基于NX的新型甘蔗榨汁机设计与建模

盐城工业职业技术学院机电工程学院 惠为东

本文针对目前国内市场广泛运用的两辊、三辊甘蔗榨汁装置使用中存在的不足，结合NX三维设计技术，采用齿轮减速箱设计，并联式六辊工作方法，优化了榨汁机的结构设计，应用蜗轮蜗杆传动改变甘蔗三级压榨方向，可以让甘蔗经重复压榨和变向压榨后达到干瘪状态，既有效地保证了蔗料顺利入辘，又提高了榨汁率。

NX；甘蔗榨汁机；新型六辊；变向压榨

基于NX的新型甘蔗榨汁机设计与建模

盐城工业职业技术学院机电工程学院 惠为东

引言

我国甘蔗生产分布区域十分广泛，随着经济条件的改善和人们对纯绿色饮料需求的增加，市场对高效甘蔗榨汁机需求随之增加[1]。

压榨技术作为压榨车间的经济核心技术，既要保证车间的生产能力，又要保证车间设备的安全运行和均衡生产[2]。本文针对目前国内市场广泛运用的两辊、三辊甘蔗榨汁装置使用中存在的问题以及新型甘蔗榨汁机研发的瓶颈，基于NX三维设计技术，研究开发一种结构设计合理，既能使蔗料顺利入辘，又能保证较高榨汁率的简单易操作的甘蔗榨汁机械装置。

1 甘蔗榨汁机总体结构设计

1.1 总体设计方案的确定

方案1：在参考了众多有关糖厂及市场现有甘蔗榨汁机的资料后，最初设想把市场“正品字”三辊压榨变成“并联式”四辊压榨，甘蔗从一级轧辊上端垂直落入。

方案2：考虑到现有的榨汁机都是将甘蔗沿着一个方向压榨，首先是用锥齿轮实现变向，经查阅资料，交错轴斜齿轮或者蜗杆蜗轮机构都可以实现两交错轴的旋转运动。交错轴斜齿轮，点接触、易损耗、承载能力小；蜗杆蜗轮传动比大、运动平稳、容易起热、效率低[3]。

通过分析比较，并结合本设计要求，工作环境一般有轻微冲击，故选择蜗轮蜗杆机构。

根据设计目的，为了解决现有技术的不足，并且提供一种结构设计合理、应用范围广泛，制造、安装方便的装置，最终结合方案1和方案2确定如了图1所示的方案。

图1 最终确定方案

该新型六辊甘蔗变向榨汁方法及装置，其优点在于：

（1）采用齿轮减速箱设计，并联式六辊工作方法。甘蔗从一级轧辊上端垂直落入，没有底梳的存在，减少了蔗渣再次吸汁；

（2）一级喂蔗辊两两旋向相反的斜纹，轧棍外圈留有排汁沟。不仅能很好地保证甘蔗从入蔗口顺利入辘到一级两榨辊正中间，进行高效压榨，还能有效地保证甘蔗顺利入辘到二级榨辊轴缝隙[4]。

（3）三级压榨装置用蜗杆传动改变甘蔗第三次压榨的方向，有效保证排除机体外的蔗渣达到干瘪状态。

1.2 甘蔗榨汁机的总体结构设计

甘蔗压榨汁机主要由内进式送料口、传动设备、压榨辊、箱体等装置构成。喂蔗辊两两旋向相反的斜纹，轧棍外圈留有排汁沟。不仅能很好地保证甘蔗从入蔗口顺利入辘到一级两榨辊正中间进行高效压榨，还能有效地保证甘蔗顺利入辘到二级榨辊轴缝隙。

为了优化甘蔗榨汁机的结构设计，此甘蔗榨汁机的送料运动以及榨汁作业由电机驱动，而且电动机也采取节能式，将其安装在榨汁机的左侧，与机架安装在同一底板上，节省电动机所占用的空间。甘蔗榨汁机从入料到榨汁再到渣汁分离，最后将甘蔗渣和汁排出机体之外，是由榨汁机一体完成的。它的优点是可以在较短的时间内完成几个人的工作量，使效率变高，节约了工作时长。此设计除这些优点之外，还有效率高、安全性能高、坚固耐用、结构简单和便于维修优点。

2 基于NX甘蔗榨汁机三维装配设计

新型六辊甘蔗榨汁机的主要零部件包括：机体、第一压榨组件、第二压榨组件、驱动第二压榨组件和第一压榨组件动作的驱动装置。榨汁机三维建模如图2所示。

图2 榨汁机装配图

3 结语

本文所设计的新型六辊甘蔗榨汁机采用齿轮减速箱设计，并联式工作方法；喂蔗辊表面采用人字齿设计并留有排汁沟,使榨辊具有导向作用保证蔗料顺利入辘，同时能够达到压碎甘蔗的作用；利用蜗轮蜗杆传动改变甘蔗三级压榨方向，可以让甘蔗经重复压榨和变向压榨后达到干瘪状态。该设备采用全封闭结构，内置蔗渣桶，使用方便，操作简单，可以提高榨汁率。

[1]刘守祥,许登旭等.甘蔗榨汁机的设计讨论[J].包装与食品机械,2006,24(05):22～23.

[2]邵伟斌.提高现有糖厂压榨机生产能力的思考[J].农垦农机化,2015:126～127.

[3]朱龙英,李贵三.机械设计[M].高等教育出版社,2012.

[4]黄花梁.新型两辊甘蔗压榨机系统的模糊可靠性分析及其压榨辊的模糊可靠性优化设计的研究机械设计 [D].广西大学,2011.

惠为东，男，1989年出生，硕士，江苏阜宁人，助教，研究方向：农业机械产品快速设计。