【正文】 dHK T Z?? ? ????? ???? （ 17） 公式 內的各計算數值 ： ① .試選載荷系數： 1K = ② .計算小齒輪傳遞的轉距： 5111 10TPn?? = 510 = 410 mmN? ③ .齒寬系數 a? = aba???=? 138=69，取大齒輪的齒寬 2b =70,小齒輪的齒寬 1b =75 ④ .由 機械設計原理， 查得材料的彈性影響系數 EZ = 12MPa ⑤ .由 機械設計手冊 按齒面硬度查得： 小齒輪的接觸疲勞強度極限： lim1H? = 650 aMP 大齒輪的接觸疲勞強度極限： lim2H? = 550 aMP ⑥ .由公式計算應力循環(huán)次數 N= 60 1n j hL = 60 4801( 2830010) = 910 ⑦ .接觸疲勞系數 1HNK = ， 2HNK = ⑧ .計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%， 安全系數為 S=1， ? ?1H? = 1HNK 已知電機輸出功率 cP =3kw； 主動齒輪軸轉速： 480 minnr? 傳動比 1 ? , 2 ? 條件：帶式輸送機，工作平穩(wěn)，轉向不變。 ； ； ； ； 餅頭 ； ； ； 8鎖緊螺母 圖 7 夾餅機構 Fig7 Cake clamping mechanism 榨籠的設計 榨籠與喂料裝置相連接，并設計為內腔從進口到出口直徑由大到小，內表面經淬火處理，加強內表面強度；籠身開有 15個直徑為 4 的內孔作為出油孔，若出油孔直徑太小，則容易出現(xiàn)渣餅堵塞出油孔，造成榨膛內腔 壓力增大，易損壞榨膛內部機構；若出油孔直徑太大，則易出現(xiàn)渣餅隨油液流出，影響油的質量，榨膛結構如圖 8 所示。通過擰動調節(jié)螺桿 7， 推動 調 餅頭移動 ， 即可實現(xiàn)餅塊厚度的調節(jié)。 壓力 調節(jié) 結構設計 壓力調節(jié)結構 用以調節(jié)出餅厚薄并相應改變榨膛壓力。 對于螺桿軸 sn =1～ 3。 因為 ? =≧ p? =100，所以 ? ?2 2ca EIF l??? (N) （ 15） 式 中： E 為螺桿材料的拉壓彈性模量， E= 510 MPa， I 為危險剖面的慣性矩4 64fd??? = 4mm 。 li??? （ 14） 式中： ? 為螺桿長度系數，取 ? =， l 為螺桿的工作長度 l =846mm； 4fid? 。 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 aF 大于某一臨界值時，螺桿會突然發(fā)生側向 彎曲而失去其穩(wěn)定性。將螺旋展開，則可看作寬度為 fd? 的懸臂梁。 W= 3cm 扭轉力矩 TtM M M?? （ 11） 式中： tM 榨螺上圓周力的力矩 TM 榨螺上徑向力產生的摩擦力矩 M=（ mKN? ） 剪應力 max MW? ?= (MPa ) 化簡應力 22max3np? ? ???= （ MPa ） 材料 45 鋼，經調質處理，淬火處理。根據壓（拉）應力 ? 和剪切應力 ? ，按第四強度理論，求出危險剖面上的計算應力 ca? ： ? ?2222343316acaffF Tdd? ? ? ??????? ??? ? ? ? ????? ????（ aMP ） （ 10） 式中： ??? 為螺桿材料的許用應力。代入公式并圓整得 fd =60mm，由經驗比例確定榨螺軸的平均直徑 cpd 連續(xù)型 ： 150cp fdd??（ mm） 因 ? ? 2cp a fd d d?? ，代入上式， 可以求出榨螺軸外徑 2a cp fd d d??=240（ mm） 螺齒高為 ? ? 2afH d d?? =60（ mm） 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，目前尚無完善的計算方法，較詳細分析，可 參考文獻 [14]。 3) 功率消耗 理論公式 [10] 60000pr q n RN ??? (kw ) （ 5） 式中： q— 榨螺每轉一周所通過的榨料（ kg/r） n— 榨螺軸的轉速（ r/min） 〈一般小型榨油機采用快速薄餅，其轉速n=60 100r/min〉 pR — 單位質量的榨料壓縮功（ Nm/kg） 4）榨膛壓力 ? ?5. 5 0. 0222471 nP eW????? (kPa ) （ 6） ? 實測系數它取決于熟胚水分和溫度（參考文獻 8表 2343），取 ? =； W入榨料坯水分（ %），取 W=%； n? 榨料實際壓縮比； 將數據代入公式（ 4）得： ? ? %P e??? ? =26(kPa ) 榨螺軸的確定 榨螺軸是螺旋榨油機的主要工作部件之一，榨螺軸的結構參數、轉速、材質的選擇對形成榨膛壓力、油與餅的質量，生產率和生產成本有很大關系。