立式液压榨油机液压系统的设计

1、. . 山东农业大学毕 业 论 文 立式液压榨油机液压系统的设计 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 农业机械化极其自动化 届 次 2007届 学生姓名 刘慧敏 学 号 03070425 指导教师 吴尧章 李汝莘 二0 O七 年 六 月 十 日装订线. . . 1 目录立式液压榨油机液压系统的设计II引言21 立式液压榨油机总体方案22 立式液压榨油机的榨架结构和功能23 立式液压榨油机液压系统的设计23.1液压系统的组成23.1.1 液压系统的主要结构和工作原理23.1.1.1 油泵23.1.1.2 安全配油阀23.1.1.3 开关节流阀23.1.1.4 油缸23.1.1.5 油箱23.2

2、 液压系统的主要技术参数23.2.1液压系统性能指标23.2.2 主要零件的技术要求23.3 液压系统的参数计算23.3.1 油泵技术参数的计算23.3.2 电动机的选择23.3.3 偏心轴架23.3.4 普通V带的计算23.3.5油缸技术参数的计算23.3.6油阀的设计、计算23.3.7油箱的设计、计算2参考文献2致谢2附录2ContentsAbstractIntroduction11 The collectivity project of the oil press 32 The structure and function of the oil press underpinning 43

3、 Design of the oil press hydraulic system431 The component of the hydraulic system4311 Main structures and working principle of the hydraulic system63111 The pumps7 3112 The oil allocation safety valve103113 The throttle switch11 3114 The oil cylinder113115 The fuel tanks1232 The main technical para

4、meters of the hydraulic system13321 The indicators of the performance of the hydraulic system13322 The technical requirements of main parts1433 The calculations of the hydraulic system parameters16331 The calculations of the pump parameters17332 The choice of Motor18333 The eccentric shaft19334 The

5、calculations of ordinary V-belt20335 The calculations of the oil cylinder parameters20336 The design and calculations of Valve21337 The design and calculations of the fuel tank22References23Acknowledgement24Appendix25 立式液压榨油机液压系统的设计作者：刘慧敏，指导教师：吴尧章1 李汝莘2（1.山东宏康机械制造有限公司 总工艺师；2.山东农业大学 教授）【摘要】城镇、农村中小型油坊

6、多采用液压榨油机制取食用油，但传统的液压榨油机存在劳动强度大、工作条件差、出油率较低等问题。为此研制的新型立式液压榨油机，通过对双级柱塞泵进行改进设计，并采用大变量电动供油，改善液压系统的供油、增压及保压性能，实现一泵供多榨和高压下的保压能力，不仅提高了压榨力，减轻了劳动强度，改善了工作条件，并且可增加出油率5%以上。双级柱塞泵可分别由电动机和人工驱动，以满足无电条件下工作；油路在开关节流阀控制下可以实现单榨机或双榨机供油。在注重标准化、系列化、通用化的基础上，通过对液压系统进行优化设计，为进一步开发系列产品奠定了基型。关键词：双级柱塞泵 电动供油 高压保压Design of The oil

7、press hydraulic systemAuthor：Liu Huimin，Supervisor：Wu Yaozhang1 Li Rushen2（1. Wang Kang Shandong Machinery Manufacturing Company Chief Technologist；2. Shandong Agricultural University professor）Abstract In towns and rural, small and medium-sized oil mill use hydraulic presses producing oil. But the

8、traditional hydraulic presses exist labor intensity, poor working conditions, low rate of oil and other issues. Development of this new type of vertical hydraulic presses, the two-stage piston pump design improvements, and using a large variable electric fuel injection, improve the hydraulic system

9、of oil, and to safeguard the pressure supercharger performance and achieve a more pressing pump for high pressure and the packing capacity, not improve the tight squeeze and reduce the labor intensity, improved working conditions, and increased oil yield above 5%. Two-stage piston pump can be from t

10、he motor and artificial driven to meet electricity working conditions; Circuit Switched throttle control can be achieved single - or double Expeller Oil juice. Focus on the standardization of mass production, and generalized on the basis of optimization of hydraulic system design, To further the dev

11、elopment of a series of products has laid a solid type.Keywords: two-stage variable piston pump; large variable electric fuel injection; ensure the stability of pressure in high pressure引言 当前世界范围植物油制取方法主要有压榨法、浸出法和水代法三种制油方法。 浸出法制取油脂是应用萃取原理，选用某些能够溶解油脂的有机溶剂（如轻汽油、工业己烷、丙酮、无水酒精、异丙醇、糖醛等），经过对油料的接触（浸泡或喷淋），使油

