张　琴,王保爱,孙步功

(1.甘肃农业大学 机电工程学院，甘肃 兰州　730070； 2.甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃 武威　733006)

0　引　言

人类生存的根本就是粮食，从古至今，粮食加工工具的发展也在不断的改进和完善，也显示出了能工巧匠不断改造和创新的能力。石碾(相关文献记载，正式创始于北魏)作为我国重要的传统农机具，是人类文明时代的产物，也是民族文化的重要组成部分。石碾在我国北方的农村，应用甚广，其功能、结构及其力学原理都是十分巧妙和独特。由前石器时代起源的石磨盘和石磨棒(见图1)演变到秦汉以后相继发明的石磨(见图2)、石碾等[1-2]。

图1　石磨盘、石磨棒图2　石磨上、下磨盘

1　石碾结构组成及工作原理

石碾主要用于完成谷物脱粒、去皮和碾粉加工，工作性能好，操作省力。传统碾子主要由碾盘、碾盘、碾架和碾磙组成。碾盘、碾磙由岩石制成，碾架往往为木质或者木铁混合，碾盘中心设铁质竖轴，连接碾架，碾架上固定两个木质的水平轴栓，碾磙两端中心凿圆孔或者方孔再嵌入含圆孔块石用以支撑轴栓，碾架上开设圆孔，以人推或者拉碾架[3-4]。根据其工作原理将石碾结构做出如图3所示简化(碾磙直径和长度参考北方石碾结构，近似为1:1)，主要由：石碾底座、碾盘、中心转轴、碾磙、碾磙轴几部分组成。

图3　石碾简化结构1.支撑底座　2.碾磙轴　3.碾磙　4.中心转轴　5.碾盘

工作时，碾磙轴2内端与中心转轴为转动连接，外力F作用于其外端，使其带动碾磙3绕中心转轴4在碾盘5上进行转动，由于碾磙空套在碾磙轴上，碾磙本身又是圆柱刚体，与碾盘又是线接触，所以，运动时，碾磙绕中心转轴4转动的同时，绕自身回转轴做滚动。……