第四章-脫殼與脫皮機(jī)械與設(shè)備_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第四章剝殼與脫皮機(jī)械與設(shè)備在農(nóng)產(chǎn)品和食品加工中,有許多谷物(如稻谷、小麥等)、雜糧(如玉米、高梁、粟、燕麥和大麥等)、油料(大豆、油菜籽和花生果等)以及板栗、核桃、土豆、番茄等必須進(jìn)行脫殼或脫皮,才能食用或進(jìn)一步加工。由于這些未經(jīng)加工的農(nóng)產(chǎn)品,品種繁多,籽粒形狀、大小、構(gòu)造、化學(xué)成分、物理特性和結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)各不相同,即使是同一品種,又因生長(zhǎng)條件的不同,其加工性質(zhì)也有很大差異。一、剝殼目的和要求:為了降低皮殼對(duì)下一步加工的影響,提高下一步加工質(zhì)量,要求剝殼率高,仔仁破碎率低。方法:碾搓法、撞擊法、剪切法、擠壓法、摩擦法和氣爆法。碾搓法:借助粗糙面的碾搓作用使皮殼疲勞破壞而破碎。除下的皮殼較為整齊,碎塊較大。適用于皮殼較脆的物料,如圓盤式剝殼機(jī)剝?nèi)ッ拮淹鈿ぁ⒂么臧迦テC(jī)去掉大豆皮等;撞擊法:借助打板或壁面的高速撞擊作用使皮殼變形直至破裂,適用于殼脆而仁韌的物料,如離心式剝殼機(jī)剝除葵花子殼等。剪切法:借助銳利面的剪切作用使殼破碎,如核桃剝殼機(jī),刀板式棉籽剝殼機(jī)等。擠壓法:借助軋輥的擠壓作用使殼破碎,如軋輥式剝殼機(jī)剝除蓖麻籽殼等;摩擦法:利用摩擦形成的剪切力使皮殼沿其斷裂面產(chǎn)生撕裂破壞,除下的皮殼整齊,便于選除,適用于韌性皮殼。氣爆法:利用果殼內(nèi)形成的壓力差使果殼爆裂而脫除,這種方法不便于連續(xù)式生產(chǎn),可操作性差,且易造成果仁破碎,可用于預(yù)破殼工序。

任何剝殼機(jī)往往是一種剝殼方法為主而幾種剝殼方法為輔的綜合作用結(jié)果。a、膠輥礱谷機(jī)b、砂盤礱谷機(jī)c、離心礱谷機(jī)第一節(jié)脫殼機(jī)械與設(shè)備脫去稻谷穎殼、對(duì)大豆脫皮或花生脫紅衣等的機(jī)械。一、結(jié)構(gòu)1、礱谷機(jī)的分類膠輥礱谷機(jī)、砂盤礱谷機(jī)和離心礱谷機(jī)

主要工作部件:一對(duì)在鑄鐵圓筒上粘結(jié)或套裝膠層的水平橡膠輥筒或塑料輥筒。

工作原理:稻谷經(jīng)淌板在膠輥全長(zhǎng)上均勻地喂入兩輥之間,等徑輥筒以不同的線速逆向回轉(zhuǎn),通過(guò)壓砣的壓力使通過(guò)輥間的稻谷受到擠壓和搓撕。稻谷脫殼后,進(jìn)入谷殼分離裝置,再經(jīng)吸風(fēng)口以4~5米/秒的風(fēng)速吸除稻殼。

優(yōu)點(diǎn):膠輥礱谷機(jī)的脫殼率高,糙米表面光滑,碎米少。

缺點(diǎn):在氣溫高時(shí)膠輥損耗快,糙米爆腰較多,生產(chǎn)成本較高。膠輥礱谷機(jī)2、LT36型壓砣式膠輥礱谷機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、膠輥筒、輥壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、稻殼分離裝置和機(jī)架等構(gòu)成。LT36型壓砣膠輥礱谷機(jī)結(jié)構(gòu)(1)膠輥筒

