“让百姓吃上好米”，还可以提升国内大米的销售价格，改善大米加工厂的经济效益。本课题正是基于这一点提出来的。
1.2 碾米机的国内外发展状况
自1860年英国发明第一台碾米机以来，碾米工业发生了巨大变化。机械式碾米不断演变并取得重大进展。当今，按碾辊布置形式可分为横（卧）式碾米机和立式碾米机两大类。近几十年来，国内外对横式和立式碾米机的碾白原理、碾白室结构、碾辊材料及几何形式、运动学参数及工艺性能指标等进行了较全面的深入的研究，其技术日臻成熟，各种系列和不同规格的碾米机问世定型，并获广泛使用。
国外生产碾米设备的公司有很多，并且由于国外比较早就开始研究碾米技术，所以国外的技术一般都比国内的要先进。在国外比较著名的公司有日本佐竹米机、瑞士布勒米机、意大利OLMIA米机、德国的Schllle米机等公司。由于这几个公司的技术水平比较高，处于世界领先水平，所以这几个公司在我国占有不少的市场。日本左竹公司可以生产从清理稻谷到大米进行最后抛光的成套碾米设备。其许多技术都处于世界领先水平：如该公司生产的VTA7A-C型立式砂辊碾米机、VBF7B-C/MC立式铁棍碾米机等米机都是他们的新产品，产量可达4—5t/h（表1-1）。另外瑞士布勒公司可以生产成套的碾米设备的生产能力达到50—2000T/D，并且其成套设备采用比较好的控制系统，其自动化程度、出米率都比较高，能耗不大，且成品大米质量较好。这些产品在我国都是比较受欢迎的。
在我国生产碾米机的厂家主要有湖北永祥碾米机械厂，其主导产品NF14喷风碾米机在市场上受到普遍欢迎，此外湖南郴州粮机厂生产的系列立式双辊碾米机，具有完全自主知识产权，也受到用户的好评。
表1-1 国内外碾米机的主要技术特性
制造国家和形式 日本左竹立式砂辊碾米机（VBF7A-C） 日本左竹立式铁棍碾米机(VBF7B-C/MC)
处理能力（t/h） 4-5 配备动力（kw） 37-45 4-5 37-45 ４
瑞士布勒成套碾米设备 中国立式双辊碾米机 （MNML.21.5/21.5） 中国立式单辊碾米机 (MNTL21.5) 50-2000(t/d) 2.5-3.3 —— 30-37 4-5 37-45 然而，目前国内外的碾米机，不管是立式的还是卧式的，都还存在一些不足。首先，从碾米的总体效果来评价，立式碾米机优于卧式米机。对于卧式米机，米粒由于受重力的影响，米流在周向截面的上，下及两侧间隙内密度不同（有密度差），导致产生周向压力差而使各部位所受的碾白作用有差异，最终影响碾白效果。对于立式米机，它的米流密度在轴向同一高度点基本一致，所以在环形的前、后、左、右的周向压力变化不大，只要调节好碾白压力，就能获得理想的碾米效果。其次，就立式碾米机而言也存在不足之处：现代的碾米机大都结合了喷风碾米技术，在碾米过程中，由于喷风作用和碾辊带动米流产生的离心力作用，使米粒紧贴米筛内壁，从而不但减弱了碾辊的碾白作用，而且加速了米筛的磨损，大大的降低了米筛的使用寿命。无论是卧式米机还是立式碾米机，其碾白室都是碾辊在内，米刀在外的机构布置形式。
另外，a.传统碾米机由于出料口和喂料口位置是固定的，因而在安装时不能很好的适应不同用户的需要；b.碾白室的外罩一般都采用不透明的金属材料制成，不利于对碾白室工作情况进行适时观察，容易造成碾米机闷车；c.进料机构调节装置一般只有粗调性能或者是粗调和微调分开操作，不利于精确调节进料量或方便操作。
为了解决这些问题，我们将在导师的引导下，结合机械创新设计方法，通过借鉴了日本和墨西哥等国的新型立式碾米机的结构，对我国现行的碾米机进行创新设计。