12、料中的油脂被萃取出来的一种制取植物油脂的方法。浸出法与压榨法相比，其突出优点是出油率高，干粕残油率低，同时还能制取低变性脱脂粕和优质毛油。但存在溶剂固有的易燃易爆之危险，油粕中的残留溶剂有害健康等问题。 水代法主要是将热水加到经过蒸炒和磨细的原料中，利用油、水不相溶的原理，以水从油料中把油脂替代出来。水代法制取的油脂品质好，但是生产效率低，劳动强度比较大。特别是出油率也低于其他制油方法。而且，水代法制取油脂后的粕末含有65%70%的水分，不易分离，气温高时极易发酵变质。再工业生产条件下，粕末产量大，往往造成污染，不好解决。 压榨法制油是一种古老的机械提油方法，也是植物油制取的主要方法。它虽然经

13、历了漫长的五千多年的发展过程，但仍沿用至今，在制油工艺中发挥重要作用。或者因其历史原因和人类食用习惯；或者由于油料品种的多样化与压榨工艺简单、适应性强等特点；也可能因为出油率高的浸出法本身的劣根性，如有机溶剂在油、粕中残留毒性问题，浸出毛油中的不良伴随物多而不易保持特有风味等问题。使压榨法制油随着时代的进步，技术的发展，仍显示出其强大的生命力，广泛应用于小批量、多品种或特种油料的加工。尤其对于高油份油料之预榨浸出工艺，有着广阔的应用前景。此外，压榨油风味独到、无溶剂残留，是深受消费者青睐之绿色食品。一旦热处理技术改善后的压榨工艺和高效大型设备投入工业化生产，机械法制油必定有其强大的生命力和市场

14、份额。 按照制油设备分，压榨法制油有液压机榨油和螺旋榨油机榨油两种。液压榨油机是利用液压传递原理制成的一种间歇式榨油设备。其特点是：榨膛压力大小范围宽，可调性好（从0.1150Mpa）；能适应多种油料和多种制油工艺，包括冷榨、热榨、高水分浆渣制油（油橄榄）以及高油份油籽（如可可豆、花生仁）磨浆高压制油等；生产周期长（1.52.5小时），装、卸并麻烦，单机生产率低，设备多而占地面极大；静态压榨除油效率低，操作要求刨边复榨，车间保温（35），劳动条件差。螺旋榨油机与液压榨油机相比，其显著特点是：生产连续化、单机处理量大；能适应多种油料；动态压榨挤压，摩擦发热，压榨时间短，出油率较高；饼薄易粉碎；操

15、作劳动强度低。缺点是：相对能耗大；易耗件多，机械故障维护要求较多；油饼的热影响较大等。 经市场调查，因液压榨油机除了不用动力或少用动力，配件消耗少，适用于小型植物油加工制油外，还具有操作方便的优点。因此，城镇、农村中小型油坊多用液压榨油机制取食用油（大豆或花生油），多采用冷榨工艺（车间温度35左右），用人工手动泵油。劳动量很大，工作条件差，出油率较低。用户希望电动泵油，提高榨力且高压时保持榨力，一泵供多榨，改善劳动条件，提高出油率5%以上。 液压榨油机又可分为立式和卧式两类。其中卧式榨油机应用较少，目前广泛应用的是立式液压榨油机。 传统的立式液压榨油机操作要求：轻压、勤压，先松后紧，保持油流不

16、断。开始时出油要快，见油后掌握勤顶垛、少加压、慢老垛的节奏，每榨时间2-3小时，包括滴榨时间。实际上，榨油的理想过程应是不断增加压力直到最后。当然要防止漂榨和跑糁。中华人民共和国机械行业标准JB/T 9794.11999农用液压榨油机 技术条件规定：榨油机饼面单位压力不低于9Mpa。而现行的90吨榨油机饼圈外径为480mm，饼面压强仅近5Mpa,显然太低。对常见的饼圈外径为480的饼的榨力应大于163吨，对380的小饼榨力也应大于102吨。可见，提高榨力的要求是对的。 如果榨油时液压系统不再时泵时停，而是连续供油、连续加压，特别是在高压时能保持榨力不断上升，最高榨力时能保持该榨力。不仅将缩短榨

17、油时间，更能提高最终的出油率。因此，研制采用电动泵油，改善液压系统使之能够提高榨力和出油率的立式液压榨油机是用户和厂方提出的要求，也是实际应用中值得探讨的课题之一。 液压系统的基本方案为大变量电动供油。因为液压榨油机的每个工作周期泵油量变化需要100倍才好，因此采用Y90S-6型交流异步电动机变频调速，并研制新型的双级柱塞泵。该泵的高压最小泵油量应跟老垛时油缸需要的泵油量相近，以便高压时保压。 提高榨力到160吨，首先最高泵油压力不应太高（35Mpa），必须重新设计油缸和榨架。油缸采用的是双级柱塞泵专用油缸，榨力为100吨的榨油机缸径取200，榨力为160吨的榨油机缸径取250。缸体采用球墨铸