膠輥礱谷機(jī)的膠輥筒部件,由2個(gè)膠輥組成。其輥筒中心連線與水平線夾角約為20°,呈傾斜排列。膠輥筒是在外徑為168mm的鑄造輥簡(jiǎn)上覆蓋橡膠彈性材料而制成的。輥筒與軸及其他傳動(dòng)件如圖6-3所示,用錐形壓蓋、緊定套、緊定螺釘、鎖緊螺母及鍵等將輥筒固定在軸上。膠輥筒的作用是脫去稻谷的穎殼。輥筒部件裝配圖

(2)輥壓調(diào)節(jié)及松緊輥機(jī)構(gòu)輥壓調(diào)節(jié)。輥壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)如圖6—4所示。固定膠輥為O1,活動(dòng)膠輥為O2,其安裝在三角形剛性構(gòu)架3上。構(gòu)架可繞支點(diǎn)B轉(zhuǎn)動(dòng)。長(zhǎng)桿1鉸接在A點(diǎn),其上垂直連桿與三角形剛性構(gòu)架3相連。壓砣在長(zhǎng)桿的右端。工作時(shí),壓舵使長(zhǎng)桿1繞A點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)連桿2,帶動(dòng)三角形剛性構(gòu)架及活動(dòng)膠輥繞支點(diǎn)B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。向固定膠輥靠攏,并保持一定的輥間壓力,改變壓舵質(zhì)量即可改變輥間壓力。(3)自動(dòng)松緊輥機(jī)構(gòu)

進(jìn)料緊輥:物料沖擊淌板→打開進(jìn)料行程開關(guān)→電路接通→微型電機(jī)順向轉(zhuǎn)動(dòng)→滾動(dòng)鏈子螺母上升→橫桿在壓砣作用下轉(zhuǎn)動(dòng)→活動(dòng)輥向固定輥靠攏→實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊輥(輥?zhàn)渔溌菽干仙龅綌嚯娦谐涕_關(guān),微型電動(dòng)機(jī)停止)→正常工作狀態(tài)。膠輥?zhàn)詣?dòng)離合機(jī)構(gòu)

斷料松輥:淌板在平衡砣作用下復(fù)位→離開行程開關(guān)觸頭→微型電機(jī)逆向轉(zhuǎn)動(dòng)→滾子鏈螺母下降→鏈條將橫桿上拉→活動(dòng)輥離開固定輥→實(shí)現(xiàn)松開。進(jìn)料緊輥斷料松輥(4)稻殼分離裝置主要由勻料板、可調(diào)節(jié)的魚鱗孔淌板、調(diào)節(jié)風(fēng)門和垂直風(fēng)道等組成。物料→勻料板→魚鱗孔淌板→空氣由下而上穿過(guò)魚鱗孔→實(shí)現(xiàn)物料分級(jí)。稻殼分離裝置*MLGQ型氣壓礱谷機(jī)二、膠輥礱谷機(jī)的工作過(guò)程1、脫殼原理

軋距:兩輥筒之間的間隙,小于谷粒的厚度。

原理:擠壓→線速差→相反方向摩擦力F→搓撕作用→谷殼朝相反方向撕裂→脫殼。2、入軋條件入軋點(diǎn):谷粒剛接觸膠輥表面時(shí)的兩個(gè)觸點(diǎn),對(duì)應(yīng)的角為入軋角。

終軋點(diǎn):谷粒離開膠輥時(shí)的兩個(gè)觸點(diǎn),對(duì)應(yīng)的角為終軋角。入軋條件:

a、兩輥軋距小于谷粒厚度;

b、入扎角小于谷粒與橡膠輥的摩擦角。3、脫殼過(guò)程

①最初階段:谷粒速度小于膠輥線速,與膠輥有相對(duì)滑動(dòng),所受摩擦力指向下方,受擠壓和摩擦作用,但無(wú)搓撕效應(yīng)。

②中間階段:谷粒速度等于慢輥線速,與慢輥相對(duì)靜止,與快輥滑動(dòng),所受摩擦力方向相反,受擠壓和摩擦作用,產(chǎn)生搓撕效應(yīng)。

③最終階段:谷粒前進(jìn),軋距減小,所受擠壓力和摩擦力增大,當(dāng)搓撕效應(yīng)大于谷粒穎殼的鉤合強(qiáng)度時(shí),穎殼被撕裂。兩輥線速相同的受力圖兩輥線速不同時(shí)的受力圖三、膠輥的線速、線速差、線速和1、線速度線速↑,流量↑,產(chǎn)量↑。

