甘蔗剝皮機(jī)設(shè)計(jì)

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任務(wù)書.doc

刮板裝配圖.dwg

刮板零件圖.dwg

大帶輪零件圖.dwg

小帶輪零件圖.dwg

拼合圖.dwg

料斗零件圖.dwg

柵籠裝配.dwg

甘蔗剝皮機(jī)裝配圖.dwg

甘蔗剝皮機(jī)設(shè)計(jì)論文說明書.doc

箱座零件圖.dwg

箱蓋零件圖.dwg

軸零件圖.dwg

甘蔗剝皮機(jī)設(shè)計(jì)

目  錄

1 引言 1

1．1 課題提出的背景 1

1．2 甘蔗剝皮機(jī)械的發(fā)展 2

1．3 甘蔗剝皮機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 9

1．3．1 目前甘蔗剝皮機(jī)采用的脫皮原理 9

1．3．2 新型脫皮技術(shù) 11

1．3．3 甘蔗剝皮機(jī)械的工藝研究 11

1．3．4 甘蔗剝皮機(jī)械存在的問題 11

1．4 甘蔗剝皮機(jī)械研究重點(diǎn) 12

1．4．1 提高甘蔗剝皮機(jī)械的通用性和適應(yīng)性 12

1．4．2 提高機(jī)械脫皮率。降低破損率 12

1．5 甘蔗剝皮機(jī)械應(yīng)用前景展望 13

2．1 甘蔗剝皮機(jī)的結(jié)構(gòu) 14

2．2 工作原理 15

3．1設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 17

3．2 V帶傳動(dòng) 19

3.3 軸 22

3.4 刮板結(jié)構(gòu) 23

3.5 半柵籠 24

3.6 箱體 25

3.7 剝皮分離裝置 25

3.8機(jī)架 25

3.9附件 26

   參考文獻(xiàn) 29

1 引言

1．1 課題提出的背景

甘蔗中富含糖和淀粉，既是主要的食用糖來(lái)源，甘蔗是我國(guó)制糖的主要原料。是世界食糖總產(chǎn)量中，蔗糖約占65%，我國(guó)則占了80%以上。糖是人類必需的食用品之一，也是糖果，飲料等食品工業(yè)的重要原材料。同時(shí)，甘蔗還是輕工，化工和能源的重要原料。另外，甘蔗是能清，能潤(rùn)，甘涼滋養(yǎng)的食療佳品。古往今來(lái)被人們廣為稱道。就連文人墨客也情有獨(dú)鐘，而從事水果銷售連鎖超市，每日銷售大量的甘蔗，手工剝皮耗力。本設(shè)計(jì)利用綜合液壓泵，活塞及安全閥的自動(dòng)中心定位的原理，采用多片組合式的刀盤，設(shè)計(jì)新型甘蔗剝皮機(jī)，效果好，效率高，可靠性好。

甘蔗在加工或作為出口商品時(shí)，需要進(jìn)行剝皮加工。傳統(tǒng)的剝皮為人力手工剝皮，手工剝皮不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以甘蔗產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器來(lái)代替手工剝皮。甘蔗剝皮機(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使甘蔗產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝皮方法進(jìn)行剝皮，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了甘蔗剝皮的效率。

甘蔗剝皮機(jī)是將甘蔗莢果去掉外殼而得到甘蔗仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于甘蔗本身的生理特點(diǎn)決定了甘蔗剝皮不能與甘蔗的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在甘蔗莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行剝皮。隨著甘蔗種植業(yè)的不斷發(fā)展，甘蔗手工剝皮已無(wú)法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行剝皮機(jī)械化迫在眉睫。

1．2 甘蔗剝皮機(jī)械的發(fā)展

我國(guó)甘蔗剝皮機(jī)的研制自1965年原八機(jī)部下達(dá)甘蔗剝皮機(jī)的研制課題以來(lái)，已有幾十種甘蔗剝皮機(jī)問世。只進(jìn)行單一剝皮功能的甘蔗剝皮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，以小型家用為主的甘蔗剝皮機(jī)在我國(guó)一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成剝皮、分離、清選和分級(jí)功能的較大型甘蔗剝皮機(jī)在一些大批量甘蔗加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的甘蔗剝皮機(jī)種類很多，如6BH一60型甘蔗剝皮機(jī)、6BH一20B型甘蔗剝皮機(jī)、6BH一20型甘蔗剝皮機(jī)等(技術(shù)參數(shù)見附表)，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的2O～60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS1500型甘蔗除雜剝皮分選機(jī)組一次能實(shí)現(xiàn)甘蔗原料的剝皮、除皮、分選，是一種比較先進(jìn)的甘蔗后期生產(chǎn)機(jī)械。偉民牌6BH一720型甘蔗剝皮機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置，采用搓板式剝皮、風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動(dòng)力小等特點(diǎn)。6BK一22型甘蔗剝皮機(jī)是一種一次喂料就可完成甘蔗剝皮工作的機(jī)械，經(jīng)風(fēng)力初選、風(fēng)扇振動(dòng)、分層分離、復(fù)脫清選分級(jí)后的甘蔗仁可直接裝袋入庫(kù)。6BH一1800型甘蔗剝皮機(jī)械采用了三軋輥混合剝皮結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行二次剝皮。而隨著我國(guó)甘蔗產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，甘蔗產(chǎn)量逐年增加，甘蔗的機(jī)械化剝皮程度將大幅提高，甘蔗剝皮機(jī)械將擁有廣闊的發(fā)展前景。

甘蔗剝皮的原理很多，因此產(chǎn)生了很多種不同的甘蔗剝皮機(jī)械。甘蔗剝皮部件是甘蔗剝皮機(jī)的關(guān)鍵工作部件，剝皮部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)剛甘蔗仁破碎率、甘蔗果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中，甘蔗仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。

八十年代以前的甘蔗剝皮機(jī)械，破碎率一般都大于8%，有時(shí)高達(dá)l5%以上。加工出的甘蔗仁，只能用來(lái)榨油，不能作種用，也達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的剝皮原理，研制新式剝皮部件，便成為甘蔗剝皮機(jī)械的重要研究課題。從六十年代初，開始在我國(guó)出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式甘蔗剝皮機(jī)。自1983年以來(lái)，在已有的甘蔗剝皮部件的研制基礎(chǔ)上，我國(guó)又相繼研制了多種不同結(jié)構(gòu)型式的新式剝皮部件，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，特別是破殼率指標(biāo)大有改善。

以下介紹一下我國(guó)上個(gè)世紀(jì)幾種主要的甘蔗剝皮部件

1．封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式甘蔗剝皮部件

六十年代初， 我國(guó)在吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制了TH-340型甘蔗剝皮機(jī)，其剝皮部件是在一個(gè)圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板，如圖1所示。

