【摘要】：雙螺桿榨油機(jī)作為油料作物的壓榨工具,目前正得到較為廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前市面上使用的雙螺桿榨油機(jī)在使用中存在下列問(wèn)題:榨油機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力相對(duì)較低、平行雙螺桿水平肩并肩的布置方式容易引起榨籠頂部餅屑堆積結(jié)塊,影響雙螺桿正常運(yùn)轉(zhuǎn)。雙螺桿榨油機(jī)的工作原理主要是:雙螺桿與包裹在其外的榨籠共同構(gòu)成的榨膛空余體積逐漸減小,以達(dá)到對(duì)物料的擠壓作用。因此榨膛是其壓榨出油的關(guān)鍵,但目前針對(duì)榨籠的設(shè)計(jì)主要還是依據(jù)經(jīng)驗(yàn),這種經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)在一定程度上缺乏科學(xué)性,設(shè)計(jì)周期長(zhǎng),設(shè)計(jì)結(jié)果不理想,導(dǎo)致榨籠的外形尺寸較大,重量偏重,結(jié)構(gòu)也不盡合理,最終導(dǎo)致材料成本偏高。且機(jī)架作為雙螺桿榨油機(jī)的支撐部件,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要考慮到承重需要,還要考慮到經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文基于雙螺桿榨油機(jī)設(shè)計(jì)理論對(duì)雙螺桿榨油機(jī)傳動(dòng)裝置、壓榨裝置、進(jìn)料裝置和出餅裝置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。其中對(duì)壓榨裝置中的雙螺桿采用豎直布置方式,能夠有效減少水平布置方式引起的榨籠餅屑堆積現(xiàn)象。進(jìn)料裝置采用水平和豎直同時(shí)進(jìn)料,且水平進(jìn)料裝置采用變頻電機(jī)控制,能更好的控制進(jìn)料速度,以更好的控制榨膛內(nèi)壓力。之后對(duì)關(guān)鍵部件雙螺桿使用Abaqus進(jìn)行有限元分析,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的合理性。并且經(jīng)計(jì)算本設(shè)計(jì)中榨膛的壓縮比達(dá)到21,在一定程度上提高了雙螺桿榨油機(jī)的壓榨效率。雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法(BESO)作為一種相對(duì)成熟的啟發(fā)式拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法,其能從理論上給出結(jié)構(gòu)的最佳傳力路徑,且易于編程,因此本論文將雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法引入到榨籠和機(jī)架的設(shè)計(jì)中來(lái)�；贏baqus平臺(tái),利用Python與Abaqus的接口,將BESO的程序?qū)氲紸baqus中,對(duì)雙螺桿榨油機(jī)的榨籠、機(jī)架進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。并在拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)榨籠和機(jī)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)。經(jīng)分析,新榨籠和新機(jī)架在滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上質(zhì)量分別減輕了 35.1%、49.7%。本論文為雙螺桿榨油機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)提供了 一種新思路。
【圖文】：

為了進(jìn)一步提高雙螺桿榨油機(jī)的壓榨效率，并保證油脂和餅粕的質(zhì)量，逡逑各學(xué)者對(duì)雙螺桿榨油機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研宄［１３］。１９９２年，日本Ｓ．Ｉｓｏｂｅ等人［１４］^u發(fā)逡逑了一種雙螺桿部分嚙合反向旋轉(zhuǎn)的平行雙螺桿榨油機(jī)（如圖１－１所示），該機(jī)油料在螺逡逑桿嚙合區(qū)的停留時(shí)間較長(zhǎng)，且有較高的擠壓力和摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油料的強(qiáng)化機(jī)械逡逑處理。法國(guó)ＣＬＥＸＴＲＡＬ公司開(kāi)發(fā)了一種雙螺桿完全嚙合同向旋轉(zhuǎn)的帶有濾油筒體的逡逑平行雙螺桿壓榨機(jī)（如圖１－２所示），該機(jī)分為預(yù)壓榨裝置和壓榨裝置兩部分，其中預(yù)逡逑壓榨部分的雙螺桿完全嚙合而壓榨部分的雙螺桿不嚙合。１９９６年Ｂｏｕｖｉｅｒ和逡逑Ｇｕｙｏｍａｒｄ１１５１研發(fā)了一種同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿（如圖１－３所示），螺桿的中間部分設(shè)置反向逡逑螺旋，且各段螺桿螺距不同，以產(chǎn)生較大壓力，增大出油率。后來(lái)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了該逡逑設(shè)計(jì)的有效性；１９９９年，Ｄｕｆａｕｒｅ等人［１６］也利用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的ＣＬＥＸＴＲＡＬ邋ＢＣ４５型試驗(yàn)逡逑榨油機(jī)，如圖１－４所示，對(duì)葵花整籽進(jìn)行了壓榨試驗(yàn)，對(duì)影響油脂質(zhì)量的關(guān)鍵因素，逡逑如榨籠結(jié)構(gòu)、雙螺桿嚙合方式和排布方式、螺桿轉(zhuǎn)速、油料成分和壓榨溫度進(jìn)行了深逡逑入的研宄，，并對(duì)餅粕的質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)和分析，最終發(fā)現(xiàn)螺桿結(jié)構(gòu)對(duì)擠壓加工性能、逡逑能耗和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。ＥＶ0ｎｎｒ｜等人對(duì)存在反向螺旋的雙螺桿的壓榨段著重進(jìn)行了逡逑研宄

圖１－４邋Ｂｏｕｖｉｅｒ和Ｇｕｙｏｍａｒｄ設(shè)計(jì)的雙螺桿橫向平面圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｖｉｅｗ邋ｔｈｒｏｕｇｈ邋ａ邋ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ邋ｐｌａｎｅ邋ｓｈｏｗｉｎｇ邋ｂｏｔｈ邋ｓｃｒｅｗ邋ａｘｅｓ邋ｄｅｓｉｇｎｅｄ邋ｂｙ邋Ｂｏｕｖｉｅｒ逡逑ａｎｄ邋Ｇｕｙｏｍａｒｄ逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ643

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本文編號(hào)：2625809