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
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）。
11
图3—3方案三的结构图
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
3.2 动力系统的选择
碾米机属于一般农业机械，对动力系统没有过高要求。为了优化设计，节能减排，此设计的动力系统选择电动机作为动力源。因此，动力系统的选择就是根据一些参数的计算，对电动机型号的选择。由《碾米机》一书查得，引用碾米机LNF15型的相关设计的参考数据：碾米机主轴转速取为950 r/min。
3.2.1电动机类型选择
按教材《机械设计课程设计》一书中表2-1推荐的传动比合理取值范围，取V带的传动比i?2~5即可满足电动机的转速与主轴转速的相匹配。由以上知碾米机主轴转速n?950r/min，故电动机的转速nd取值范围为：
nd?i?n (3-6)
??2~5??950r/min ?1900~4750r/min
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：Y160M1-2。其技术参数如表1。
表1 Y160M1-2技术参数
电动机型号
额定功率/KW
满载转速r/min
额定转矩
额定转矩
堵转转矩 最大转矩
质量/kg
同步转速3000r/min,2级
Y160M1-2
11 2930 2.2 2.2 123
12
因为主轴转速需要950r/min.所以电动机转速要大于950r/min,又根据技术性能参数，所需额定功率大概为11KW，因此选用Y140M1-2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。
风机的总装配图如图4和风机的结构图如图5。
图4 风机 图5 风机的机构图
3.2.3 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。
13
图6 进料斗
3.2.4 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
该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。
14
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
硬度等级 中软2 中1 中2 中硬1 中硬2
代号 L M N P Q
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。
15