在該機(jī)構(gòu)中甘蔗進(jìn)口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作時(shí)，甘蔗果在滾筒的推動(dòng)下由進(jìn)口向出口端運(yùn)動(dòng)，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接剝皮，甘蔗受列剝皮機(jī)的直接搓擦作用，系強(qiáng)制剝皮，故破碎率高。剝皮時(shí)， 直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來(lái)，所以一次剝凈率低，最高80％。為了將混在一起的甘蔗仁和未脫果分離開來(lái)，采用柵條式凹板的剝皮機(jī)一般要配置分離機(jī)構(gòu)。后來(lái)研制并生產(chǎn)的TH-47O型，6 BH-570型等型式的剝皮機(jī)，結(jié)構(gòu)與其大同小異，剝皮質(zhì)量均不理想。

2． 封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板式剝皮部件

該機(jī)的剝皮部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝皮原理系擠壓式，如圖2所示

作業(yè)時(shí)，甘蔗果在膠輥的推動(dòng)下，通過剝皮間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用剝皮，避開了剝皮部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直徑小于剝皮間隙的小果未經(jīng)剝皮便被分離出來(lái)，故一次剝凈率很低，只有30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī)構(gòu)，以使甘蔗經(jīng)多次擠壓剝皮，致使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，造價(jià)較高。

3． 開式紋桿滾筒，編織凹板式甘蔗剝皮部件

剝皮部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹板，其結(jié)構(gòu)如圖3所示

3.9附件

刮板式甘蔗去殼的附件包括裝料斗，軸承蓋，風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。 

4 總結(jié)

本文是圍繞農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品——甘蔗剝皮的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了甘蔗剝皮的機(jī)械化，應(yīng)用本機(jī)器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。該機(jī)的關(guān)鍵部分是刮板結(jié)構(gòu)與半柵籠結(jié)構(gòu)，因?yàn)楦收釀兤さ恼麄€(gè)過程都是由這兩部分完成的，剝出來(lái)的甘蔗能不能符合要求，完全是看刮板與半柵籠的性能能不能達(dá)到要求。本文也介紹了目前各種甘蔗剝皮原理及裝備，并對(duì)甘蔗剝皮機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡(jiǎn)明的概括和分析。

本次設(shè)計(jì)是對(duì)我的四年的大學(xué)生活做出的總結(jié),同時(shí)為將來(lái)工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己解分析問題、解決問題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

從這次設(shè)計(jì)也可以看出一些問題:

1.心態(tài):應(yīng)該保持認(rèn)真的態(tài)度,堅(jiān)持冷靜獨(dú)立的解決問題

2.基本:認(rèn)真學(xué)好基本知識(shí),扎實(shí)自己的基本知識(shí),使面對(duì)問題時(shí)不會(huì)遇到很多挫折,從而打擊自己的信心,結(jié)果使自己很浮躁,越來(lái)越不想搞這設(shè)計(jì),故應(yīng)該好好學(xué)習(xí)基本知識(shí),一步一步的來(lái),不要急功近利!

3.樹立自己的良好形象,樂觀的面對(duì)生活,堅(jiān)持自己的想法和意識(shí)

總的說來(lái),雖然在這次設(shè)計(jì)中自己學(xué)到了很多的東西,取得一定的成績(jī),但同時(shí)也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設(shè)計(jì)的價(jià)值所在,以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認(rèn)真,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情!

參考文獻(xiàn)

[1] 周瑞寶  甘蔗加工技術(shù) [M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社  2003.1

[2] 段淑芬，胡文廣，李秀平，等．世界甘蔗生產(chǎn)現(xiàn)狀分析[J]．甘蔗學(xué)報(bào)，1999，(增刊) 

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[8] 石一兵  食品機(jī)械與設(shè)備[M]  北京：中國(guó)商業(yè)出版社  1992.6

[9] 肖旭霖  食品機(jī)械與設(shè)備[M]  北京：科學(xué)出版社，2006

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[11] 唐增寶，何永然，劉安俊  機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]  武漢：華中理工大學(xué)出版社  1999.3

[12] 濮良貴，紀(jì)名剛  機(jī)械設(shè)計(jì)[M]  北京：高等教育出版社，2001

[13] 成大先  機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.機(jī)械傳動(dòng)[M]  北京：化學(xué)工業(yè)出版社   2004.1

致謝

本文是在老師的精心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、高度的責(zé)任心對(duì)我產(chǎn)生了深深的震撼。在周老師的培養(yǎng)和教育不僅使我順利完成了論文，而且將繼續(xù)激勵(lì)我在今后的人生旅途上不斷進(jìn)取。最后，謹(jǐn)向所有給我關(guān)心、理解、支持和幫助的人們表示最誠(chéng)摯的謝意！

