在工作中应经常检查皮带轮、禁紧固螺栓的紧固程度，如有松动应及时拧紧。定期检查轴承润滑情况，定期添加或更换润滑油。加工完后，应将碾米机及动力机等设备清理干净。较长时间不用时，应将碾白室里的物料全部清除，关闭进出料闸门，以免碾白室里剩余的粮食发霉变质。并且松下皮带，以防皮带长期处于张紧状态而变形。装配顺序与拆卸相反，但必须注意几点事项：①主轴，碾米砂辊装配不能装反，方向要装一致。②各个轴承锁母必须锁紧。③各个部件之间要确保联接顺畅。特别注意：电流表指示值不能超过其电机额定电流值。8.6使用注意事项要取得良好的效果。以下诸点，操作者必须牢记：1.稻谷含水率应小于等于15%，稻谷含水率过高时，米粒破碎大，影响稻谷的质量，而且动力消耗也随之增大。2.为防止大型杂质进入米机，损坏机件，用户在料斗内可放置4X4眼/英寸筛网。3.开机前应根据原粮，成品粮的要求，更换压筛条（米刀）和调整存气。加工硬质米，高精度米可用5毫米压筛条，加工底精度软质米可用3毫米压筛条。碾制精度高的硬质米时，砂辊与下压筛条间隙（存气）可控制在米粒厚度的1.5倍，软质米，下间隙可适当放大，若砂辊磨耗，可按要求将上下小横梁垫起，此时米筛可剪去一些。常用间隙如表3。表3常用间隙Tab.3Commonspace米质上间隙下间隙前间隙后间隙硬米质5——74——67——87——8软米质6——85——78——118——114.砂辊使用过久，产量下降时，除调整压筛条及存气外。应按新砂砂辊槽形进行整修。5.米筛和压筛条使用20-24小时后调换位置或翻身使用，以保证工艺效率，减少费用，米筛和压筛条应及时更换。6.为延长螺旋推进器的使用寿命，一般应在1-2个月调头使用。7.风机皮带张紧应适度，张得过紧易损坏三角皮带和轴承。8.每天工作完后，对碾米机及配套设施进行一次检查，发现问题及时处理，确保碾米机处于完好状态。9碾米机的常见故障及排除方法碾米机在生产中常会出现产量下降、碾米率增加、产品精度不均等现象，有时甚至会产生异声异味、电流猛增、机身强烈震动等故障。为了保持安全生产，保持产品质量，必须及时分析产生故障的原因，掌握排除故障的方法，使生产顺利的进行。碾米机常见的故障及其产生的原因和排除故障的方法见下表：故障现象故障原因排除方法含谷量增高碾白室压力太小米刀磨损或间隙过大机盖进料段磨损严重原料太湿调节进口闸板、米刀或压轮将米刀调