1、 PAGEXXIX / NUMPAGES30目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357407762摘要:1HYPERLINK l _Toc357407763關(guān)鍵詞1HYPERLINK l _Toc3574077641前言1HYPERLINK l _Toc3574077651.1選題意義1HYPERLINK l _Toc3574077661.2國研究現(xiàn)狀2HYPERLINK l _Toc3574077671.3國外研究現(xiàn)狀3HYPERLINK l _Toc3574077682方案的確定4HYPERLINK l _Toc3574077693螺旋榨油機的工作原理4

2、HYPERLINK l _Toc3574077703.1整體結(jié)構(gòu)4HYPERLINK l _Toc3574077713.2工作過程5HYPERLINK l _Toc3574077723.3螺旋擠壓力的形成5HYPERLINK l _Toc3574077733.4榨螺軸的受力分析64HYPERLINK l _Toc357407775結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析7HYPERLINK l _Toc3574077764.1傳動裝置設(shè)計7HYPERLINK l _Toc3574077774.2喂料裝置設(shè)計8HYPERLINK l _Toc3574077784.3壓榨裝置設(shè)計9HYPERLINK l _Toc35740

3、77794.3.1電動機的選取9HYPERLINK l _Toc3574077804.3.2螺旋榨油機主要參數(shù)的確定10HYPERLINK l _Toc3574077814.3.3榨螺軸的確定11HYPERLINK l _Toc3574077824.3.4榨螺軸強度校核12HYPERLINK l _Toc3574077834.4壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計14HYPERLINK l _Toc3574077844.5榨籠的設(shè)計14HYPERLINK l _Toc3574077855齒輪傳動部分設(shè)計15HYPERLINK l _Toc3574077865.1齒輪的選用15HYPERLINK l _Toc357

4、4077875.1.1齒輪齒數(shù)的選擇15HYPERLINK l _Toc3574077885.1.2確定大、小齒輪的齒形參數(shù)20HYPERLINK l _Toc3574077895.2軸的計算校核21HYPERLINK l _Toc3574077905.2.1選材與表面預(yù)處理21HYPERLINK l _Toc3574077915.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計21HYPERLINK l _Toc3574077926皮帶輪的設(shè)計計算23HYPERLINK l _Toc3574077937各軸承與鍵的選擇與有關(guān)校核24HYPERLINK l _Toc3574077947.1鍵的選擇24HYPERLINK l

5、 _Toc3574077957.2鍵的校核計算24HYPERLINK l _Toc3574077967.3軸承的設(shè)計25HYPERLINK l _Toc3574077978結(jié)論26HYPERLINK l _Toc357407798參考文獻26HYPERLINK l _Toc357407799致27小型茶油果榨油機設(shè)計摘要:為了適應(yīng)一些高油份油料的壓榨，設(shè)計了一種雙螺桿榨油機。本文在廣泛參考國外文獻的基礎(chǔ)上，對設(shè)計的雙螺桿榨油機的結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計分析，并校核了有關(guān)關(guān)鍵部件。該機結(jié)構(gòu)緊湊，適合于家庭作坊與一些中小型工廠。關(guān)鍵詞:榨油機；雙螺桿；設(shè)計；校核；Design of Small Type M

6、ill for Oil-tea Camellia SeedAbstract:In order to meet some high oil oilseed squeezing,the present paper mainly is to design a twin-screw type oil expeller. In this paper, on the basisof the extensive and intensive literature references, we have designed and analyzedthe twin screw oil press structur

7、e, at the same time, we have checked the relevant key components.The structure of the machine is exquisite, and suitable for family workshops and small or medium sized factories.Key words:oil press；double screw；design；check；1 前言1.1 選題意義隨著現(xiàn)代人們的生活水平不斷提高，大家對食用油的品質(zhì)和種類的選擇有了更大的選擇空間。中國疾病預(yù)防控制中心營養(yǎng)與食品安全所對茶油和橄

8、欖油進行的對比研究表明，茶油與橄欖油的成分盡管有相似之處，但茶油的食療雙重功能實際上優(yōu)于橄欖油，也優(yōu)于其它任何油脂。橄欖油含不飽和脂肪酸達75%90%，茶油中的不飽和脂肪酸則高達85%97%，為各種食用油之冠1。茶油中含有橄欖油所沒有的特定生理活性物質(zhì)茶多酚和山茶甙，能有效改善心腦血管疾病、降低膽固醇和空腹血糖、抑制甘油三脂的升高，對抑制癌細胞也有明顯的功效。世界植物油料加工業(yè)發(fā)展迅速，油料脫皮（殼）低溫壓榨或常溫壓榨（冷榨）已成為主要發(fā)展趨勢之一。植物油料脫皮（殼）低溫壓榨和冷榨制油是當今世界先進的制油技術(shù)，應(yīng)用與發(fā)展這種新型制油工藝，不僅產(chǎn)品質(zhì)量好，滿足人民需求，更有利于提高人民的健康水平

