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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級專業(yè)及班級 2009級農(nóng)業(yè)機械化及其自動化(1)班 指導(dǎo)教師及職稱 教授 學(xué) 院 工學(xué)院 2013年1月13日 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 小型油茶果榨油機設(shè)計 文獻綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等，不少于1000字） 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(yù)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(dá)75%－90%，茶油中的不飽和脂肪酸則高達(dá)85%－97%，為各種食用油之冠。茶油中含有橄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、抑止甘油三脂的升高，對抑制癌細(xì)胞也有明顯的功效。同時，茶油的分子結(jié)構(gòu)比橄欖油還要細(xì)，所以食用時不用擔(dān)心副作用、油膩。近年來，國家糧油安全形勢不容樂觀，外資油脂企業(yè)已基本壟斷了中國食用油市場，股權(quán)、定價權(quán)均被外方控制著。然而國際市場變幻莫測，只有自力更生，大力生產(chǎn)自己的油，方能確保我們國家糧油安全。 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。與傳統(tǒng)的熱榨制油工藝相比，低溫壓榨或冷榨的優(yōu)點是：油脂質(zhì)量好，因為在制油過程中油料沒有高溫蒸炒和高溫精煉，而且沒有添加化學(xué)試劑，油料的營養(yǎng)物質(zhì)沒有遭到破壞；制油主要副產(chǎn)品--餅利用價值高，有些餅可直接加工為蛋白粉（如大豆蛋白粉、花生蛋白粉、核桃蛋白粉等），有些餅可作為深度加工的再制品；顯著節(jié)能節(jié)水，不污染環(huán)境。植物油料脫皮（殼）低溫壓榨和冷榨制油是當(dāng)今世界先進的制油技術(shù)，應(yīng)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(shè)備。在此期間，人們一直致力于改善油脂和餅粕的質(zhì)量。 目前國內(nèi)廣泛使用的榨油機主要是單螺桿榨油機，其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：結(jié)構(gòu)陳舊、技術(shù)落后、壓榨工藝性能較差；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(yīng)；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(fù)雜、設(shè)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(yù)處理工序，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。目前，國內(nèi)許多生產(chǎn)廠家也設(shè)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(biāo)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；機械結(jié)構(gòu)不合理、安裝維修不方便、費工費時、勞動強度大。因此，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桿榨油機就非常有必要。此外，以往對榨油機的設(shè)計主要是靠經(jīng)驗，本課題的研究將采用現(xiàn)代設(shè)計方法和理論對雙螺桿榨油機進行設(shè)計研究，以提高雙螺桿榨油機在實際應(yīng)用中的可靠性和安全性。 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(shè)備，到現(xiàn)在先進的榨油機器，中國榨油市場到了翻天覆地的變化，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(xué)壓榨，還有兩者結(jié)合壓榨?；厥走^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(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，而且有化學(xué)溶劑的有毒物質(zhì)殘留。所以大眾逐漸遠(yuǎn)離。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提高，大眾已經(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(biāo)準(zhǔn)，冷榨餅殘油率在15%左右，獲得了較好的出油率。