0 引言
甘蔗榨汁机是提取甘蔗汁液必不可少的机械加工设备。在加工甘蔗饮品时，必须将收获的甘蔗进行榨汁取液。近年来，随着经济、技术的不断发展，许多食品的营养价值也陆续被发掘。试验研究表明，甘蔗汁液的营养价值非常可观，并且口味甘美，赢得广大消费者钟爱。但一直困扰广大消费者和甘农的一个重要因素是如何便捷的提取甘蔗汁液。因此研究设计一款简捷方便的甘蔗榨汁机将显得尤为重要和迫切，而且市场需求极大。
该设计借鉴手动甘蔗榨汁机跟压辊式榨汁机，从而研究设计的。是一款简易的压榨机械，同时通过改变压辊之间的间距，还能进行水果，蔬菜等的压榨。本文设计的三辊式甘蔗榨汁机是一款比较常用的提取汁液的压榨机械。目前全国各地普遍种植甘蔗，甘农在收获甘蔗喜悦的同时，不免甘蔗出售而感到烦恼。很多甘农自己采用古老的办法将甘蔗进行挤压取液在市场上销售。但往往提取的汁液很少，而且不能保证洁净，面对庞大的消费人群，普通压榨的汁液就如同杯水车薪，不能满足广大消费者的需求，还有大部分甘农直接将甘蔗拿到市场上销售，消费者鉴于甘蔗汁液提取的不便，往往都是看看而已。因此研究设计一款甘蔗榨汁机，将它投入市场，将会给甘农、消费者带来极大的方便，同时也带来极大的市场利益。通过了解消费者的需求可知，消费者喜爱能够像喝汽水那样简单的来一杯甘蔗汁。本文设计的甘蔗榨汁机可以用于批量榨取甘蔗汁液，而且体积小也可用于家庭使用。更重要的是我们能够将它投放到火车站、汽车站、机场、学校、公园、广场等一些人流量大的地方,给公民给予方便，同时尽显公民对于健康卫生的追求。
1 设计原理及机构
1.1 设计原理
本设计以现有甘蔗榨汁机以及水果榨汁机的技术为基础，对各个工作单元进行了改进设计和优化组合，在将甘蔗收获后，直接将甘蔗棒料送入喂料口进行榨汁。榨汁过程中将通过由电机带动的三辊轮分两级先后进行对甘蔗的压榨，以确保榨汁充分，压榨下来的汁液进入过滤网进行过滤处理，进入汁液盛装体，而残渣则从出料口排出，最后消费者可以从汁液盛装体中得到甘甜清凉的甘蔗汁液。
1.底座2 2.电机 3.联轴器 4.减速机
5.排料装置 6.调隙螺栓 7.进料装置
8.侧面架 9.过滤网10.盛液箱
工作时，电机通过减速器减速带动皮带传动，带轮、齿轮由轴连接，通过皮带传动带动齿轮传动，三辊装置在齿轮带动下两两相向转动，进行压榨。而另一方面将甘蔗从喂料口送入，直接通过甘蔗榨汁机的三辊压榨装置进行压榨，渣料从出料口排出，汁液经过滤网进行过滤后流入汁液盛装箱。
1.2样机结构及工作原理
(1)三个压辊在齿轮带动下实现两级压榨，如图1-2所示：
1压辊A,2压辊B
,3压辊B
图1-2三辊旋转方向
在齿轮带动下，压辊A首先正传，齿轮组带动一组压辊B同时反转，从而将从喂料装置进来的甘蔗依次进行两级压榨，保证榨取甘蔗汁液充分进行。在设计时，将喂料口、喂料斜面以及1、2辊轮间中心保持在统一斜面，使得甘蔗进入喂料口能够沿斜面滑入1、2压辊处进行甘蔗榨汁，1、2压辊榨汁完成后将甘蔗棒送入1、3压辊处，进行第二次压榨，两级压榨后保证甘蔗能够压榨充分，竟可能减少原材料的浪费。
1.3喂料机构
料斗的设计主要考虑其甘蔗棒直径的大小，以及长度。通过在市场上作比较，甘蔗大体为圆柱状最大直径不会超过60㎜，因此料斗设计成下斜坡状、然后在端盖侧上方开孔，开出三个直径60㎜等间距的圆孔，可以方便将甘蔗圆棒插入其中，以方便甘蔗沿斜面进入到三辊压榨装置进行压榨。为了顺利将甘蔗送入压辊处，将喂料口跟斜面以及压辊挤压处设计在统一斜面处，以防压辊抱死无法工作。如图1-3所示：
图1-3 进料装置示意图
1.4三辊轮两两间间距的计算
影响甘蔗榨汁质量的因素很多，首先是甘蔗的品种、类型、物理结构、水分、甘蔗大小、均匀度及饱满程度等因素。甘蔗直径一般在3-5㎝，现任选十株甘蔗进行测量，测量结果如下：
表3-2 任选十株甘蔗中部进行的测量
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甘蔗
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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10
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甘蔗直径（mm)
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35
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40
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38
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46
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37
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33
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29
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52
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43
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39
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表3-3 任选十株甘蔗小端进行的测量
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甘蔗
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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10
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甘蔗直径（mm)
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31