9、，而且企業(yè)經(jīng)濟效益好，是一種典型的低碳經(jīng)濟。自從1900年美國的 V.D. Anderson 發(fā)明第一臺連續(xù)式螺旋榨油機以來，螺旋榨油機已被廣泛地用于從油料中提取油脂的最主要的制油設(shè)備。目前國廣泛使用的榨油機主要是單螺桿榨油機，其原因在于單螺桿榨油機原理和結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，可用于不同種類油料的連續(xù)壓榨加工，基本滿足不同制油工藝的要求。但是，單螺桿榨油機也存在很多不足之處。如：技術(shù)落后、壓榨工藝性能較差等；對于植物油料脫皮（殼）低溫壓榨或冷榨制油新工藝不全不能適應(yīng)；油料軸向推進能力差，總的理論壓縮比??；在壓榨高含油率的油料時，容易出現(xiàn)油料輸送不順暢、滑膛的現(xiàn)象。針對單螺桿榨油機在壓榨過程中

10、出現(xiàn)的種種問題，國外同行開始研究雙螺桿榨油機。因為雙螺桿榨油機盡管存在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、設(shè)計制造和維修成本較高等問題，但雙螺桿榨油機克服了單螺桿榨油機存在的很多問題，它的優(yōu)勢如：壓榨油料圍更加廣泛，入榨油料可不經(jīng)軋坯和蒸炒等預(yù)處理工序，特別適合于易揮發(fā)的特種油的制??；正向輸送特性好，低纖維含量的油料壓榨也順暢；榨料在榨籠能夠得到充分破碎和混合，能有效的疏通油路；油脂和餅粕的質(zhì)量更高；特別對脫皮（殼）后的油料能夠低溫壓榨或冷榨。因此，國外許多油脂加工企業(yè)逐步加大了對雙螺桿榨油機的研究投入2。目前，國許多生產(chǎn)廠家也設(shè)計制造出具有雙螺桿結(jié)構(gòu)的榨油機，這些雙螺桿榨油機與傳統(tǒng)的單螺桿榨油機相比，盡管功能上有所

11、進步，但仍然存在如下不足：榨膛油料仍產(chǎn)生滑膛，實際生產(chǎn)能力比名義生產(chǎn)能力低40%到50%；雙螺桿榨油機的出油率和干餅殘油率等技術(shù)指標與單螺旋榨油機相比改善不明顯；對于含油率特別高的一些特種油料低溫壓榨起來還是十分困難。因此，研究一種機械和工藝性能良好、既能適合冷榨和熱榨又能壓榨高含油率油料的小型螺旋榨油機就非常有必要。1.2 國研究現(xiàn)狀在我國，現(xiàn)代榨油機的發(fā)展已五十多年，從傳統(tǒng)的榨油設(shè)備，到現(xiàn)在先進的榨油機器，中國榨油市場有了翻天覆地的變化，隨著市場上食用油品種的增多，榨油機的種類也在增加，壓榨方式也有所不同，物理壓榨、化學(xué)壓榨，還有兩者結(jié)合壓榨。回首過去，榨油的行業(yè)在中國從無到有，從弱小逐漸

12、強大的過程，現(xiàn)在市面上食用油分成浸出油和壓榨油兩種。浸出油是用化學(xué)溶劑浸泡油料再經(jīng)過復(fù)雜的工藝提煉而成，提煉過程中流失營養(yǎng)成分，而且有化學(xué)溶劑的有毒物質(zhì)殘留，所以大眾逐漸遠離。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，大眾已經(jīng)不是以前那樣只解決溫飽了，吃出營養(yǎng)，吃出健康才是現(xiàn)代人的追求，所以對榨油機提出了更高的要求，2005年，文林等人為了解決雙底油菜籽脫皮后低溫壓榨制油的難題研制出了雙螺旋冷榨機，生產(chǎn)試驗得到了冷榨油接近三級菜籽壓榨油國家標準，冷榨餅殘油率在15%左右，獲得了較好的出油率。由此而知設(shè)計研究一種專用制取茶油的榨油機-雙螺旋茶油專用榨油機已成為當務(wù)之急3。近幾年,國許多企業(yè)像的紅糧

13、食機械，新概念農(nóng)業(yè)機械設(shè)備制造等也著力于對雙螺桿榨油機的研制和開發(fā)。2003年，良龍機械制造的顧強華等人設(shè)計研發(fā)出一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的SYZ系列雙螺桿榨油機。該機雙螺桿采用異向旋轉(zhuǎn)和喂料段完全嚙合而主壓榨段完全分離的雙階布置的結(jié)構(gòu)形式。另外，榨膛采用雙階結(jié)構(gòu)能夠得到很大的壓縮比和強大的徑向壓力，這樣油料就會得到更充分更徹底的壓榨。在一樣的工藝條件下，該機的干餅殘油率比單螺桿榨油機低2%左右，出油率更高。2005年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所的文林等人為了解決雙低菜籽脫皮后低溫壓榨制油的難題研制出一種雙螺桿冷榨機，生產(chǎn)試驗得到的冷榨油接近菜籽三級壓榨油國家標準，冷榨餅殘油率在15%左右，獲得

