一種甘蔗榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)

黃子康 趙通 汲玉同 王萌萌

摘要：本設(shè)計(jì)是基于國內(nèi)外對于甘蔗榨汁機(jī)的研究，結(jié)合我國甘蔗榨汁機(jī)具體的生產(chǎn)銷售情況，設(shè)計(jì)的一款軋輥式的甘蔗榨汁機(jī)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，使用UG對其進(jìn)行了具體的三維模型設(shè)計(jì)，通過不斷的優(yōu)化其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，從而確定出一款更合理合適的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);甘蔗榨汁機(jī);榨取

0? 引言

甘蔗中含有豐富的糖分、水分，還含有對人體新陳代謝非常有益的各種維生素、脂肪、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、鈣、鐵等物質(zhì)。在中國甘蔗最開始的食用方式是人工咀嚼或手動(dòng)榨取的方法來獲得甘蔗汁液。后來通過對西方技術(shù)的引入，開始了國內(nèi)甘蔗榨汁機(jī)的發(fā)明創(chuàng)造。就目前來說，國內(nèi)的壓輥式榨汁機(jī)常見的有兩輥、三輥、五輥以及六輥。兩輥甘蔗榨汁機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，但市場上很少，因?yàn)閴赫バЧ惶硐耄速M(fèi)原材料，不便于大批量生產(chǎn)。五輥六輥榨汁機(jī)雖然出汁率高，但機(jī)械太過于笨重結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高。本次設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)有的四輥兩級式甘蔗榨汁機(jī)，通過對軋輥的排列方式進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)甘蔗的三級壓榨。

1? 甘蔗榨汁機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案

1.1 動(dòng)力裝置

此設(shè)計(jì)作為小型食品加工企業(yè)或者個(gè)體商戶經(jīng)營用機(jī)械，電動(dòng)機(jī)功率設(shè)定在2.5kW左右。為防止電動(dòng)機(jī)過小，操作者在使用時(shí)出現(xiàn)負(fù)載較高，損壞電動(dòng)機(jī)的情況出現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中選用電動(dòng)機(jī)功率為3kW。

1.2 甘蔗榨取裝置

甘蔗榨汁機(jī)的榨取部分主要由軋輥、齒輪、過濾網(wǎng)、軸等部件組成，如圖1所示。電動(dòng)機(jī)通過減速裝置帶動(dòng)皮帶和齒輪傳動(dòng)。通過減速器減速將動(dòng)力傳遞給皮帶和齒輪，齒輪帶動(dòng)四輥裝置兩兩相向的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行榨汁工作。甘蔗從入料口進(jìn)入機(jī)器，直接進(jìn)入四輥裝置并經(jīng)過三次壓榨，產(chǎn)生的汁液通過過濾網(wǎng)的過濾進(jìn)入收集裝置，產(chǎn)生的殘?jiān)苯訌呐旁谂懦觥?/p>

2? 甘蔗榨汁機(jī)的主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 軋輥

軋輥是保證甘蔗出汁的最重要的結(jié)構(gòu)，既要考慮榨汁率和汁液的潔凈程度，還要考慮其工作效率及結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定可靠。根據(jù)我國甘蔗的種類、生長情況、生長地理環(huán)境對軋輥的間距進(jìn)行合理化計(jì)算設(shè)計(jì)出如圖2所示軋輥。第一級壓榨兩軋輥間的距離設(shè)定為20mm。根據(jù)上一級的壓榨程度，為提高壓榨質(zhì)量，當(dāng)甘蔗進(jìn)入第二級壓榨時(shí)，兩軋輥間的距離設(shè)定為14mm。第二級壓榨結(jié)束進(jìn)入第三級壓榨時(shí)，應(yīng)當(dāng)將軋輥間的距離調(diào)制到最小，以此來保證壓榨的質(zhì)量和甘蔗殘?jiān)捻樌懦?。綜合考慮上述因素，將最后一組軋輥的距離調(diào)節(jié)到10mm。通過軋輥間距離的不斷減小，依靠軋輥與軋輥間的擠壓力，來保證甘蔗汁液的壓榨質(zhì)量，減少原材料的浪費(fèi)。

2.2 入料口

入料口設(shè)計(jì)為5mm厚的圓柱直筒裝的結(jié)構(gòu)，選擇食品級不銹鋼材料304，保證食用安全。在入料口的下方做成斜切面的形狀，防止上面的軋輥在旋轉(zhuǎn)的時(shí)，與入料口的下方發(fā)生碰撞。

直筒狀設(shè)計(jì)可以保證甘蔗順利滑入軋輥中間，進(jìn)行壓榨，如圖3所示。

2.3 過濾網(wǎng)

過濾網(wǎng)主要用于將甘蔗的汁液進(jìn)行過濾，在壓榨過程成可能會(huì)有被軋輥壓碎的甘蔗殘?jiān)袈?。本次設(shè)計(jì)甘蔗整根從入料口進(jìn)入機(jī)器中進(jìn)行壓榨，因此，過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔不易過大，選用直徑0.8mm的圓孔網(wǎng)篩，并設(shè)計(jì)為可拆卸結(jié)構(gòu)，方便清洗。過濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

2.4 榨汁機(jī)汁液收集裝置

在榨汁裝置的下方，設(shè)置一個(gè)傾斜的箱式的收集裝置。在收集裝里裝上過濾網(wǎng)，先對榨取的汁液進(jìn)行充分過濾再流入收集裝置內(nèi)，對汁液進(jìn)行儲存。在箱體的下邊設(shè)置一個(gè)開關(guān)，方便人們獲取甘蔗汁液。收集裝置結(jié)構(gòu)如圖5所示。

2.5 機(jī)架結(jié)構(gòu)

機(jī)架是由底座，左機(jī)架、右機(jī)架、排渣口、甘蔗汁出口及穩(wěn)定結(jié)實(shí)的主機(jī)梁組成，作為甘蔗榨汁機(jī)設(shè)計(jì)的主要支撐，機(jī)架承擔(dān)著甘蔗榨汁機(jī)的主要重量和動(dòng)力、負(fù)載和力矩，所以它的設(shè)計(jì)是只能強(qiáng)不能弱的部分。機(jī)架的兩部分要各自穩(wěn)定，而且相對固定，以便做到機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)、歪斜，造成人身危險(xiǎn)，因此為了機(jī)架的堅(jiān)固，選用3mm厚的鋼板來作為底座。機(jī)架結(jié)構(gòu)如圖6所示。

3? 結(jié)論

根據(jù)四輥兩級壓榨和五輥三級壓榨為理論依據(jù)，在保證四根軋輥數(shù)量保證不變，實(shí)現(xiàn)榨汁機(jī)的三級壓榨。既減輕了機(jī)器的總體質(zhì)量，更降低了制造成本。四根軋輥分布在同一傾斜度兩側(cè)，根據(jù)壓榨程度兩軋輥間的距離逐級減小。這樣做有利于降低對原材料的浪費(fèi)，一次壓榨就可以達(dá)到基本壓榨干凈的程度，節(jié)省了時(shí)間、解放了人力。

圖7所示為最終產(chǎn)品的裝配圖。

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