小型果榨油機設計畢業(yè)設計

1、摘要：1關(guān)鍵詞11前言11.1 選題意義11.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21.3 國外研究現(xiàn)狀32方案的確定43螺旋榨油機的工作原理43.1 整體結(jié)構(gòu)43.2 工作過程53.3 螺旋擠壓力的形成53.4 榨螺軸的受力分析63.5 設計與分析71.1 傳動裝置設計71.2 喂料裝置設計81.3 壓榨裝置設計91.3.1 電動機的選取91.3.2 螺旋榨油機主要參數(shù)的確定101.3.3 榨螺軸的確定111.3.4 榨螺軸強度校核121.4 壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設計141.5 榨籠的設計145 齒輪傳動部分設計155.1 齒輪的選用155.1.1 齒輪齒數(shù)的選擇155.1.2 確定大?小齒輪的齒形參數(shù)205.2 軸的

2、計算校核215.2.1 選材及表面預處理215.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設計216 皮帶輪的設計計算237 各軸承及鍵的選擇及有關(guān)校核247.1 鍵的選擇247.2 鍵的校核計算247.3 軸承的設計258 結(jié)論26參考文獻26致謝27小型茶油果榨油機設計摘要:為了適應一些高油份油料的壓榨,設計了一種雙螺桿榨油機?本文在廣泛參考國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上,對設計的雙螺桿榨油機的結(jié)構(gòu)進行了設計分析,并校核了有關(guān)關(guān)鍵部件?該機結(jié)構(gòu)緊湊,適合于家庭作坊及一些中小型工廠?關(guān)鍵詞:榨油機;雙螺桿;設計;校核;DesignofSmallTypeMillforOil-teaCamelliaSeedAbstract:Inor

3、dertomeetsomehighoiloilseedsqueezing,thepresentpapermainlyistodesignatwin-screwtypeoilexpeller.Inthispaper,onthebasisoftheextensiveandintensiveliteraturereferences,wehavedesignedandanalyzedthetwinscrewoilpressstructure,atthesametime,wehavecheckedtherelevantkeycomponents.Thestructureofthemachineisexq

4、uisite,andsuitableforfamilyworkshopsandsmallormediumsizedfactories.Keywords:oilpress;doublescrew;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?中國疾病預防控制中心營養(yǎng)與食品安全所對茶油和橄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

5、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,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備?目前國內(nèi)廣泛使用的榨油機主要是單螺桿榨油機,其

6、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;油料軸向推進能力差,總的理論壓縮比小;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出現(xiàn)的種種問題,國內(nèi)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)較復雜?設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:壓榨油料范圍更加廣泛,入榨油料可不經(jīng)軋坯和蒸炒等預處理工

7、序,特別適合于易揮發(fā)的特種油的制取;正向輸送特性好,低纖維含量的油料壓榨也順暢;榨料在榨籠內(nèi)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,國內(nèi)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,國內(nèi)許多生產(chǎn)廠家也設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,盡管功能上有所進步,但仍然存在如下不足:榨膛內(nèi)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

8、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 國內(nèi)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?浸出油是用化學溶劑浸泡油料再經(jīng)過復雜的工藝提煉而成,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

9、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,李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?近幾年,國內(nèi)許多企業(yè)像湖北的東方紅糧食機械有限公司,武漢新概念農(nóng)業(yè)機械設備制造有限公司等也著力于對雙螺桿榨油機的研制和開發(fā)?2003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(chǎn)權(quán)的SYZ系列雙螺桿榨油機?該機雙螺桿采用異

10、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?在相同的工藝條件下,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(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,獲得了較好的冷榨油效率?2007年9月,山西省太原市帥克一?？怂固卣ビ驮O備有限公司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),設計研發(fā)出6YIS75X1200型雙螺桿榨油

11、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)一般都比國內(nèi)的要先進?國外比較有名的公司有日本SUEHIROEPM公司?1992年,由IsobeS5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

12、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,這種榨油機繼承了傳統(tǒng)單螺桿榨油機產(chǎn)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(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

13、螺桿軸的旋向？雙螺旋軸的布置形式和榨籠內(nèi)孔結(jié)構(gòu)形式等均進行了應用與研究7？2 方案的確定本設計技術(shù)參數(shù)：電機功率03kW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,設計了雙螺桿榨油機,設計方案為: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及現(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？ZX18型單螺桿榨油機進行了脫皮茶籽仁的壓榨試驗，結(jié)果表明油料在榨膛內(nèi)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

