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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(jì)）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2009級(jí)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)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(jì)）題目
小型油茶果榨油機(jī)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)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(duì)食用油的品質(zhì)和種類的選擇有了更大的選擇空間。中國(guó)疾病預(yù)防控制中心營(yíng)養(yǎng)與食品安全所對(duì)茶油和橄欖油進(jìn)行的對(duì)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(shí)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(méi)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(duì)抑制癌細(xì)胞也有明顯的功效。同時(shí)，茶油的分子結(jié)構(gòu)比橄欖油還要細(xì)，所以食用時(shí)不用擔(dān)心副作用、油膩。近年來(lái)，國(guó)家糧油安全形勢(shì)不容樂(lè)觀，外資油脂企業(yè)已基本壟斷了中國(guó)食用油市場(chǎng)，股權(quán)、定價(jià)權(quán)均被外方控制著。然而國(guó)際市場(chǎng)變幻莫測(cè)，只有自力更生，大力生產(chǎn)自己的油，方能確保我們國(guó)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(shì)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(diǎn)是：油脂質(zhì)量好，因?yàn)樵谥朴瓦^(guò)程中油料沒(méi)有高溫蒸炒和高溫精煉，而且沒(méi)有添加化學(xué)試劑，油料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沒(méi)有遭到破壞；制油主要副產(chǎn)品--餅利用價(jià)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(jìn)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(jì)效益好，是一種典型的低碳經(jīng)濟(jì)。自從 1900 年美國(guó)的 V.D. Anderson 發(fā)明第一臺(tái)連續(xù)式螺旋榨油機(jī)以來(lái)，螺旋榨油機(jī)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(guó)內(nèi)廣泛使用的榨油機(jī)主要是單螺桿榨油機(jī)，其原因在于單螺桿榨油機(jī)原理和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)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(duì)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(jìn)能力差，總的理論壓縮比小；在壓榨高含油率的油料時(shí)，容易出現(xiàn)油料輸送不順暢、滑膛的現(xiàn)象。針對(duì)單螺桿榨油機(jī)在壓榨過(guò)程中出現(xiàn)的種種問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外同行開(kāi)始研究雙螺桿榨油機(jī)。因?yàn)殡p螺桿榨油機(jī)盡管存在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、設(shè)計(jì)制造和維修成本較高等問(wèn)題，但雙螺桿榨油機(jī)克服了單螺桿榨油機(jī)存在的很多問(wèn)題，它的優(yōu)勢(shì)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(duì)脫皮（殼）后的油料能夠低溫壓榨或冷榨。因此，國(guó)內(nèi)外許多油脂加工企業(yè)逐步加大了對(duì)雙螺桿榨油機(jī)的研究投入。目前，國(guó)內(nèi)許多生產(chǎn)廠家也設(shè)計(jì)制造出具有雙螺桿結(jié)構(gòu)的榨油機(jī)，這些雙螺桿榨油機(jī)與傳統(tǒng)的單螺桿榨油機(jī)相比，盡管功能上有所進(jìn)步，但仍然存在如下不足：榨膛內(nèi)油料仍產(chǎn)生滑膛，實(shí)際生產(chǎn)能力比名義生產(chǎn)能力低40%到50%；雙螺桿榨油機(jī)的出油率和干餅殘油率等技術(shù)指標(biāo)與單螺旋榨油機(jī)相比改善不明顯；對(duì)于含油率特別高的一些特種油料低溫壓榨起來(lái)還是十分困難；機(jī)械結(jié)構(gòu)不合理、安裝維修不方便、費(fèi)工費(fèi)時(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此，研究一種機(jī)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(jī)就非常有必要。此外，以往對(duì)榨油機(jī)的設(shè)計(jì)主要是靠經(jīng)驗(yàn)，本課題的研究將采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和理論對(duì)雙螺桿榨油機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，以提高雙螺桿榨油機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和安全性。
國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀：