線速過(guò)大,膠輥筒的不平衡會(huì)引起劇烈機(jī)械振動(dòng),糙碎增加,膠輥磨損不均勻;線速過(guò)低,產(chǎn)量低,膠耗增加??燧仯?5~17m/s;慢輥:13~14m/s。2、線速度差適當(dāng)增大線速度差,脫殼率提高;但過(guò)高會(huì)產(chǎn)生糙碎率增多,膠輥磨耗增大,一般為2.0~3.2m/s。3、線速度和通常認(rèn)為糙米離開膠輥時(shí),其速度等于快/慢輥線速和的一半,故提高線速度和,產(chǎn)量提高。但過(guò)大將引起劇烈的機(jī)械振動(dòng),一般以30m/s為宜。影響稻谷脫殼質(zhì)量的因素品種水分子粒粒度均勻度飽滿程度內(nèi)因兩膠輥線速度線速度差軋距壓砣重量稻谷喂入量膠輥表面硬度外因15其他剝殼機(jī)械1、圓盤剝殼機(jī)圓盤剝殼機(jī)用于棉籽剝殼,也可以用于花生果、桐籽、茶籽的剝殼。此外,它還可用來(lái)破碎各種油料和粉碎餅塊。圓盤剝殼機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,一次剝殼效率高(棉籽剝殼效率可達(dá)92%一98%)。圓盤剝殼機(jī)主要部件是磨片和調(diào)節(jié)器。磨片有兩種:一種磨面具有細(xì)密的斜條槽紋,用于棉籽剝殼;另一種磨面具有方格槽紋,用于大豆、花生仁等的破碎。調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)工作要求調(diào)節(jié)磨片間距。

如圖6—12所示,工作時(shí),物料進(jìn)入喂料斗后在喂料翼7的轉(zhuǎn)動(dòng)下均勻進(jìn)入機(jī)內(nèi),由調(diào)節(jié)板6控制喂料量。棉籽通過(guò)通道進(jìn)入磨盤之間,受到高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤1與固定盤5的搓碾作用而被剝殼或破碎。16

離心式脫殼機(jī)

離心式脫殼機(jī)用于葵花籽的剝殼。脫殼效率90%左右。如圖6—13所示主要部件轉(zhuǎn)盤10共有3層,每層轉(zhuǎn)盤裝有12塊打板9,擋板8固定在轉(zhuǎn)盤10周圍的機(jī)殼內(nèi)。下料門7可通過(guò)調(diào)節(jié)手輪6調(diào)節(jié),使之上下移動(dòng)以控制進(jìn)料量。

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離心式脫殼機(jī)工作過(guò)程:葵花籽由料斗通過(guò)料門進(jìn)入轉(zhuǎn)盤,由于旋轉(zhuǎn)著的打板的沖擊作用使葵花籽產(chǎn)生壓縮變形而引起外殼破裂。破裂及尚未破裂的葵花籽以高速撞擊擋板使之進(jìn)一步破裂,以達(dá)到充分剝殼目的。同時(shí),由于葵花籽在打板作用下以水平方向均勻地拋向擋板而下落,避免了籽粒的重復(fù)撞擊現(xiàn)象。影響離心式脫殼機(jī)脫殼效果的工作原理?第二節(jié)脫皮機(jī)械與設(shè)備

用于去除果蔬表皮的機(jī)械,按去皮對(duì)象可分為:塊狀根莖類原料去皮機(jī)果蔬去皮機(jī)常用方法:機(jī)械法去皮、堿液法去皮、蒸汽加熱法去皮一、去皮原理1、機(jī)械去皮①機(jī)械切削去皮:采用鋒利的刀片削除表面皮層。