14、了較好的冷榨油效率。2007年9月,省市帥克一?？怂固卣ビ驮O(shè)備通過吸收消化烏克蘭?？怂固佤?shù)脿柨蒲猩a(chǎn)企業(yè)的技術(shù)，設(shè)計研發(fā)出6YIS一751200型雙螺桿榨油機，該機采用雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)和螺旋完全嚙合的結(jié)構(gòu)形式，可一次性熱榨，能省去脫皮、粉碎、軋坯、蒸炒和油脂凈化等工藝過程，經(jīng)過一次壓榨和自然沉淀就能獲得優(yōu)質(zhì)綠色食用油，這大大降低了生產(chǎn)周期和勞動強度。不過，這種榨油機在壓榨過程中對油料水分的變化較為敏感。當油料的水分含量在7以下或10以上時，電機功率就要加大，出油率也會降低4。1.3 國外研究現(xiàn)狀目前，國外生產(chǎn)雙螺旋榨油機的公司很多，并且由于國外比較早就開始研究榨油技術(shù)，所以國外的技術(shù)一般都比國

15、的要先進。國外比較有名的公司有日本SUEHIRO EPM公司。1992年，由Isobe S5等人開發(fā)了一種部分嚙合異向旋轉(zhuǎn)的平行雙螺桿壓榨機，主要用于葵花籽仁等脫皮（殼）油料的冷熱榨， 該機采用異向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿結(jié)構(gòu)，預(yù)壓榨段完全嚙合，主壓榨段完全分離。1999年，Dufaure等人也利用改造的CLEXTRALBCA5型實驗擠壓機進行油料的壓榨實驗，對影響油脂質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如機筒結(jié)構(gòu)、螺桿分布、喂料速度、螺桿轉(zhuǎn)速、油料成分和壓榨溫度進行了深入地研究，并對餅的質(zhì)量做了檢測和分析。2002年，Johnston在傳統(tǒng)的雙螺桿榨油機的基礎(chǔ)上發(fā)明了一種反向旋轉(zhuǎn)的帶中斷螺棱的平行雙螺桿榨油機6，這種榨油機

16、繼承了傳統(tǒng)單螺桿榨油機產(chǎn)量大和能耗少以與吸取了雙螺桿榨油機的正向輸送能力強優(yōu)點,螺桿結(jié)構(gòu)和單螺桿榨油機一樣，主要用于含水物料的脫水。總之，國外對雙螺桿榨油機在雙螺桿軸的旋向、雙螺旋軸的布置形式和榨籠孔結(jié)構(gòu)形式等均進行了應(yīng)用與研究7。2 方案的確定本設(shè)計技術(shù)參數(shù):電機功率3kW，作業(yè)效率：0.5T/h。針對單螺桿榨油機在茶籽脫皮壓榨中存在的問題，設(shè)計了雙螺桿榨油機，設(shè)計方案為：1)針對目前單螺桿榨油機油料輸送軸向推進能力較弱的缺陷以與現(xiàn)行的單螺桿榨油機以熱榨為主，基本上不適合冷榨，而采用雙螺桿原理極大提高了輸送螺軸的推進能力，從根本上解決脫皮山茶籽仁易滑膛的問題。2)根據(jù)傳統(tǒng)的ZX10型、ZX1

17、8型單螺桿榨油機進行了脫皮茶籽仁的壓榨試驗，結(jié)果表明油料在榨膛難以推進、餅粕不成型、出油很少或不出油。分析原因可能有：首先,茶籽脫皮后仁中含油上升到45%左右，粗纖維含量大幅減少至3%5%，使得榨料的物理特性，如密度、摩擦因素、彈性模量等，與未脫皮的茶油籽有明顯不同，尤其是榨料粒子間、榨料與榨籠壁的摩擦系數(shù)大為減小，使得油料在榨膛輸送困難，因而在整個壓榨過程中壓力難以建立；其次，脫皮后的茶籽仁在壓榨時，入機油料未經(jīng)過軋坯和蒸炒等預(yù)處理，油料細胞組織結(jié)構(gòu)基本完整，脂類體與蛋白質(zhì)的親合力仍很強，要有更大的壓力才能將油脂壓榨出來。因此，傳統(tǒng)的單螺桿榨油機難以實現(xiàn)油茶籽脫殼后的壓榨。分析目前國生產(chǎn)的單

