智能逆向立式砂輥/鐵輥碾米機(jī)的應(yīng)用與研究

扶宇陽，曹 軼，蔣 江，劉耀華，顏 俊

(湖南郴州糧油機(jī)械有限公司，湖南 郴州 423000)

1 工作原理及組成

智能逆向立式砂輥/鐵輥碾米機(jī)，其工作方式與原理是：原糧進(jìn)入可以自動控制進(jìn)料量大小的進(jìn)料裝置，經(jīng)軸向輸送，至碾磨室中下端推進(jìn)器的底部，在多重作用力下(主要是推進(jìn)器的推進(jìn)力、主機(jī)的噴風(fēng)和外置風(fēng)機(jī)所提供的風(fēng)力、克服物料本身的重力)，經(jīng)碾磨室的碾輥(砂輥或鐵輥)碾削或摩擦碾白，碾輥按照一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，帶動處于不同料層厚度物料盡可能的與碾磨室內(nèi)碾輥、篩片、米刀等全方位接觸，物料的流動方向與其自身重力的方向相反，其軌跡是自下而上的繞著砂輥、鐵輥上升的螺旋線，經(jīng)過智能出料壓力門裝置，達(dá)到物料開糙、碾白目的。

其主要組成如圖1所示，由主機(jī)、智能進(jìn)料裝置、噴風(fēng)裝置、吸糠裝置、觸摸屏控制裝置、智能出料壓力門裝置和總控制箱等。

2 在加工流程中的配置

在整個(gè)加工工藝流程中應(yīng)用“多機(jī)輕碾”技術(shù)，多臺設(shè)備串聯(lián)加工，降低單臺設(shè)備內(nèi)壓、溫升等，有效的增加單位產(chǎn)量碾白運(yùn)動面積，保障效果同時(shí)達(dá)到降低碎米率。基本工藝流程如圖2所示。根據(jù)秈米和粳米的物理性質(zhì)，要達(dá)到的品質(zhì)，所需要的砂輥機(jī)型和鐵輥機(jī)型的數(shù)量是不同的。加工粳米應(yīng)用多的有：一砂三鐵、一砂四鐵，二砂三鐵，二砂四鐵，三砂多鐵等組合。加工秈米應(yīng)用多的是砂輥多機(jī)串聯(lián)加工。最常見的如東北粳米的：一砂三鐵、一砂四鐵、二砂四鐵、三砂四鐵；江蘇、山東的三砂二鐵、四砂二鐵；安徽、重慶、四川、浙江的四砂一鐵等。

圖2 基本工藝流程

3 結(jié)構(gòu)特色與主要參數(shù)

3.1 結(jié)構(gòu)特色

(1)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，進(jìn)料口遠(yuǎn)低于出料口，多道設(shè)備串聯(lián)加工時(shí)不需要提升機(jī)進(jìn)行設(shè)備之間料流的傳遞，這種方式能夠很大程度減少因增加提升機(jī)帶來的增碎，設(shè)備成本降低且占地面積小。

(2)智能進(jìn)料裝置，保證物料穩(wěn)定的軸向輸送，供流穩(wěn)定而不受風(fēng)量波動的影響。

(3)噴風(fēng)裝置、外置風(fēng)網(wǎng)裝置配套結(jié)合，兩者風(fēng)力作用使得碾磨室內(nèi)碰撞、翻滾，碾削、摩擦更均勻，同時(shí)風(fēng)力效果還有利于排糠防堵，降低米溫。

(4)碾磨室下端配置與碾輥同轉(zhuǎn)速的回轉(zhuǎn)式葉輪撥糠器，清掃效率高，極大限度降低了碾磨室內(nèi)糠粉殘留量，在風(fēng)力的作用下，更及時(shí)的排到主機(jī)外。

(5)智能壓力門裝置，能有效的控制碾磨室的外壓，自整流，控制物料的加工精度。

另外，還可以根據(jù)客戶工藝流程、生產(chǎn)情況，自由更換主機(jī)設(shè)備的進(jìn)、出料方向：左進(jìn)右出，右進(jìn)左出、左進(jìn)前出，右進(jìn)后出。與臥式米機(jī)相比，物料受離心力和重力影響小，所以雖然料流的方向與重力的方向相反，但是并不會帶來多少增碎，同時(shí)還可以因減少提升機(jī)帶來的增碎。鐵輥機(jī)型精碾工序著水加工具有一定的拋光效果。

