一种自动输送的甘蔗削皮机

王璟丞 袁晓明

摘 要 介紹了一种实用性发明——可以自动输送的甘蔗削皮机，本文研究了现有甘蔗削皮机的产品情况，介绍了本发明的机械结构，其中主要包括卡紧机构，输送机构，削皮机构三部分的结构设计。本文也介绍了这种新型结构的优点，并对其进行了计算验证其可行性。

关键词 实用性发明 自动输送的甘蔗削皮机

1甘蔗削皮机研究现状

甘蔗可食用，可以提取乙醇或者制作蔗糖。国内外均对甘蔗去皮进行了的研究，但去皮效果未能达到人们的期望。国内生产的甘蔗削皮机结构简陋，功能单一，成本较高，而且只针对几种固定直径甘蔗进行削皮，没有适应性，因甘蔗每根粗细不均，难以达到较好的削皮效果，目前甘蔗削皮大多仍采用人工削皮的方法。所以研究一种可以自动输送，可以对不同直径的甘蔗进行削皮的机器是十分必要的。

2自动输送甘蔗削皮机结构设计

2.1锁紧机构

为了输送不同直径、外形不平整的甘蔗，我们设计了甘蔗锁紧机构。若使甘蔗传送到削皮刀，要有足够的压紧力使甘蔗保持固定并克服削皮刀刺入的阻力以便削皮。

手轮内齿与固定在箱体上的轴啮合，但轴向无约束，机构2固定在箱体上，通过与手轮外齿啮合锁死手轮，滑块3通过弹簧4连着轴承座5，轴承座安装两个输送轮。手轮逆时针转动，带动曲柄滑块机构，使轴承座带着两个输送轮下降，接触到甘蔗时，在手轮传导过来的力作用下弹簧压紧，手轮转动一定角度给甘蔗足够压紧力，把手轮向靠近箱体方向推进与机构2啮合锁死手轮，保证在工作过程中弹簧不会弹回。箱体外壁使轴承座不会倾斜导致压紧力方向偏移，箱壁有挡板避免下降过多导致上下轮相撞。

2.2输送削皮机构

锁紧后启动输送系统，输送甘蔗到削皮机构进行加工。输送系统由电机带动一对啮合好的减速齿轮，齿轮带动输送轴2，并通过带传动带动另一根输送轴同向转动。此时，锁紧机构提供了压紧力，在上、下输送轮共同作用下使甘蔗向前。

当输送机构将甘蔗送到削皮刀部位，削皮机构开始进行削皮。电机通过带传动带动削皮轮6，固定在削皮轮前端的削皮刀5刺入甘蔗后旋转切割，输送机构仍在输送，被削掉皮的成品通过削皮刀围成的孔洞向后运动，削掉的皮会因削皮刀较大的弧度而分散折断，掉落到收集箱内。削皮轮固定在筒状支架7上，削皮刀由三块相同的刀拼装，由螺栓固定在削皮轮上。定位筒4可以在填充和输送时，使甘蔗处于准确位置且不会左右摆动。输送轮沿圆周有均匀分布的突起，提供更大的输送力，减少打滑。

3可行性分析

3.1甘蔗直径问题

甘蔗直径是设计机构的一个关键量，如削皮刀中心孔洞大小，锁紧弹簧的伸缩范围等，尺寸变化也会引起浪费。我们对30根甘蔗进行了测量得到：

甘蔗粗端直径平均值：47.4mm，最大值：53mm，最小值42mm。

甘蔗细端直径平均值：32.8mm，最大值：38mm，最小值29mm。

可以得知绝大多数甘蔗直径在30～50mm之间，我们以此设计了机构尺寸。其中选定削皮刀围成的孔洞直径为32mm，所以成品是直径为32mm的直杆。甘蔗平均长度为2.5m，甘蔗原料可看作较长的圆台，皮厚按0.8毫米，平均浪费率约为7%。粗端与细端糖分含量较少，可以在处理根须与顶叶时切掉。

3.2人的用力

实际测得压紧甘蔗以克服削皮阻力所需的压紧力为80～110N，上输送轮及轴承座自重40N，弹簧只需提供40～50N的力。通过计算，人操作手轮提供的转矩经过曲柄滑块机构会有所减小，但是通过手轮较大半径的杠杆作用，人只需提供30～40N的力即可。

3.3削皮过程

削皮刀扁平很尖，大大减小了输送的阻力。刀侧面也十分锋利，削皮刀旋转造成的转矩并不大，被压紧的甘蔗不会大幅度转动。

4特有优势

（1）这种甘蔗削皮机可以做到机械输送切削甘蔗，大大减轻人的负担。

（2）适用于不同直径的甘蔗，由于弹簧的可伸缩性，可以适应甘蔗的节状部位和细端与粗端的直径差。

5结语

本文介绍了一种新型的，机械进给，可以适应不同直径的甘蔗削皮机，探究了其机械结构。在当下，国内外甘蔗削皮研究水平都不是很高，本文是很有意义的，本文提供的思路和结构新颖而且有一定可行性，希望为后来的发展提供帮助。

作者简介：王璟丞（1999-），男，河北沧州人，燕山大学本科生，主修机械专业;通讯作者简介：袁晓明（1984-），男，吉林白城人，燕山大学机械工程学院讲师，主修机械专业。

参考文献

[1] 许立忠.机械设计（第一版）[M].中国标准出版社，2009：75-98.