18、铁（QT600-3）制造，以降低制造成本，提高使用可靠性。适当增加活塞导向长度，以增加工作的灵活性。采用Yx密封圈，以便提高最大工作油压。 液压系统的油泵可以分别由电动机和人力驱动，以满足无电条件下工作；油路在开关节流阀控制下可以实现单榨机或双榨机供油；在优化了榨力为160吨的榨架基础之上，设计了榨力为100吨的榨架。注意提高了标准化、系列化、通用化的程度，为进一步开发系列产品奠定了基型。1 立式液压榨油机总体方案我们在传统的立式液压榨油机的基础上，研制的新型的适用于城镇、农村中小型油坊进行制取食用油的立式液压榨油机。不仅要实现电动泵油、提高榨力、一泵供双榨，而且要结构简单、使用可靠、维修方便

19、。以满足中小型榨油企业榨制花生油、豆油、棉籽油、菜籽油等多种油料的加工。 新型的立式液压榨油机，主要是通过采用变频调速电动机带动双级柱塞泵供油，以满足供油量和供油压力大范围无级变化的要求。实现一泵供多榨和高压下的保压能力。这样，不仅可提高压榨力，减轻劳动强度，改善工作条件，并且可增加出油率5%以上。双级柱塞泵有电动机驱动和人力驱动两种方式，以满足无电条件下工作。为实现榨油过程中“先快后慢”、“轻压、勤压、先松后紧以保持流油不断”和“勤顶垛、少加压、慢老垛”等操作工艺要求，电动泵油式采用交流异步电动机变频调速，供油量快慢可以变化120余倍。为了给提高出油率创造条件，不仅加大了液压缸径，改善了活塞

20、导向条件，使榨力轻便的达到160吨，而且，全面增加了各受力件的强度和整机使用的可靠性。 液压系统有电动供单榨、电动供双榨、手动供单榨、手动供双榨四种机型。不仅可满足多种用户的要求，也可以用来改造原有的立式液压榨油机，为形成系列产品奠定了基型。2 立式液压榨油机的榨架结构和功能 为了使榨力达到160吨必须重新设计榨架。它由底座、拉杆和顶盖等组成。底座用来安装油缸和支撑榨架。拉杆用来联接底座和顶盖。为便于装料和卸饼，设置四根拉杆，其中三根是固定式安装，一根是活动拉杆。活动拉杆由活动拉杆座和活动拉杆体用圆柱销铰接成一体。松开活动拉杆上部的螺母，拿起该螺母下的垫圈，可以放倒活动拉杆体，形成榨门，进行装

21、料和卸饼。榨架的底座和顶盖间由四根拉杆和拉杆螺母相联接，榨机工作时它们承受很大的应力。如果拉杆螺母拧的太紧，会给拉杆头部很大的预拉力；再加上工作时油缸压榨油料给拉杆施加的拉力，可能会拉坏拉杆或拉杆螺母。如果拉杆螺母拧的太松，使用中各螺母的松动程度将不同，又将造成各拉杆工作时受力不均匀，也将造成榨架的不同损坏。因此，为防止上述拉杆螺母拧的太松或太紧而损坏榨架，安装时必须对三根固定拉杆和活动拉杆座的七个拉杆螺母进行相应的受力处理和防松处理。 3 立式液压榨油机液压系统的设计3.1液压系统的组成液压系统是液压榨油机的核心部分。主要由油箱、双级柱塞泵、偏心轴架、电动机、开关节流阀、安全配油阀、油缸、高

22、压油管等组成（见图31 、图32）。电动机、偏心轴架、双级柱塞泵、开关节流阀、安全配油阀安装在油箱上，油缸安装在榨架底座上。油缸上部装有接油盘，油缸活塞上部装有承饼板。承饼板跟榨架的四根拉杆和顶盖之间形成榨膛。工作时，将待榨的油料分层垛好，外圆用饼圈箍住，放入榨膛。开动双级柱塞泵，泵出的液压油推动榨架下的油缸活塞，像千斤顶一样上升，压榨榨膛内的油料使之出油。榨出的油脂落入接油盘后流入油槽。榨制结束后，松开配油阀，使油缸内腔至油箱的油路接通，把油缸内液压油的压强卸掉。活塞会因本身和饼的重力自行下落到底，同时油缸内的液压油也被排回油箱，以便卸饼和重新上料。432156781 油箱 2 双级柱塞泵

