【正文】 dHK T Z?? ? ????? ???? （ 17） 公式 內(nèi)的各計算數(shù)值 ： ① .試選載荷系數(shù)： 1K = ② .計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距： 5111 10TPn?? = 510 = 410 mmN? ③ .齒寬系數(shù) a? = aba???=? 138=69，取大齒輪的齒寬 2b =70,小齒輪的齒寬 1b =75 ④ .由 機(jī)械設(shè)計原理， 查得材料的彈性影響系數(shù) EZ = 12MPa ⑤ .由 機(jī)械設(shè)計手冊 按齒面硬度查得： 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： lim1H? = 650 aMP 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： lim2H? = 550 aMP ⑥ .由公式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N= 60 1n j hL = 60 4801( 2830010) = 910 ⑦ .接觸疲勞系數(shù) 1HNK = ， 2HNK = ⑧ .計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%， 安全系數(shù)為 S=1， ? ?1H? = 1HNK 已知電機(jī)輸出功率 cP =3kw； 主動齒輪軸轉(zhuǎn)速： 480 minnr? 傳動比 1 ? , 2 ? 條件：帶式輸送機(jī)，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 ； ； ； ； 餅頭 ； ； ； 8鎖緊螺母 圖 7 夾餅機(jī)構(gòu) Fig7 Cake clamping mechanism 榨籠的設(shè)計 榨籠與喂料裝置相連接，并設(shè)計為內(nèi)腔從進(jìn)口到出口直徑由大到小，內(nèi)表面經(jīng)淬火處理，加強(qiáng)內(nèi)表面強(qiáng)度；籠身開有 15個直徑為 4 的內(nèi)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(nèi)腔 壓力增大，易損壞榨膛內(nèi)部機(jī)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。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)。 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。 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(shù)，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(dāng)軸向力 aF 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。將螺旋展開，則可看作寬度為 fd? 的懸臂梁。 W= 3cm 扭轉(zhuǎn)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(chǎn)生的摩擦力矩 M=（ mKN? ） 剪應(yīng)力 max MW? ?= (MPa ) 化簡應(yīng)力 22max3np? ? ???= （ MPa ） 材料 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，淬火處理。根據(jù)壓（拉）應(yīng)力 ? 和剪切應(yīng)力 ? ，按第四強(qiáng)度理論，求出危險剖面上的計算應(yīng)力 ca? ： ? ?2222343316acaffF Tdd? ? ? ??????? ??? ? ? ? ????? ????（ aMP ） （ 10） 式中： ??? 為螺桿材料的許用應(yīng)力。代入公式并圓整得 fd =60mm，由經(jīng)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(qiáng)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(xì)分析，可 參考文獻(xiàn) [14]。 3) 功率消耗 理論公式 [10] 60000pr q n RN ??? (kw ) （ 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(jī)采用快速薄餅，其轉(zhuǎn)速n=60 100r/min〉 pR — 單位質(zhì)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(shù)它取決于熟胚水分和溫度（參考文獻(xiàn) 8表 2343），取 ? =； W入榨料坯水分（ %），取 W=%； n? 榨料實際壓縮比； 將數(shù)據(jù)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(jī)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。由公式： 29c 1 2 3 4 wPP? ? ? ?? ? ? ? ? （ 2） 其中： cP 為電機(jī)功率， wP 為榨螺軸所需功率，求得： cP = 。 進(jìn)料斗 ； 2喂料閥 ； 擋料板 圖 5 喂料裝置 Fig5 Feeding device 壓榨裝置設(shè)計 電動機(jī)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(jī)的榨螺軸工作阻力由實驗數(shù)據(jù)大概得到 F=41KN ，從而得到 1000w FvP ?= ,符合中小型機(jī)器[10]wP =2～ 4kw。進(jìn)料筒內(nèi)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。 喂料裝置 設(shè)計 在螺旋榨油機(jī)的進(jìn)料 裝置中， 采用自然進(jìn)料原理。在參考國內(nèi)外榨軸轉(zhuǎn)速設(shè)計中，本文選擇榨軸轉(zhuǎn)速 n=60 r/min。 查閱農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊知，對于一般小型榨油機(jī)采用快速薄餅，其轉(zhuǎn)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(dǎo)程逐漸縮小，榨膛內(nèi)容積即空余體積逐漸縮小，壓縮比不斷增大，榨膛內(nèi)產(chǎn)生的壓力不斷增大。物料 在榨膛內(nèi)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(jī)外。 1 V帶； 2 減速器； 6 聯(lián)軸器； 4 扭矩分配器； 7 進(jìn)料斗； 8 榨籠； 9 調(diào)餅頭； 10 止推軸承； 11 出料板； 12 機(jī)架； 13 集油板； 14 榨軸； 15 電機(jī) 圖 1 雙螺桿榨油機(jī)結(jié)構(gòu) Fig1 Structure of double screw oil press 工作過程 首先 啟動電機(jī) ， 動力經(jīng) V 帶傳動 ， 并經(jīng)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(jīng)聯(lián)軸器將動力傳遞至雙螺旋軸。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。榨油機(jī)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(nèi) ， 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(qiáng)榨油機(jī)的物料輸送螺旋的推進(jìn)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(jī)難以實現(xiàn)油茶 籽脫 殼 后的壓榨。 2)根據(jù)傳統(tǒng)的 ZX10 型、 ZX18 型單螺桿榨油機(jī)進(jìn)行了脫皮 茶 籽仁的壓榨試驗 ， 結(jié)果表明油料在榨膛內(nèi)難以推進(jìn)、餅粕不成型、出油很少或不出油。 2 方案的確定 本設(shè)計技術(shù)參數(shù) :電機(jī)功率 ≤3kW ，作業(yè)效率： 。 2020 年， Johnston 在傳統(tǒng)的雙螺桿榨油機(jī)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(jī) [6]，這種榨油機(jī)繼承了傳統(tǒng)單螺桿榨油機(jī)產(chǎn)量大和能耗少以及吸取了雙螺桿榨油機(jī)的正向輸送能力強(qiáng)優(yōu)點 ,螺桿結(jié)構(gòu)和單螺桿榨油機(jī)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(zhuǎn)的平行雙螺桿壓榨機(jī)，主要用于葵花籽仁等脫皮（殼）油料的冷熱榨， 該機(jī)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。 國外研究現(xiàn)狀 目前，國外生產(chǎn)雙螺旋榨油機(jī)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)一般都比國內(nèi)的要先進(jìn)。不過，這種榨油機(jī)在壓榨過程中對油料水分的變化較為敏感。 2020 年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)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(jī)，生產(chǎn)試驗得到的冷榨油接近菜籽三級壓榨油國家標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)構(gòu)能夠得到很大的壓縮比和強(qiáng)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(jī)械制造有限公司的顧強(qiáng)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(jī)。由此而知設(shè)計研究一種專用制取茶油的榨油機(jī) 雙螺旋茶油專用榨油機(jī)已成為當(dāng)務(wù)之急 [3]。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