第57卷 第7期Vol. 57 No. 7
2019年7月
July 2019农业装备与车辆工程
AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERING
doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2019.07.010
马铃薯去皮机的设计
朱颖
( 200093 上海市 上海理工大学 )
[摘要] 马铃薯去皮已成为加工马铃薯制品必须的工艺环节，针对目前马铃薯产业迅速发展，但是马铃薯
深加工技术跟不上市场需求的问题，设计了一种马铃薯去皮机，重点研究介绍了该机器工作原理。马铃薯
去皮机的成功运用有效解决了费时费力的加工问题，提高了生产效率以及增加了产业利润。
[关键词] 马铃薯；去皮机；摩擦；设计；农产品加工
[中图分类号] S226.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-3142(2019)07-0036-03
Design of Potato Peeling Machine
Zhu Ying
(University of Shanghai for Science And Technology, Shanghai City 200093, China)
[Abstract] Potato-peeling has turned into an esntially technical procedure of potato processing. Focus on the technique of potato deep processing which can not keep pace with market demand, as a result of the rapid development of potato industry. In order to solve the problem, we propo a design of potato peeler, which analys operating principle of this machine. The successful application of potato peeler can effectively ttle the time-consuming problem, and improve productivity and profits as well.
[Key words] potato; peeling machine; friction; design; agriculture products processing
0 引言
我国的马铃薯加工产业起步晚，加工技术较落后，加工出的马铃薯制品质量赶不上国外水平，而且产量也不能满足市场需求量。因而需要加快马铃薯产业的发展，提高马铃薯制品的销量。马铃薯去皮机给马铃薯加工产业带来了巨大的效益和便利，满足了消费者对马铃薯制品的需求[1]。
马铃薯制品有马铃薯条、马铃薯片、马铃薯泥等，但无论何种制品都需要进行去皮操作。目前主要有人工去皮、化学去皮、蒸汽去皮、机械去皮等方法。人工去皮的安全性最高，且效果好，但费时费力明显不符合市场的大量需求；化学去皮是使用一些强碱溶液和特配化学去皮液共同作用使马铃薯皮软化达到去皮效果，但对后期的清洗工艺要求高，且使用的化学特配液量多又浪费，成本较高[2]；蒸汽去皮是利用蒸汽使马铃薯表层熟化，遂又使用毛刷擦掉表层的马铃薯皮，这种方法繁琐，且设备要求高[3]；机械磨削去皮是利用覆有磨料的工作面除去表面皮层。可高速作业，易于实现完全机械操作，所得碎皮细小，便于用水或气流清除，但去皮后表面较粗糙[4]。本文介绍一种简单高效、低劳动强度的全自动马铃薯去皮机。
1 主要结构设计
1.1 马铃薯去皮机的设计要求
针对研制目的，采用同时清洗去皮工艺，研制出马铃薯去皮机。并利用可调节式传送系统，达到精选马铃薯的目的。工作连续进行，确保每个马铃薯去皮干净且完整，设备结构简单，运行过程快速稳定，
其工艺流程如图1所示。
1.2 总体结构及工作原理
马铃薯去皮机结构如图2所示。在外罩内部装有由电动机带动的毛刷辊，由一个连接带传动和电动机的毛刷辊通过链传动带动其余3个毛刷辊旋转，毛刷辊下方安装滚筒传送带，传送带上的滚筒之间可调节间隙，以此挑选优质马铃薯，传送带也可上下调节与毛刷辊之间的距离。毛刷辊和传送带同时顺时针旋转5°，工作室上方设置喷淋装置，既可清洗毛滚刷上的皮屑，又可冲
收稿日期: 2018-05-23 修回日期: 2018-06-01
图1 马铃薯去皮机工艺流程图
Fig.1 Process flow diagram of potato peeling machine
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第57卷第7期
洗块茎，更容易去皮。工作时，块茎投入到工作室内，毛刷辊按一定速度旋转，在重力和摩擦力的共同作用下，利用块茎对于毛刷辊上毛刷的相对速度差将马铃薯的皮屑切去；同时，通过滚筒传送带的传动，块茎向下旋转滚动，在块茎的重力和毛刷辊旋转与块茎产生的摩擦力的共同作用下，马铃薯块茎被均匀地切去外皮，实现马铃薯去皮的目的。
该机以电动机为动力，通过链传动装置带动毛刷辊旋转。块茎加入传送装置中，因重力和毛刷辊与马铃薯之间的摩擦力的作用，在无动力滚筒伸缩传送带中上、下、左、右翻动，并不断地滚动，马铃薯块茎被均匀地磨去外皮，实现马铃薯去皮的目的。期间工作室上方的喷淋装置不停喷淋到毛刷和马铃薯块茎上。去皮结束时，块茎从出料口排出，皮屑随水流经滚筒传送带间的间隙，并从工作室下方的排污装置排出。物料在这样的往复运动过程中，在毛刷辊与滚筒传送装置间翻动滚动，从而形成了与毛刷辊、无动力滚筒伸缩传送带之间的以翻转、滚动摩擦的综合机械作用效果，从而达到去皮的目的。1.3 传动结构的设计
