6NZF-33型立式碾米机的主要部件技术改进分析

张学军

（山西省农业机械发展中心，山西 太原 030002）

小米是山西最具特色的农产品，特殊的土壤环境和气候条件，非常适合谷子的生长，孕育出许多著名的小米品牌，为“山西小米”领先全国、为乡村振兴做出了贡献。

“好小米是种出来的，也是加工出来的”。加工装备的好坏，加工工艺的创新对小米的质量和外观品相影响很大，传统碾米机在碾米过程中，物料喂入靠重力作用自然喂入，一旦遇到碾米室压力增加，就会影响到喂入量。同时，在碾制过程中，存在着升温较快，排糠较差的问题，导致米温升高、米中含糠量较多，影响生产效率。为了解决以上问题，需要对传统设备进行技术改造，研制出一种能够解决以上问题的改进型碾米设备，为“山西小米”品牌建设作出贡献。

1 6NZF-33碾米机主要结构及改进部分

1.1 主要结构

改进后的新型碾米机为立式分离式碾米机，其结构及组成见图1。

图1 6NZF-33碾米机Fig.1 The 6NZF-33 rice mill

1.2 主要改进部分

1.2.1 碾米砂辊的改进

传统碾米机锥形砂辊图形见图2。它是一个外沿为实体的梯形圆锥体，通过连接件与主轴相连。

图2 传统碾米机锥形砂辊 Fig.2 The conical sand roller of traditional rice mill

改进后碾米机的锥形砂辊图形见图3，在锥形圆柱体上均匀分布了24个圆孔，直径为22 mm。其作用一是将外置鼓风机送来的风，通过这些圆孔吹入碾米室，将碾米室内的米糠通过米筛吹到的排糠通道内，然后排到糠房。另外一个作用是通过强制送风降低碾米室内温度，保证碾米过程快速降低温度，目的是提升米的品质。

图3 改进后碾米机锥形砂辊Fig.3 The conical sand rollerof improved rice mill

1.2.2 新增螺旋式推进头

螺旋式推进头图形见图4。该螺旋推进头安装在主轴上，压在锥形砂辊上端的凹槽上连成一体。主要是起强制喂料作用，使物料喂入过程中，通过主轴转动产生螺旋推动力，强制将物料送入碾米室，起到提升小时生产率，提高产量的作用。

图4 螺旋式推进头Fig.4 The spiral propulsion head

2 工作原理

物料倒入送料斗后，由安装在主轴上的螺旋输送头，见图4，在主轴转动产生螺旋推动力的作用下将物料强制输送到碾米室内，进行碾米作业，由于出米口压力门的阻力作用使物料与物料之间、物料与砂辊之间、物料与米筛之间相互碾磨，摩擦掉谷壳（或米皮）。碾米时产生的米糠落入碾米室的，由外置鼓风机通过砂辊上的24个圆孔，将糠、米混合物吹向米筛。米筛由耐磨钢材料制成，上边有0.7 mm的长方形孔，具有排糠堵米的作用。然后，将绝大多数的米糠从米筛长方形孔中吹出，米糠被吹到排糠管道中，最后送入糠房。同时，米筛阻挡碾制后成品米粒不被随米糠吹跑而造成浪废。碾制好的成品米落到接料底盘上，然后通过拨杆送到出米口处流出。同时，通过圆孔的吹风作用也可以降低碾米过程中温度的升高，达到提高米的质量的目的。

3 主要改进部件的技术特点

碾米温度是评价小米好坏的一个重要指标。谷子在碾米过程中的加工温度越低，米的品质越好。碾米过程产生的热量是由于砂辊、谷子和米筛之间相互摩擦而产生的。为了解决碾米过程中的温度升高问题，提出了在小米碾制过程中，向碾米室内通风降温的思路：在原传统砂辊的结构上，按一定排列顺序分布一定数量的通气孔见图3，同时在壳体与料斗连接处的支架上，安装鼓风机和进风管见图1。

3.1 砂辊开孔

3.1.1 强制排糠

传统碾米机的排糠是由安装在碾米机主轴底部的吹风旋转叶片完成的，通过主轴旋带动叶片转动产生风力将米糠从米筛长孔中吹出。由于主轴转速相对较慢，且受到碾米室结构影响吹风叶片安装位置较低，这样产生的风力较小，米糠被吹到米筛处，常常附着在米筛表面，又因风力较小，米糠排出困难。所以米中残留米糠较多，影响了米的品相和质量。用手抓小米时，由于米中含糠量较多，在手上粘附一层米糠。改进后的碾米机，由于增加了鼓风机，通过外置吹风机向碾米室强制吹风，可将碾米后的米糠快速地吹到米筛处，通过米筛排出。使碾出的小米表面含糠量很少，小米颜色自然光亮，品相很好。

3.1.2 降温提质

碾米过程中由于摩擦作用，会使米的温度升高，碾米温度越高，米的加工质量越差，所以碾米过程中降温环节也是非常重要的。通过外置吹风机的作用，向碾米室内吹风，风将热量吹走，降低了碾米室的温度，对提升米的质量有一定的帮助。

3.2 螺旋输送头

在碾米机的主轴上，增加螺旋输送头，将料斗内的物料强制推入碾米室，进行碾米作业，提升了输入效率，增加了碾米时的摩擦力，对提高碾净率和加工生产率都有较大帮助。

4 锥形砂辊圆孔的确定

根据多次试验，针对33型砂辊圆孔的数量以22～24个为好，排列顺序为三层。图5为24孔三层等分均布图。这样既可以保证砂辊具有足够的碾米面积，确保碾米效率和碾净率，也可以起到较好的排糠降温的效果。孔的直径在φ18～22 mm为好，孔径过大，有效碾米面积减少，生产效率下降，碾净率降低，孔径过小，送风能力变差，影响排糠和降温的效果。

图5 锥形砂辊24孔三层等分均布图Fig.5 The equal distribution of 24 holes in three layers of conical sand roller

5 试验数据分析

5.1 测定结果

为传统碾米机工作时数据测定结果，见表1。

表1 传统立式碾米机工作数据Tab.1 The data of traditional vertical rice mills

改进型后6NZF-33型碾米机工作数据测定结果，见表2。

表2 改进型6NZF-33型立式碾米机工作数据Tab.2 The data of improved 6nzf-33 vertical rice mill

5.2 数据分析

从试验结果看，改进后机型由于增加了强制吹风装置，使碾米温度降低了3℃，如果连续加工作业，时间越长，改进后机型的降温效果将更好。米中含糠量明显减少，米的外观品相提升，小时生产率也有了很大的提高。若对改进机型进行大力推广，对加快山西省小米初加工装备的更新换代和提档升级，对整体提升“山西小米”区域品牌形象，提高农民收益，具有积极的促进作用。

6 存在的问题及对策

6.1 问题

由于增加了螺旋输送功能、外置鼓风机以及砂辊开孔，使得碾米机的体积增大、制造成本提高。提高了购买成本，增加了资金投入，投资回收期延长。

使用成本增加，由于增加了螺旋输送和强制吹风功能，使得电机功率增大，能耗也相应增大，电费增加。

6.2 对策

建议将这款新型碾米机尽快纳入农机购置补贴目录，使农民在购买时，得到国家补贴，减少农民投入，减轻农民负担，尽快大力推广。