甘蔗是我國(guó)制糖的主要原料。是世界食糖 總產(chǎn)量中， 蔗 糖約占 65%，我國(guó)則占了 80%以上。糖是人類必需的食用品之一，也是糖果，飲料等食品工業(yè)的重要原材料。同時(shí)，甘蔗還是輕工，化工和能源的重要原料。另外，甘蔗是能清，能潤(rùn)，甘涼滋養(yǎng)的食療佳品。古往今來(lái)被人們廣為稱道。就連文人墨客也情有獨(dú)鐘，而從事水果銷售連鎖超市，每日銷售大量的甘蔗，手工去皮耗力。本設(shè)計(jì)利用綜合液壓泵，活塞及安全閥的自動(dòng)中心定位的原理，采用多片組合式的刀盤，設(shè)計(jì)新型甘蔗剝皮機(jī)，效果好，效率高，可靠性好。 設(shè)計(jì)一種最大壓力 300程 3 米的新型甘 蔗剝皮機(jī) 完成總體設(shè)計(jì)方案和刀片組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；使用 制圖紙 圖紙要求：所繪圖紙應(yīng)符合最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，完成承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)的 一張 總 裝備圖 (一張 )，若干零部件圖，圖總量折合不少于 3 張 紙。 設(shè)計(jì)說明書要 求： 符合規(guī)范，要求方案正確，論據(jù)充分，闡述清楚，文字簡(jiǎn)潔，穿插必要的插圖、表格和圖紙 。 小四字 號(hào) 說明書不少于 30 頁(yè) 。 主要參考文獻(xiàn)： 業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)和計(jì)算，北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社， 1983 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，拖拉機(jī)及配套農(nóng)機(jī)具產(chǎn)品指南，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992 江蘇工學(xué)院，農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)，北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社， 1981 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)院，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1990 李寶筏主編，農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)，北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2003 1 甘蔗剝皮機(jī)設(shè)計(jì) 目 錄 1 引言 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 1 課題提出的背景 ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 2 甘蔗剝皮機(jī)械的發(fā)展 ....................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 3 甘蔗剝皮機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 ............... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 3． 1 目前甘蔗剝皮機(jī)采用的脫皮原理 .......... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 3． 2 新型脫皮技術(shù) ....................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 3． 3 甘蔗剝皮機(jī)械的工藝研究 ............. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 3． 4 甘蔗剝皮機(jī)械存在的問題 ............. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 4 甘蔗剝皮機(jī)械研究重點(diǎn) ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 4． 1 提高甘蔗剝皮機(jī)械的通用性和適應(yīng)性 ... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 4． 2 提 高機(jī)械脫皮率。降低破損率 ......... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1． 5 甘蔗剝皮機(jī)械應(yīng)用前景展望 ................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 2． 1 甘蔗剝皮機(jī)的結(jié)構(gòu) ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 2． 2 工作原理 ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 3． 1設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 3． 2 V 帶傳動(dòng) ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 板結(jié)構(gòu) .................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 柵籠 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 體 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 皮分離裝置 .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 架 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 件 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 2 1 引言 1． 1 課題提出的背景 甘蔗中富含糖和淀粉，既是主要的食用糖來(lái)源，甘蔗是我國(guó)制糖的主要原料。是世界食糖總產(chǎn)量中，蔗糖約占 65%，我國(guó)則占了 80%以上。糖是人類必需的食用品之一，也是糖果，飲料等食品工業(yè)的重要原材料。同時(shí)，甘蔗還是輕工，化工和能源的重要原料。另外，甘蔗是能清，能潤(rùn)，甘涼滋養(yǎng)的食療佳品。古往今來(lái)被人們廣為稱道。就連文人墨客也情有獨(dú)鐘，而從事水果 銷售連鎖超市，每日銷售大量的甘蔗，手工剝皮耗力。本設(shè)計(jì)利用綜合液壓泵，活塞及安全閥的自動(dòng)中心定位的原理，采用多片組合式的刀盤，設(shè)計(jì)新型甘蔗剝皮機(jī)，效果好，效率高，可靠性好。 甘蔗在加工或作為出口商品時(shí)，需要進(jìn)行剝皮加工。傳統(tǒng)的剝皮為人力手工剝皮，手工剝皮不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以甘蔗產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機(jī)器來(lái)代替手工剝皮。甘蔗剝皮機(jī)的誕生在很大程度上改變了這種局面，使甘蔗產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝皮方法進(jìn)行剝皮，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了甘蔗剝皮的效率。 甘蔗剝皮機(jī)是將 甘蔗莢果去掉外殼而得到甘蔗仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于甘蔗本身的生理特點(diǎn)決定了甘蔗剝皮不能與甘蔗的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，而只能在甘蔗莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行剝皮。隨著甘蔗種植業(yè)的不斷發(fā)展，甘蔗手工剝皮已無(wú)法滿足高效生產(chǎn)的要求，實(shí)行剝皮機(jī)械化迫在眉睫。 1． 2 甘蔗剝皮機(jī)械的發(fā)展 我國(guó)甘蔗剝皮機(jī)的研制自 1965年原八機(jī)部下達(dá)甘蔗剝皮機(jī)的研制課題以來(lái)，已有幾十種甘蔗剝皮機(jī)問世。只進(jìn)行單一剝皮功能的甘蔗剝皮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，以小型家用為主的甘蔗剝皮機(jī)在我國(guó)一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成剝皮、分離、清選和分 級(jí)功能的較大型甘蔗剝皮機(jī)在一些大批量甘蔗加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的甘蔗剝皮機(jī)種類很多，如 60型甘蔗剝皮機(jī)、 606技術(shù)參數(shù)見附表 )，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的 2O～ 60倍以上。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的 皮、分選，是一種比較先進(jìn)的甘蔗后期生產(chǎn)機(jī)械。偉民牌 620型甘蔗剝皮機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置，采用搓板式剝皮、風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動(dòng) 力小等特點(diǎn)。 