18、螺桿榨油機的結(jié)構(gòu)，對于茶籽脫殼冷榨，存在榨膛長徑比過小，總的理論壓縮比偏小，送料螺旋覆蓋長度過短，輸送能力弱等問題。因此，要實現(xiàn)油菜籽脫殼后的壓榨，必須增強榨油機的物料輸送螺旋的推進能力，增大壓榨力和延長壓榨時間。針對單螺桿榨油機榨螺長徑比和總理論壓縮比偏小的缺陷，在設(shè)計原理和結(jié)構(gòu)上，增加榨螺軸總長；在主壓榨段，榨螺根徑沿榨軸縱向逐漸增大的同時，榨螺螺旋齒頂?shù)烬X根的深度逐漸減小，實現(xiàn)物料的薄料層壓榨：使排油路程縮短，有利于提高出油率。榨籠采用圓孔排油。榨籠和榨螺軸共同形成雙螺桿榨油機的榨膛。榨油機榨膛為兩段直徑不同的榨籠，即所謂二階壓榨式8，第一段榨膛螺桿外徑比第二段螺桿外徑大，在榨膛的兩段，

19、螺距由大變小。3)榨油機采用端部出餅方式，調(diào)餅頭與榨螺軸尾軸既同步旋轉(zhuǎn)，又可實現(xiàn)軸向位移。出餅厚度的調(diào)節(jié)，由螺桿、鎖緊螺母、調(diào)餅頭和方軸等組成的調(diào)節(jié)裝置完成。3 螺旋榨油機的工作原理3.1 整體結(jié)構(gòu)雙螺旋榨油機由機架、喂料裝置、傳動裝置、雙螺旋壓榨裝置、出餅裝置組成,見圖1。1 V帶；2 減速器；3、5、6 聯(lián)軸器；4 扭矩分配器；7 進料斗；8 榨籠；9 調(diào)餅頭；10 止推軸承；11 出料板；12 機架；13 集油板；14 榨軸；15 電機圖1 雙螺桿榨油機結(jié)構(gòu)Fig1 Structure of double screw oil press3.2 工作過程首先啟動電機，動力經(jīng)V帶傳動，并經(jīng)減

20、速器、聯(lián)軸器傳至扭矩分配器的第一和第二齒輪軸的輸出端，再經(jīng)聯(lián)軸器將動力傳遞至雙螺旋軸。其次打開喂料閘板，料斗中的油料在自身重力作用下，快速進入雙螺旋軸的輸送段，在榨螺、榨籠的綜合作用下，油料不斷被壓縮擠壓、剪切。物料在榨膛經(jīng)過輸送段的預(yù)榨和高壓段的連續(xù)壓榨下使油液不斷流出，同時榨料中的殘油愈來愈少，殘渣最后經(jīng)壓力調(diào)節(jié)裝置形成瓦片狀餅排出機外。3.3 螺旋擠壓力的形成本設(shè)計采用嚙合式與非嚙合式組合型方案，即第一段螺桿軸相互嚙合，即一根螺桿的螺棱插到另一根螺桿的螺槽，周圍留有一定的間隙，這能產(chǎn)生強大的物料軸向推進能力；第二段螺桿榨螺外徑相離，即所謂非嚙合式，這不僅能產(chǎn)生較大的物料軸向推進能力，而且

21、在結(jié)構(gòu)上容易實現(xiàn)物料壓縮與松馳與薄料層壓榨。由于榨螺軸螺旋導(dǎo)程逐漸縮小，榨膛容積即空余體積逐漸縮小，壓縮比不斷增大，榨膛產(chǎn)生的壓力不斷增大。同時調(diào)節(jié)出餅裝置的鎖緊螺母也可以調(diào)節(jié)榨膛壓力，一旦榨膛壓力超過物料所能承載的出油壓力時，油料中的油脂就被擠壓出來。3.4 榨螺軸的受力分析圖2 榨螺軸上法向力分解圖Fig2The normal force diagram squeezer shaft此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設(shè)計圖紙等.請聯(lián)系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！該論文已經(jīng)通過答辯圖3 截面圖Fig3 Sectional drawing4）榨螺空

22、腔容積計算已知：-榨籠外徑 =+40=280mm-榨螺徑 =240mm-榨螺底徑 =60mm t-螺距 t=100mm榨籠的容積：=61544100=6.1544L榨籠裝滿的容積：榨螺實心部分容積=0.2826L螺紋的平均直徑 =150mm從螺紋的斷面上，以平均直徑展開的螺紋平均長度：=471mm螺紋的總長度：=481.5mm4結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析4.1 傳動裝置設(shè)計 雙螺桿榨油機的傳動裝置主要由電機、皮帶輪、減速器、扭矩分配器與聯(lián)軸器組成,它是雙螺桿榨油機極其重要的組成部分。查閱農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊知，對于一般小型榨油機采用快速薄餅，其轉(zhuǎn)速n=60100r/min。隨著電機轉(zhuǎn)速的升高，壓榨時間會隨之減