由公式： 29c 1 2 3 4 wPP? ? ? ?? ? ? ? ? （ 2） 其中： cP 為電機功率， wP 為榨螺軸所需功率，求得： cP = 。 進料斗 ； 2喂料閥 ； 擋料板 圖 5 喂料裝置 Fig5 Feeding device 壓榨裝置設計 電動機的選取 根據以往經驗所設計榨軸的轉速 n=60r/min,雙螺旋茶油榨油機的榨螺軸工作阻力由實驗數據大概得到 F=41KN ，從而得到 1000w FvP ?= ,符合中小型機器[10]wP =2～ 4kw。進料筒內設有傾斜板，實現(xiàn)物料的多級翻滾，防止物料的堵塞并控制喂入速度。 喂料裝置 設計 在螺旋榨油機的進料 裝置中， 采用自然進料原理。在參考國內外榨軸轉速設計中，本文選擇榨軸轉速 n=60 r/min。 查閱農業(yè)機械設計手冊知，對于一般小型榨油機采用快速薄餅，其轉速n=60 100r/min。 榨螺軸的受力分析 圖 2 榨螺軸上法向力分解圖 Fig2 The normal force diagram squeezer shaft 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。由于榨螺軸螺旋導程逐漸縮小，榨膛內容積即空余體積逐漸縮小，壓縮比不斷增大，榨膛內產生的壓力不斷增大。物料 在榨膛內經過輸送段的預榨和高壓段的連續(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 壓力調節(jié)裝置 形成瓦片狀餅排出機外。 1 V帶； 2 減速器； 6 聯(lián)軸器； 4 扭矩分配器； 7 進料斗； 8 榨籠； 9 調餅頭； 10 止推軸承； 11 出料板； 12 機架； 13 集油板； 14 榨軸； 15 電機 圖 1 雙螺桿榨油機結構 Fig1 Structure of double screw oil press 工作過程 首先 啟動電機 ， 動力經 V 帶傳動 ， 并經減速器、聯(lián)軸器傳至 扭矩分配器的 第一和第二齒輪軸的輸出端 ， 再經聯(lián)軸器將動力傳遞至雙螺旋軸。出餅厚度的調節(jié) ， 由螺桿、 鎖緊 螺母 、調餅頭和方軸 等組成的調節(jié)裝置完成。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 ， 在榨膛的兩段內 ， 螺距由大變小。榨籠采用 圓孔 排油。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 。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。 2)根據傳統(tǒng)的 ZX10 型、 ZX18 型單螺桿榨油機進行了脫皮 茶 籽仁的壓榨試驗 ， 結果表明油料在榨膛內難以推進、餅粕不成型、出油很少或不出油。 2 方案的確定 本設計技術參數 :電機功率 ≤3kW ，作業(yè)效率： 。 2020 年， Johnston 在傳統(tǒng)的雙螺桿榨油機的基礎上發(fā)明了一種反向旋轉的帶中斷螺棱的平行雙螺桿榨油機 [6]，這種榨油機繼承了傳統(tǒng)單螺桿榨油機產量大和能耗少以及吸取了雙螺桿榨油機的正向輸送能力強優(yōu)點 ,螺桿結構和單螺桿榨油機一樣，主要用于含水物料的脫水。 1992 年，由 Isobe S[5]等人開發(fā)了一種部分嚙合異向旋轉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， 該機采用異向旋轉的雙螺桿結構，預壓榨段完全嚙合，主壓榨段完全分離。 國外研究現(xiàn)狀 目前，國外生產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，所以國外的技術一般都比國內的要先進。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。 2020 年，中國農業(yè)科學院油料作物研究所的李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，獲得了較好的冷榨油效率 。另外，榨膛采用雙階結構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。 2020 年，武漢良龍機械制造有限公司的顧強華等人設計 研發(fā)出一種具有自主知識產權的 SYZ系列雙螺桿榨油機。由此而知設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之急 [3]。浸出油是用化學溶劑浸泡油料再經過復雜的工藝提煉而成，提煉過程中流失營養(yǎng)成分，而