62型甘蔗剝皮機(jī)是一種一次喂料就可完成甘蔗剝皮工作的機(jī)械，經(jīng)風(fēng)力初選、風(fēng)扇振動(dòng)、分層分離、復(fù)脫清選分 3 級(jí)后的甘蔗仁可直接裝袋入庫(kù)。 6800型甘蔗剝皮機(jī)械采用了三軋輥混合剝皮結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行二次剝皮。而隨著我國(guó)甘蔗產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，甘蔗產(chǎn)量逐年增加，甘蔗的機(jī)械化剝皮程度將大幅提高，甘蔗剝皮機(jī)械將擁有廣闊的發(fā)展前景。 甘蔗剝皮的原理很多，因此產(chǎn)生了很多種不同的甘蔗剝皮機(jī)械。甘蔗剝皮部件是甘蔗剝皮機(jī)的關(guān)鍵工作部件，剝皮部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)剛甘蔗仁破碎率、甘蔗果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等 重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中，甘蔗仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。 八十年代以前的甘蔗剝皮機(jī)械，破碎率一般都大于 8%，有時(shí)高達(dá) 上。加工出的甘蔗仁，只能用來(lái)榨油，不能作種用，也達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的剝皮原理，研制新式剝皮部件，便成為甘蔗剝皮機(jī)械的重要研究課題。從六十年代初，開始在我國(guó)出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式甘蔗剝皮機(jī)。自 1983年以來(lái)，在已有的甘蔗剝皮部件的研制基礎(chǔ)上，我國(guó)又相繼研制了多種不同結(jié)構(gòu)型式的新式剝皮部件，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，特別是破殼率指標(biāo)大有改善。 以下介 紹一下我國(guó)上個(gè)世紀(jì)幾種主要的甘蔗剝皮部件 1．封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式甘蔗剝皮部件 圖 1 六十年代初， 我國(guó)在吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制了 剝皮部件是在一個(gè)圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板，如圖 1所示。 在該機(jī)構(gòu)中甘蔗進(jìn)口大 (3，出口小 (1，工作時(shí)，甘蔗果在滾筒的推動(dòng)下由進(jìn)口向出口端運(yùn)動(dòng)，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接剝皮， 4 甘蔗受列剝皮機(jī)的直接搓擦作用，系強(qiáng)制剝皮，故破碎率高。剝皮時(shí)， 直徑 同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來(lái)，所以一次剝凈率低，最高 80％。為了將混在一起的甘蔗仁和未脫果分離開來(lái)，采用柵條式凹板的剝皮機(jī)一般要配置分離機(jī)構(gòu)。后來(lái)研制并生產(chǎn)的 6 構(gòu)與其大同小異，剝皮質(zhì)量均不理想。 2． 封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板式剝皮部件 該機(jī)的剝皮部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝皮原理系擠壓式，如圖 2所示 圖 2 作業(yè)時(shí)，甘蔗果在膠輥的推動(dòng)下，通過剝皮間隙 (5— 20毫米 )，由膠輥和膠板的擠壓作用剝皮，避開了剝皮部件的揉搓作用 ,破碎率有所降低，但仍在 5％以上。另外，因直徑小于剝皮間隙的小果未經(jīng)剝皮便被分離出來(lái)，故一次剝凈率很低，只有 30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī)構(gòu)，以使甘蔗經(jīng)多次擠壓剝皮，致使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，造價(jià)較高。 3． 開式紋桿滾筒，編織凹板式甘蔗剝皮部件 剝皮部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹板，其結(jié)構(gòu)如圖 3所示 5 圖 3 作業(yè)時(shí)，甘蔗果在滾筒的推動(dòng)下，受擠壓揉搓剝皮，該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同，甘蔗果受到開式滾筒的攪拌作用，剝皮力帶有柔性，故其破碎率較低，可控制在 3%。另外，與 柵條式凹板不同，因系編織網(wǎng)孔凹板，剝皮時(shí)，只有直徑小于網(wǎng)孔尺寸的單粒癟果末剝皮而被網(wǎng)孔分離，雙粒長(zhǎng)果則漏不出來(lái)，仍被剝皮，故剝凈率較高。 4． 立式剝皮機(jī)構(gòu) 剝皮部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉(zhuǎn)子，下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的編織平底篩，該剝皮部件如圖 4所示。 圖 4 在剝皮室內(nèi)，甘蔗果受立式轉(zhuǎn)子的推動(dòng)而相互磨擦，從而達(dá)到剝皮的目的，此方法系柔性揉搓剝皮。實(shí)踐證明，該機(jī)破碎率較低，可控制在 3％以下。其缺點(diǎn)是由于采 6 用立式傳動(dòng)， 故傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。 5． 開式扁條滾筒，編織凹板式甘蔗剝皮部件 采用了由三根 扁鋼條制成的開式扁條滾筒，和用編織絲網(wǎng)制成的凹板結(jié)構(gòu)，如圖 5所示。作業(yè)時(shí)，甘蔗果在扁條的推動(dòng)下隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，在滾筒和凹板之間形 圖 5 成一個(gè)活動(dòng)層，甘蔗果在該活動(dòng)層內(nèi)互相揉搓而剝皮。由于在該機(jī)構(gòu)中，避開了剝皮部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是甘蔗搓甘蔗，系柔性剝皮，故破碎率較低， 該機(jī)鑒定時(shí)實(shí)測(cè)破傷率 (破碎率 +損傷率 )為 0． 91。另外脫凈率及生產(chǎn)效率等指標(biāo)亦較理想。 1． 3 甘蔗剝皮機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)甘蔗剝皮機(jī)從其剝皮原理、結(jié)構(gòu)和材料上基本可分為以打擊、揉搓為主的鋼紋桿 —— 鋼柵條凹板 以擠壓、 揉搓為主的橡膠滾筒一一橡膠浮動(dòng)凹板兩大類，但剝皮質(zhì)量均不高，破損率都大于 8 %，剝出的甘蔗米只能用于榨油和食用，滿足不了外貿(mào)出口和作種子的要求。探索先進(jìn)的剝皮原理是解決剝皮機(jī)現(xiàn)存問題的重要途徑。 1． 3． 1 目前甘蔗剝皮機(jī)采用的剝皮原理 目前應(yīng)用比較廣泛的甘蔗機(jī)械剝皮原理有以下幾種。 撞擊法剝皮 撞擊法剝皮是物料高速運(yùn)動(dòng)時(shí)突然受阻而受到?jīng)_擊力，使外殼破碎而實(shí)現(xiàn)剝皮的目的。其典型設(shè)備為由高速回轉(zhuǎn)甩料盤及固定在甩料盤周圍的粗糙壁板組成的離心剝皮機(jī)。甩料盤使甘蔗莢果產(chǎn)生一個(gè)較大的離心力撞擊壁面，只要撞擊力足夠大， 莢果外殼就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，進(jìn)而形成裂縫。當(dāng)莢果離開壁面時(shí)，由于外殼具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)速度，莢果所受到的彈性力較小，運(yùn)動(dòng)速度也不如外殼，阻止了外殼迅速向外移動(dòng)而使其在裂縫處裂開，從而實(shí)現(xiàn)籽粒的剝皮。撞擊剝皮法適合于仁殼間結(jié)合力小，仁殼間隙較大且外殼較脆的莢果。影響離心式剝皮 7 機(jī)剝皮質(zhì)量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盤的轉(zhuǎn)速、甩料盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。 碾搓法剝皮 甘蔗莢果在固定磨片和運(yùn)動(dòng)著的磨片間受到強(qiáng)烈的碾搓作用，使莢果的外殼被撕裂而實(shí)現(xiàn)剝皮。其典型的設(shè)備為由一個(gè)固定圓盤和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤組成的圓盤剝 皮機(jī)。莢果經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入定磨片和動(dòng)磨片的間隙中，動(dòng)磨片轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力使籽粒沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，也使莢果與定磨片問產(chǎn)生方向相反的摩擦力；同時(shí)，磨片上的牙齒不斷對(duì)外殼進(jìn)行切裂，在摩擦力與剪切力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂，并與剝皮脫離，達(dá)到剝皮的目的。該種方法影響因素有，莢果的水分含量、圓盤的直經(jīng)、轉(zhuǎn)速高低、磨片之間工作間隙的大小、磨片上槽紋的形狀和莢果的均勻度等。 剪切法剝皮 甘蔗莢果在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓間受到相對(duì)運(yùn)動(dòng)著的刀板的剪切力的作用，外殼被切裂并打開，實(shí)現(xiàn)外殼與果仁的分離。