適用于云南山區小型整桿式甘蔗剝葉機的設計

摘要：文章通過對各種甘蔗剝葉方法進行比較和分析， 提出適合云南省高山蔗區的一種小型整桿式甘蔗剝葉機，核心部件是剝葉刀。工作時甘蔗在輸送輪、壓緊輪的摩擦力的驅動下向前運動，當甘蔗進入剝葉區時，剝葉刀通過彈簧徑向自動調整緊貼甘蔗表面，隨著輸送的繼續，剝葉刀刃口在蔗莖圓周表面劃過，將甘蔗葉剝下，消除蔗莖兩側打擊不到的剝葉盲區。文章重點敘述小型整桿式甘蔗剝葉機的設計方案和工作原理。

關鍵詞：甘蔗剝葉機；剝葉刀；設計

中圖分類號：TH162文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）20-0011-02

在云南省蔗糖生產已成為主要的支柱產業之一，是農民收入的主要經濟來源。甘蔗送往糖廠以前必須將蔗葉處理干凈， 若處理不干凈，葉子會粘附糖汁而被浪費掉， 降低蔗糖產量影響糖廠效益；還會降低甘蔗等級和價格，直接影響農民的收入甚至糖廠拒收。目前，在云南省蔗農收獲甘蔗基本上沿用古老的手工作業方式，其收獲的工序一般包括: 去稍、砍根、剝蔗葉、捆扎。其中剝蔗葉勞動時間最長，剝葉所占用的時間為整個收獲作業時間的65% 左右，人工剝葉每小時只能60～80根，勞動強度大，生產成本高，工作效率較低。再加上云南省制糖企業的生產管理水平相對比較落后，甘蔗從收割到榨糖一般要存放一星期左右，所以焚燒式和分段后剝葉的處理方法在云南省均不適用。由于甘蔗的收割季節性強、加上近年來外出務工人員增多，收獲時節勞動力不足等因素嚴重制約了云南甘蔗種植規模和制糖業的發展。

當前國內研制的各種甘蔗剝葉機， 因存在剝葉質量不理想、價格昂貴等原因未得到廣泛的推廣。因此，必須針對目前云南省甘蔗生產的實際情況研制出一種體積小、田間轉彎靈活、價格低廉、剝葉效果好的具有云南特色的小型甘蔗剝葉機，在云南省蔗區有著廣闊的銷售市場。

1國內甘蔗剝葉機的研究現狀

目前，我國研制較多的是整桿式甘蔗收獲機， 其剝葉機構采用離心式剝葉法。其核心部分由輸送裝置、剝葉裝置、動力裝置組成。如圖1所示，其工作原理是利用高速旋轉的剝葉元件反復打擊和扯拽將蔗葉與蔗莖脫離。存在以下缺陷: 由于上下滾輪的相對位置是固定不變的難以自動適應不同直徑蔗桿；存在剝葉盲區；蔗葉不是被剝下而是被拽下的，甘蔗表皮容易損傷。

盡管許多高校、科研機構近年來對甘蔗剝葉方法進行了相關的研究并取得了一定的進展，為以后甘蔗剝葉機的研究與發展提供了理論依據。但剝葉質量不理想問題仍沒得到根本解決，致使甘蔗剝葉機未能得到大量的推廣使用。因此，開發出一種小巧實用、價格合理、適合野外作業的小型整桿式甘蔗剝葉機顯得尤為迫切。

2甘蔗剝葉機的設計方案

為克服圖1所示剝葉機存在的不足，筆者通過對各種甘蔗剝葉方法進行了比較和分析，設計了一種小型整桿式甘蔗剝葉機，如圖2所示。

剝葉機主要由：輸送滾輪、壓緊滾輪、剝葉刀、導蔗斗組成。輸送裝置安裝在支座上、剝葉刀安裝在刀架上，支座和刀架通過支撐塊連接在底座上，動力通過V型帶傳動。

喂蔗輸入裝置如圖3所示：包括輸送輪7和兩個壓緊輪6，壓緊輪6安裝在從動軸5上，可在從動軸5上轉動，其表面有半橢圓形凹弧，從動軸5安裝在支座4上。為了適應不同粗細的甘蔗，壓緊輪6設計成兩部分既一端固定式和一端自由式的結構。輸送輪7安裝在主動軸8上并且通過軸承3安裝在支座2上，并且平行位于從動軸5下方。動力源10傳輸的動力由V型帶9傳送給主動軸8，輸送輪7安裝在主動軸8上并且繞其轉動；其表面的半橢圓形凹弧與壓緊輪6上的半橢圓形凹弧相對應，共同形成一個橢圓形。

剝葉裝置（見圖4）包括上剝葉刀、下剝葉刀、彈簧和刀架等組成。調節彈簧的一端通過彈簧連接板用螺栓安裝在刀架上，另外一端安裝在刀背上。連接刀架與刀背的彈簧能自動調節，使刀口向甘蔗過孔方向伸出適應不同粗細的蔗桿。刀架安裝在支座上，并且通過支座底部的螺栓調整與喂料裝置之間的距離。

3甘蔗剝葉機的工作原理

啟動動力源，待剝葉機運行正常后， 再將去稍的甘蔗小頭從送料臺推向喂蔗輸入裝置的輸送孔，甘蔗在輸送輪、壓緊輪的摩擦力驅動下向前運動，壓緊輪與輸送輪形成橢圓形孔徑的大小以適應甘蔗桿外徑、彎曲的變化。剝葉刀右端的錐形導蔗斗引導甘蔗順利進入剝葉中心橢圓孔，當甘蔗進入剝葉區時，剝葉刀緊貼甘蔗表面，隨著輸送的繼續，剝葉刀刃口在蔗莖圓周表面劃過將接觸的蔗葉剝掉，剝葉刀通過彈簧在徑向自動調節適應甘蔗不同粗細蔗桿的變化。為了不堵塞剝葉口，將導蔗斗下部設計成開口槽，便于蔗葉的排出。另外，通過底座上的螺栓調整喂料裝置和剝葉裝置之間的距離，適應有一定的彎曲的蔗桿。

4結論

①剝葉刀刃口在蔗莖圓周表面劃過將接觸的蔗葉剝掉， 消除剝葉盲區。

②由于采用圓周式剝葉法，橢圓形剝葉刀孔徑的大小可通過彈簧自動調節，對甘蔗表面的損傷較低。

③喂料裝置和剝葉裝置之間的距離通過底座上的螺栓進行合理調節， 對不同彎曲的蔗桿適應性較強。

參考文獻：

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