14、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？榨料與榨籠內(nèi)壁的摩擦系數(shù)大為減小,使得油料在榨膛內(nèi)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)過軋坯和蒸炒等預處理，油料細胞組織2構(gòu)基本完整，脂類體與蛋白質(zhì)白親合力仍很強，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？分析目前國內(nèi)生產(chǎn)的單螺桿榨油機的結(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

15、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，在榨膛的兩段內(nèi)，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)

16、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11V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)FigiStructureofdoublescrewoilpress3.2 工作過程首先啟動電機，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？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

17、斷被壓縮擠壓？剪切？物料在榨膛內(nèi)經(jīng)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(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內(nèi)，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，而且在結(jié)構(gòu)上容易實現(xiàn)物料壓縮與松馳及薄料層壓榨？由于榨螺軸螺旋導程逐漸縮小,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？同時調(diào)節(jié)出餅裝置的鎖緊螺母也可以調(diào)節(jié)榨膛內(nèi)壓

18、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AT圖2榨螺軸上法向力分解圖Fig2Thenormalforcediagramsqueezershaft此處省略nnnnnnnnnnNi?如需要完整說明書和設計圖紙等.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)設計下載！該論文已經(jīng)通過答辯圖3截面圖Fig3Sectionaldrawing4）榨螺空腔容積計算已知：D1-榨籠外徑D1=D2+40=280mmD2-榨螺內(nèi)徑D2=240mmD3-榨螺底徑D3=60mmt-螺距t=100mm榨籠的容積：d23V-t=61544100mm3=6.1544

19、L4榨籠內(nèi)裝滿的容積：榨螺實心部分容積V2d2V23t=0.2826L4螺紋的平均直徑DcpD烏=150mmp2從螺紋的斷面上，以平均直徑展開的螺紋平均長度：底Dc=471mmcpcp螺紋的總長度:l.t2I,2=481.5mm、cp4結(jié)構(gòu)設計與分析4.1 傳動裝置設計雙螺桿榨油機的傳動裝置主要由電機？皮帶輪？減速器？扭矩分配器及聯(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)機械設計手冊知，對于一般小型榨油機采用快速薄餅，具轉(zhuǎn)速n=60100r/min?隨著電機轉(zhuǎn)速的升高，壓榨時間會隨之減短，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，

20、當轉(zhuǎn)速較高時，油料作物與榨膛內(nèi)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?在參考國內(nèi)外榨軸轉(zhuǎn)速設計中，本文選擇榨軸轉(zhuǎn)速n=60r/min?接安帶輪接榨螺軸圖4兩箱兩軸式示意圖Fig4Twocasesoftwoshaftgeneralsketch如圖4所示，傳動裝置采用兩箱兩軸式傳動系統(tǒng)，傳動比iZ2Z_馬，其特點是：減速器和乙Z3Z5扭矩分配器兩部分獨立設計，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？進料筒內(nèi)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？與強制

21、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？圖5喂料裝置Fig5 Feeding device4.3壓榨裝置設計4.3.1電動機的選取根據(jù)以往經(jīng)驗所設計榨軸的轉(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=41KN，從而得到Pw旦=2.46kw,符合中小型機器100010PW=24kw?由機械設計手冊表1-7查得:帶傳動的效率為1=0.96,雙級圓柱齒輪減速器的效率為2=0.96,剛性聯(lián)軸器的效率為3=0.99，球軸承的效率為4=0.99（一對）？由公式：29Pc1234Pw（2）其中：Pc為電機功率，PW為榨螺軸所需功率，求得：PC=2.98k

22、w?故選電機型號Y-132S-69,額定功率Pe3kw,額定轉(zhuǎn)速n=960r/min;Tmax=（最大轉(zhuǎn)矩）/（額定轉(zhuǎn)矩）=2.0 ;29總傳動比i=164.3.2螺旋榨油機主要參數(shù)的確定1）榨膛容積比£xVj/Vch由農(nóng)業(yè)機械設計手冊上冊10,表23-4-2坯壓縮比p=2.30;實際壓縮比n=3.92本次設計的螺旋榨油機對象是茶油果,其總壓縮比劃e =7.514，取e =102）進料端榨膛容積的計算(4)將數(shù)據(jù)代入公式（2）得：V3Vj=（500kg/hx0.85x1000）/（60x0.4x0.9x0.7x60r/min）=468.5cm其中：BM-出坯率，一般為0.80.95,