由此而知設(shè)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(dāng)務(wù)之急。 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(shè)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(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。該機雙螺桿采用異向旋轉(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。其中榨籠上下對開，由條排集合而成，無外加熱裝置。該機在壓榨過程中對油料的水分、溫度等變化都不是很敏感，所以運行穩(wěn)定，具有良好的適應(yīng)性，冷榨熱榨都適宜。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(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，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得率。2007年9月,山西省太原市帥克一埃克斯特榨油設(shè)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(shè)計研發(fā)出6YIS一75×1200型雙螺桿榨油機，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(dāng)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。 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SUEHIRO EPM公司，SUEHIRO EPM公司是一家專業(yè)生產(chǎn)榨油機的公司。1992年，由Isobe S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，主要用于葵花籽仁等脫皮（殼）油料的冷熱榨，還用于卷心菜和胡蘿卜榨汁、從豆渣、酒糟和屠宰廠下水等高含水物料進行固液分離。1994年，法國CLEXTRAL公司通過對CLEXTRAL BC45型實驗擠壓機的改造,設(shè)計出了一種帶有濾油筒體的雙螺桿榨油機。該機采用同向旋轉(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。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，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和能固液分離等優(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?？傊瑖鈱﹄p螺桿榨油機在雙螺桿軸的旋向、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(yīng)用與研究。 參考文獻 【1】王湘楠，陳永忠.油料冷軋及在茶油加工中的應(yīng)用前景[J].湖南林業(yè)科技，2006.（3）：93-94 【2】李詩龍.雙螺旋榨油機國內(nèi)外進展[J]中國油脂.2005,30,12. 【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. 【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 【5】唐麗麗.茶油加工及綜合應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010,4:375-376 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傳動裝置：采用三軸式傳動系統(tǒng)：電機傳來的能量經(jīng)三級減速后，總扭矩的一半直接作用在一根螺桿驅(qū)動軸上，另一半由齒輪通過輔助軸間接傳遞到另一根螺桿驅(qū)動軸上。設(shè)計的兩根輸出軸的距離較大，這樣就可以選用承載能力高、外徑大的徑向和推力軸承。另外，在該傳動系統(tǒng)中，兩軸上的齒輪與軸一般做成一體，并且大多采用斜齒輪，這樣與下面輸出軸相連的齒輪所受的圓周力將減少一半，從而提高了整個齒輪傳動的安全系數(shù)，保證了高扭矩的有效傳遞，提高了傳動箱的使用壽命。 2、分析榨油的原理，從理論上分析壓力如何形成。 榨油的原理：榨油機運轉(zhuǎn)時，經(jīng)過處理好的油料從料斗進入榨膛。由榨螺旋轉(zhuǎn)使料胚不斷向里推進，進行壓榨。由于料胚在榨油機的榨膛內(nèi)是在運動狀態(tài)下進行的，在榨膛高壓的條件下，料胚和榨螺、料胚和榨膛之間產(chǎn)生了很大的摩擦阻力，這樣就能使料胚微料之間產(chǎn)生摩擦，造成相對運動。另一方面，由于榨螺的根園直徑是逐漸增粗，螺距是逐漸減少的，因而當(dāng)榨螺轉(zhuǎn)動時，螺紋使勁料胚即能向前推進，又能向外翻轉(zhuǎn)，同時靠近榨螺螺紋表面的料層還隨著榨軸轉(zhuǎn)動。