鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程學院 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，結合NX三維設計技術，采用齒輪減速箱設計，并聯(lián)式六輥工作方法，優(yōu)化了榨汁機的結構設計，應用蝸輪蝸桿傳動改變甘蔗三級壓榨方向，可以讓甘蔗經(jīng)重復壓榨和變向壓榨后達到干癟狀態(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計與建模

鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程學院 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]。

壓榨技術作為壓榨車間的經(jīng)濟核心技術，既要保證車間的生產(chǎn)能力，又要保證車間設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三維設計技術，研究開發(fā)一種結構設計合理，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 甘蔗榨汁機總體結構設計

1.1 總體設計方案的確定

方案1：在參考了眾多有關糖廠及市場現(xiàn)有甘蔗榨汁機的資料后，最初設想把市場“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都可以實現(xiàn)兩交錯軸的旋轉運動。交錯軸斜齒輪，點接觸、易損耗、承載能力小；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，并結合本設計要求，工作環(huán)境一般有輕微沖擊，故選擇蝸輪蝸桿機構。

根據(jù)設計目的，為了解決現(xiàn)有技術的不足，并且提供一種結構設計合理、應用范圍廣泛，制造、安裝方便的裝置，最終結合方案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到干癟狀態(tài)。

1.2 甘蔗榨汁機的總體結構設計

甘蔗壓榨汁機主要由內(nèi)進式送料口、傳動設備、壓榨輥、箱體等裝置構成。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)化甘蔗榨汁機的結構設計，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，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。此設計除這些優(yōu)點之外，還有效率高、安全性能高、堅固耐用、結構簡單和便于維修優(yōu)點。

2 基于NX甘蔗榨汁機三維裝配設計

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 結語

本文所設計的新型六輥甘蔗榨汁機采用齒輪減速箱設計，并聯(lián)式工作方法；喂蔗輥表面采用人字齒設計并留有排汁溝,使榨輥具有導向作用保證蔗料順利入轆，同時能夠達到壓碎甘蔗的作用；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)重復壓榨和變向壓榨后達到干癟狀態(tài)。該設備采用全封閉結構，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)化設計的研究機械設計 [D].廣西大學,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)品快速設計。