23、取0.85;Kf-料坯充滿系數(shù)，一般與喂料及螺旋軸結(jié)構(gòu)有關(guān)，取0.4-0.65,對于自然喂料選Kf=0.4;KE-與油料品種（含油率）有關(guān)的系數(shù)，對茶油果選KE=0.9;入榨料坯容重m=0.7（kg/Cm3）;Q-榨油機臺時生產(chǎn)能力（kg/h）;n-榨螺軸轉(zhuǎn)速（r/min）,取n=60r/min;出口端榨膛容積Vch,由公式（1）推出Vch=46.85 cm 3 ?3）功率消耗理論公式10NrqnR/60000(kW)（5）式中:q一榨螺每轉(zhuǎn)一周所通過的榨料（kg/r）n一榨螺軸的轉(zhuǎn)速（r/min）<一般小型榨油機采用快速薄餅，具轉(zhuǎn)速n=60100r/min>Rp一單位質(zhì)量的榨料壓

24、縮功（Nm/kg）4）榨膛壓力2471n5.5Pef ( kPa )(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=0.00085;W-入榨料坯水分（）,取W=3.5%;n-榨料實際壓縮比；55將數(shù)據(jù)代入公式得：P2471/C=26(kPa)e3.5%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2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，本設計采用連續(xù)型變導程二級壓榨型榨螺軸，如圖6所示:圖6榨螺軸Fig6Squeezershaft連續(xù)型榨螺軸設計11-12當榨螺軸的支撐點未決定前，先

25、按扭轉(zhuǎn)強度條件計算出根圓直徑dj3;df=1603pwnw（7）按扭轉(zhuǎn)剛度計算時：df1304Pw（8）nw其中：FwFv/1000,F1為榨螺軸工作時阻力（N）,設計時由實測確定Fw為榨螺軸所需功率（kw）,由公式得Pw=2.475kw,nw為榨螺軸工作時的轉(zhuǎn)速（r/min）?代入公式并圓整得df=60mm由經(jīng)驗比例確定榨螺軸的平均直徑dcp連續(xù)型：dcp2.5df150（mm）因dcpdadf/2,代入上式，可以求出榨螺軸外徑da2dcpdf=240(mm)螺齒高為Hdadf,2=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

26、，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?設作用在螺旋面上的軸向分力為Fa，承壓面積為dcpH，則其校核公式為：acpPFa=0.1164(MPa)P(9)dcpH式中：P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Fa,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:ca224Fa- Ta 3df3 df316(MPa)(10)式中：為螺桿材料的許用應力？求拉伸應力榨螺危險斷面面積：A -D- 10 5=1913.5 42 mm軸向力Fa=3.28

27、9KN拉應力&=1.72(MPa)A確定扭轉(zhuǎn)剪應力抗扭轉(zhuǎn)斷面模數(shù)WO2d3btdtW一162d式中:d=55mm,b=10mm,t=2.5mmW=32.025cm3扭轉(zhuǎn)力矩M Mt Mt(11)式中：Mt-榨螺上圓周力的力矩Mt-榨螺上徑向力產(chǎn)生的摩擦力矩M=24.294( KN剪應力m)maxM =0.7585 ( MPa )W化簡應力np.2 3 max =2.165 ( MPa)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df的懸臂梁？設Fa力作用在dcf上，則危險剖面的剪應力為：(MPa)(12)FadcpB危險剖面處

28、彎曲應力b為:6Fa lbdcpB2b MPa)(13)式中:B為齒寬；為螺軸材料的許用剪應力，一般=0.6;b為螺軸材料的許用彎應力，一般b=(1.01.2),l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Fa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)不同，則工、Iid.式中：為螺桿長度系數(shù)，取=0.5,l為螺桿的工作長度l=846mm;df/4?采用不同的公式來計算臨界值Fca?因為=105.75呈p=100,所以Fca2ei2 (N)(15)式中:E為螺桿材料的拉壓彈性模量,E=2.06X105MPa,I為危險剖面的慣

