瀑布式碾米机的结构和性能介绍
由原始远古时代的石滚、石磨简单的碾压稻谷，发展到如今先进而复杂的现代化碾米加工。在大米加工流程中，我们首先追求的是能减少碎米，就能够提高出米率；能节省动力，就能降低电耗的设备。为此，尝试这种新的加工方法，逐步地解决碾米过程中大米易碎的难题。
1 传统碾米机存在的问题
1.1理论分析
碾米机是加工稻谷工艺中的主要机器，目前大家使用的碾米机，虽然经过百年时间的发展与完善，但还是存在一些问题。如：立式砂辊碾米机（上进料）在碾米过程中，糙米进料时通过螺旋输送器从上而下，沿主轴带动的N节砂辊，最后从米机出口嘴流出，由于在碾白室内，糙米在刚开始时没有遇到阻力或阴力较小，影响糙米之间的翻动，造成糙米与砂辊、米刀的磨擦阻力也较小，此时开糙碾白效果是非常不理想的；随着糙米越往出口处移动，在受到压力门控制作用下，米粒流动所受的阻力才逐渐增大，米温随之增高，此时碾米机才真正起到开糙碾白的效果，但此段砂辊的范围内面积较小，米温过高时就易产生碎米。卧式砂辊碾米机的情况，基本同上相似，也就是说，目前传统的砂辊碾米机，发挥作用的砂辊的范围面积太有限了，在靠近碾米机的出口端方向，只是部分地方有工艺效果，其中有效长度与面积，不足总体砂辊总长与面积的二分之一。
1. 2现象与数据
关于上述碾米机存在不足的分析，我们还可以以下现象和数据得到证实。
在碾米机正常工作时，短时间内打开碾米机的操作门，可以观察到，越靠近碾米机出口处，从米筛排出的米糠量越多，而靠近螺旋输送器（进料端），从米筛排出的米糠量很少或基本没有；排出米糠量大的，证明此段范围内开糙正常，工艺效果好；反之，说明这段范围内的开糙效果，很差或没有任何效果。
另外，米刀（阻力条）、米筛以及砂辊所在的装配位置不同，使用的寿命也不相同。如：常用的40型和46型立式砂辊碾米机，在加工大米3 000~5 OOOt时，位置靠近进料端的第一节砂辊（锥型），被磨损量极小，接下来的第二、第三和第四节砂辊，磨损也不多，可继续使用，而往下第五、第六和第七节砂辊连同米刀（阻力条），磨损的程度很严重，继续使用则影响工艺效果，影响出米率；通常建议用户把最下端三节砂辊，与第二、第三、第四节砂辊的装配位置互换，米刀和米筛也是按类似方法换位，来延长配件的寿命。
卧式砂辊碾米机的磨损情况也是如此，如国内常用的16, 18, 25和30型等各类砂辊碾米机，在加工大米4}6个月时，靠出口端的砂辊（其真正有效面积有的只有整体面积的40%~50%）被磨损后凸凹不平，有的更严重现象是局部地方两端高，中间凹，如不更换，米粒在此处不易流动，反复的过碾，明显的造成碎米率增加，用户此时觉得更换整套砂辊费用高，不换砂辊又影响出米率，因此左右为难。
以上这些现象充分说明，目前使用的砂辊碾米机在碾白室内，只是部分段面积有工艺效果，这样的结果会造成局部范围内，有的米温过低，有的米温过高。如米温过低时，就可能没有开糙效果，而米温过高时，就会过碾，直接产生爆腰，增加碎米率，特别是加工长粒型粕米，那就更容易碎，严重影响出米率。
2 螺旋输送器
螺旋输送器的主要作用是在加工过程中输送糙米。螺旋输送器的材料为铸件或钢件，硬度越硬寿命越长，但越硬越易损坏糙米；螺旋输送器外径与进料衬套设计的间隙通常为4一5mm,稻谷脱壳后糙米外型尺寸（长×宽×厚）为（5一8）×（2一2 , 51×（1.5一2）（mml,这种情况下输送各类形状糙米时，都会不同程度的产生碎米；另外，所有卧式砂辊碾米机每一次加工后或暂时停机，进料衬套与螺旋输送器内的空间都留有不少未排出的残留米，这些现象的存在均不利于提高出米率。