带传动结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易[5]，所以选择V 带传动作为连接电动机与毛刷辊轴的传动方式。而对于毛刷辊之间的传动连接则选择链传动的方式，与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能
保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑，能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作[6]。
1.3.1 V 带传动的设计计算
选用A 带型，取小带轮的直径d d 1=100 mm，大带轮的直径圆整得d d 2=250 mm，即可得到传动
比.i d d 25d d 12
==，初定中心距a 0=400 mm，计算得到相应带长圆整得L d 0=1 750 mm，由选取的Y132M 电动机可知其轴伸直径为 d =38 mm，故因小带轮与其装配，故小带轮的轴孔直径d 1=38 mm。大带轮轴孔取d 2=26 mm。验算小带轮上的包角有
.d d a 180573159120d d 112c c
c c .H a --=]g 1.3.2 链传动的设计计算
一般链轮齿数为17~114。由设计的条件可确定链轮齿数和传动比，设z 1=z 2=27，i =1。根据条件选择链条型号为16A，节距p =25.4 mm。初定中心距a 0=800 mm，为了避免使用过渡链节，应将计算出的链节数圆整为偶数，则有L p =90。已知链轮齿数z =27，节距p =25.4 mm，滚子直径 d 1max =15.88 mm，配用的链条排距p t =29.29 mm。即可得到链轮的分度圆直径等各项数据。1.4 毛刷辊轴的结构设计1.4.1 毛刷辊轴的工作原理
毛刷辊轴的结构设计如图3所示，分别为主动轴和从动轴的设计。在主动轴的结构设计中，以带传动连接外部的电动机进行转动，能起到缓冲吸振的作用，主动轴与传动轴之间的连接采用链传动的方式，防止打滑，且可减少轴承的摩擦损失，毛刷辊选择加硬材料，经久耐用，耐磨性能相当好。螺旋毛刷向前推进，对薯类去皮效果
1.排污装置
2.机架
药妆化妆品品牌
3.滚筒传送带
4.加料装置鸦组词语
5.链传动装置
英国婚礼6.毛刷辊
二年级家长会发言稿7.喷淋装置
8.出料装置
9.驱动装置 10.带传动装置图2 马铃薯去皮机总体结构示意图
Fig.2 Overall structure diagram of potato peeling machine
6543
履职情况怎么写
21
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910 1.从动轴 2.主动轴 3.滚动轴承 4. 毛刷辊 5.链轮 6.端盖 7.带轮图3 毛刷辊轴的结构示意图
Fig.3 Structure diagram of brush roller shaft
1
2
34 5 6 7
朱颖：马铃薯去皮机的设计
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农业装备与车辆工程 2019年
最好，毛刷材质为尼龙毛刷，采用尼龙线绳轧制而成，不易变形。
1.4.2 毛刷辊轴的设计计算
由于轴承承受径向力的作用，故选用深沟球轴承。按弯扭合成应力校核轴的强度，进行校核时，通常只校核该轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，根据得到的主动轴弯矩的数据可知，最大弯矩为M 1=292 099 N ·mm，转矩为T =0.1×106 N ·mm，以及轴单向旋转，扭转切应力为对称循环变应力，取α=1，轴的计算应力为
.MPa
2793ca v ==选定轴的材料为45钢，调质处理，已知[σ-1]=60 MPa。因此σca <[σ-1]，故安全。校核从动轴的强度同主动轴。1.5 传送装置的设计
向日葵梵高传送系统是由伸缩式无动力滚筒线构成的块茎传送装置，滚筒采用不锈钢材质，因为它具有良好的耐腐蚀性，能承受一定的冲击载荷，具有较高的硬度和耐磨性，特别是对于此类食品加工设备，食品安全卫生状况最佳。传送装置结构如图4所示，传送带中滚筒间隙通过可伸缩的组件
调节，以适应不同品种、不同大小的马铃薯，高度也可调节。
2 总结
该马铃薯去皮机的设计特点是整体系统结构紧凑，能满足所有的工艺过程，工作可靠，其自动化可以减少人力，使用的毛刷辊可方便地取出清洗和更换，且根据马铃薯个体形状大小的差异，采用伸缩式无动力滚筒线构成的块茎传送装置，可以调节滚筒之间的间隙，还能达到精选优质土豆的作用。今后的研究若结合马铃薯切削的工艺，根据需求对马铃薯切块或切条等，从而形成一条生产线，将极大地提高工作效率，适应市场的需求。
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析及有限元模拟[J].天津大学学报,2010,43(2):132-137.作者简介 朱颖（1995— ），女，硕士研究生，主要研究方向：CAD/CAE。E-mail：
图4 传送装置的结构示意图
Fig.4 Structure diagram of transport unit
开心8采茶机器人的路径规划和自主导航。
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作者简介 周俊（1993— ），男，硕士研究生，研究方向：视觉SLAM。E-mail:
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