一種甘蔗榨汁機的設計

黃子康 趙通 汲玉同 王萌萌

摘要：本設計是基于國內外對于甘蔗榨汁機的研究，結合我國甘蔗榨汁機具體的生產銷售情況，設計的一款軋輥式的甘蔗榨汁機。在整個設計過程中，使用UG對其進行了具體的三維模型設計，通過不斷的優化其設計結構，從而確定出一款更合理合適的設計方案。

關鍵詞：機械設計;甘蔗榨汁機;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、有機酸、鈣、鐵等物質。在中國甘蔗最開始的食用方式是人工咀嚼或手動榨取的方法來獲得甘蔗汁液。后來通過對西方技術的引入，開始了國內甘蔗榨汁機的發明創造。就目前來說，國內的壓輥式榨汁機常見的有兩輥、三輥、五輥以及六輥。兩輥甘蔗榨汁機結構簡單，但市場上很少，因為壓榨效果不太理想，浪費原材料，不便于大批量生產。五輥六輥榨汁機雖然出汁率高，但機械太過于笨重結構復雜，制造成本較高。本次設計是根據現有的四輥兩級式甘蔗榨汁機，通過對軋輥的排列方式進行調整實現甘蔗的三級壓榨。

1? 甘蔗榨汁機的總體設計方案

1.1 動力裝置

此設計作為小型食品加工企業或者個體商戶經營用機械，電動機功率設定在2.5kW左右。為防止電動機過小，操作者在使用時出現負載較高，損壞電動機的情況出現，本設計中選用電動機功率為3kW。

1.2 甘蔗榨取裝置

甘蔗榨汁機的榨取部分主要由軋輥、齒輪、過濾網、軸等部件組成，如圖1所示。電動機通過減速裝置帶動皮帶和齒輪傳動。通過減速器減速將動力傳遞給皮帶和齒輪，齒輪帶動四輥裝置兩兩相向的轉動，進行榨汁工作。甘蔗從入料口進入機器，直接進入四輥裝置并經過三次壓榨，產生的汁液通過過濾網的過濾進入收集裝置，產生的殘渣直接從排渣口排出。

2? 甘蔗榨汁機的主要機構設計

2.1 軋輥

軋輥是保證甘蔗出汁的最重要的結構，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構是否穩定可靠。根據我國甘蔗的種類、生長情況、生長地理環境對軋輥的間距進行合理化計算設計出如圖2所示軋輥。第一級壓榨兩軋輥間的距離設定為20mm。根據上一級的壓榨程度，為提高壓榨質量，當甘蔗進入第二級壓榨時，兩軋輥間的距離設定為14mm。第二級壓榨結束進入第三級壓榨時，應當將軋輥間的距離調制到最小，以此來保證壓榨的質量和甘蔗殘渣的順利排出。綜合考慮上述因素，將最后一組軋輥的距離調節到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量，減少原材料的浪費。

2.2 入料口

入料口設計為5mm厚的圓柱直筒裝的結構，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的時，與入料口的下方發生碰撞。

直筒狀設計可以保證甘蔗順利滑入軋輥中間，進行壓榨，如圖3所示。

2.3 過濾網

過濾網主要用于將甘蔗的汁液進行過濾，在壓榨過程成可能會有被軋輥壓碎的甘蔗殘渣掉落。本次設計甘蔗整根從入料口進入機器中進行壓榨，因此，過濾網的網孔不易過大，選用直徑0.8mm的圓孔網篩，并設計為可拆卸結構，方便清洗。過濾網結構如圖4所示。

2.4 榨汁機汁液收集裝置

在榨汁裝置的下方，設置一個傾斜的箱式的收集裝置。在收集裝里裝上過濾網，先對榨取的汁液進行充分過濾再流入收集裝置內，對汁液進行儲存。在箱體的下邊設置一個開關，方便人們獲取甘蔗汁液。收集裝置結構如圖5所示。

2.5 機架結構

機架是由底座，左機架、右機架、排渣口、甘蔗汁出口及穩定結實的主機梁組成，作為甘蔗榨汁機設計的主要支撐，機架承擔著甘蔗榨汁機的主要重量和動力、負載和力矩，所以它的設計是只能強不能弱的部分。機架的兩部分要各自穩定，而且相對固定，以便做到機械在運轉過程中不會產生晃動、歪斜，造成人身危險，因此為了機架的堅固，選用3mm厚的鋼板來作為底座。機架結構如圖6所示。

3? 結論

根據四輥兩級壓榨和五輥三級壓榨為理論依據，在保證四根軋輥數量保證不變，實現榨汁機的三級壓榨。既減輕了機器的總體質量，更降低了制造成本。四根軋輥分布在同一傾斜度兩側，根據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，一次壓榨就可以達到基本壓榨干凈的程度，節省了時間、解放了人力。

圖7所示為最終產品的裝配圖。

參考文獻：

[1]劉丁丁，時強盛，劉世豪.輥壓式甘蔗榨汁機的結構設計與分析[J].食品工業，2019，40（05）：247-250.

[2]惠為東.基于NX的新型甘蔗榨汁機設計與建模[J].河北農機，2017（11）：60，62.

[3]顧士林.機械工程的可靠性優化設計分析[J].內燃機與配件，2019（24）：216-217.