23、短，但是這個過程中不會出現(xiàn)直線變化，而是呈曲線變化的，在轉(zhuǎn)速較低時，轉(zhuǎn)速對壓榨速率有很大的影響，當轉(zhuǎn)速較高時，油料作物與榨膛的零部件的摩擦非常大，轉(zhuǎn)速對壓榨的效率也就減小了很多。在參考國外榨軸轉(zhuǎn)速設(shè)計中，本文選擇榨軸轉(zhuǎn)速n=60 r/min。圖4 兩箱兩軸式示意圖Fig4 Two cases of two shaft general sketch如圖4所示，傳動裝置采用兩箱兩軸式傳動系統(tǒng)，傳動比，其特點是：減速器和扭矩分配器兩部分獨立設(shè)計，結(jié)構(gòu)較簡單，二者用剛性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)8。4.2 喂料裝置設(shè)計在螺旋榨油機的進料裝置中，采用自然進料原理。該裝置通過進料閥控制進料的快慢，實現(xiàn)物料的平穩(wěn)進料。進料

24、筒設(shè)有傾斜板，實現(xiàn)物料的多級翻滾，防止物料的堵塞并控制喂入速度。與強制進料原理相比，該裝置加工簡單，費用便宜，且不需消耗額外的動力。1、進料斗；2喂料閥；3、擋料板圖5 喂料裝置Fig5 Feeding device4.3壓榨裝置設(shè)計4.3.1 電動機的選取根據(jù)以往經(jīng)驗所設(shè)計榨軸的轉(zhuǎn)速n=60r/min,雙螺旋茶油榨油機的榨螺軸工作阻力由實驗數(shù)據(jù)大概得到F=41，從而得到=2.46,符合中小型機器10=24kw。由機械設(shè)計手冊表1-7查得：帶傳動的效率為=0.96，雙級圓柱齒輪減速器的效率為=0.96，剛性聯(lián)軸器的效率為=0.99，球軸承的效率為=0.99（一對）。由公式： （2）其中：為電機

25、功率，為榨螺軸所需功率，求得：=2.98。故選電機型號Y-132S-69,額定功率3,額定轉(zhuǎn)速n=960r/min； =（最大轉(zhuǎn)矩）/（額定轉(zhuǎn)矩） = 2.0 ； 總傳動比 =16 4.3.2 螺旋榨油機主要參數(shù)的確定1) 榨膛容積比（3）由農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊上冊10,表23- 4-2坯壓縮比=2.30；實際壓縮比=3.92本次設(shè)計的螺旋榨油機對象是茶油果，其總壓縮比107.514 ,取102) 進料端榨膛容積的計算根據(jù)設(shè)計能力等參數(shù)，按下式計算：（4）將數(shù)據(jù)代入公式（2）得： =(500kg/h0.851000)/(600.40.90.760r/min)= 468.5其中:-出坯率，一般為0.

26、80.95，取0.85； -料坯充滿系數(shù)，一般與喂料與螺旋軸結(jié)構(gòu)有關(guān)，取0.40.65，對于自然喂料選=0.4 ；-與油料品種（含油率）有關(guān)的系數(shù)，對茶油果選=0.9； 入榨料坯容重=0.7()；-榨油機臺時生產(chǎn)能力（）；-榨螺軸轉(zhuǎn)速（），取=60；出口端榨膛容積，由公式（1）推出 =46.85 cm。3) 功率消耗理論公式10 ()（5）式中：q榨螺每轉(zhuǎn)一周所通過的榨料（kg/r） n榨螺軸的轉(zhuǎn)速（r/min）一般小型榨油機采用快速薄餅，其轉(zhuǎn)速n=60100r/min單位質(zhì)量的榨料壓縮功（Nm/kg）4）榨膛壓力() （6）-實測系數(shù)它取決于熟胚水分和溫度（參考文獻8表23-4-3），取=0

27、.00085；W-入榨料坯水分（%），取W=3.5%；-榨料實際壓縮比；將數(shù)據(jù)代入公式（4）得：=26()4.3.3 榨螺軸的確定榨螺軸是螺旋榨油機的主要工作部件之一，榨螺軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)、轉(zhuǎn)速、材質(zhì)的選擇對形成榨膛壓力、油與餅的質(zhì)量，生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本有很大關(guān)系。在對比已有類似產(chǎn)品中，本設(shè)計采用連續(xù)型變導(dǎo)程二級壓榨型榨螺軸，如圖6所示：圖6 榨螺軸Fig6 Squeezer shaft連續(xù)型榨螺軸設(shè)計11-12 當榨螺軸的支撐點未決定前，先按扭轉(zhuǎn)強度條件計算出根圓直徑13；（7）按扭轉(zhuǎn)剛度計算時：（8）其中：，為榨螺軸工作時阻力（N），設(shè)計時由實測確定為榨螺軸所需功率（），由公式（4）得=2.47