其典型設(shè)備為由刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座為主 要工作部件的刀板剝皮機(jī)。在刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座上均裝有刀板，刀板座呈凹形，帶有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可根據(jù)甘蔗莢果的大小調(diào)節(jié)刀板座與刀板轉(zhuǎn)鼓之間的間隙。當(dāng)?shù)栋遛D(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)，與刀板之間產(chǎn)生剪切作用，使物料外殼破裂和脫落。主要適用于棉籽，特別是帶絨棉籽的剝皮，剝皮效果較好。由于其工作面較小，故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象，重剝率較高。該種方法影響因素有，原料水分含量、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的高低、刀板之間的間隙大小等。 擠壓法剝皮 擠壓法剝皮是靠一對(duì)直徑相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥，調(diào)整到適當(dāng)間隙，使甘蔗莢果通過間隙時(shí)受到輥的擠壓而破殼。莢果能否順利 地進(jìn)入兩擠壓輥的間隙，取決于擠壓輥及與莢果接觸的情況。要使莢果在兩擠壓輥間被擠壓破殼，莢果首先必須被夾住，然后被卷入兩輥間隙。兩擠壓輥間的間隙大小是影響籽粒破損率和剝皮率高低的重要因素。 搓撕法剝皮 搓撕法剝皮是利用相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠輥筒對(duì)籽粒進(jìn)行搓撕作用而進(jìn)行剝皮的。兩只膠輥水平放置，分別以不同轉(zhuǎn)速相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，輥面之間存在一定的線速差，橡膠輥具有一定的彈性．其摩擦系數(shù)較大。甘蔗莢果進(jìn)入膠輥工作區(qū)時(shí)，與兩輥面相接觸，如果此時(shí)莢果符合被輥?zhàn)訃说臈l件，即嚙人角小于摩擦角，就能順利進(jìn)入兩輥問．此時(shí)莢果在被拉人輥間的同 時(shí)，受到兩個(gè)不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外，莢果又受到兩輥面的法向擠壓力的作用，當(dāng)莢果到達(dá)輥?zhàn)又行倪B線附近時(shí)法向擠壓力最大，莢果受壓產(chǎn)生彈性 —— 塑性變形，此時(shí)莢果的外殼也將在擠壓作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成剝皮過程。影響剝皮性能的因素有，線速差、膠壓輥的硬度、軋入角、軋輥半徑、軋輥間間隙等。 1． 3． 2 新型剝皮技術(shù) 8 壓力膨脹法 原理是先使一定壓力的氣體進(jìn)入甘蔗殼內(nèi)，維持一段時(shí)間，以使甘蔗莢果內(nèi)外達(dá)到氣壓平衡，然后瞬間卸壓，內(nèi)外壓力平衡打破，殼體內(nèi)氣體在高壓作用下產(chǎn)生巨大的爆破力而沖破殼 體，從而達(dá)到剝皮的目的。主要影響因素有，充氣壓力、穩(wěn)定壓力維持時(shí)間、籽粒的含水率等。 真空法 將甘蔗莢果放在真空爆剝皮中，在真空條件下，將具有相當(dāng)水分的莢果加熱到一定溫度，在真空泵的抽吸下，莢果吸熱使其外殼的水分不斷蒸發(fā)而被移除，其韌性與強(qiáng)度降低，脆性大大增加；真空作用又使殼外壓力降低，殼內(nèi)部相對(duì)處于較高壓力狀態(tài)。殼內(nèi)的壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)使外殼爆裂。 激光法 用激光逐個(gè)切割堅(jiān)果外殼。試驗(yàn)顯示，用這種方法幾乎能夠達(dá)到 100 9／ 6的整仁率，但因其費(fèi)用昂貴、效率低下等原因，很難得到推廣。 1． 3． 3 甘蔗 剝皮機(jī)械的工藝研究 在剝皮技術(shù)方面，除了在原理和設(shè)備上進(jìn)行研究外，人們還在工藝上進(jìn)行了研究以提高籽粒的剝皮率及剝皮質(zhì)量。 分級(jí)處理 物料的粒度范圍大，必須先按大小分級(jí)，再進(jìn)行剝皮，才能提高剝皮率，減少破損率。 水分含量 甘蔗莢果的含水率對(duì)剝皮效果有很大的影響，含水率大，則外殼的韌性增加；含水率小，則果仁的粉末度大。因此應(yīng)使甘蔗莢果盡量保持最適當(dāng)?shù)暮?，以保證外殼和果仁具有最大彈性變形和塑性變形的差異，即外殼含水率低到使其具有最大的脆性，剝皮時(shí)能被充分破裂，同時(shí)又要保持仁的可塑性，不能因水分太少而使果仁 在外力作用下粉末度太大，可減少果仁破損率。 1． 3． 4 甘蔗剝皮機(jī)械存在的問題 目前我國(guó)在甘蔗剝皮技術(shù)研究方面一直沒有大的突破，資金投入也不足，剝皮部件的研制仍在 20年代初的技術(shù)水平上徘徊，所以在剝皮性能上并沒有很大的提高。由于機(jī)械剝皮時(shí)對(duì)甘蔗仁的損傷率偏高，用于種子和較長(zhǎng)期貯存的甘蔗仁至今仍是手工剝皮。剝皮機(jī)械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：① 剝皮率低，剝皮后的果仁破損率高，損失大。② 機(jī)具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。③ 通用性差，利用率低。④ 作業(yè)成本偏高，多數(shù)是單機(jī)制造，制造的工藝水平較低，同 時(shí)能耗較高。⑤ 有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn)，未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，作業(yè)性能及商品性等方面還存在不少問題。 1． 4 甘蔗剝皮機(jī)械研究重點(diǎn) 9 我國(guó)加入 內(nèi)外關(guān)于甘蔗剝皮機(jī)械的開發(fā)與推廣應(yīng)用日益增多，針對(duì)現(xiàn)有甘蔗剝皮機(jī)械存在的優(yōu)點(diǎn)與不足，在未來(lái)的發(fā)展過程中，對(duì)甘蔗剝皮機(jī)械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，不斷完善其功能，使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢(shì)頭。 1． 4． 1 提高甘蔗剝皮機(jī)械的通用性和適應(yīng)性 提高甘蔗剝皮機(jī)械的通用性和適應(yīng)性仍是當(dāng)前的主要研究方向之一目前，許多甘蔗剝皮機(jī)械只是針對(duì)某一甘蔗品 種和所在地區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)，其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。提高甘蔗剝皮機(jī)械的通用性和兼容性，使研制的甘蔗剝皮機(jī)械通過更換主要部件能夠同時(shí)對(duì)其他帶殼物料進(jìn)行剝皮加工。研制通過變換主要工作部件即能滿足不同堅(jiān)果剝皮作業(yè)需要的剝皮機(jī)具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應(yīng)不同加工企業(yè)的需要。甘蔗剝皮機(jī)械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，將直接影響到甘蔗剝皮機(jī)械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。 1． 4． 2 提高機(jī)械剝皮率。降低破損率 對(duì)甘蔗剝皮機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究新的剝皮機(jī)理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ；同時(shí)在整體配置上進(jìn)一步改進(jìn)和完善，提高剝皮率，降低籽仁破損率。目前國(guó)內(nèi)外的甘蔗剝皮機(jī)械均存在剝皮率和破損率之間的矛盾，處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到甘蔗剝皮機(jī)械的發(fā)展前景。 1． 4． 3 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展大多數(shù)機(jī)具目前仍依賴人工喂料或定位，影響了作業(yè)速度和作業(yè)質(zhì)量。因此應(yīng)通過機(jī)電一體化手段，開發(fā)設(shè)計(jì)自動(dòng)喂料、自動(dòng)定位剝皮裝置，保證均勻喂料與有效定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化操作，進(jìn)一步提高作業(yè)精確性和作業(yè)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開拓國(guó)內(nèi)和國(guó)外市場(chǎng)。 新技術(shù)原理、新結(jié)構(gòu)材料、 新工藝將不斷應(yīng)用于甘蔗機(jī)械的研制開發(fā)中，隨著液壓技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量，減少阻力，簡(jiǎn)化操作，減少輔助工作時(shí)間，延長(zhǎng)使用壽命，降低勞動(dòng)使用費(fèi)用等將作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)用于剝皮機(jī)械的設(shè)計(jì)制造。隨著國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如何將這些高新技術(shù)更好的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，也是目前甘蔗剝皮機(jī)械需要盡快解決的問題。 1． 