在我國(guó)，現(xiàn)代榨油機(jī)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(jìn)的榨油機(jī)器，中國(guó)榨油市場(chǎng)到了翻天覆地的變化，隨著市場(chǎng)上食用油品種的增多，榨油機(jī)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^(guò)去，榨油的行業(yè)在中國(guó)從無(wú)到有，從弱小逐漸強(qiáng)大的過(guò)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(guò)復(fù)雜的工藝提煉而成，提煉過(guò)程中流失營(yíng)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(jì)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(yíng)養(yǎng)，吃出健康才是現(xiàn)代人的追求，所以對(duì)榨油機(jī)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(jī)，生產(chǎn)試驗(yàn)得到了冷榨油接近三級(jí)菜籽壓榨油國(guó)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(jì)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。
近幾年,國(guó)內(nèi)許多企業(yè)像湖北的東方紅糧食機(jī)械有限公司，武漢新概念農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備制造有限公司等也著力于對(duì)雙螺桿榨油機(jī)的研制和開(kāi)發(fā)。2003年，武漢良龍機(jī)械制造有限公司的顧強(qiáng)華等人設(shè)計(jì)研發(fā)出一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SYZ系列雙螺桿榨油機(jī)。該機(jī)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(duì)開(kāi)，由條排集合而成，無(wú)外加熱裝置。該機(jī)在壓榨過(guò)程中對(duì)油料的水分、溫度等變化都不是很敏感，所以運(yùn)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(qiáng)大的徑向壓力，這樣油料就會(huì)得到更充分更徹底的壓榨。在相同的工藝條件下，該機(jī)的干餅殘油率比單螺桿榨油機(jī)低2%左右，出油率更高。2005年，中國(guó)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(yàn)得到的冷榨油接近菜籽三級(jí)壓榨油國(guó)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?？怂固卣ビ驮O(shè)備有限公司通過(guò)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(jì)研發(fā)出6YIS一75×1200型雙螺桿榨油機(jī)，該機(jī)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(guò)程，經(jīng)過(guò)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(dòng)強(qiáng)度。不過(guò)，這種榨油機(jī)在壓榨過(guò)程中對(duì)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(shí)，電機(jī)功率就要加大，出油率也會(huì)降低。
國(guó)外研究現(xiàn)狀：
目前，國(guó)外生產(chǎn)雙螺旋榨油機(jī)的公司很多，并且由于國(guó)外比較早就開(kāi)始研究榨油技術(shù)，所以國(guó)外的技術(shù)一般都比國(guó)內(nèi)的要先進(jìn)。國(guó)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(jī)的公司。1992年，由Isobe S等人開(kāi)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，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(jìn)行固液分離。1994年，法國(guó)CLEXTRAL公司通過(guò)對(duì)CLEXTRAL BC45型實(shí)驗(yàn)擠壓機(jī)的改造,設(shè)計(jì)出了一種帶有濾油筒體的雙螺桿榨油機(jī)。該機(jī)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(shí)驗(yàn)擠壓機(jī)進(jìn)行油料的壓榨實(shí)驗(yàn)，對(duì)影響油脂質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如機(jī)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(jìn)行了深入地研究，并對(duì)餅的質(zhì)量做了檢測(cè)和分析。2002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)，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)和能固液分離等優(yōu)點(diǎn),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。總之，國(guó)外對(duì)雙螺桿榨油機(jī)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(jìn)行了應(yīng)用與研究。
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注：此表如不夠填寫(xiě)，可另加頁(yè)。
研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
研究目的：設(shè)計(jì)小型茶籽油榨油機(jī)，滿足廣大農(nóng)民朋友的需求，提高出油率及生產(chǎn)效率。
研究?jī)?nèi)容：
1、確定動(dòng)力與傳動(dòng)裝置，設(shè)計(jì)適用于茶油果的小型螺旋榨油機(jī)。
電機(jī)：Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)；型號(hào)：Y180L—6；額定功率：15KW；滿載同步轉(zhuǎn)速：970r/min