29、性矩_4_4_df464=448952.54mm?故Fca=5.096KN穩(wěn)定性校核計算應滿足的條件為：nFca1.55ns（16）Fa式中：%為螺桿穩(wěn)定性的計算安全系數(shù)；ns為螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù)？對于螺桿軸ns=13?穩(wěn)定性校核符合要求？4.4 壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設計壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)用以調(diào)節(jié)出餅厚薄并相應改變榨膛壓力？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)形間隙越小榨膛內(nèi)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)

30、螺桿;8鎖緊螺母圖7夾餅機構(gòu)Fig7Cakeclampingmechanism4.5 榨籠的設計榨籠與喂料裝置相連接，并設計為內(nèi)腔從進口到出口直徑由大到小，內(nèi)表面經(jīng)淬火處理，加強內(nèi)表面強度；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?預壓榨段；3籠身;4主壓榨段；5出油孔圖8榨籠Fig8Pressingcage5齒輪傳動部分設計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PC=3kw;主動齒輪軸

31、轉(zhuǎn)速：n480rmin傳動比i12.83,i22.83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（調(diào)質(zhì)），硬度147241HBS硬度取為200HBs5.1.1 齒輪齒數(shù)的選擇1）確定公式18:d1>2.32JKT1-1-Z（17）'idH公式內(nèi)的各計算數(shù)值: .試選載荷系數(shù)：Ki=1.3 .計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距：T195.5105凡=95.5X105X2.822/480=5.62X104Nmm .齒寬系數(shù)a=0.5baa=0.5138=69，取大齒輪的齒寬b2=70，小齒輪的齒寬bi=

32、751 .由機械設計原理，查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=181.4MPa工 .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：Hlim1=650MPa大齒輪的接觸疲勞強度極限：Hlim2=550MPa .由公式計算應力循環(huán)次數(shù)N=60nJLh=60X480X1X(2X8X300X10)=1.382X109 .接觸疲勞系數(shù)Khn1=0.9,Khn2=0.87 .計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1,h1=Khn1-Hlim/s=0.9X650=585MPaH2=0.87X550=478.5MPa2)計算： .試算小齒輪分度圓直徑d1t,代入H中較小的值d1t2.323K&

33、#39;T1ZE(18)經(jīng)計算得d1t=64.26mm,取d1t=65mm .計算圓周速度V=兀d1tn1/(60x1000)=3.14X65X480/(60X1000)=1.633m/s .齒寬與齒高之比b/h模數(shù)：mtdyZ=65/18=3.6mm齒高：h=2.25mt=2.25X3.6=8.1mmb/h=8.89 .載荷系數(shù)根據(jù)v=1.633m/s,7級精度，由機械設計手冊查得動載系數(shù)Kv=1.08,直齒輪，假設KAFb<100N/mm,由機械設計第八版表10-3查得：齒間載荷分配系數(shù)KhKf=1.2;由機械設計第八版表10-2查得：使用系數(shù)Ka=1;對7級精度，小齒輪相對職承，非

34、對稱布置時，按齒面接觸疲勞強度計算時的系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)KH=1.12+0.18(1+0.6d2)d2+0.23X103b223=1.12+0.18(1+0.6X1)X1+0.23X103X64.26=1.422由b/h=5.778,Kh=1.422查得Kh=1.420;故載荷系數(shù)為：KKAKVKHKH=1X1.08X1.2X1.420=1.843按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由公式(18),K1.843d1%3K=64.26：13(19)KKt1.3得d1=72.19mm.計算模數(shù)mtd/Z=72.19/18=4.01mm3)按齒根彎曲強度設計：2kT1YFaYSam>3,

35、一；(；)(20)Z1F4)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值.由機械設計第八版圖10-20查得：小齒輪的彎曲疲勞強度極限fei=560MPa;大齒輪的彎曲疲勞強度極限FE2=440MPa.由機械設計第八版圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfni=0.85,Kfn2=0.88.計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4KFN1 FE1F 1=-s0.85 560 340 MPa1.4K FN 2 FE 2F2 S0.88 440276.6 MPa1.4.計算載荷系數(shù)KKaKvKfKf=1X 1.08 X 1.2 X 1.52=1.97.查取齒形系數(shù)Kf 1=3.13.應力校正系數(shù)：Kf 2=2.52