5 甘蔗剝皮機(jī)械應(yīng)用前景展望 甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的重 要保證，近年來(lái)，甘蔗機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長(zhǎng)，作業(yè)水平進(jìn)一步提高，社會(huì)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，雖然目前甘蔗剝皮機(jī)械化水平較高，但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地 10 區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少，低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。在一些地區(qū)，用作種子和特殊用途的甘蔗仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝皮，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進(jìn)入 21世紀(jì)，我國(guó)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化開始了新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化，也對(duì)甘蔗機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響，不僅拉動(dòng)了新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺(tái)，為甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化真 正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器提供了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進(jìn)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化的過程中，相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購(gòu)買甘蔗機(jī)械、開展甘蔗機(jī)械作業(yè)服務(wù)的優(yōu)惠政策和措施，調(diào)動(dòng)了農(nóng)民購(gòu)買甘蔗機(jī)械的積極性，形成了新的市場(chǎng)需求。隨著甘蔗種植業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)甘蔗深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高甘蔗剝皮機(jī)械化作業(yè)水平成為必然。甘蔗剝皮機(jī)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面起到了積極的作用，促進(jìn)了甘蔗加工業(yè)的科技進(jìn)步，為甘蔗剝皮機(jī)械的發(fā)展提供了空間。 11 2 刮板式甘蔗去剝皮的結(jié)構(gòu)及工作原理 2． 1 刮板式甘蔗去剝皮的結(jié) 構(gòu) 根據(jù)刮板式甘蔗去剝皮的剝皮原理可知道，甘蔗是從上至下依次經(jīng)過集料斗、剝皮箱、柵格、下箱出口、分選口，甘蔗仁收集斗這些部件的，因此設(shè)計(jì)剝皮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的依據(jù)就出來(lái)了。 設(shè)計(jì)過程是從上往下，從甘蔗的裝集開始，最上面是集料斗，集料斗下方是剝皮箱，集料斗可與剝皮箱設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。在剝皮箱內(nèi)，甘蔗必須經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓作用才能進(jìn)行剝皮，因此，將刮板設(shè)計(jì)置在剝皮箱內(nèi)。甘蔗經(jīng)過刮板的撞擊和擠壓進(jìn)行剝皮后，要經(jīng)過位于剝皮箱底部的柵格，于是可以把柵格設(shè)計(jì)成一個(gè)半圓柵籠，將其固定在剝皮箱的下半箱內(nèi)。甘蔗穿過柵格后經(jīng)過剝皮 箱底部的出口往下落，在下落過程中，設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)機(jī)的吹入口，其作用是將經(jīng)過剝皮的甘蔗殼與甘蔗仁進(jìn)行分離，重量稍重的不被風(fēng)吹走，而重量較輕的甘蔗殼將被風(fēng)機(jī)吹來(lái)的氣流帶入到甘蔗殼收集通道，通道的底部設(shè)計(jì)成一定角度。經(jīng)過分離的甘蔗仁往下落，落入甘蔗仁收集通道，將此通道與甘蔗殼收集通道的底面設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，這樣的設(shè)計(jì)可以讓被風(fēng)吹走的甘蔗仁通過自身的重量往下回滾到花仁收集通道。 為保證整機(jī)的各部分的安裝，需設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)架，機(jī)架起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面，剝皮機(jī)安裝在機(jī)架的上方。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 如圖2示。 圖 212 2． 2 工作原理 刮板式甘蔗去剝皮以前也稱為刀籠剝皮機(jī)，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將甘蔗果外殼破碎的一種機(jī)械設(shè)備，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖 1示。它主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、剝皮機(jī)構(gòu)和支承機(jī)構(gòu)等部分組成。 圖 1蔗果進(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來(lái)進(jìn)入剝皮箱內(nèi)，與高速旋轉(zhuǎn)的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，甘蔗殼發(fā)生破裂，從而進(jìn)行第一次剝皮。部分甘蔗果在下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而甘蔗殼卻未撞裂，這部分甘蔗落入 到由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個(gè)甘蔗果，因此甘蔗果將在落入柵格的同時(shí)被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些甘蔗果的果殼也被壓碎。剝皮后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時(shí)，受到風(fēng)機(jī)吹來(lái)的經(jīng)調(diào)節(jié)好的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而甘蔗仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達(dá)到了剝皮分離的目的。 13 3 刮板式甘蔗去剝皮主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 刮板式甘蔗去剝皮能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，看的是其主要部件的設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不合理，機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者說不能運(yùn)轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來(lái)的這臺(tái)機(jī)器 就是一堆費(fèi)品。設(shè)計(jì)合理，機(jī)器就能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)并對(duì)甘蔗果進(jìn)行剝皮。因此，刮板式甘蔗去剝皮的主要部件的設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中顯得尤為重要，合理的設(shè)計(jì)將提供給使用者更多的方便和實(shí)惠。 3． 1 設(shè)計(jì)前各項(xiàng)參數(shù)的確定 3． 1． 1 刮板的半徑及轉(zhuǎn)速初定 刮板的旋轉(zhuǎn)必須確保能將部分甘蔗殼撞碎，當(dāng)甘蔗果與鋼質(zhì)物體相對(duì)速度達(dá)到 5 ，可使甘蔗殼破碎而不會(huì)破壞到甘蔗仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計(jì)刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。 如圖 3示，甘蔗下落位置在 之間 ，設(shè)計(jì)時(shí)采用最小碰撞半徑22? 取半徑 R=250 n=論： R=250 n= 3． 1． 2 刮板所需功率計(jì)算 根據(jù)公式計(jì)算出刮板所需的功率 刮板對(duì)甘蔗做功 ?板改變甘蔗的動(dòng)能 刮板改變甘蔗的勢(shì)能 222121 2121 k ???? ? ? )(2 1 2221 ?? 14 )(21 2221 ??? 根據(jù)所給產(chǎn)量要求 1500kg/h,即 s,此為甘蔗仁的產(chǎn)量，折合甘蔗果產(chǎn)量為 仁率 ,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，湖南所處地理位置可取甘蔗的純?nèi)事蕿?69%,折合甘蔗果產(chǎn)量為 s,此即每秒進(jìn)入剝皮箱內(nèi)被破碎的甘蔗果的重量。