1.3 本课题主要设计内容
本课题设计的主要任务在于利用机械创新设计方法设计一种新型的碾米机械，具体内容如下：
1．大米碾削原理的创新设计：设计合理的碾白工艺，使碾削效果得到进一步改善；
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2．外碾削碾白室的结构创新设计：对碾白室的结构进行创新和改进设计； 3．碾米机的其他结构的创新设计：根据碾米加工的实际要求，对进料系统的流量调节机构、进、出料口的位置调节和风量大小的调节，以及机器的外罩等进行创新和改进设计。
本课题组共三人，我主要负责碾白室的结构创新设计。
第2章 碾米原理分析、设计方案论证
2.1 碾米原理
碾米就是运用物理机械的方法将糙米的米皮（即糠层）部分或全部剥除，使之成为符合规定等级标准要求的成品的工艺过程。图2-1是碾米机碾米过程示意图，糙米从进料口进入碾米室，接受碾辊的碾磨后糙皮脱落而成为白米，
图2-1 碾米机碾白过程示意图
同时白米从出料口输出，而糠则被风喷出并由排糠系统排出。糙米在由不同材料制成的碾辊的碾白室里受到的作用力是不同的。碾米的原理根据在碾去糙米皮层时的主要作用力性质不同，一般可分为以下两大类： 2.1.1 擦离碾白
由于摩擦力作用使米皮沿着粒面表面产生相对滑动，并被拉段磨除的作用称为擦离作用。碾米时依靠碾辊对米粒的推进和翻动，造成米粒与米粒，米粒与碾白室构件发生碰撞、挤压和摩擦，使米皮与胚乳脱离碾成白米。
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利用擦离作用而使糙米碾白的方式称摩擦擦离碾白(如图2-2(a))所示。一般来说这种碾白方式必须在较大压力的摩擦下进行，这就要求作用于糙米皮层的摩擦力满足下面三个条件：（1）应大雨米粒皮层的结构强度，才能使皮层延伸、断裂；（2）应大于米粒皮层与胚乳的结合力，才能使皮层与胚乳脱离；（3）应小于胚乳本身凝聚力，才能是皮层沿着胚乳表面擦离时而不至于产生碎米。
擦离碾白必须具有较大的内压力，所以有称压力式米机。
擦离碾白的大米表面光洁，脱皮均匀，色泽明亮，但由于需要较大压力，因此容易产生碎米，所以适于加工强度好的糙米，如优质粳糙米。对水分过低的糙米，由于其表面显得干燥，且与胚乳结合得紧密，所以去皮困难，且易折断；对于粉质米粒，则易产生碎米；对于水分不均糙米，碾制时会发生精度不匀后果。
目前擦离碾白方式一般在碾制精米时，用于最后一道米机（多机碾白工艺），采用较小的压力，对米粒表皮起光洁作用。
摩擦擦离作用(a) 摩擦擦离作用 (b) 碾削作用 b)碾削作用 图2-2 碾白原理分类
2.1.2 碾削碾白
糙米在米机碾白室内，借助与高速旋转的，由许多尖锐、坚硬的砂刃密集而成的金刚砂辊筒表面，沿着糙米皮层作不断的快速运动，并把米皮不断削离下来的作用，称为碾削碾白(如图2-2(b)所示)。
碾削碾白可使糠层较快脱落，所需压力较小，速度较快。碾白效果的好坏，一般决定于以下两个因素：
（1）应具有足以破坏米皮结构的作用力，即需要有一定碾削力。但为了防止因碾削过深，损伤胚乳而造成碎米的不良后果，所以碾削碾白的碾米机内压力不宜过大，金刚砂粒度也不应过粗。
（2）碾削机会要多，而且要均匀。为此辊筒应具有一定的线速度，同时要
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