這樣在榨膛內(nèi)的每個料胚微粒都不是等速度，同方向運動，而是在微粒之間也存在著相對運動。由摩擦產(chǎn)生的熱量又滿足了榨油工藝操作上所必須的熱量，有助于促使料胚中蛋白質(zhì)熱變性，破壞了膠體，增加了塑性，同時也降低了有的粘性容易析出油來，因而提高了榨油機的出油率，使油料中的油壓榨出來，并從圓排縫隙和條排縫隙流出。 榨油機的壓力主要來源于三個方面：（1）壓縮力--即榨膛內(nèi)的容積從進料端到出餅端逐漸縮小，榨料在榨膛內(nèi)運動，越到后面所受壓力越大；（2）出餅阻力--在出餅調(diào)節(jié)間隙可以改變餅的厚度，餅越薄，阻力越大，榨膛壓力也越大；（3）摩擦阻力--榨料與榨條表面之間，榨料與榨螺表面之間及榨料相互間都有摩擦力存在，這也是榨膛內(nèi)壓力升高的一個原因。 3、設(shè)計壓榨腔以及螺旋軸等。 榨膛結(jié)構(gòu)設(shè)計：榨膛是雙螺桿榨油機的核心部件，它由榨籠和在榨籠內(nèi)旋轉(zhuǎn)的兩根螺旋軸組成。根據(jù)油料在榨膛中的壓榨過程，榨膛可分為喂料段、主壓榨段和成餅段。為了克服高油份油料或一些特種油料在榨膛內(nèi)的滑膛現(xiàn)象，提高油料一次性壓榨的出油效率，降低餅中殘油，榨膛在設(shè)計時必需考慮的一個首要問題就是如何增強喂料段螺旋的正向輸送能力，提高預(yù)壓榨的起始壓力，確保壓榨的順利進行；其次就是如何增大主壓榨段的壓榨力和延長壓榨時間，確保油脂的有效擠出；再次就是如何在高壓下保持油脂通過榨料基質(zhì)的滲流能力，且在壓榨過程中隨著榨料的變形仍能保持到終了，確保油脂的盡量析出。 螺旋軸選擇：榨螺的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于鑄造和機加工。油料不同其配置的結(jié)構(gòu)形式也不同。榨螺軸結(jié)構(gòu)一般可分為二種:（1）整體式.這種結(jié)構(gòu)加工和安裝都比較方便,但當(dāng)螺齒磨損后,只能將整個榨螺軸更換,這種結(jié)構(gòu)多用于小型榨油機。（2）套裝式,榨螺分段制造然后裝配在軸上.這種結(jié)構(gòu),制造與安裝不如整體式,但當(dāng)螺齒磨損后可以更換,可以節(jié)省材料也便于熱處理。套裝式榨螺又可分為二種:[a]連續(xù)螺旋式,工作時回料少,榨膛壓力大,壓榨時間較短,適于冷榨或整籽壓榨的小型榨油機。[b]配有襯圈結(jié)構(gòu)的斷續(xù)螺旋式,榨料不隨軸轉(zhuǎn)動,壓榨時間較長,可提高出油率。套裝式又可設(shè)計成變速螺旋式,即將榨螺軸的進料段設(shè)計成高速,壓榨段設(shè)計成低速。這樣設(shè)計,可以提高進料段的處理量和起到預(yù)壓作用,從而防止了反壓所造成的回料或榨料隨軸轉(zhuǎn)動,提高了最初的壓縮比,有利于延長壓榨段的出油。所有型式的榨螺軸上的螺距都是變螺距的,其齒形一般為梯形。因此，結(jié)合本設(shè)計選擇整體式榨螺。 4、設(shè)計壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)。一方面，設(shè)計一個進料調(diào)節(jié)板，控制進料量；另一方，設(shè)計通過調(diào)節(jié)手輪來改變炸螺與榨籠的間距來控制壓力。 5、設(shè)計出料與接油裝置。出餅圈和撥餅器；接油盤 6、設(shè)計機架。 研究方法：通過與液壓及其他榨油機的優(yōu)缺點的對比，通過改進主要零部件榨螺、榨圈、出餅圈、調(diào)餅頭等，從而使出油率增加。 預(yù)期成果：實現(xiàn)自己的預(yù)期，制定說明書，畫出其總裝圖及相應(yīng)的零件圖。 條件保障：自己的努力，老師的精心指導(dǎo)，同學(xué)的幫助以及學(xué)院提供的設(shè)計環(huán)境。 進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等） 起止日期 主要工作內(nèi)容 2013.02.25前 ?查閱文獻、收集資料、調(diào)查研究 2013.02.26—2013.04.15 ?擬定設(shè)計方案、計算參數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)、繪制cad零件圖 2013.04月中旬 ?中期考核 2013.04.16—2013.05.01 ?撰寫畢業(yè)論文 2013.05.01—2013.05.13 ?畢業(yè)設(shè)計審查、修改 2013.05.13—2013.05.26 ?畢業(yè)設(shè)計答辯 論證小組意見 組長簽名： 20 年 月 日 專業(yè)委員會意見 ??????????????????????????????專業(yè)委員會主任簽名： ??????????????????????????????20 年 月 日 注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。 2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。