螺旋压榨机

螺旋压榨机主要有：压榨装置，传动装置，进料装置，电机，出料装置，机座组成。

主要装置是压榨装置中的螺旋杆机构：锥度空心轴，螺旋叶片。

驱动装置：三相异步电动机，用联轴器将电机与螺旋轴相连。

原理：待加工材料从送料口送入后被螺旋叶片挤压，绞碎，并随着螺杆向前输送，由出料口送出。

联轴器的选用
考虑榨汁机的工作环境和工作情况，主要是旋转轴有轴向位移。

可移式联铀器允许两轴有一定的安装误差，它对两轴间的偏移有一定的补偿能力。

所以选具有对两轴间的偏移有一定的补偿能力的可移式联铀器——十字滑块联轴器。

十字滑块联轴器由两个半联轴器与十字滑块组成。

十字滑块两侧互相垂直的凸携分别与两个十两联轴器的凹槽组成移动副。

联轴器工作时，十字滑块随两轴转动，同时又相对于两轴移动以补偿两轴的径向位移。

这种联轴器允许的径向偏量较大。

允许有不大的角度位移和轴向位移。

由于十字滑块偏心回转会产生离心力，不用于高速场合。

为了减少十字滑块相对移动时的磨损及提高传动效率，需要定期进行润滑。

螺旋轴的设计
材料的选取
螺旋杆是螺旋榨汁机的主要工作部件，采用不锈钢材料铸造后精加工制成。

产量2-3吨每小时
螺旋直径300mm，查表选螺旋圈数6圈，螺距300mm（？），功率2.2KW,螺旋轴总长粗定为1700mm。

螺旋叶片与螺旋轴是整体加工还是分开铸造加工后焊接或螺钉固紧？？螺旋叶片等螺距，半径不相同，倾斜式安装，利用重力是材料退回再次加工，或采用最后几圈为反向较小螺距叶片使材料返回再次加工。

轴承的选择，考虑实际情况受单向的轴向力和径向力，（轴向力的方向？？）采用一端推力球轴承受轴向力，另一端可选深沟球。

螺旋轴采用空心轴，这是因为空心轴在承受相同扭矩的情况下空心材料所用的材料较少，而且抗扭能力更好。

那么空心轴和主轴怎么配合套在一起？？
螺旋叶片上力如何确定？？
锥形调节环：通过三组弹簧固定，可调节出产量，压缩比等，
外筒由上下俩部分组成，下面部分与机座相连为一体，上下用法兰连接
滤鼓的结构设计
滤鼓是用不锈钢板卷制而成，制成对开式结构，
其上钻有圆孔或锥形孔，也有的滤鼓上开滤缝。