23、3安全阀 4 油缸5 活塞 6 配油阀 7 安全配油阀 8 压力表图31 液压原理图一（供单榨）123145676581 安全阀 2 油箱 3 双级柱塞泵 4 左榨缸5 放油阀 6 安全配油阀 7 开关节流阀 8 右榨缸图32 液压原理图二（供双榨）液压系统以电动调速供单榨为基型。电动机选择Y90S-6型三相异步交流电动机，电动机支架跟油箱焊接成一体。去掉电动机支架和电动机，把大带轮换成摇把组件，则可形成手动泵油机型。停电时，可取下皮带在大带轮上安装简易摇把组件，以实现手动泵油。油箱大小的选择以油面变化240可满足全部供油。而实际大小可分为两档：供单榨者为400×320×3

24、20；供双榨者只需换成550×320×320即可。其中油泵、油泵驱动系统（包括偏心轴架、连杆销、支架、连杆、支架透盖、连杆盖、偏心轴、大带轮、支架闷盖等）和左安全配油阀是完全通用的。供双榨时增加三通接头、开关节流阀和右机用右安全配油阀；而左右安全配油阀组件仅阀体不同，其他零件都通用。其中，油泵安装在偏心轴架下部，偏心轴架支在油箱上部。泵油时，作用力和反作用力在油泵和偏心轴架间平衡。3.1.1 液压系统的主要结构和工作原理 液压系统主要由油箱、油缸、高压油管、双级柱塞泵、电动机、安全配油阀、偏心轴架等组成（见图33 液压系统）。11109876123451 油箱 2 安全配油

25、阀 3 电动机 4 双级柱塞泵 5 高压油管6 大带轮 7 V带 8 小带轮 9 偏心轴架 10 连杆 11 摇把组件 图33 液压系统若为一泵供双榨机型，增设开关节流阀，左右两个开关节流阀都安装在油箱前面，分别用作控制油泵通向左右两个榨架用的安全配油阀油路的开关。去掉电动机支架和电动机，把大带轮换成摇把组件，则可形成手动泵油机型。停电时，可取下皮带在大带轮上安装简易摇把组件（见图34 摇把组件），以实现手动泵油。1 手把轴 2手把套图34 摇把组件213.1.1.1 油泵液压系统采用的油泵是专用的双级柱塞泵（见图35双级柱塞泵）。该油泵上部装有偏心轴架（见图36偏心轴架），偏心轴利用两套62

26、08深沟球轴承支撑在铸铁偏心轴架上。偏心轴中部的偏心轮上也利用一套6211深沟球轴承安装着连杆。连杆的下部和高压柱塞的上部用圆柱销相铰接，当偏心轴旋转时，通过偏心轮、连杆和圆柱销带动柱塞上升吸油和下降泵油。泵体内装有低压柱塞，低压柱塞内又装有高压柱塞。而在泵体和偏心架体之间装有变压座。变压座和高低压柱塞之间装有变压体，变压体上部用两个螺钉装有调压片。利用调压片沿柱塞轴心线转动变压体，可以离合高、低压柱塞。当高、低压柱塞结合在一起时，偏心轴带动高、低压柱塞共同泵油；此时油泵供油量大（约10ml/次），活塞上升快，但泵油压力低（电动式不得超过3Mpa），适用于油料的低压初榨。当高、低压柱塞分离时，

27、变压体和低压柱塞在轴向被变压座固定，偏心轴仅带动高压柱塞泵油；此时油泵供油量小（约0.9ml/次），活塞上升慢，但供油压力却可以很高，这正适合油料初榨后的工艺要求。257436113121110981 泵体 2 底阀弹簧 3 钢球 4 滤网 5 底阀体 6 Z型出油阀 7 出油阀压冒 8 出油阀压簧 9 低压柱塞 10 变压座 11 变压体 12 高压柱塞 13 调压片图35 双级柱塞泵 泵体下部装有底阀，是用直径为10的精密钢球和底阀压簧组成的单向阀。柱塞上升时，泵体内形成真空将钢球吸起，同时也吸入油箱内的液压油；柱塞下压时，压簧（又称底阀弹簧）先把钢球压向阀座，关闭底阀，使泵体内液压油无法

28、流回油箱并形成一定的压强。为防止杂物进入油泵和液压系统，底阀下部液压油入口处包有两层滤网。油泵侧面的出油接头内装有出油阀。该出油阀是由一副柴油机燃油系统的出油阀精密偶件和出油阀弹簧组成的单向阀。当柱塞下压并使泵体内的液压油压力稍高于液压系统内油压时，该阀打开；使油泵内的液压油泵入液压系统以推动活塞上升榨油。当柱塞停止下压或开始上升前，该阀关闭，使油缸和油路内的液压油不再流回泵体内，以保持油缸内油压和榨机对油料的榨力。双级柱塞泵（偏心轴）有电动机驱动和人力驱动两种方式：电动式是利用安装在油箱后部的Y90S-6 B3型三相异步交流电动机，并通过一级普通V带减速后，带动偏心轴旋转。由于该电动机的输出