28、5kw，為榨螺軸工作時的轉(zhuǎn)速（）。代入公式并圓整得=60mm，由經(jīng)驗比例確定榨螺軸的平均直徑連續(xù)型：（mm） 因，代入上式， 可以求出榨螺軸外徑=240（mm） 螺齒高為=60（mm） 4.3.4 榨螺軸強度校核1）耐磨性計算15榨螺的磨損與螺齒工作面上的比壓，榨料在螺旋面上的滑動速度，螺旋表面的粗糙度等因素有關(guān)，目前尚無完善的計算方法，較詳細分析，可參考文獻14。設(shè)作用在螺旋面上的軸向分力為，承壓面積為，則其校核公式為：() （9）式中：為榨螺軸材料的許用比壓2）榨螺軸的強度校核計算15-16榨螺軸工作時，既受軸向力，又受扭矩T的作用，T按螺桿實際受力情況確定。根據(jù)壓（拉）應(yīng)力和剪切應(yīng)力，按

29、第四強度理論，求出危險剖面上的計算應(yīng)力：（） （10）式中：為螺桿材料的許用應(yīng)力。求拉伸應(yīng)力榨螺危險斷面面積：=1913.5軸向力=3.289 KN拉應(yīng)力=1.72（） 確定扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力抗扭轉(zhuǎn)斷面模數(shù)W式中：d=55mm,b=10mm,t=2.5mm。W=32.025扭轉(zhuǎn)力矩 （11）式中：-榨螺上圓周力的力矩-榨螺上徑向力產(chǎn)生的摩擦力矩M=24.294（）剪應(yīng)力=0.7585 () 化簡應(yīng)力=2.165 （） 材料45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，淬火處理。3）螺齒的強度計算螺齒多發(fā)生剪切和擠壓破坯。將螺旋展開，則可看作寬度為的懸臂梁。設(shè)力作用在上，則危險剖面的剪應(yīng)力為: (MPa) （12）危險剖面處彎曲

30、應(yīng)力為： MPa) （13）式中：B為齒寬；為螺軸材料的許用剪應(yīng)力，一般=0.6；為螺軸材料的許用彎應(yīng)力，一般=（1.01.2）,為彎曲力臂。4）榨螺軸穩(wěn)定性計算對于長徑比大的受壓螺軸，當軸向力大于某一臨界值時，螺桿會突然發(fā)生側(cè)向彎曲而失去其穩(wěn)定性。穩(wěn)定性與螺桿材料和柔度有關(guān)。（14）式中：為螺桿長度系數(shù)，取=0.5，為螺桿的工作長度=846mm；。不同，則采用不同的公式來計算臨界值。因為=105.75=100，所以 (N) （15）式中：E為螺桿材料的拉壓彈性模量，E=2.06MPa，I為危險剖面的慣性矩=448952.54。 故 =5.096KN 穩(wěn)定性校核計算應(yīng)滿足的條件為：（16）式中

31、：為螺桿穩(wěn)定性的計算安全系數(shù)；為螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù)。對于螺桿軸=13。穩(wěn)定性校核符合要求。4.4 壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計 壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)用以調(diào)節(jié)出餅厚薄并相應(yīng)改變榨膛壓力。調(diào)節(jié)機構(gòu)由出餅座、支架、尾軸、調(diào)餅頭、推力軸承、調(diào)節(jié)螺桿和鎖緊螺母等組成，如圖5所示。通過擰動調(diào)節(jié)螺桿7，推動調(diào)餅頭移動，即可實現(xiàn)餅塊厚度的調(diào)節(jié)。出餅座與調(diào)餅頭的環(huán)形間隙越小，榨膛壓力就越大，餅塊厚度越薄。1.末端榨螺；2.出餅座；3.尾軸；4.支架；5.調(diào)餅頭；6.推力軸承；7.調(diào)節(jié)螺桿；8鎖緊螺母 圖7 夾餅機構(gòu)Fig7Cake clamping mechanism 榨籠的設(shè)計榨籠與喂料裝置相連接，并設(shè)計為腔從進口到出口直徑由大

32、到小，表面經(jīng)淬火處理，加強表面強度；籠身開有15個直徑為4的孔作為出油孔，若出油孔直徑太小，則容易出現(xiàn)渣餅堵塞出油孔，造成榨膛腔壓力增大，易損壞榨膛部機構(gòu)；若出油孔直徑太大，則易出現(xiàn)渣餅隨油液流出，影響油的質(zhì)量，榨膛結(jié)構(gòu)如圖8所示。1、進料口；2、預(yù)壓榨段；3籠身；4主壓榨段；5出油孔圖8 榨籠Fig8 Pressing cage5 齒輪傳動部分設(shè)計5.1 齒輪的選用1)選用直齒圓柱齒輪傳動，7級精度17。已知電機輸出功率=3kw；主動齒輪軸轉(zhuǎn)速：傳動比,條件：帶式輸送機，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。2)材料選擇I軸上的小齒輪材料為45#鋼，硬度為217255HBS，嚙合的中齒輪材料為QT500-5（