3.2 主要參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)如表1、表2所示。

表1 MNSL系列砂輥機(jī)型主要參數(shù)

表2 MNTL系列鐵輥機(jī)型主要參數(shù)

4 智能化控制系統(tǒng)

米機(jī)整個(gè)智能控制系統(tǒng)由PLC、觸摸屏、變頻器、互感器、交流接觸器等，氣缸、電磁閥、比例閥、節(jié)流閥等氣動元器件，以及多種料位傳感器、風(fēng)壓傳感器等組成?？蓪?shí)現(xiàn)一鍵啟動運(yùn)行，自動變頻控制進(jìn)料、出料壓力門自行PID控制，運(yùn)行故障及時(shí)響應(yīng)處理等控制。具體生產(chǎn)過程中有兩種方式可供選擇，一是根據(jù)米機(jī)主電機(jī)(驅(qū)動碾磨室中碾輥的電機(jī))電流值大小，二是根據(jù)大米白度計(jì)檢測的大米白度值大小反饋給控制器，控制器根據(jù)電流值大小或白度值大小，自動控制調(diào)整進(jìn)料量和控制氣壓大小調(diào)整出料裝置的壓力，實(shí)現(xiàn)電流、產(chǎn)量穩(wěn)定，精度一致，節(jié)能。在成套聯(lián)動控制方面，系統(tǒng)預(yù)留了成套電控屏柜啟動按鈕、停止按鈕控制信號輸入端口和運(yùn)行信號、故障信號輸出端口，可實(shí)現(xiàn)多臺米機(jī)與成套其它工藝設(shè)備聯(lián)合控制聯(lián)動。真正實(shí)現(xiàn)了主機(jī)設(shè)備、電氣元件一體化，使用者只需引入外接電源即可直接使用，且具備電機(jī)防反轉(zhuǎn)功能。智能化控制系統(tǒng)具體有以下特點(diǎn)：

(1)采用10寸大屏觸控，一鍵全自動運(yùn)行，進(jìn)料和出料全自動控制，實(shí)時(shí)監(jiān)控主機(jī)電流、進(jìn)料、出口壓力、精度等，綜合PID控制，電流值恒定節(jié)能，產(chǎn)量穩(wěn)定。

(2)根據(jù)不同原糧、風(fēng)壓、精度，自動調(diào)整集糠室內(nèi)糠粉清理周期參數(shù)。

(3)實(shí)時(shí)生成碾米工作電流、風(fēng)壓、精度等過程曲線和使用記錄。

(4)內(nèi)置設(shè)備使用說明，設(shè)備配件照片、名稱，故障分析與查詢。

(5)云平臺監(jiān)控與維護(hù)，手機(jī)APP軟件遠(yuǎn)程操作與監(jiān)控，電腦遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)。圖3、圖4為米機(jī)操作界面和手機(jī)APP操作示意圖。

圖3 米機(jī)操作界面

圖4 手機(jī)APP操作

5 工程應(yīng)用

智能逆向式立式砂輥/鐵輥碾米機(jī)是糧食加工機(jī)械中的一種新型設(shè)備，主要用于大米開糙、去除糙米皮層和胚、碾白。圖5和圖6是用于大米加工廠的案例，已經(jīng)為客戶帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，還可以用于雜糧加工行業(yè)，如：小黃米、大黃米脫殼與碾米，藜麥脫皮，燕麥脫皮，玉米脫皮和制糝，青稞碾米和大麥脫殼等雜糧加工，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。米機(jī)的智能化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，為客戶節(jié)省了時(shí)間、人工成本。工人不再需要24 h在機(jī)器旁操作機(jī)器，可以在辦公室或是家里用電腦、手機(jī)完成。常規(guī)的一條完整的生產(chǎn)線至少需要2～3個(gè)工人操作機(jī)器，現(xiàn)在只需要一個(gè)人即可完成，并且極大程度降低了對工人水平、經(jīng)驗(yàn)的要求，使得設(shè)備的操作與維護(hù)變得簡單。

圖5 黑龍江佳木斯年產(chǎn)30萬t米廠