36、Ks 1=1.48S IKs 2=1.625S 2.計算大小齒輪的YaYa并加以比較:FYFaYSa3.131.48,FaSa1=0.01362"2=F=0.01480大齒輪的數(shù)值大？5）設計計算：由公式（33）得：0.01480 =2.5 mm、，21.978.42104m32，1182對比計算結(jié)果，取按齒根彎曲強度設計的,m=2.5mm,就近圓整為標準值m=4,按接觸疲勞強度計算分度圓直徑&=72.19mm,從而計算出小齒輪齒數(shù)4%=72.19/4=18大齒輪齒數(shù)z24i=2.83X18=50.94,取z2=516）幾何尺寸計算：1）經(jīng)查機械設計手冊得到V帶？齒輪？軸承？

37、聯(lián)軸器的傳動效率分別為0.96?0.97?0.99?0.99,電機（功率為Po=3kW）,按照許用切應力計算如下：1軸:設軸1的功率為Pi,轉(zhuǎn)速為n1,轉(zhuǎn)矩為，所以：功率PiPo0.960.97=2.7936kw轉(zhuǎn)速n產(chǎn)n0=480r/mini1轉(zhuǎn)矩T1=9550000盤=5558.1N/mmni軸1的材料選擇常用的45#鋼，調(diào)制處理，根據(jù)機械設計手冊，選取C=110軸的最小直徑d1>CP>=19.78mm;取d=25mm;2軸:功率p2=r0.990.97=2.68kW轉(zhuǎn)速門2=四=國0'=169.6r/mini12.83轉(zhuǎn)矩T2=9500002=150908N/mmn2

38、Po取小直徑d2>031=27.6;取d2=30mm;:n23軸：功率P3=P20.970.99=2.57kW轉(zhuǎn)速n3=n=60r/min轉(zhuǎn)矩T3=9550000P2=409058N/mmn3最小直徑d3>C3R=38.5mm取d3=40mm;,n34軸：功率p4=P30.970.99=2.47kW轉(zhuǎn)速n4=60r/min轉(zhuǎn)矩14=9550000巴=393141.6N/mmn4軸4?5材料選擇為40Cr,取C=98，所以P4取小直徑d4>C3=33.8mm取d4=35mm;n45軸:功率P5 = P40.99 0.99=2.37kW轉(zhuǎn)速n5=60r/mm5轉(zhuǎn)矩T5=95500

39、00匚=377225N/mm,n5取d5=35mm5.1.2確定大？小齒輪的齒形參數(shù)標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸：1)分度圓直徑dd1mzi=4X18=72mmd2mz?=4x51=204mm2)齒頂高haha=ham=1x4=4mm3)齒根高hf=(ha+c)m=(1+0.25)x4=5mm4)齒全高h=hahf=(2ha+c)m=9mm5)齒頂圓直徑*、da1=d1+2ha=(z+2ha)m=72+2X4=80mm*da2d22ha=(z2±2ha)m=204+2X4=212mm6)齒根圓直徑一匚df1d12hf=(z1-2ha-2c)m=(18-2X1-2X0.25)X4=62mm

40、df2d22hfz22hacm=214mm7)基圓直徑db1d|cos=72xcos20o=67.65mmodb2d2cos=214xcos20=202mm8)齒距pm=4兀=12.56mm9)齒厚sm2=4tt/2=6.28mm10)齒槽寬em2=6.28mm11)中心距ad2+d1/mz2+4/2=138mm12)頂隙ccm=4X0.25=1mm5.2軸的計算校核5.2.1 選材及表面預處理1)材料：軸主要用碳鋼,本設計從經(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.

41、5-1.5mm?5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設計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tTW9.55X106p/(0.2nd3)<t(21)其中t為扭轉(zhuǎn)切應力，單位是MPa?軸45#鋼T=2545MPaC=118107mm32)軸的直徑d>J9.5510p=cZb(22)'0.2Tn,n式中取C=110mm3.d> Cp1103 24822軸傳遞的功率p=2.822kw,軸的轉(zhuǎn)速n=480r/min=20mm對于直徑d<100mm勺軸，有一個鍵槽時，軸徑應增大5%7%,將軸徑圓整為標準直徑，d=25mm?此處為軸1

42、的校核圖形:圖9軸1的受力圖Fig9Forcediagramofshaft總彎矩M=.M2MV2=474Nm校核軸的強度，按第三強度理論計算應力(23)ca242對于直徑為d的圓軸，彎曲應力二%,扭轉(zhuǎn)切應力(24)其中,w (mm3)為軸的抗彎截面系數(shù)，O2o2d3btdt25394254W=322d32225=1215.7式中b=9,t=4,d=25mm則軸的彎矩合成強度條件為22MTcaW22W=55Mpa1對稱循環(huán)應變力時，軸的許用彎曲應力經(jīng)查表得1=60Mpaca<1符合強度要求.軸所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，