33、調(diào)質(zhì)），硬度147241HBS，硬度取為200HBS。5.1.1 齒輪齒數(shù)的選擇1)確定公式18:2.32 （17）公式的各計算數(shù)值：.試選載荷系數(shù)： =1.3.計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距：=95.52.822/480=5.62.齒寬系數(shù)=0.5=0.5138=69，取大齒輪的齒寬=70,小齒輪的齒寬=75.由機械設(shè)計原理，查得材料的彈性影響系數(shù)=181.4 .由機械設(shè)計手冊按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞強度極限： = 650大齒輪的接觸疲勞強度極限：= 550 .由公式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N= 60 j= 604801( 2830010) = 1.382.接觸疲勞系數(shù) =0.9 ，=0.87.計算接

34、觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1，=/s =0.9650 = 585 =0.87550 = 478.5 2)計算:.試算小齒輪分度圓直徑 , 代入中較小的值（18）經(jīng)計算得=64.26 mm，取=65mm.計算圓周速度V=/(601000) = 3.1465480/(601000)=1.633 m/s.齒寬與齒高之比 b/h模數(shù)： =65/18 =3.6mm齒高： h=2.25 =2.253.6=8.1 mmb/h = 8.89.載荷系數(shù)根據(jù)v=1.633 m/s , 7級精度，由機械設(shè)計手冊查得動載系數(shù) =1.08，直齒輪，假設(shè) =19.78mm； 取d=25mm;2軸：

35、功率 =2.68 kW 轉(zhuǎn)速 =169.6r/min 轉(zhuǎn)矩 =950000=150908N/mm 最小直徑 =27.6；取=30 mm；3軸：功率 =2.57kW 轉(zhuǎn)速 =60 r/min 轉(zhuǎn)矩 =9550000=409058 N/mm 最小直徑=38.5 mm 取=40 mm；4軸：功率=2.47kW 轉(zhuǎn)速=60r/min 轉(zhuǎn)矩 =9550000=393141.6 N/mm 軸4 、5材料選擇為40Cr，取C=98，所以 最小直徑=33.8mm 取=35 mm； 5軸：功率=2.37kW 轉(zhuǎn)速=60r/mm 轉(zhuǎn)矩=9550000=377225 N/mm, 取=35 mm5.1.2 確定大、小

36、齒輪的齒形參數(shù)標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸：1）分度圓直徑d=418=72 mm=451=204 mm2）齒頂高ha= =14=4 mm3)齒根高 =(ha*+c*)m=(1+0.25)4=5 mm4)齒全高 h= =(2ha*+c*)m=9 mm5)齒頂圓直徑 = +=(z1+2ha*)m=72+24=80 mm=(2ha*)m=20424=212 mm6)齒根圓直徑 =(22c*)m=(182120.25)4=62 mm=214 mm7)基圓直徑 =7220o=67.65 mm =21420o=202mm8)齒距=4=12.56 mm9)齒厚=4/2=6.28 mm10)齒槽寬=6.28 mm

37、11)中心距=138 mm12)頂隙=40.25=1 mm5.2 軸的計算校核5.2.1 選材與表面預(yù)處理1）材料:軸主要用碳鋼,本設(shè)計從經(jīng)濟實用角度選用45#鋼；2）熱處理:高頻淬火,表面強化處理噴丸,提高軸的抗疲勞強度,45號鋼熱處理調(diào)質(zhì).軸表面淬火處理，淬硬層深度耐磨。3）工作條件:載荷不大,深度 0.51.5 mm。5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）軸肩高度 a=(0.070.1)d(其中d為軸的直徑)軸環(huán)寬度B=1.4a按扭矩強度條件計算9.55p/( 0.2n)（21）其中為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位是。軸45#鋼 =2545 C=118107 mm32）軸的直徑 d=（22）式中取C=110軸傳

38、遞的功率 p=2.822,軸的轉(zhuǎn)速 n=480 r/mind=20 mm對于直徑d100 mm的軸,有一個鍵槽時,軸徑應(yīng)增大5%7%,將軸徑圓整為標準直徑, d=25 mm。此處為軸1的校核圖形:圖9 軸1的受力圖Fig9 Force diagram of shaft總彎矩 M=474 Nm校核軸的強度,按第三強度理論計算應(yīng)力 （23）對于直徑為d的圓軸,彎曲應(yīng)力=,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（24）其中,w (mm3) 為軸的抗彎截面系數(shù),W=1215.7式中 b=9,t=4,d=25 mm則軸的彎矩合成強度條件為:=55 Mpa對稱循環(huán)應(yīng)變力時，軸的許用彎曲應(yīng)力經(jīng)查表得=60 Mpa 符合強度要求. 軸所