速度快,但不完全,果肉損失多,需輔助修正,難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。適宜果大、皮薄且果質(zhì)較硬的果蔬,如蘋果、梨、柿子等。轉(zhuǎn)軸彎刀旋皮機(jī)②機(jī)械磨削去皮:利用覆有磨料的工作面磨除表面皮層。速度高、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,所得碎皮細(xì)小,易于清理,但去皮后的果蔬表面粗糙。適宜質(zhì)地堅(jiān)硬、皮薄、外形整齊的果蔬,如胡蘿卜。③機(jī)械摩擦去皮:利用摩擦因素高、接觸面積大的工作部件而產(chǎn)生摩擦作用使表皮發(fā)生撕裂破壞而去除。產(chǎn)品質(zhì)量好,碎皮尺寸大,去皮死角少,但作用強(qiáng)度差。

適宜果大、皮薄、皮下組織松散的果蔬。2、化學(xué)去皮(堿液去皮)將果蔬在一定溫度的堿液中腐蝕處理適當(dāng)?shù)臅r(shí)間,取出后,立即用清水沖洗或搓擦,洗去堿液并可將外皮脫去。

適宜桃、李等去皮或橘瓣脫襄衣。碾米機(jī)

碾米的目的主要是碾除糙米皮層。碾米機(jī)主要用于剝除糙米的皮層(由果皮、種皮、外胚乳和糊粉層組成)。碾米機(jī)還用于碾除高粱、玉米和小麥的皮層。

擦離型:鐵輥,碾輥線速約為5m/s,碾白壓力常為0.1MPa碾削型:砂輥,碾輥線速約為15m/s,碾白壓力常為0.02MPa混合型:鐵輥和砂輥組合,線速約為10m/s,約大于0.02MPa1、碾米基本原理鐵輥碾米機(jī)砂輥碾米機(jī)2、碾輥材料性質(zhì)臥式碾米機(jī)立式碾米機(jī)單輥碾米機(jī)雙輥碾米機(jī)碾米與擦米組合碾米機(jī)順向立式碾米機(jī)逆向立式碾米機(jī)3、碾輥軸的布置形式一、碾米機(jī)的分類二、碾米機(jī)的結(jié)構(gòu)1、砂輥橫式碾米機(jī)主要由進(jìn)料結(jié)構(gòu)、碾白室、排料機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、排糠與噴風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)架等組成。砂輥橫式碾米機(jī)①進(jìn)料機(jī)構(gòu)

料斗(方形不對(duì)稱機(jī)構(gòu))+流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(全啟閉插門,可微調(diào))②排料機(jī)構(gòu)

出米門+壓力門(控制出料口壓力大小,同時(shí)影響碾白壓力)③機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

電動(dòng)機(jī)→V帶→碾輥軸→V帶→吸糠與噴風(fēng)風(fēng)機(jī)。螺旋推進(jìn)器④碾白室

3頭螺旋推進(jìn)器+碾白砂輥+4片圓筒米篩及壓篩條+橫梁等

碾白室:砂輥面與米篩筒圍成的環(huán)形圓柱空間。a、螺旋推進(jìn)器在碾白室進(jìn)口端的作用輸送物料增大碾白室進(jìn)口端米粒流體的密度產(chǎn)生軸向推力b、米篩

由壓篩條和篩托支承并固定在橫梁上,可通過(guò)篩條厚度改變碾白室間隙。c、砂輥前節(jié)砂輥:3頭螺旋槽,螺距50mm,槽深從12mm→0mm后節(jié)砂輥:3條直斜槽,斜度為0.1,槽深8mm,槽后開設(shè)

3條150×12mm的噴風(fēng)槽。⑤吸糠與噴風(fēng)系統(tǒng)a、吸糠系統(tǒng)集糠斗、集糠管、吸糠風(fēng)機(jī)和集糠器等組成

