第二節 桑枝剝皮機的開發

一、桑枝剝皮機研究概況

要規模化生產桑皮纖維，首先要獲得桑皮。由于桑樹的種種特點，使得桑樹較黃麻、大麻等較難獲得其外皮，但麻的外皮加工機械可以為桑枝剝皮機提供一定借鑒。目前，國內已經出現了一些麻的皮桿分離機和桑枝剝皮機，現加以介紹。

中國專利CN201087221Y公布了一種用于黃麻及大麻的皮桿分離機，其結構如圖2-3所示。機架上安裝兩組壓輥，每組壓輥由外形相同的上下兩個壓輥組成，上下兩壓輥的軸線垂直運動方向相反，依次為握持碾壓輥1和剝麻輥2。兩組壓輥的軸線相互平行，握持碾壓輥1的外圓周上均勻分布光滑的凹凸圓弧淺齒，上下壓輥相互嚙合速度相同；剝麻輥2的外圓周上均勻分布帶有圓弧的條形齒，上下壓輥相互嚙合速度相同；第二組壓輥與第一組壓輥的線速度比值為3.25（圖2-3）。另外，該機還設有喂麻輸送帶3和出麻輸送帶4。

圖2-3 用于黃麻及大麻的皮桿分離機機構示意圖

中國專利CN101811318A公布了一種桑樹枝條剝皮機，如圖2-4所示。它有一個電動機驅動的減速機。減速機為一進六出式減速箱，減速機的三對輸出軸通過六個萬向軸接器分別與三對對壓式輥筒軸連接。對壓式輥筒表面均為相同的月牙狀齒輪，對壓式輥筒的軸兩端都安裝滾珠軸承并固定在軸承套內。其中下輥筒軸承套固定在輥筒架上，而上輥筒軸承套在輥筒架滑動槽內可隨著彈簧伸縮而上下移動。在滑動的軸承套上面安裝壓縮彈簧，彈簧由上下定位銷固定定位。

圖2-4 專利CN101811318A的桑枝剝皮機結構圖

1—電動機 2—減速箱 3—減速箱齒輪 4—大皮帶輪 5—小皮帶輪 6—滾珠軸承 7—萬向軸接器 8—對壓式輥筒軸 9—對壓式輥筒月牙齒輪 10—滾珠軸承 11—滾珠軸承套 12—滑動軸承套 13—壓縮彈簧 14—定位銷 15—輥筒架蓋板 16—螺栓

從這兩種機器的構造來看，實現皮桿分離的主要原理是：利用壓輥進行碾壓，并且壓輥設計成一定形狀，方便喂入和碾壓。由于桑樹鮮莖較硬的特點，如果一開始碾壓輥間距過小，將使得桑枝難以進入，故而間距要合適，或者碾壓輥外表面采用齒輪式設計。喂入后，要實現皮桿分離，則需要有力的碾壓輥。考慮桑樹鮮莖可能粗細不一，要增強機器的適用性，壓力可調最好的方式就是利用彈簧加壓。

以上是檢索文獻獲得信息。實際生產中，針對麻的皮桿分離機市場上已有加工使用記錄。桑樹枝條剝皮機雖有專利公布，但市場上目前未見批量使用，當然也可能是此產品仍處于市場化初期，未及大規模推廣。

二、SZBPJ型桑枝剝皮機結構與原理

如上所述，目前市場上還未見批量生產、使用的桑枝剝皮機。為此，鹽城工業職業技術學院與鹽城晟達紡織機械有限公司聯合研制了SZBPJ型桑枝剝皮機（圖2-5）。現將其結構原理與使用情況加以介紹。

SZBPJ型桑枝剝皮機主要工作機構由主壓輥1、左壓輥2和右壓輥3組成，它們自身結構及其互相的位置關系如圖2-6所示。主壓輥1為籠形結構，它由六根光軸5焊裝在五片支撐盤6上組成。五片支撐盤又被一根傳動軸4貫穿，傳動軸兩端伸出用于傳動。左壓輥2和右壓輥3為實心鋼輥，且表面加工有橫向刻痕（圖2-7），以增加摩擦力。

圖2-5 SZBPJ型桑枝剝皮機

圖2-6 SZBPJ型桑枝剝皮機主要工作機構

1—主壓輥 2—左壓輥 3—右壓輥 4—傳動軸 5—光軸 6—支撐盤

圖2-7 壓輥及其上的刻痕

SZBPJ型桑枝剝皮機主要工作機構雖然結構簡單，但其通過巧妙的設計實現了三種作用：喂入、碾壓和彎折。圖2-8為其具體過程示意圖。

喂入、碾壓的關鍵均在于主壓輥和右壓輥的間距是變化的，如圖2-8（d）所示。此時兩者間的間距為d₁，但轉過30°之后，兩者間的間距將變為2-8（e）的d₂，很顯然d₁＞d₂。當機器處于圖2-8（d）位置時，由于d₁也大于枝條直徑，因而桑枝條可以輕松進入[圖2-8（a）]。隨著機器運轉，d₁變小為d₂，主壓輥和右壓輥握緊桑枝條一同前進，實現喂入的同時對桑枝條進行碾壓[圖2-8（b）]。彎折則發生如圖2-8（c）所示，彎折有利于桑枝的皮桿分離。

圖2-8 SZBPJ型桑枝剝皮機工作過程示意圖

SZBPJ型桑枝剝皮機采用電動機拖動，傳動使用鏈條、鏈輪。傳動機構較簡單，不再詳細說明。

最后，為了增加機器的適用性，主壓輥采用了如圖2-9所示的彈簧為主的加壓機構，使用時調節彈簧初張力，就能獲得不同的加壓效果。

實際使用情況說明，SZBPJ型桑枝剝皮機能較為有效的實現桑枝鮮莖的皮桿分離，圖2-10表明了其分離效果。在此基礎上，進一步進行簡單人工分揀便可得到桑皮。

圖2-9 SZBPJ型桑枝剝皮機加壓機構示意圖

SZBPJ型桑枝剝皮機外形較小（長寬高分別為1500mm、900mm、1200mm），動力使用1.5kW電動機，也可使用農用柴油機代替，因而非常適合種桑農戶使用。當然，本機型也存在一定不足，主要是自動化程度還有待進一步加強，不能實現枝桿和樹皮完全自動分離。要實現這種功能，可以根據樹皮較軟、枝桿較硬的特性去改進機器，目前鹽城工業職業技術學院已開展起這方面的研究工作。

圖2-10 SZBPJ型桑枝剝皮機加工后的桑枝