甘蔗接觸刮板時(shí)初速度設(shè)為 1m/s，方向向下，脫離刮板時(shí)速度為 15m/s,方向向左，脫離刮板時(shí)相對(duì)初位置高度為 500mm t=1s m=s 1v =1m/s 2v =15m/s R=(21 2221 ??? =(=上刮板與甘蔗在柵格中擠壓所需要的能量， P 也不會(huì)超過 500w。為計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需工率 要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率 ? 。設(shè) 1? 、 2? 分別為滾動(dòng)軸承和 V 帶傳動(dòng)的效率，于是有 2221 ??? ?? =動(dòng)機(jī)所需功率? 不會(huì)超過 700W，由于給定電動(dòng)機(jī)的功率為 大于此計(jì)算值，故所給電動(dòng)機(jī)的功率完全符合要求。 3． 1． 3 傳動(dòng)方案擬定 由 于刮板式甘蔗去剝皮的工作軸旋轉(zhuǎn)速度較高，達(dá)到 2n =有兩種選擇，第一種是采用一級(jí) 二種是采用兩級(jí)混合傳動(dòng)，而很明顯的，若采用兩級(jí)傳動(dòng)方案，將會(huì)致使機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本升高，所以選用一級(jí) 3． 1． 4 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)所給的功率及同步轉(zhuǎn)速，可選用的電機(jī)型號(hào)有兩種 和 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出總傳動(dòng)比，現(xiàn)將此兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和傳動(dòng)比列于下表 方案號(hào) 電機(jī)型號(hào) 額定功率 步轉(zhuǎn)速r/載轉(zhuǎn)速r/傳動(dòng)比 i 15 1 ． 5 1000 940 2． 459 2 ． 5 1500 1400 3． 663 由上表可知：方案 1 總傳動(dòng)比雖小，轉(zhuǎn)速低，但價(jià)格高，作為家用機(jī)械的電機(jī)不是太合算，故選擇方案 2，即電機(jī)型號(hào)為 查表得此種電動(dòng)機(jī)的中心高 H=90伸軸徑為 24的外伸長(zhǎng)度為 50 3． 1． 5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算 軸的轉(zhuǎn)速 4001 m 2 ? 軸的輸入功率 2222 ??? ?的轉(zhuǎn)矩 550 222 ?? 3． 2 首先列出設(shè)計(jì)的基本條件 電機(jī)型號(hào)： 定功率： 速： 1n =1400r/動(dòng)比： i =設(shè)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 t<10h 1.1 2．選擇 根據(jù)1n 查得最適合的帶型為 A 型 3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑系中選取 51 ?，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為 2 4756 6 ???? 驗(yàn)算帶的速度 16 00060 140075100060 11 ?? ????? ?? v= 5 因此所選帶的速度合適 4．確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 根據(jù) )(2)(???初步確定中心距 000 ?，計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0212210' 4)()(22 ???? ? = V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系中選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 000? 計(jì)算實(shí)際中心距 a 3)2 7 27 0 0(2 '0 ?????? 5．驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1? ???? 52801801 ??????? 主動(dòng)輪包角合適 6．計(jì)算 V 帶的根數(shù) z z?)(9 00 ??? 由 4001 , 51 ?,i =表得 ， ? ， K ， 03.1?代入數(shù)值，經(jīng)計(jì)算 Z= z=2 00 20 ?????8．計(jì)算作用在軸上的壓軸力0 ?p ?代入數(shù)值計(jì)算得 17 帶輪材料選用 據(jù)基準(zhǔn)直徑的大小選用不同的帶輪類型，小徑帶輪采用實(shí)心式，大徑帶輪采用輪輻式，主要結(jié)構(gòu)尺寸如下 單位： 寸類型 小帶輪 大帶輪 80 間距 e 15± 5± 一槽對(duì)稱面至端面距離 f 2110?? 2110?? 輪緣厚 ? 12 12 帶輪寬 B 35 35 槽角 ? 極限偏差 ?38 ?1? ?38 ?1? 孔徑06 輪轂長(zhǎng) 50 35 1d 48 32 輪輻厚 1b 8 1h 20 2h 16 1D 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖 18 軸的轉(zhuǎn)速 m 2 ? 軸的輸入功率 2222 ??? ?的轉(zhuǎn)矩 550 222 ?? 1 初步確定軸的最小直徑 先按經(jīng)驗(yàn)公式算郵軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表選取1050 ?A ，于是得 3220m i n ??? 2 擬定軸上零件的裝配方案 通過對(duì)各種方案的比較，現(xiàn)選用圖 3示裝配方案 圖 3 根據(jù)軸向 定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （ 1）為滿足 V 帶輪的軸向定位， 1右端制一軸肩，故取 2直徑23d=22端用軸端擋圈定位，取直徑 D=22V 帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)試為 35保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故 1長(zhǎng)度取為 212 ? （ 2）初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承只承受徑向力，故先用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) 223 ?，初步選取深溝球軸承 6205,其基 本參數(shù)如下表 19 6204 基本尺寸 安裝尺寸 極限轉(zhuǎn)速 ? D B 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 25 52 15 1 31 46 1 12000 16000 （ 3）安裝刮板架段軸直徑 045 ?。刮板架段安裝寬度取 4245 ?， （ 4） 軸承端蓋總厚度 20端蓋外端與 V 帶輪右端面間的距離 0? ，故取 023 ?（ 5）取刮板距箱體內(nèi)壁 0? ，取 034 ?， 656 ?。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 （ 6）軸上零件的周向固定 V 帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按其直徑查手冊(cè)得平鍵截面如下 612 ? 55???長(zhǎng)度 l 取 22 帶輪與軸的配合為 6/7 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 6k 。 （ 7）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角 ?452? ，各軸肩處圓角半徑見零件圖 板結(jié)構(gòu) 刮板結(jié)構(gòu)是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對(duì)甘蔗果進(jìn) 行剝皮。此結(jié)構(gòu)采用四鋼板十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖 3示 圖 320 因?yàn)椴捎玫氖谴驌艉蛿D壓兩種方式配合進(jìn)行剝皮，所以對(duì)刮板的強(qiáng)度有一定要求，采用材料是 45 號(hào)鋼，而且刮板的表面必須進(jìn)行處理，表面滲碳 處理硬度板選用四塊 8鋼板，長(zhǎng) ?寬 =50029板外緣距旋轉(zhuǎn)中心距離 250定刮板的筒架結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑為 26徑 120板固定支架長(zhǎng)度為140面尺寸 400塊刮板由兩根固定支架固定，兩者間采用 栓聯(lián) 接。 柵籠 半柵籠在機(jī)器中的作用是讓已經(jīng)被剝皮的甘蔗與未被剝皮的甘蔗進(jìn)行分離，其分離的原理就是“小個(gè)通過，大個(gè)不過”。半柵籠的每一個(gè)柵格都只能容許一個(gè)甘蔗仁大小的物體通過，被剝皮的甘蔗由于甘蔗殼的破裂，被變成破碎的甘蔗殼和整粒的甘蔗仁，甘蔗仁的大小剛好可以穿過柵格，而甘蔗果因?yàn)樘螅瑹o(wú)法通過柵格，將被阻擋在剝皮箱內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行剝皮直到其外殼破碎為止。其結(jié)構(gòu)如圖 3示。 圖 3條是利用兩塊墻板對(duì)兩端進(jìn)行固定的，墻板材料為 條材料為 20 號(hào)鋼。柵條采用 10? 圓截面長(zhǎng)條，長(zhǎng)度為 538其特殊的作用，還需對(duì)其進(jìn)行表面處理，要求滲碳 處理硬度 條的兩頭裝砌在墻板的圓形槽內(nèi)，組成半圓柵籠，柵條間距為 10樣可使剝出的甘蔗仁能通過柵格，而未剝皮的剛不能通過。 裝砌完成后要太上鎖緊條，防止柵條松動(dòng)。半柵籠內(nèi)徑為 。 體 箱體的作用是提供給刮板一個(gè)封閉的剝皮環(huán)境，并對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)起到支承和定位作用。 21 為了便于軸系部件的安裝和拆卸，將箱體做成剖分式，箱由箱座 和箱蓋組成，，取軸的中心線所在平面為剖分面。箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，用圓錐銷定位。箱體的材料選用 造成型。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖。 皮分離裝置 剝皮分離裝置分為兩個(gè)部分，一個(gè)是氣流通道，它的一端接風(fēng)機(jī)，另一端安裝在箱體的下方，還有就是殼與仁的收集板，它同樣也安裝在箱體下方。甘蔗經(jīng)過箱體內(nèi)的剝皮過程后，將由此裝置對(duì)其進(jìn)行剝皮分離，分離的基本原理是 利用甘蔗殼與甘蔗仁的重量及受力面積的不同，用氣流對(duì)其進(jìn)行分離。重量稍重的不被氣流吹走，直接下落到甘蔗仁收集通道，而重量較輕的甘蔗殼將被風(fēng)機(jī)吹 來(lái)的氣流帶入到甘蔗殼收集通道。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。 整個(gè)機(jī)架采用 3*6 角鋼焊接而成，起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面。剝皮機(jī)安裝在機(jī)架上面，聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。 刮板式甘蔗去殼的附件包括裝料斗，軸承蓋，風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。 22 4 總結(jié) 本文是圍繞農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品 —— 甘蔗剝皮的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了甘蔗剝皮的機(jī)械化，應(yīng)用本機(jī)器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。該機(jī)的關(guān)鍵部分是刮板結(jié)構(gòu)與半柵籠結(jié)構(gòu)，因?yàn)楦收釀兤さ恼麄€(gè)過程都 是由這兩部分完成的，剝出來(lái)的甘蔗能不能符合要求，完全是看刮板與半柵籠的性能能不能達(dá)到要求。本文也介紹了目前各種甘蔗剝皮原理及裝備，并對(duì)甘蔗剝皮機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡(jiǎn)明的概括和分析。 本次 設(shè)計(jì) 是 對(duì) 我 的四年的大學(xué)生活做出 的 總結(jié) ,同時(shí)為將來(lái)工作進(jìn)行 了 一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己 解 分析問題、解決問題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 從這次設(shè)計(jì)也可以看出一些問題 : 應(yīng)該保持認(rèn)真的態(tài)度 ,堅(jiān)持冷靜獨(dú)立的解決問題 認(rèn)真學(xué)好基本知識(shí) ,扎實(shí)自己的基本知識(shí) ,使面對(duì)問題時(shí)不會(huì)遇到很 多挫折 ,從而打擊自己的信心 ,結(jié)果使自己很浮躁 ,越來(lái)越不想搞這設(shè)計(jì) ,故應(yīng)該好好學(xué)習(xí)基本知識(shí) ,一步一步的來(lái) ,不要急功近利 ! 樂觀的面對(duì)生活 ,堅(jiān)持自己的想法和意識(shí) 總的說來(lái) ,雖然在這次設(shè)計(jì)中自己學(xué)到了很多的東西 ,取得一定的成績(jī) ,但同時(shí)也存在一定的不足和缺陷 ,我想這都是這次設(shè)計(jì)的價(jià)值所在 ,以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認(rèn)真 ,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情 ! 23 參考文獻(xiàn) [1] 周瑞寶 甘蔗加工技術(shù) [M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2] 段淑芬，胡文廣，李秀平，等．世 界甘蔗生產(chǎn)現(xiàn)狀分析 [J]．甘蔗學(xué)報(bào)， 1999， (增刊 ) [3] 孟憲珍．甘蔗剝皮機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn) [J]．國(guó)外農(nóng)機(jī)。 1980． [4] 尚書旗，劉曙光，王方燕．甘蔗生產(chǎn)機(jī)械的應(yīng)用現(xiàn)狀與進(jìn)展分析 [J]．甘蔗學(xué)報(bào)， 2003， (增刊 ) [5] 張效鵬，張嘉玉．甘蔗剝皮機(jī)的不同部件對(duì)甘蔗剝皮性能的影響 [J]．萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1990， 7(1) [6] 王延耀，張巖，尚書旗，等．氣爆式甘蔗剝皮性能的試驗(yàn)研究 [J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 1998， 14(1) [7] 王智才．我國(guó)農(nóng)機(jī)市場(chǎng)需求及發(fā)展前景 [J]．農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督， 2002， (5) [8] 石一兵 食品機(jī)械與設(shè)備 [M] 北京：中國(guó)商業(yè)出版社 9] 肖旭霖 食品機(jī)械與設(shè)備 [M] 北京：科學(xué)出版社， 2006 [10] 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社第一編輯室 中國(guó)食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編 [M] 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2004 [11] 唐增寶，何永然，劉安俊 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) [M] 武漢：華中理工大學(xué)出版社 12] 濮良貴，紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì) [M] 北京：高等教育出版社， 2001 [13] 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械傳動(dòng) [M] 北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社 24 致謝 本文是在周善炳老師的精心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，周老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、高度的責(zé)任心對(duì)我產(chǎn)生了深深的震撼。在周老師的培養(yǎng)和教育不僅使我順利完成了論文，而且將繼續(xù)激勵(lì)我在今后的人生旅途上不斷進(jìn)取。 最后，謹(jǐn)向所有給我關(guān)心、理解、支持和幫助的人們表示最誠(chéng)摯的謝意！ 甘蔗是我國(guó)制糖的主要原料。是世界食糖 總產(chǎn)量中， 蔗 糖約占 65%，我國(guó)則占了 80%以上。糖是人類必需的食用品之一，也是糖果，飲料等食品工業(yè)的重要原材料。同時(shí)，甘蔗還是輕工，化工和能源的重要原料。另外，甘蔗是能清，能潤(rùn)，甘涼滋養(yǎng)的食療佳品。古往今來(lái)被人們廣為稱道。就連文人墨客也情有獨(dú)鐘，而從事水果銷售連鎖超市，每日銷售大量的甘蔗，手工去皮耗力。本設(shè)計(jì)利用綜合液壓泵，活塞及安全閥的自動(dòng)中心定位的原理，采用多片組合式的刀盤，設(shè)計(jì)新型甘蔗剝皮機(jī)，效果好，效率高，可靠性好。 設(shè)計(jì)一種最大壓力 300程 3 米的新型甘 蔗剝皮機(jī) 完成總體設(shè)計(jì)方案和刀片組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；使用 制圖紙 圖紙要求：所繪圖紙應(yīng)符合最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，完成承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)的 一張 總 裝備圖 (一張 )，若干零部件圖，圖總量折合不少于 3 張 紙。 設(shè)計(jì)說明書要 求： 符合規(guī)范，要求方案正確，論據(jù)充分，闡述清楚，文字簡(jiǎn)潔，穿插必要的插圖、表格和圖紙 。 小四字 號(hào) 說明書不少于 30 頁(yè) 。 主要參考文獻(xiàn)： 業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)和計(jì)算，北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社， 1983 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，拖拉機(jī)及配套農(nóng)機(jī)具產(chǎn)品指南，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992 江蘇工學(xué)院，農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)，北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社， 1981 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)院，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1990 李寶筏主編，農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)，北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2003