29、转速可以在每分钟910至91转之间在无级调节（根据榨制要求，变频器的输出频率在50Hz至5Hz之间无级调节），再加上采用高或低压柱塞泵油时每转泵油量的变化，该双级柱塞泵的泵油量可以在每分钟1.824L至0.016L之间无级调节，以满足榨油工艺的要求。人力驱动供油式的液压系统，不装电动机、变频器，是在偏心轴的端部装有摇把（电动式停电时也可以取下V带，在大皮带轮上装上随机附带的摇把），用人力摇动偏心轴泵油。这种泵油方式跟传统的手压式相比，不仅轻便了许多，油泵各运动件的受力也更合理了。781111061 连杆销 1 支架 3 滚动轴承6208 5 支架透盖 6 连杆盖7 滚动轴承6211 8 偏心轴

30、 9 支架透盖 10 大带轮 11 支架闷盖 图36 偏心轴架9442353.1.1.2 安全配油阀安全配油阀安装在油箱侧壁外，用高压油管（见图37 油管组件）把该阀同油泵和油缸（供双榨机型同开关节流阀和油缸）接通。该阀体上安装有压力表、安全阀和配油阀（见图38 左安全配油阀）。压力表用来显示油缸内的油压。安全阀由阀针、压簧、圆螺母、封冒等组成。3211 管接螺母 2 高压油管 3管头 图37 油管组件安全阀平时是关闭的，只有当油路中的油压超过了规定最高压力时，它才会压缩压簧自动打开，把多余的油放回油箱。当油路中的压力低于规定的最高压力时，安全阀又会自动关闭，不使油压继续下降。安全阀是用来防止

31、液压系统中的油压和榨架的榨力不超过最大规定值的。因此，它是榨油机不可缺少的保护神。松开该阀的封冒和圆螺母，拧动调节螺钉，压缩或放松压簧可以调节安全阀的开启压力。但该阀的开启压力出厂试验时已调整好，并用开槽锥端紧定螺钉（M5×6）将调节螺钉锁定。配油阀是榨油机高压油路和油箱间的开关阀。该阀主要由出油阀精密偶件和配油阀杆组成，配油阀杆上也装有手轮。榨油结束后，转动手轮，将配油阀杆向阀体外拧出，打开高压油路跟油箱间的通路，以便油缸内的液压油流回油箱，活塞回落至下止点。榨油前，转动手轮将配油阀杆向阀体内拧紧，压住出油阀芯，把高压油路和油箱间的通道关闭，以防油缸内的高压油渗回油箱。657891

32、0111234121 压力表 2 左安全配油阀体 3 配油阀压冒 4 梅花手轮5配油阀杆 6 Z型出油阀 7 安全阀针 8内六角锥端紧定螺钉9 封冒 10 调节螺钉 11 圆螺母 12 安全阀压簧 图38 左安全配油阀3.1.1.3 开关节流阀 该阀是为一泵供双榨而设。左右两个开关节流阀都安装在油箱前面，分别用作控制油泵通向左右两个榨架用的安全配油阀油路的开关。该阀的阀芯上装有梅花手轮。顺时针转动梅花手轮，让阀杆把阀芯压紧，该阀关闭；逆时针转动梅花手轮，让阀杆全部退出（阀杆伸出约8）该阀打开。但两个开关节流阀都关闭时，油泵出油口也全部关闭，不可开动油泵。3.1.1.4 油缸 液压系统采用的油缸

33、是单作用柱塞式液压缸。它靠油泵泵出的压力油推动其活塞上升，压榨油料榨出油质。该油缸活塞上升最大高度为500。 油缸的活塞上部装有承饼板，用来承放和压榨油料。缸体上部装有接油盘，用来承接榨出的油质。接油盘表面经过镀锌处理，以防生锈和污染油质。而缸体和活塞都是用球墨铸铁精加工而成，有足够的强度承受高压油的压力。 缸体上部装有高压油管与油箱的油路相连接。3.1.1.5 油箱油箱由钢板和角钢焊接而成（见图39 油箱），它的上部用来安装偏心轴架和油箱盖，双级柱塞泵安装在偏心轴架下部。安全配油阀安装在油箱的侧面。电动式榨油机用的电动机安装在油箱的后部。供双榨式油箱的前面安装有两个开关节流阀。1 箱体板 2

34、 支撑板 3 箱体板4 电机板 5 箱底板 6 支架撑 7 箱体盖 图39 油箱1325764液压系统的油箱共有四种：电动供单榨油箱、手动供单榨油箱、电动供双榨油箱、手动供双榨油箱。供单榨式油箱的容积为38L，供双榨式油箱的容积为45L。3.2 液压系统的主要技术参数液压系统主要由油箱、双级柱塞泵、电动机、开关节流阀、安全配油阀、油缸、高压油管等组成。根据中华人民共和国机械行业标准JB/T9794.11999农用液压榨油机 技术条件的规定，液压系统的性能及其各零部件的技术参数都应符合其中相应的要求。其中，榨油机饼面单位压力不低于9 Mpa。3.2.1液压系统性能指标新型的立式液压榨油机主要是通