开
孔或开缝的面积应与压榨过程中的脱水量相适应。

滤鼓各部分的滤水情况和受力情况不同，所以滤鼓
应分成数段。

进口端滤鼓的孔径较大，孑L距较小；出口端滤鼓的孔径较小，孔距较大。

滤鼓与螺旋轴共同形成压缩空间，在工作过程
中受到很大的挤压力，既要保证滤出的水分畅通地
排出，又要保证滤鼓本身坚固耐用。

滤鼓可以用点
焊方式固定在网架座和网架盖上，网架是铸钢骨架
结构，用以支撑挤压过程中滤鼓正常脱水。

也可以
只在高压区滤鼓的外面加装支撑用外滤鼓，提高高
压区滤鼓的刚度，改善压榨脱水机后段滤鼓防止其
易损坏。

螺旋轴外径与滤鼓间距取1．5～2 mm。

螺旋轴的材料除应满足强度和刚度要求外，还
应具有很好的耐磨性。

螺旋轴从结构上可分为铸造
结构和焊接结构。

铸造结构是将螺旋叶片和轴铸造为一个整体。

材料一般采用球墨铸铁和铸钢。

铸刚具有较高的强
度和较好的塑性，铸造性能和切削性能良好，大型螺旋压榨脱水机的设计应采用铸钢。

为提高其耐磨性，螺旋的工作表面应喷焊2～3mm厚的耐磨硬质合金。

焊接结构是将螺旋叶片和轴分别加工而后焊接
在一起，其特点是加工方便、成本低，但螺旋叶片厚度一般不变化，压缩段后段的螺旋叶片磨损较快，会影响螺旋轴的使用寿命。

材料一般采用45号钢和
40Cr钢。

45号钢的切削加工性能较好，成本较低，而耐磨性和耐腐蚀l生较低。

40Cr钢的强度比45号钢高，加工后可进行表面淬火，表面硬度可进一步提高。

本次设计采用焊接法。

计算基本参数
（初选单头螺纹，锥度4.5，小端直径取100mm，大端直径241mm，6圈螺旋叶片）槽深一般取（0.2~0.3）D，功率查压榨机型号规格选择3KW
第一圈螺旋叶片：（锥度4.5，小端直径取100mm，大端直径241mm，6圈螺旋叶片）
1.导程H=nxh, 头数n=1，查相关规格表定h=300,则H=300
2.计算叶片外圆弧曲线长度L
L=式中螺旋叶片外径D=300
代入得L=988.6mm
3.计算叶片内曲线长度
L=式中小端直径d=100mm
1
代入得L1=434.3mm
4.计算小端叶片宽度B1
B1=(D-d)/2，B1= 100mm
5.计算小端处叶片展开内径r1
r1= B1 L1/(L- L1)，r1=78.4mm
6.小端处叶片展开外半径R1
R1= r1 +B1, R1=178.4mm
7.计算切角β 1
1
2136021
R L R ππ-β=⨯ 1=48β
8.计算大端小端外径差S 1
S 1=( D 2- D 1)/2，D 1 =D 2=D=300, S 1=0 9.计算大端叶片展开处外径R 2 R 2= R 1+ S 1, R 2=178.4mm 10．计算大端处叶片宽度B 2
B 2=（D 2-d 1）/2，其中d 1=123.5mm ，B 2=88mm 11.计算大端处叶片的展开内径r 2 r 2= R 2- B 2，r 2=90.4mm （2） 计算阿基米德螺旋线 用极坐标计算阿基米德螺旋线 a b θρ=+，当0θ=,时1,22θπ=-βρ=γ时，有
b=78.4，a=12/(360-β1)
所以：a b θρ=+=12/(360-β1) x θ+78.4 取点，做阿基米德螺旋线 将1360-β 的12等分，每一个等分为：
=26
取=∆θ26
计算极角θ和极径ρ
79.4 80.4 81.4 82.4 83.4 84.4 85.4 86.4 87.4 88.4 89.4 90.4
其余5圈于此类似，依照这种方法进行设计，
锥形轴分段直径依次为100,123.5,147,170.5,194,217.5,241 （2）齿形设计
其中r=（0.02~0.04）D
R=（0.04~0.12）D ,
e=（0.08~0.12）D
螺纹倾角一般取0~10 ，e=（0.08~0.12）D,D为螺旋叶片大径，e的值尽量取小一些，因为过大的e值不但会占据较大的螺旋槽容积，而且会增加螺杆功率消耗，另外会引起加工材料局部过热，同时，e也不能太过于小，太小的话会削弱螺旋叶片强度，降低生产能力，
r=6~12mm，R=12~36mm，e=24~36mm，r取8mm，R取16mm，e 取26mm，螺纹倾角取10
（3）压缩比的计算
压缩比是螺旋轴进料处第一导程与最后一个导程的空余体积比，压
榨机理论压缩比公式
1
n =
V
V
，
其中V1是第一个导程空余体积，V n是最后一个导程空余体积
空余体积计算公式：
其中t—螺距，e—叶片厚度，D2—大端螺旋轴叶片直径，D1—大端轴直径，d1—小端轴直径，d2—小端叶片直径
压缩比ε=2.1
（4）螺旋轴的受力分析
将螺旋轴上的法向力F n 分解为径向力F r 和F n ’然后再将F n ’分解为F
a 和F t 。

螺旋轴上的轴向力F t
t a 2=T
F d ，a d 是螺旋轴平均直径，3=955010mm n P
T N ⨯∙（），
螺旋轴上的轴向力F a
t
a F tan F β=，螺旋升角tan =t/D βπ
螺旋轴上的径向力F
r
t n 'cos F F β=，r n ='tan F F α，n n '=cos F F α
上述三个方向力中以F a 最大。

（5）螺旋轴校核
耐磨性校核
螺旋轴的磨损与螺旋叶片工作面上的比压，加工材料在螺旋面上的滑动速度，螺旋表面的粗糙度等因素有关，目前尚无完善的计算办法，采用如下校核方法：
a [](a d H
F P P MP π=≤∙） 其中d 取锥形轴大端处的平均直径，11d d=2D +
强度校核
螺旋轴工作时既有轴向力，又受扭矩的作用，根据压（拉）应力σ和剪切应力τ，按第四强度理论，求出危险截面上的计算应力σca ；
2ca [](a MP σσ≤） 式中：[σ]为螺旋轴材料的许用应力。

螺齿强度计算
螺齿多发生剪切或挤压破坏，将螺旋展开，可看作是宽度为f d π的悬臂梁，F a 作用在d 上，则危险截面a-a 处的剪切应力为：
a =[](a d F MP B
ττπ≤∙） 危险截面处a-a 处的弯曲应力为：
a b 26l =[](a d F MP B
σσπ∙≤∙） 式中：B=螺旋齿大端长，[]τ为螺旋轴材料的许用剪应力，一般
[]=0.6[]τσ，[]b σ为落选材料的许用弯曲应力，一般取[](1.0~1.2)[]b σσ=，
l 为弯曲力臂。

转速：查文献转速范围10~50r/min,这里取转速n=15r/min
轴承的选择：尾端处的深沟球轴承承受径向力，选择型号为6418 首端推力球轴承选择型号为51418
减速器：
空心锥形轴壁厚
产量。