糠粞→碾白室米篩排出→集糠斗收集→吸糠風(fēng)機(jī)排入集糠器。b、噴風(fēng)系統(tǒng)噴風(fēng)風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)管道和進(jìn)風(fēng)套等組成。

噴風(fēng)機(jī)噴風(fēng)→風(fēng)管→風(fēng)網(wǎng)→碾輥軸右端面進(jìn)入空心軸→后節(jié)砂輥的噴風(fēng)槽噴出。

注:吸糠風(fēng)機(jī)與噴風(fēng)風(fēng)機(jī)共軸。⑥機(jī)架

整體鑄造的箱體,用于安裝各零部件。2、立式砂鐵輥組合碾米機(jī)①砂輥與鐵輥同軸,砂輥在上,鐵輥在下;

②砂輥由多塊砂輪串聯(lián)而成,鐵輥為表面鑲嵌耐磨碾筋的圓柱體;③風(fēng)機(jī)直接安裝在機(jī)架上,噴風(fēng)氣流經(jīng)多塊砂輪的徑向槽和鐵輥噴風(fēng)槽噴向碾白室;

④砂輪和鐵輥的糠粞匯集室上下串通,最后由機(jī)座側(cè)面排出機(jī)外;⑤鐵輥由螺旋推進(jìn)器供料,還可設(shè)置螺旋輸送器向螺旋推進(jìn)器供料。立式砂鐵輥組合碾米機(jī)三、碾米的基本原理1、米粒流體的特性①米粒連續(xù)不斷地從碾白室進(jìn)口向其出口流動(dòng);②流動(dòng)的米粒充滿整個(gè)碾白室,隨碾白室的形狀而定,其體積為碾白室的容積;

③流動(dòng)的米粒間距有可壓縮性,且具有粘滯性;

④米粒軸向輸送速度,隨碾輥徑向尺寸的增大而逐漸減小。2、碾米過(guò)程的四要素①碰撞

米粒與碾輥碰撞:提高米粒運(yùn)動(dòng)速度,增加能量,產(chǎn)生擦離和碾削作用;

米粒與米粒碰撞、米粒與篩壁碰撞和米粒與其它構(gòu)件碰撞,產(chǎn)生擦離作用,使皮層和胚乳進(jìn)一步剝離。②碾白壓力與米粒的碰撞運(yùn)動(dòng)、碾白室內(nèi)的阻力、壓力門的阻力和螺旋推進(jìn)器的推力等因素相關(guān)。③翻滾(翻轉(zhuǎn)+滾動(dòng))

翻轉(zhuǎn):米粒長(zhǎng)軸方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

滾動(dòng):米粒短軸方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

翻滾作用:使米粒各個(gè)部位都有機(jī)會(huì)接受碾白作用,避免碾白不足或過(guò)碾現(xiàn)象。④軸向輸送是碾白運(yùn)動(dòng)連續(xù)不斷的必要條件。軸向輸送速度大:碾白程度小;軸向輸送速度?。耗氚壮潭却?,但生產(chǎn)率降低或出現(xiàn)過(guò)碾。

擦離碾白和碾削碾白

碾米機(jī)按其作用的性質(zhì),分為擦離碾白和碾削碾白。

(1)擦離碾白碾白室內(nèi)的米粒,在一定的壓力下與碾輥接觸,產(chǎn)生碰撞,獲得速度;使米粒和米粒相互碰撞產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng);速度降低后的米粒,與碾白室米篩內(nèi)壁及其他構(gòu)件碰撞,亦有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(3種碰撞運(yùn)動(dòng)中的摩擦力)