35、过研制新的双级柱塞泵并采用大变量电动供油，从而改善液压系统，最终达到使液压榨油机能够提高榨力和出油率的目标的。因此，液压系统的性能首先应使采用它的立式液压榨油机满足JB/T9794.11999中规定的榨油机性能指标。在大豆达到GB 1352规定的三级、花生仁达到GB/T 1533规定的三级、油菜籽达到GB/T 11762规定的四级、棉籽达到GB/T 11763规定的三级，并按照JB/T9794.21999附录B中规定的榨油工艺流程加工情况下，榨油机性能指标应符合表31的要求。液压榨油机榨油工艺流程如下：榨制大豆油工艺流程为：大豆清理破碎软化（水分11.514，温度6070）轧胚（0.20.4）

36、加热蒸胚（水分911，温度104左右）做饼（保温）压榨（3小时）毛油和豆饼B2. 榨制花生油工艺流程为：花生仁清理轧胚（不超过0.5）蒸胚（水分5.57.0，温度100105左右）炒胚做饼（保温）压榨（4小时）毛油和花生饼B3. 榨制菜籽油工艺流程为：油菜籽清理（包括打泥）软化（水分1012，温度6070）轧胚（0.20.3）加热蒸胚（水分4.56.5）做饼（保温）压榨（4小时）毛油和菜籽饼B4. 榨制棉籽油工艺流程为：脱绒棉籽清理剥壳分离壳（分离出去）和仁（含壳不超过10）轧胚（0.5以下）蒸胚（水分69，温度105左右）做饼（保温）压榨（3小时）毛油和棉籽饼榨油机性能指标如下：表 21 榨

37、油机性能指标性能指标油料种类大 豆花生仁油菜籽棉 籽出油效率 659280 75 干粕残油率 6.09.58.57.5油品质量杂质 0.20.20.2符合当地棉籽油收购标准水分 0.20.20.2酸价 mg KOH/g油444吨压力生产率 /(24h.t）8首次故障前工作时间 h300注：油品质量化验在油样沉淀24小时后进行3.2.2 主要零件的技术要求液压系统除了其主要部件如油缸、双级柱塞泵、电动机、开关节流阀、安全配油阀、高压油管等还包括许多重要零件。根据中华人民共和国机械行业标准JB/T 9794.11999.«农用液压榨油机 技术条件»的要求，其各零部件应符合以下要

38、求： 油缸采用力学性能不低于GB/T 1348规定的QT50-5制造，并经消除内应力处理。当榨油机工作单位压力大于或等于32Mpa时，内孔尺寸精度按GB/T 1801中的H8的规定制造。当工作压力小于32Mpa时，内孔尺寸精度按GB/T 1801中的H9的规定制造。圆柱度按GB/T 11841996附录B表B2中9级精度制造。耐压试验按工作压力的1.5倍进行并保压2分钟，零件无损坏。 活塞采用力学性能不低于GB/T 9439规定的HT200制造，并经时效处理。当榨油机工作单位压力大于或等于32Mpa时，活塞外径的尺寸精度按GB/T 1801中的f7的规定制造。当工作压力小于32Mpa时，活塞外

39、径的尺寸精度按GB/T 1801中的f8的规定制造。圆柱度按GB/T 11841996附录B表B2中9级精度制造。 低压活塞采用力学性能不低于GB/T 9439规定的HT200制造，并经时效处理。内孔尺寸精度按GB/T 1801中的H8的规定制造；外圆尺寸精度按GB/T 1801中的f7的规定制造。圆柱度按GB/T 11841996附录B表B2中9级精度制造。 高压活塞采用GB/T 699规定的20钢制造时，应进行渗碳处理，表面硬度不低于56HRC；采用45钢时，表面淬火处理，硬度4050HRC。外圆尺寸精度按GB/T 1801中的g7的规定制造。圆柱度按GB/T 11841996附录B表B2

40、中9级精度制造。 油泵采用力学性能不低于GB/T 9439规定的HT200制造，并经时效处理。内孔尺寸精度按GB/T 1801中的H8的规定制造。圆柱度按GB/T 11841996附录B表B2中9级精度制造。耐压试验按工作压力的1.5倍进行并保压2分钟，无渗漏现象。 顶板、底板采用力学性能不低于GB/T 1348规定的QT50-5制造，并经时效处理。耐压试验按工作压力的1.5倍进行并保压2分钟，零件无损坏或变形。 高压油管应按GB/T 1048的规定进行耐压试验。 铸件外露非加工表面应平整、光洁，不应有粘砂、渣瘤、毛刺及其它有损外观的缺陷。对其它部位的缺陷，在不影响使用质量的条件下，允许按有关

