小型块根类果蔬去皮机的设计

耿雁南

（青岛工学院 266300）

1 概论

去皮机的工艺流程分为下列步骤：首先是准备原料，进行清洗、去皮，然后再对产品清洗，收集皮屑，最后进行产品的收集。针对对应的研制目标，采用的方法为先清洗后去皮的工艺，采用搅龙式的机械清洗机和离心式的机械切削去皮机，采用可调式的刀片，对切削量的控制达到设定的目标。

国内的蛟龙式清洗机是占比最高的清洗机械。输送搅龙固定在梯形的洗槽内，通过减速器搅龙被电机驱动，洗槽内开始充水。喷水装置安装在搅龙的顶部，当块茎物进入洗槽，浸泡在水中，搅龙开始提升，块茎互相之间相互摩擦，加上搅龙叶片间的摩擦，块茎物开始逐渐去皮，这时候喷水装置从顶部开始喷淋清水，对块茎进行冲洗，达到块茎保持干净的目的，并且越靠近顶部越干净。

切削削皮机构采用离心式机械结构。这个结构有一个工作盘，电机带动工作盘运动，工作盘上的6个长孔均匀分布，切削刀片布置在长孔上。刀片之间的空隙是可以进行对应调节的。三块弹板均匀分布在工作盘的外罩上，一块橡胶刮板在工作盘的下部，该刮板与主轴同步旋转。工作室中的块茎物料通过储藏室进入，工作盘此时按照设计好的速度进行旋转，共同起作用的离心力、摩擦力和物料本身的重力，块茎物料和工作盘上安装的刀片有一个相对的速度差，此时块状物料将被切削。同一时刻，块茎物在离心力的作用下，不断滚动的同时甩向四周，这时，安装在周边外罩上的弹板，将不断旋转滚动的块茎物料撞离外周。所以，要实现块状物料的均匀去皮，刀片、弹板需要按照一定的规则共同协作。

设计当中还需要解决的问题主要有如下方面：传动零件的选定，可以利用现代CAD技术；这个方法，对设备总体结构的构思，非标准件的的选择都有较好的作用效果。在设备的总装配图绘制，传动路线图的验证、具体零件的零件图、零件的具体加工指导、设备的总体设计等，都具备较好的作用效果。并且，结合设计人员相关的专业知识，对相关的零部件、设备整体结构可以进行对应的校验工作。最终，设计出果蔬去皮机，使之符合生产需要。

2 设计的总体思路

各级传动比的分配——传动装置的参数计算——轴的校核——轴承的寿命计算。将通过制定总体方案，完成动力设计、运动设计、结构的设计以及热工计算，根据基本参数进行传动系统设计，绘制传动系统装配图，零件图以及滚盘组件，利用 所学知识对相应的效果进行比较审核，通过相关的计算提升机器效果。

对设备的设计完成，主要做以下几个工作：第一，对零件的结构、材料进行分析，要达到对应的精度，加工要采用合适的工艺；第二，要合理计算基本的参数，确定最终使用的零件的结构、设备总体的结构，画出相关的各零部件。

所设计的设备能够准确的运动，保证传动平稳可靠，使用安全，易于维修，设计的设备应能满足去皮要求，保证产量，能源利用率应尽可能高。本设计将为企业提供生产指导价值。达到如下设计要求：生产效率高，能满足较长工作时间的要求；去皮均匀，能够良好的控制去皮厚度；外皮等杂质能够良好排出，不堵塞；耗能小，体积小，重量轻，外形美观和操作安全方便。

3 去皮机总体设计

为了实现设计的目标，设备完成对应的工作，对去皮工艺使用了清洗后去皮的工艺，设计制造一种离心式的机械切削去皮机。为了达到切削量控制的目的，该去皮机采用可调节式的刀片。整个设备工作的流程主要包含：准备相应的物料，对物料进行清洗，物料去皮、清洗，收集物料的皮屑，最后进行产品收集。

圆形底盘是去皮机的核心部件，圆形底盘设计的内容包括圆形底盘型式的选择、圆形底盘的强度和刚度计算，选择合适的材质后，确定相应构件的壁厚和结构尺寸，并提出制造、加工和组装的技术要求。目前的圆形底盘按的材料和加工方法，分为铸造圆形底盘与焊接圆形底盘两类。

在考虑具体方案时，应遵守的基本原则是在满足使用要求的前提下，尽量降低成本。为了更好的满足设备去皮的设计要求，对设备本身的结构进行了简化，使其结构紧凑，为了提高工作可靠性，工作效率，对于后期维护、调试、利用率的提升都需要对设备进行相关的论证。选用上部进料的方式。顶紧力和滚盘的重力可以中和一部分，以减轻滚盘所受的外力，提高轴承的寿命。

4 轴及轴承的选择与设计

首先，要结合整体要求，包含各种结构尺寸的要求，对各轴端长度、直径等都要合理考虑，确定最终的外形结构。

其次，要结合具体因素，考虑轴设计中的各种注意方面。第一，要考虑结合轴本身的形状，决定安装在设备中的位置；第二，要考虑轴毛坯的种类影响；第三，要考虑轴上作用力的大小和分布的状况；第四，对于固定的方式的选择；第五，考虑轴承的类型，已经选择安装的位置；第六，具体采用的加工工艺等。总之，由于复杂的影响因素，结构形式需要按照具体的要求来考虑，轴的标准很难确定，所以设计具有非常大的多样性与灵活性。

根据具体的设计情况，对于轴的结构要求，主要还是要考虑以下几个方面的影响：第一，为了更好的减小应力集中，采取合适的形状和尺寸；第二，选择合适的材料，降低重量；第三，对强度和刚度合理设计，符合轴的受力要求；第四，制造的工艺选择，应该具有更好的普及性；第五，应该考虑拆装及携带的便携性；第六，要确定合理的使用位置，保证结构的合理性。

载荷的大小和方向，以及载荷的性质，决定了对于滚动轴承类型的选择。如果外廓尺寸一致的情况下，球轴承的承载能力就不如滚子轴承。滚子轴承的特点就是载荷大，冲击力强。对应的，球轴承的特点是载荷小，震动和冲击力都小。径向接触轴承或深沟球轴承往往使用在承受纯径向载荷时。推力轴承使用在承受纯轴向载荷时。角接触球轴承，使用在承受较大径向载荷和一定轴向载荷时。选择向心轴承和推力轴承结合使用，可同时承受径向和轴向载荷。

5 总结

通过对现有去皮设备的结构进行分析，对每个结构进行了系统的研究，掌握了设备的工作原理和总体的结构。得知了现有去皮设备的不足，运用现有的知识，对滚盘的结构进行了改进，使滚盘在去皮过程中筒体表面的去皮厚度相差不大。确定了设计方案，对果蔬去皮进行了结构设计，对传动装置进行了设计和校核，保证了该设备工作的可靠性，效率高，安全。但存在一个不足就是拨料盘容易磨损，还需要对拨料盘进一步改进。