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28
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26
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37
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32
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29
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29
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30
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41
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39
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表3-4 任选十株甘蔗大端进行的测量
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甘蔗
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1
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2
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3
|
4
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5
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6
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7
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8
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9
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10
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甘蔗直径（mm)
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39
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45
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40
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37
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49
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33
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55
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52
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43
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48
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由上述三表得甘蔗棒的平均直径如下：
甘蔗中部的平均直径：
mm
甘蔗小端的平均直径：
mm
甘蔗大端的平均直径：
mm
因而两辊之间的间距前一级设置在20㎜，由前一级压榨过的甘蔗进入下一级进行压榨时，需减小下级辊轮之间的间距，因此，下级辊轮间间距设置为15㎜。这样就可以直接将借助三个压辊对甘蔗进行两次压榨。
1.5调隙螺栓的设计
调隙螺栓是为了改变压辊装置进行压榨时的间距而设计的，安装时将压辊2放在距离两个压辊1最近的距离，如遇到压辊间隙小不能有效的进行甘蔗压榨，采用加方形垫片的方式加在两侧面架上再用调隙螺栓预紧，进而达到调隙的作用。
1.6带的选择与计算
根据设计要求，本文设计的甘蔗榨汁机主要适用于家庭，以及一些室内场所，因而选择传动装置为带传动，带传动可以减少噪音的产生。由于小带轮直径
=80㎜，大带轮直径
=140㎜。
带速计算近似为
如此通过带速可选择适用平带传动，平带传动效率高，在传动中心距较大的情况下应用较多，便于带的安装，转速适合在较低场合适用，带的造价较为便宜，经济实用。材料可选择锦仑片复合平带。
1.7轴的强度校核计算，按钮转强度条件计算
根据本文设计的甘蔗榨汁机，轴基本上不承受弯矩载荷，通常用此种方法初步估算轴径，也可以作为最后的设计结果。轴的扭转强度条件为
是中：
——扭转切应力，
；
——轴所受的扭矩，
㎜；
——轴的抗扭截面系数，
㎜
；
——轴的转速，
；
——周传递的功率，；
——计算轴面处的直径，㎜；
[
]——许用扭转切应力，
根据查表可知，45号钢[
]范围为25-45
；计算截面处直径为25㎜；传递功率由电机输出功率可知为2
；
轴的转速计算：电机输出的转速为3000 r/min，减速机的减速比为1∶10，安装在减速机输出轴端的带轮直径为80㎜，安装在轴端的带轮直径为140，假设皮带运转是不发生打滑，按此计算轴的转速可得：
轴的转速=
171.4 r/min
综上可得轴的扭转应力为：
[
]
所以根据轴的扭转强度最终计算校核得知轴是安全的。
参考文献：
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