39、受的載荷是從軸上零件傳來的。計算時，常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點取為載荷分布段的中點，作用在軸上的扭矩，一般從傳動件輪轂寬度的中點算起。通常把軸當作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關(guān)。6 皮帶輪的設(shè)計計算三角膠帶的設(shè)計1）計算功率 其中:=1.2,n=960 故=3.6Kw2）選擇皮帶型號根據(jù)機械設(shè)計手冊查得，選普通V帶傳動，型號為A型。3）小帶輪直徑=100mm 傳動比=485，=2=960=，根據(jù)機械設(shè)計表8-8，圓整為=200 mm4）驗算速度 =5.01 A型膠帶最大允許圍為25，故符合要求。5）計算中心距和膠帶極限長度初定中心距所以210600

40、取=560mm = 1595.5mm由機械設(shè)計基礎(chǔ)，表11-2查得：=1600mm實際中心距所以=562mm所以=540mm所以=612mm6）核算小帶輪包角= 合格7）膠帶根數(shù) 單根普通V帶所能傳遞的功率=1.05=（25）V帶根數(shù)由公式確定，其中：=0.92，=1.03,=1.2,=0.13故=3.22，取Z=47 各軸承與鍵的選擇與有關(guān)校核7.1 鍵的選擇鍵的截面尺寸bh由軸的直徑的d標準中選定。鍵的長度L一般可按輪轂的長度而定，即鍵長等于或略短于輪轂的長度。I軸：d=35 mm 處選用普通平鍵鍵寬b鍵高h：bh =66. 鍵=25mm,=56mm,軸深度 t=4.0 mm7.2 鍵的校

41、核計算假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強度條件為（26）T傳遞的轉(zhuǎn)矩為=19.37Nmm鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h=0.58=4mm-鍵的工作長度，平頭平鍵=32mmd軸的直徑d=35 mm許用擠壓應(yīng)力=100120查設(shè)計手冊，取=110將數(shù)值代入公式=219.37/(35635)=65.88=110符合標準。故鍵的標記為：鍵10832 .7.3 軸承的設(shè)計1）軸承壽命（27）對于滾子軸承，=3,我們計算I軸的滾動軸承為深溝球軸承6008。已知： n=480 r/min ,預(yù)期計算壽命=5000h。求比值 =1284.3/2966=0.43 （30）故所選軸承為深溝球軸

42、承6008 ,滿足壽命要求 。8 結(jié)論1）在設(shè)計雙螺旋榨油機的過程中，設(shè)計的對象主要是茶油果這類高油份的油料作物，適用對象是中小油廠和家庭作坊，榨螺軸的成本比較高，為了提高榨油機的工作壽命，要求配合精度高一些與制造精度高一些。2）本設(shè)計采用二級減速器，提高了出油效率。在進料斗和機架的設(shè)計中，通過瀏覽成品機械圖片，在不改變性能的前提下，盡量使機械靈便，占地面積小，采用自然進料原理。在榨螺設(shè)計中，采用連續(xù)型變導(dǎo)程二級壓榨型榨螺，這比傳統(tǒng)的榨油機在性能上有了很大的改進。3）本榨軸設(shè)計原理為連續(xù)型，因此出渣不能成餅狀，為了降低成本，設(shè)有結(jié)渣斗，如果為節(jié)省費用，用編織袋代替亦能滿足要求。4）榨籠腔室為“

43、8”字形縱向大小孔徑不等的雙階結(jié)構(gòu)，大孔段為喂料段，小孔段為主壓榨段和出餅段。為了避免在臺階處引起壓力的激劇增加，而導(dǎo)致油料的喂入困難，榨籠過渡處的臺階不能太大。榨籠濾油縫隙大小的布置既要保證油脂的盡快溢出，又要避免漏渣過多。參考文獻1馬力，永忠.茶油的功能特性分析J.中國農(nóng)學(xué)通報，2009，04，20：93-94.2詩龍.雙螺旋榨油機國外進展J中國油脂.2005, 12：16-30.3顧強華,協(xié)舫,科生,甘維睿,吳緒翔,國鋒.HYPERLINK :/ t _blank雙螺旋榨油機Z. 國家科技成果：13-24.4林，周鴻翔.油料冷榨技術(shù)的研究進展J.油脂工程，2010,9:5-8.5Isobe S，Zuber F，Uemura K，et al Noguchl A New Twin Screw Press Design for Oil Extraction of Dehulled Sunflower SeedsJ JAOCS，1992，69( 9) : 884 8896 Isobe S, Zuber F, Manebog E S. Solid-liguid separation of agricultural products using twin screw press and electro-osmosi