第二节 桑枝剥皮机的开发

一、桑枝剥皮机研究概况

要规模化生产桑皮纤维，首先要获得桑皮。由于桑树的种种特点，使得桑树较黄麻、大麻等较难获得其外皮，但麻的外皮加工机械可以为桑枝剥皮机提供一定借鉴。目前，国内已经出现了一些麻的皮杆分离机和桑枝剥皮机，现加以介绍。

中国专利CN201087221Y公布了一种用于黄麻及大麻的皮杆分离机，其结构如图2-3所示。机架上安装两组压辊，每组压辊由外形相同的上下两个压辊组成，上下两压辊的轴线垂直运动方向相反，依次为握持碾压辊1和剥麻辊2。两组压辊的轴线相互平行，握持碾压辊1的外圆周上均匀分布光滑的凹凸圆弧浅齿，上下压辊相互啮合速度相同；剥麻辊2的外圆周上均匀分布带有圆弧的条形齿，上下压辊相互啮合速度相同；第二组压辊与第一组压辊的线速度比值为3.25（图2-3）。另外，该机还设有喂麻输送带3和出麻输送带4。

图2-3 用于黄麻及大麻的皮杆分离机机构示意图

中国专利CN101811318A公布了一种桑树枝条剥皮机，如图2-4所示。它有一个电动机驱动的减速机。减速机为一进六出式减速箱，减速机的三对输出轴通过六个万向轴接器分别与三对对压式辊筒轴连接。对压式辊筒表面均为相同的月牙状齿轮，对压式辊筒的轴两端都安装滚珠轴承并固定在轴承套内。其中下辊筒轴承套固定在辊筒架上，而上辊筒轴承套在辊筒架滑动槽内可随着弹簧伸缩而上下移动。在滑动的轴承套上面安装压缩弹簧，弹簧由上下定位销固定定位。

图2-4 专利CN101811318A的桑枝剥皮机结构图

1—电动机 2—减速箱 3—减速箱齿轮 4—大皮带轮 5—小皮带轮 6—滚珠轴承 7—万向轴接器 8—对压式辊筒轴 9—对压式辊筒月牙齿轮 10—滚珠轴承 11—滚珠轴承套 12—滑动轴承套 13—压缩弹簧 14—定位销 15—辊筒架盖板 16—螺栓

从这两种机器的构造来看，实现皮杆分离的主要原理是：利用压辊进行碾压，并且压辊设计成一定形状，方便喂入和碾压。由于桑树鲜茎较硬的特点，如果一开始碾压辊间距过小，将使得桑枝难以进入，故而间距要合适，或者碾压辊外表面采用齿轮式设计。喂入后，要实现皮杆分离，则需要有力的碾压辊。考虑桑树鲜茎可能粗细不一，要增强机器的适用性，压力可调最好的方式就是利用弹簧加压。

以上是检索文献获得信息。实际生产中，针对麻的皮杆分离机市场上已有加工使用记录。桑树枝条剥皮机虽有专利公布，但市场上目前未见批量使用，当然也可能是此产品仍处于市场化初期，未及大规模推广。

二、SZBPJ型桑枝剥皮机结构与原理

如上所述，目前市场上还未见批量生产、使用的桑枝剥皮机。为此，盐城工业职业技术学院与盐城晟达纺织机械有限公司联合研制了SZBPJ型桑枝剥皮机（图2-5）。现将其结构原理与使用情况加以介绍。

SZBPJ型桑枝剥皮机主要工作机构由主压辊1、左压辊2和右压辊3组成，它们自身结构及其互相的位置关系如图2-6所示。主压辊1为笼形结构，它由六根光轴5焊装在五片支撑盘6上组成。五片支撑盘又被一根传动轴4贯穿，传动轴两端伸出用于传动。左压辊2和右压辊3为实心钢辊，且表面加工有横向刻痕（图2-7），以增加摩擦力。

图2-5 SZBPJ型桑枝剥皮机

图2-6 SZBPJ型桑枝剥皮机主要工作机构

1—主压辊 2—左压辊 3—右压辊 4—传动轴 5—光轴 6—支撑盘

图2-7 压辊及其上的刻痕

SZBPJ型桑枝剥皮机主要工作机构虽然结构简单，但其通过巧妙的设计实现了三种作用：喂入、碾压和弯折。图2-8为其具体过程示意图。

喂入、碾压的关键均在于主压辊和右压辊的间距是变化的，如图2-8（d）所示。此时两者间的间距为d₁，但转过30°之后，两者间的间距将变为2-8（e）的d₂，很显然d₁＞d₂。当机器处于图2-8（d）位置时，由于d₁也大于枝条直径，因而桑枝条可以轻松进入[图2-8（a）]。随着机器运转，d₁变小为d₂，主压辊和右压辊握紧桑枝条一同前进，实现喂入的同时对桑枝条进行碾压[图2-8（b）]。弯折则发生如图2-8（c）所示，弯折有利于桑枝的皮杆分离。

图2-8 SZBPJ型桑枝剥皮机工作过程示意图

SZBPJ型桑枝剥皮机采用电动机拖动，传动使用链条、链轮。传动机构较简单，不再详细说明。

最后，为了增加机器的适用性，主压辊采用了如图2-9所示的弹簧为主的加压机构，使用时调节弹簧初张力，就能获得不同的加压效果。

实际使用情况说明，SZBPJ型桑枝剥皮机能较为有效的实现桑枝鲜茎的皮杆分离，图2-10表明了其分离效果。在此基础上，进一步进行简单人工分拣便可得到桑皮。

图2-9 SZBPJ型桑枝剥皮机加压机构示意图

SZBPJ型桑枝剥皮机外形较小（长宽高分别为1500mm、900mm、1200mm），动力使用1.5kW电动机，也可使用农用柴油机代替，因而非常适合种桑农户使用。当然，本机型也存在一定不足，主要是自动化程度还有待进一步加强，不能实现枝杆和树皮完全自动分离。要实现这种功能，可以根据树皮较软、枝杆较硬的特性去改进机器，目前盐城工业职业技术学院已开展起这方面的研究工作。

图2-10 SZBPJ型桑枝剥皮机加工后的桑枝