鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院 惠為東

本文針對目前國內(nèi)市場廣泛運用的兩輥、三輥甘蔗榨汁裝置使用中存在的不足，結(jié)合NX三維設(shè)計技術(shù)，采用齒輪減速箱設(shè)計，并聯(lián)式六輥工作方法，優(yōu)化了榨汁機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)用蝸輪蝸桿傳動改變甘蔗三級壓榨方向，可以讓甘蔗經(jīng)重復(fù)壓榨和變向壓榨后達(dá)到干癟狀態(tài)，既有效地保證了蔗料順利入轆，又提高了榨汁率。

NX；甘蔗榨汁機；新型六輥；變向壓榨

基于NX的新型甘蔗榨汁機設(shè)計與建模

鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院 惠為東

引言

我國甘蔗生產(chǎn)分布區(qū)域十分廣泛，隨著經(jīng)濟(jì)條件的改善和人們對純綠色飲料需求的增加，市場對高效甘蔗榨汁機需求隨之增加[1]。

壓榨技術(shù)作為壓榨車間的經(jīng)濟(jì)核心技術(shù)，既要保證車間的生產(chǎn)能力，又要保證車間設(shè)備的安全運行和均衡生產(chǎn)[2]。本文針對目前國內(nèi)市場廣泛運用的兩輥、三輥甘蔗榨汁裝置使用中存在的問題以及新型甘蔗榨汁機研發(fā)的瓶頸，基于NX三維設(shè)計技術(shù)，研究開發(fā)一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，既能使蔗料順利入轆，又能保證較高榨汁率的簡單易操作的甘蔗榨汁機械裝置。

1 甘蔗榨汁機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 總體設(shè)計方案的確定

方案1：在參考了眾多有關(guān)糖廠及市場現(xiàn)有甘蔗榨汁機的資料后，最初設(shè)想把市場“正品字”三輥壓榨變成“并聯(lián)式”四輥壓榨，甘蔗從一級軋輥上端垂直落入。

方案2：考慮到現(xiàn)有的榨汁機都是將甘蔗沿著一個方向壓榨，首先是用錐齒輪實現(xiàn)變向，經(jīng)查閱資料，交錯軸斜齒輪或者蝸桿蝸輪機構(gòu)都可以實現(xiàn)兩交錯軸的旋轉(zhuǎn)運動。交錯軸斜齒輪，點接觸、易損耗、承載能力??；蝸桿蝸輪傳動比大、運動平穩(wěn)、容易起熱、效率低[3]。

通過分析比較，并結(jié)合本設(shè)計要求，工作環(huán)境一般有輕微沖擊，故選擇蝸輪蝸桿機構(gòu)。

根據(jù)設(shè)計目的，為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，并且提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、應(yīng)用范圍廣泛，制造、安裝方便的裝置，最終結(jié)合方案1和方案2確定如了圖1所示的方案。

圖1 最終確定方案

該新型六輥甘蔗變向榨汁方法及裝置，其優(yōu)點在于：

（1）采用齒輪減速箱設(shè)計，并聯(lián)式六輥工作方法。甘蔗從一級軋輥上端垂直落入，沒有底梳的存在，減少了蔗渣再次吸汁；

（2）一級喂蔗輥兩兩旋向相反的斜紋，軋棍外圈留有排汁溝。不僅能很好地保證甘蔗從入蔗口順利入轆到一級兩榨輥正中間，進(jìn)行高效壓榨，還能有效地保證甘蔗順利入轆到二級榨輥軸縫隙[4]。

（3）三級壓榨裝置用蝸桿傳動改變甘蔗第三次壓榨的方向，有效保證排除機體外的蔗渣達(dá)到干癟狀態(tài)。

1.2 甘蔗榨汁機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

甘蔗壓榨汁機主要由內(nèi)進(jìn)式送料口、傳動設(shè)備、壓榨輥、箱體等裝置構(gòu)成。喂蔗輥兩兩旋向相反的斜紋，軋棍外圈留有排汁溝。不僅能很好地保證甘蔗從入蔗口順利入轆到一級兩榨輥正中間進(jìn)行高效壓榨，還能有效地保證甘蔗順利入轆到二級榨輥軸縫隙。

為了優(yōu)化甘蔗榨汁機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，此甘蔗榨汁機的送料運動以及榨汁作業(yè)由電機驅(qū)動，而且電動機也采取節(jié)能式，將其安裝在榨汁機的左側(cè)，與機架安裝在同一底板上，節(jié)省電動機所占用的空間。甘蔗榨汁機從入料到榨汁再到渣汁分離，最后將甘蔗渣和汁排出機體之外，是由榨汁機一體完成的。它的優(yōu)點是可以在較短的時間內(nèi)完成幾個人的工作量，使效率變高，節(jié)約了工作時長。此設(shè)計除這些優(yōu)點之外，還有效率高、安全性能高、堅固耐用、結(jié)構(gòu)簡單和便于維修優(yōu)點。

2 基于NX甘蔗榨汁機三維裝配設(shè)計

新型六輥甘蔗榨汁機的主要零部件包括：機體、第一壓榨組件、第二壓榨組件、驅(qū)動第二壓榨組件和第一壓榨組件動作的驅(qū)動裝置。榨汁機三維建模如圖2所示。

圖2 榨汁機裝配圖

3 結(jié)語

本文所設(shè)計的新型六輥甘蔗榨汁機采用齒輪減速箱設(shè)計，并聯(lián)式工作方法；喂蔗輥表面采用人字齒設(shè)計并留有排汁溝,使榨輥具有導(dǎo)向作用保證蔗料順利入轆，同時能夠達(dá)到壓碎甘蔗的作用；利用蝸輪蝸桿傳動改變甘蔗三級壓榨方向，可以讓甘蔗經(jīng)重復(fù)壓榨和變向壓榨后達(dá)到干癟狀態(tài)。該設(shè)備采用全封閉結(jié)構(gòu)，內(nèi)置蔗渣桶，使用方便，操作簡單，可以提高榨汁率。

[1]劉守祥,許登旭等.甘蔗榨汁機的設(shè)計討論[J].包裝與食品機械,2006,24(05):22～23.

[2]邵偉斌.提高現(xiàn)有糖廠壓榨機生產(chǎn)能力的思考[J].農(nóng)墾農(nóng)機化,2015:126～127.

[3]朱龍英,李貴三.機械設(shè)計[M].高等教育出版社,2012.

[4]黃花梁.新型兩輥甘蔗壓榨機系統(tǒng)的模糊可靠性分析及其壓榨輥的模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計的研究機械設(shè)計 [D].廣西大學(xué),2011.

惠為東，男，1989年出生，碩士，江蘇阜寧人，助教，研究方向：農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品快速設(shè)計。