1、理論壓縮比
理論壓縮比是指榨機第一節榨螺和最后一節榨螺空腔體積之比,它是榨螺設計的主要依據。由于料胚在榨膛內被壓榨時料胚隨軸回轉、料胚回料以及體積與質量都發生變化,所以理論壓縮比要遠大于料胚的實際壓縮比。目前,根據實踐經驗,理論壓縮比的設計值一般是物料實際壓縮比值的1.5 ~4.5 倍;一次性壓榨取大些,高油分油料壓榨比低油分榨料取大些,高油分中的硬質油料又要大于軟質油料。例如,葵花籽仁的實際壓縮比為4.84,而其所需要的榨膛理論壓縮比通常要求不低于10。所以,在這部分設計中,由于僅有半經驗半理論的依據,設計人員的實踐經驗起著至關重要的作用。3.2 長徑比λ出于各方面的考慮,現在的榨膛大多設計成雙階多級形式的壓榨結構,其長徑比定義為。
式中 L1—榨籠喂料段長度(mm);
L2—榨籠主壓榨段和成餅段長度(mm);
D1 —榨籠喂料段內徑(mm);
D2 —榨籠主壓榨段和成餅段內徑(mm)。
當λ<10 時,稱為短榨籠榨油機;當λ≥10,稱為長榨籠榨油機。為了避免在臺階處引起壓力激劇增加,而導致油料喂入困難,榨籠內過渡處臺階不能太大,國內外幾十種全壓榨油機的收縮率一般定義為
直徑越大,其收縮率值取大,反之亦然。榨籠過渡對開錐圈錐角小于等于60°左右。為保證必要壓榨時間,短榨油機榨軸轉速比長榨油機轉速要明顯減小,與同直徑的相比,其產量也大大降低。因此,對于大中型全壓榨油機開發,應以較高轉速長榨籠結構作為發展方向。
4 螺旋榨油榨排設計
榨排是螺旋榨油機主要工作零件之一,榨排材料以及榨條間隙是這部分設計的關鍵。螺旋榨油機在工作時,物料不斷被輸送至由榨螺與榨條形成的擠壓腔內,受到擠壓、剪切并向前推進,從而完成榨取油脂的工作過程。榨條處于強大的摩擦和擠壓之中,磨損十分嚴重。目前,榨機的榨排大多采用低碳鋼,經表面滲碳1.5 ~2mm 后進行表面淬火,HRC 為56 ~62,使它表面硬而耐磨,內部韌而能承受變載荷和沖擊。
球墨鑄鐵QT900-2 和合金白口鑄鐵,熱處理后其硬度為HRC57-62,強度高于低碳鋼,成本只有低碳鋼的2/5,耐磨性高于低碳鋼,采用精密鑄造可以不加工而直接使用。因此,推廣使用這種材料來制造榨排,具有重大的經濟意義。
在國內有采用寬帶激光熱處理,對基材為20 號鋼的滲碳榨條表面進行強化的熱處理技術。用激光進行處理后,榨條的表面硬度可達HRC67.5。由于寬帶激光熱處理加工工藝較復雜,加工成本較高,尚未見廣泛推廣應用的報道 。
榨條間隙主要由墊片厚度來控制。裝砌榨條時要在榨條間安放墊片,以形成榨條間縱向的流油縫隙;榨條間的墊片厚度應依據物料特性、壓榨工藝、榨料的含油量等進行選擇,若選擇不當,會影響出油效果和壓榨毛油中的含渣量;不同物料,榨條間隙的設計不同,同一榨機,壓榨區段不同,榨條間隙亦不相同。
二、螺旋榨油榨螺軸設計
1、榨螺軸的形式
榨螺軸是螺旋榨油機最重要的一個部件。工作時螺旋軸不斷地把榨料推向前進并對其進行壓榨。其結構型式有整體式、套裝式、變速式3 種。整體式榨螺軸是用1 根整軸車制而成,榨軸磨損到一定程度后需整軸更換,很不經濟,僅用于小型榨油機。絕大多數榨油機采用套裝式榨螺軸,即將榨螺或錐圈順序套裝在轉動軸上拼成的榨螺軸,榨螺磨損后可更換,節省了材料的浪費,是目前榨螺軸設計方案的最佳選擇。變速螺旋軸在前面已經做過簡單介紹,在此不再贅述。
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