41、规定进行修补。 铸件机械加工余量及尺寸公差及质量偏差，均应符合GB/T 11350中III级的规定。 焊接件焊缝表面应平整、光洁、牢固，不允许有烧伤、裂纹及漏焊等缺陷。 锻件、钣金件应平整、光洁、无毛刺。 加工部位未注尺寸公差的极限偏差，按GB/T 1048中IT14的规定制造；未注形状和位置公差按GB/T 1184中L级制造。本课题所研制的立式液压榨油机，不仅加大了液压缸径，改善了活塞导向条件，而且研制了新型的专用双级柱塞泵，以达到提高榨力和出油率的课题目标。因此，本课题在满足上述标准规定的前提下，各零部件不仅采用了力学性能较高的材料制造，而且提高了制造精度。如油缸和泵体采用QT600-3制

42、造，并经消除内应力处理。低压活塞和高压活塞采用40Cr制造，且低压活塞经调质处理，使之达到HB250280的要求；高压柱塞经淬火处理，使之达到RC5055的要求。3.3 液压系统的参数计算双级柱塞泵的低压柱塞直径为40，行程为8，泵油量理论最大为每分钟1.824升0.1824升，此流量不小，此时主要用于空行程快升和初榨大出油。但每榨时间为2.5小时，用低压时的油缸柱塞行程约130，需要时间仅25分钟。因此，每周期大部分时间是用高压柱塞（泵油压力从2Mpa至35Mpa）。而高压柱塞（电动调速）泵油量为每分钟16416.4mL，此流量也不小。而流量过大必然造成多次重复开、停电动机，增加工作量。特别

43、是高速大功率时，都是带载启动，也不利于保护电机。又因为双级柱塞泵的实际泵油量将随着泵油油压的升高、泵体内容积弹性变化增大、泵体内存空气的压缩增大、液压油和密封环体积的压缩增大，而造成泵油量减少，直至不泵油。同时，高、低压柱塞工作时的轴向移动也会造成泵油量的减少。因此，油泵实际泵油量必然小于理论泵油量。综合考虑以上因素，又经样机试验后，柱塞行程定为8，高压柱塞直径定为12。因为采用偏心式带动柱塞往复运动泵油，需要的功率很小，约为3KW,但需要的扭矩却很大。因此，偏心轴上的大皮带轮同时设计成惯性轮。由于泵体内难免有少量空气的存在、泵体与油质弹性的存在、高压泵油时油路压力很高，柱塞的泵油行程前段首先

44、压缩空气、吸收腔体和油质的变形，并不向泵外泵油。只有当泵内压力高于油路压力（约4 Mpa）时方打开出油阀向泵外油路泵油。又由于本泵高压泵油时属于高压力、小流量。随着泵油压力的不断提高，高压柱塞的泵油压缩行程中压缩行程所占比例越来越大，泵油行程所占比例越来越小，直至不泵油。应尽量减少压缩行程以减少泵油前的无用功，从而减小驱动电机的功率和额定扭矩。3.3.1 油泵技术参数的计算 双级柱塞泵的低压柱塞直径为40，高压柱塞直径为12，行程为8，每分钟泵油次数按181.418.14次计算，理论最大泵油量为：低压柱塞：高压柱塞： 油泵需要的功率为：低压柱塞泵油压力Pmax取3Mpa时：低压柱塞泵油压力Pm

45、ax取4Mpa时：高压柱塞Pmax取35Mpa时:高压柱塞Pmax取45Mpa时: 电动机需要的最大扭矩皮带减速比为：=316/635低压柱塞泵油压力Pmax取3Mpa时，电动机最大扭矩：低压柱塞泵油压力Pmax取4Mpa时，电动机最大扭矩：高压柱塞Pmax取35Mpa时高压柱塞泵油压力Pmax取45Mpa时，电动机最大扭矩：3.3.2 电动机的选择 选择电动机应综合考虑的问题： 根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。 根据负载转矩、速度变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，选择电动机功率，并确定冷却通风方式。所选

46、电动机功率应留有余量，负荷率一般取0.80.9。过大的备用功率会使电机效率降低，对于感应电动机，其功率因数将变坏，并使按电动机最大转矩校验强度的生产机械造价提高。 根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构型式。 根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级和类型。 根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程性能的要求，考虑运行可靠性、设备的供货情况、备品、备件的通用性、安装检修的难易，以及产品价格、建设费用、运行和维修费用、生产过程中前后期电动机功率变化关系等各种因素。根据以上要求，本系列榨油