(2)碾削碾白碾白室內(nèi)的糙米,在一定壓力下與高速運(yùn)動(dòng)的金剛砂粒的鋒刃相碰撞,獲得速度;具有一定速度的米粒和米粒相互碰撞產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),速度降低后米粒與米篩內(nèi)壁和其他構(gòu)件碰撞,均有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。上述3種碰撞運(yùn)動(dòng)中,米粒與砂輥的碰撞是砂粒的鋒刃產(chǎn)生的切削力和切離力,將米粒皮層切破,使皮層與胚乳脫離。這種利用碾削作用使糙米碾白,稱為碾削碾白。碾輥材料:①鐵輥:白口鑄鐵(48~50HRC)或無(wú)縫鋼管(約為HRC)。②砂輥:黑色碳化硅金剛砂,砂粒呈多角形,鋒利,耐磨。金剛砂種類、質(zhì)量、粒度、配比、燒結(jié)硬度和成型密度等,對(duì)碾米工藝效果的影響很大。砂輥必須經(jīng)常保持較好的鋒利性,要耐用,達(dá)到大米去皮均勻、表面較光潔、電耗低、使用壽命長(zhǎng)的目的。砂輥制作的方法有澆結(jié)、烘結(jié)和燒結(jié)3種,因?yàn)闊Y(jié)的砂輥強(qiáng)度最大,最耐磨,使用壽命長(zhǎng),自銳性好,所以目前使用最多的是燒結(jié)砂輥。軸向截面積變化和收縮率軸向碾白中,米糠排出,米粒流體減少,壓力降低。①開糙段米粒從壓力較低截面進(jìn)入壓力較高的截面,密度增大,增加出皮開糙效果。②排糠段米粒從壓力較高截面進(jìn)入壓力較低截面,密度減小,米粒翻滾加強(qiáng),被剝離的皮層易于與米粒流體分開。③截面積收縮率碾白室的截面面積順著米粒流動(dòng)方向,從一個(gè)大截面到一個(gè)小截面的變化程度,常用百分?jǐn)?shù)表示。離心擦皮機(jī)結(jié)構(gòu)圖離心擦皮機(jī)電動(dòng)機(jī)→小齒輪→大齒輪→轉(zhuǎn)動(dòng)軸→波紋狀旋轉(zhuǎn)圓盤→物料在離心力作用下→拋向表面粗糙的脫皮圓筒→物料與筒壁摩擦而去皮→卸料口定時(shí)排出已去好皮的物料。(土豆去皮)→水夾帶碎皮→排污口→機(jī)外水→噴嘴→脫皮圓筒內(nèi)部果皮的排出33

離心擦皮機(jī)

如圖6—17所示,它具有鑄鐵機(jī)座1和內(nèi)表面粗糙的脫皮圓筒5,轉(zhuǎn)動(dòng)軸3帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤4旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)圓盤表面為波紋狀。在鑄鐵機(jī)座1上的電動(dòng)機(jī)10通過(guò)大齒輪2及小齒輪9帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)。物料從進(jìn)料斗6進(jìn)入機(jī)內(nèi)。當(dāng)物料落到旋轉(zhuǎn)圓盤波紋狀表面上時(shí),因離心力作用而被拋向四周,并與筒壁的粗糙內(nèi)表面摩擦,從而達(dá)到去皮的目的。水通過(guò)噴嘴7送入圓筒內(nèi)部,擦下的皮用水從排污口沖走。已去好皮的物料,利用本身的離心力作用,從出料口定時(shí)排出。在進(jìn)料和出料時(shí),電動(dòng)機(jī)都在運(yùn)轉(zhuǎn),因此,在卸料前,必須停止注水,以免艙口打開后水從艙口濺出。堿液去皮機(jī)堿液去皮機(jī)的工作原理是首先利用熱的稀堿液對(duì)被處理的果蔬原料表皮進(jìn)行腐蝕,然后用水沖洗或用機(jī)械摩擦將皮層剝離。堿液去皮機(jī)設(shè)計(jì)的適用范圍較寬,適用于桃、杏、梨、蘋果、番茄、馬鈴薯及紅薯等多種果蔬原料的去皮操作。根據(jù)用水量的大小可分為濕法去皮和干法去皮兩類。1、干法去皮機(jī)

去皮裝置:側(cè)板、滑輪、去盤圓盤等組成

去皮圓盤:0.8mm厚的橡膠圓盤,柔軟、彈性,表面光滑

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