傳動(dòng)裝置：采用三軸式傳動(dòng)系統(tǒng)：電機(jī)傳來(lái)的能量經(jīng)三級(jí)減速后，總扭矩的一半直接作用在一根螺桿驅(qū)動(dòng)軸上，另一半由齒輪通過(guò)輔助軸間接傳遞到另一根螺桿驅(qū)動(dòng)軸上。設(shè)計(jì)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(dòng)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(gè)齒輪傳動(dòng)的安全系數(shù)，保證了高扭矩的有效傳遞，提高了傳動(dòng)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)過(guò)處理好的油料從料斗進(jìn)入榨膛。由榨螺旋轉(zhuǎn)使料胚不斷向里推進(jìn)，進(jìn)行壓榨。由于料胚在榨油機(jī)的榨膛內(nèi)是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)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(duì)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)時(shí)，螺紋使勁料胚即能向前推進(jìn)，又能向外翻轉(zhuǎn)，同時(shí)靠近榨螺螺紋表面的料層還隨著榨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣在榨膛內(nèi)的每個(gè)料胚微粒都不是等速度，同方向運(yùn)動(dòng)，而是在微粒之間也存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)。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(shí)也降低了有的粘性容易析出油來(lái)，因而提高了榨油機(jī)的出油率，使油料中的油壓榨出來(lái)，并從圓排縫隙和條排縫隙流出。
榨油機(jī)的壓力主要來(lái)源于三個(gè)方面：（1）壓縮力--即榨膛內(nèi)的容積從進(jìn)料端到出餅端逐漸縮小，榨料在榨膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)，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(gè)原因。
3、設(shè)計(jì)壓榨腔以及螺旋軸等。
榨膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：榨膛是雙螺桿榨油機(jī)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(guò)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(jì)時(shí)必需考慮的一個(gè)首要問(wèn)題就是如何增強(qiáng)喂料段螺旋的正向輸送能力，提高預(yù)壓榨的起始?jí)毫Γ_保壓榨的順利進(jìn)行；其次就是如何增大主壓榨段的壓榨力和延長(zhǎng)壓榨時(shí)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(guò)榨料基質(zhì)的滲流能力，且在壓榨過(guò)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(jī)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(gè)榨螺軸更換,這種結(jié)構(gòu)多用于小型榨油機(jī)。（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(shí)回料少,榨膛壓力大,壓榨時(shí)間較短,適于冷榨或整籽壓榨的小型榨油機(jī)。[b]配有襯圈結(jié)構(gòu)的斷續(xù)螺旋式,榨料不隨軸轉(zhuǎn)動(dòng),壓榨時(shí)間較長(zhǎng),可提高出油率。套裝式又可設(shè)計(jì)成變速螺旋式,即將榨螺軸的進(jìn)料段設(shè)計(jì)成高速,壓榨段設(shè)計(jì)成低速。這樣設(shè)計(jì),可以提高進(jìn)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(dòng),提高了最初的壓縮比,有利于延長(zhǎng)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(jì)選擇整體式榨螺。
4、設(shè)計(jì)壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。一方面，設(shè)計(jì)一個(gè)進(jìn)料調(diào)節(jié)板，控制進(jìn)料量；另一方，設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)節(jié)手輪來(lái)改變炸螺與榨籠的間距來(lái)控制壓力。
5、設(shè)計(jì)出料與接油裝置。出餅圈和撥餅器；接油盤
6、設(shè)計(jì)機(jī)架。
研究方法：通過(guò)與液壓及其他榨油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，通過(guò)改進(jìn)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(shí)現(xiàn)自己的預(yù)期，制定說(shuō)明書(shū)，畫(huà)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(jì)環(huán)境。
進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)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(xiàn)、收集資料、調(diào)查研究
2013.02.26—2013.04.15
?擬定設(shè)計(jì)方案、計(jì)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(xiě)畢業(yè)論文
2013.05.01—2013.05.13
?畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、修改
2013.05.13—2013.05.26
?畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯
論證小組意見(jiàn)
組長(zhǎng)簽名：
20 年 月 日
專業(yè)委員會(huì)意見(jiàn)
??????????????????????????????專業(yè)委員會(huì)主任簽名：
??????????????????????????????20 年 月 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫(xiě)，也可打印，但意見(jiàn)欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫(xiě)。
2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。