43、作用在軸上的扭矩，一般從傳動件輪轂寬度的中點算起？通常把軸當作置于較鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關(guān)？6皮帶輪的設計計算三角膠帶的設計1）計算功率PcPCKa，P其中:KA=12n=960rmin故Pc=3.6Kw2）選擇皮帶型號根據(jù)機械設計手冊查得，選普通V帶傳動，型號為A型？3）小帶輪直徑D1=100mm傳動比i.n2n2=485rmin，i=2n1=960r.1minD（1）Dni（10.01）200960，根據(jù)機械設計表8-8,圓整為D2=200mmD2n24854）驗算速度vD1n1v60000v=5.01m/A型膠帶最大允許范圍為25m/,故符合要求？5）計算

44、中心距和膠帶極限長度Ld初定中心距0.7D1D2Ya0Y2D1D2所以210Va。600取a0=560mm2_D2dL02a0D1D224a0=1595.5mm由機械設計基礎(chǔ)，表11-2查得：Ld=1600mm實際中心距LdL0aao+2所以a=562mmamina0.015Ld所以amin=540mmamaxa0.03Ld所以amax=612mm6)核算小帶輪包角1180D2 Di57.31=160.5 >120 合格7)膠帶根數(shù)單根普通V帶所能傳遞的功率P°=1.05PC_ KaPZPoPo K KlPoPo k Kl(25)V帶根數(shù)由公式確定，其中：K =0.92, Kl

45、=1.03, Ka=1.2,p0 =0.13故 Z =3.22,取 Z=47各軸承及鍵的選擇及有關(guān)校核7.1 鍵的選擇鍵的截面尺寸bxh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bx鍵高h:bxh =6X6.鍵 l1 =25mm|2=56mm,軸深度t=4.0 mm7.2 鍵的校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32T 10kld(26)T傳遞的轉(zhuǎn)矩為TFd=19.37X104NI-mm2鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h=0.5X8=4mml-鍵的工作長度，平頭平鍵l=32mmd

46、軸的直徑d=35mm許用擠壓應力p=100120MPa查設計手冊，取p=110MPa將數(shù)值代入公式43p=2X19.37X10X10/(3X56X35)=65.88MPa<p=110MPa符合標準？故鍵的標記為：鍵10X8X32.7.3軸承的設計1)軸承壽命(27)L或Ch60nP對于滾子軸承，e=3,我們計算I軸的滾動軸承為深溝球軸承6008?已知：n=480r/min,預期計算壽命Lh=5000h?Fa求比值Fr=1284.3/2966=0.43<e因此查表得，徑基本額定動載荷60nLpCP106(28)計算當量動載荷pPXFrY&(29)fp向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷

47、系數(shù)Y,分別為X=1,Y=0載荷系數(shù)fp由表查得fp=1.01.2取fp=1.2.貝Up=1.2X(1X2966+0X1284.3)=3559.2N代入上述公式7.3中,C=18655.5N,按照設計手冊選擇C,選C=20KN2)驗算軸承壽命106CLh=13557.7h>Lh(30)60nP1故所選軸承為深溝球軸承6008,滿足壽命要求？8結(jié)論1)在設計雙螺旋榨油機的過程中，設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及制造精度高一些？2)本設計采用二級減速器，提高了出油效率？在進料斗和機架的

48、設計中，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？在榨螺設計中，采用連續(xù)型變導程二級壓榨型榨螺，這比傳統(tǒng)的榨油機在性能上有了很大的改進？3)本榨軸設計原理為連續(xù)型，因此出渣不能成餅狀，為了降低成本，設有結(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“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，而導致油料的喂入困又t,榨籠內(nèi)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，陳永忠.茶油的功能特性分析J.中國農(nóng)學通報，2009,04,20:93-94.2李詩龍.雙螺旋榨油機國內(nèi)外進展J中國油脂.2005,12:16-30.3顧強華，劉協(xié)舫，謝科生，甘維睿，吳緒翔，曹國鋒.雙螺旋榨油機Z.國家科技成果：13-24.4李林，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