47、机液压系统选择Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机Y90S-6型，采用卧式安装方式B3型。其主要性能及结构特点如下：效率高，耗电少，性能好，噪声低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便。为B级绝缘。结构为全封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部。冷却方式为IC411。用途：适用于灰尘多、土扬水溅的场合，如农业机械、矿山机械、搅拌机、碾米机、磨粉机等，为一般用途电动机。工作条件： 海拔不超过1000米。 环境温度不超过40，最低温度为15，轴承允许温度（温度计法）不超过95。 最湿月月平均最高相对湿度为90，同时该月月平均最低温度不高于25。 额定电压为380V,额定频率为

48、50HZ。 3KW以下为Y接法，4KW以上为接法。 工作方式为连续使用（S1）.Y90S-6型三相异步电动机（JB/T 9616-1999）的主要技术参数如下:额定功率：0.75KW；（满载时） 额定电流：2.3A; 转速：910r/min; 效率：72.5； 功率因数：0.70；堵转转矩（额定转矩）：2.0；堵转电流（额定电流）：5.5；最大转矩（额定转矩）：2.2；转动惯量：0.0029. ；重量(B3)：21；同步转速：1000r/min。3.3.3 偏心轴架偏心轴架下部用四个M10×55的内六角螺钉安装双级柱塞泵，并用四个M10×25的内六角螺钉将这两部分安装在油箱

49、上。偏心轴的偏心量取为4，连杆两轴线间距离取为160，支架轴承选取6208型，连杆轴承选取6211型。大带轮计算直径为316，宽为55，内径为35；小带轮计算直径为63。偏心轴的扭矩：式中：N电动机的功率0.75KW； n偏心轴的转速：(r/min)。双级柱塞泵的泵油压力：式中：T偏心轴的扭矩（）； R柱塞半径（m）； e偏心轴的偏心量（m）。低压柱塞： 高压柱塞：3.3.4 普通V带的计算电动机和偏心轴之间采用普通V带减速传动，减速比i316/635，选用Z型普通V带两根，电动机计算直径为63，大带轮计算直径为316，可传递功率为0.44KW。V带的基准长度(两带轮的轴间距离取为328.5)

50、为：(mm)V带的预紧对单根带，在两带轮切线的中点施加57牛顿的力，使之在此点产生5的挠度。3.3.5油缸技术参数的计算本系列榨油机榨膛高750，停榨时饼高320380。活塞工作行程最大为750-320430，而实际工作中活塞行程400。活塞导向长度取705，而实际工作中活塞在油缸内的导向长度305。原榨力为90吨的榨油机油缸导向长度仅215，使油缸和活塞多余 90的长度。为改善导向，减少加工量和铸件重量，将油缸内导向孔分为三段，使导向长度由原来的215改为300，从而使加工长度由原来的215减为100。油缸壁厚的计算：榨力160吨的榨油机最大油压为35Mpa，按45Mpa计算：式中：P最大油

51、压（Mpa）； Di缸径（）；许用应力，；焊缝系数，取1；则： 考虑到壁厚会有差别，而且QT铸造不可能无缺陷，因此壁厚取35。这样，缺陷系数取0.7，壁厚最大差取6（最薄壁厚为35-629）。校核：所以，成立。3.3.6油阀的设计、计算本系列榨油机液压系统共有吸油阀、出油阀、安全阀、放油阀（配油阀）、开关节流阀五种液压控制阀。其中，开关节流阀是专门为一泵供双榨机型而设的。出油阀、放油阀、开关节流阀都采用Z型出油阀。 出油阀弹簧：按出油阀开启压力为0.4Mpa，出油阀压簧P1值为：按照GB/T208980选定：； 节距为4.14，单圈刚度为13.5N/,极限负荷为37.76N,有效圈数为16，压

52、簧刚度为0.84N/，总圈数为18，两端磨平。 安全阀弹簧安全阀是液压系统中的关键件，要求灵敏度高。安全阀孔径为3，受压面积为：开启压力为35Mpa时，阀针受压力：按GB/T2089-80,取； 节距为5.51，单圈刚度为93.5N/,工作极限载荷为251.1N,有效圈数为10，压簧刚度为9.35N/，总圈数为12，两端磨平。油泵底阀簧的计算负压0.08Mpa时，吸力为：10钢球质量：重：G=mg0.042N取； ；有效圈数为5；总圈数为7.5；。3.3.7油箱的设计、计算原90吨榨力的焊接油箱尺寸为：340×320×300活塞全行程（400）需油量为：升供单榨油箱外形尺寸取：400×320×320，板厚取5。3.9×3.1×3.137.5L,注油38升。全行程油面变化为：19.6L÷390÷310162供双榨油箱外形尺寸取：550×320×320，板厚取5。5.4×3.1&#