3 “瀑布”式新型碾米机
3. 1设备创新的主要特点
（1）新型碾米机设计时省去螺旋输送器，同时也省掉了相配套零件进料衬套，使进料端轴承座比原有零件的制造简单，从而降低了生产成本；每粒糙米靠自重从上至下流动进入碾白室，也就相应地降低了电耗。
（2）“瀑布”式的进料和工作的最大亮点是糙米在进入碾白室后与砂辊表面接触，从开始到结束之间，都能够充分的发挥最佳的工艺效果。“瀑布式”新型碾米机结构如图1所示。
糙米从进料斗流入碾白室时，类似碧谷机的淌板进料，像“瀑布”般，料面宽、料层薄；为控制米粒在碾白室加工的时间，设计有专用砂辊（注：试验时选用光辊或外径上各类带凹槽型砂辊，如梅花形状的砂辊，见图2），糙米沿着砂辊的旋转方向，按照设计的“S”形的工艺流程路线（见图3），在4组碾白室内流动。米粒与米粒、米粒与砂辊、米粒与米筛等之间，能反复摩擦，受力均匀，同时在负压吸风作用下，使碾白室的米温更低，产生的碎米就会尽可能的减少；如加工胚芽米，就比传统的碾米机显示出更多的好处。
图1 18×61×4型砂辊碾米机外型图
图2 梅花形砂辊配后示意图
图3 18×61×4型砂辊碾米机剖视图
图4 同步带传动示意图
（3）由于碾白室内的砂辊，在长度方向是同时接触糙米，使常用的有关配件，如米筛、砂辊等的磨损均匀，磨损量相对减少，从而保证加工时工艺效果质量稳定，正常工作的周期相应增长，比传统碾米机的配件增长使用寿命30%一50，同时也降低了操作工的劳动强度。
（4）新型碾米机的配备有圆弧形和八角形两套米筛，加工釉米采用圆弧形米筛，可避免长粒形釉米因形状细长、米粒抗压性差等不足因素，尽量提高整米率；加工粳米采用八角形米筛，可增加米粒在碾白室内的停留时间，提高开糙碾白的工艺效果。此外，米筛与砂辊之间的“存气”均可调节，用户可按品种性质与外形和出米的精度，选择适当的间隙。
由于两套米筛的筛架径向结构均不是封闭型，在每次加工后或其它原因停机时，米粒均可以从出料口流出，在碾白室内无残余米粒或留有极少量的残米，这样的效果对减少了碎米率是非常有利的。
（5）传统碾米机内的米刀（阻力条），可使碾白室内增加阻力，是用来提高碾白精度的有效方法，但也是影响碎米率的主要因素，本机设计时省去米刀，主要依靠米粒之间的磨擦来开糙，避免米粒因受米刀的硬性碰击而损伤，从而降低碎米率。
（6）新型碾米机采用双面同步带传动（见图4）。
本机选择是1台电动机，通过双面同步带传动4组砂辊，其中2组（砂辊1#和砂辊3#）旋转方向为顺时针，另2组（砂辊2#和砂辊4#）旋转方向为逆时针；如用三角带则需2台电动机，传动结构在机架宽度方向所占空间偏大不利于操作。（目前暂不采用，今后可能试用。）同步带传动效率可达98%一99.5，比其他机械传动效率高，同时也就有节能效果。因此，碾米设备大量应用同步带是未来发展的趋势。
虽然同步带传动有众多优点，若有关带轮和同步带的设计、制造或使用不当，都可能导致同步带的早期磨损与突然断裂（也是一次冒风险的试验）。
（7）新型碾米机进料座配有料位器和气动插门，用户根据具体情况，可选择自动和手动操作。
4 技术参数和指标
技术参数：产量4 000一5 OOOkg/h，品种为釉稻和粳稻，风量2 400m3/h，风压（静压）-980~1 470 Pa（一100~150mmH20），主机转速1 296r/min ,碾米机砂辊长度18cmX直径61 cmX4组，电动机功率15~18kW，外型尺寸1 633mm×704mm×2 086mm（长×宽×高）。
技术指标：碎米率低于全国平均水平20%~30%,电耗低于全国平均水平30%~50%。
