北京科農環宇機械技術研究院液螺旋壓榨取油工作原理論文

 

一)螺旋榨油機的工作原理

1、螺旋榨油機壓榨取油的一般過程

動力螺旋榨油機的工作過程，概括地說,是由于旋轉著的螺旋軸在榨膛內的推進作用,使榨料連續地向前推進，同時,由于螺旋軸上榨螺螺距的縮短和根圓直徑的增大,以及榨膛內徑的減小，使榨膛空間體積不斷縮小而對榨料產生壓榨作用。榨料受壓縮后,油脂從榨籠縫隙中擠壓流出,同時榨料被壓成餅塊從榨膛末端排出。其過程如圖2-12 所示。

 (1)榨料在榨膛內的運動規律。榨料在榨膛內的運動狀態是十分復雜的。在理想狀態下，榨料粒子受到榨螺推料面的作用，其受力可分解為圖2-13 所示的軸向力P1和徑向力P2,顯然，理論粒子的運動在無阻力的情況下可以認為是按照螺旋體本身的運動規律向前推進，即粒子的運動軌跡是回轉運動與軸向運動的合成。

然而，榨料在實際的推進過程中的運動狀態是十分復雜的。它同時受到許多阻力作用。這些阻力包括：榨籠內表面和螺旋軸外表面與榨料間的摩擦力，榨料顆粒之間相地運動時的內摩擦力；榨螺中斷處、墊圈形狀突變或榨膛刮刀等對榨料形成的阻力；榨膛空間縮小時的壓縮阻力（包括調節出餅圈引起的阻力）等。上述阻力的作用結果使實際的榨料在榨膛內的運動不再像螺旋輸送機那樣地勻速推進，其運動速度不僅在數值上,而且在不同區段上的方向也在不斷改變。通過實測榨條各區段的劃痕，或用木制模型X射線照像，都證實了榨料粒子的運動軌跡是一條螺距不斷增加的螺旋線，它恰恰與榨螺螺距的變化規律相反。這說明阻力作用的結果是軸向分速愈來愈大，而徑向分速愈來愈小。

如果榨料粒子與榨軸外表面之間的摩擦力及榨料粒子之間的內摩擦力比榨料粒子與榨籠內表面間的摩擦力大，那么榨料會產生隨軸旋轉運動。在螺旋榨油機工作時，榨料的隨軸旋轉運動一般是不允許的。在榨籠內表面處，榨料粒子與榨籠內表面的阻力較大能抵消隨軸轉動的周向力，然而在中間層，榨料粒子主要靠內摩擦力的作用，其阻力較小，尤其在進料段，松散的榨料粒子之間的內摩擦力更小，這時就易產生榨料隨軸轉動現象。此外，榨軸表面與榨料之間的摩擦力大也易產生隨軸轉動。由此可見，沿徑向各榨料層的隨軸轉動情況是不一致的。為防止榨料隨軸轉動現象，在螺旋榨油機榨膛內裝置了刮刀，并將軸表面磨光，以及在榨籠內表面裝置榨條時使其具有“棘性”。

榨料在榨膛內的推進過程中，部分榨料會在榨螺螺紋邊緣和榨籠內表面所形成的細小縫隙中產生反向的運動，即回料。回料的形成是由于多種阻力引起的，如榨螺螺旋齒的斷續；榨螺螺紋邊緣和榨籠內表面所形成的縫隙偏大；榨螺螺距偏大；榨料與榨籠內表面之間較大的摩擦；出餅口縫隙太小造成的“反壓”以及榨膛理論壓縮比大于榨料實際壓縮比等等。回料將影響榨油機的生產能力和出油率，須根據實際要求加以控制。

(2)壓榨取油的基本過程。在螺旋榨油機中，壓榨取油過程可以分為三個階段，即進料（預壓）段、主壓榨段（出油段），成餅段（重壓瀝油段）。圖2-14顯示了在各壓榨階段榨料的體積壓縮情況。

進料段：榨料在進料段開始被擠緊，排出空氣和少量水分，發生塑性變形形成“松餅”，并開始出油。高油分油料在進料壓縮階段即開始出油。要注意在進料段易產生回壓作用，應采取強制進料和預壓成型的措施，克服“回料”。

主壓榨段：此階段是形成高壓大量排油的階段。這時由于榨膛空間體積迅速有規律地減少，榨料受到強烈擠壓，料粒間開始結合，榨料在榨膛內成為連續的多孔物而不再松散，大量油脂排出，同時，榨料還會因螺旋中斷、榨膛刮力、榨籠棱角的剪切作用，而引起料層速差位移、斷裂、混合等現象，使油路不斷打開，有利于迅速排盡油脂。

成餅段：榨料在成餅段已形成瓦塊狀餅，幾乎呈整體式推進，因而也產生了較大的壓縮阻力，此時的瓦塊餅的可壓縮性已經不大，但仍須保持較高的壓力，以便將油瀝干而不致被回吸。最后從榨油機排出的瓦狀餅塊，會由于彈性膨脹作用出現體積增大的現象。

研究表明，壓榨過程中大量的油脂是在榨油機的前一半榨膛中被榨出的，即在進料段和主壓榨段的區域內榨出的，這可以從在螺旋軸長度上餅中殘油率的變化特性得到證實。當然，在榨膛內沿軸向分布的排油情況，會隨著榨料含油和榨機結構的不同而有所變化，但總的希望是出現在主壓榨段內，結構設計或造作的不當會引起排油位置后移或提前。

在壓榨過程中，餅坯沿徑向層次的含油率不一樣，內表面層的含油率比外表面層高，同時，壓榨物料徑向層次殘油率之間的差別隨著榨料向出餅口的推移而減小。而實際排出機外的餅徑向層次殘油率正好呈相反的關系，即餅外層的殘油高于內層的殘油。這種現象的產生可以認為是由于螺旋榨油機結構特點所致：一方面榨膛內餅坯的單向排油必然使沿螺旋軸表面處榨料的油路較長而不易排出；另一方面在進料段和壓榨段前部的料層較厚，容易產生含油率梯度，在壓榨后期，榨料被壓縮變薄，同時在靠近螺旋軸表面處的水分蒸發強度比榨籠內壁處高，以致將榨料粒子孔隙內的油脂擠出，因此內外餅層之間的含油率梯度相對縮小了；當餅排出機外時由于壓力的消失，水分急劇蒸發及外層餅面油脂的回吸等反而使內層餅含油率低于外表層。

2、榨膛壓力的形成及其分布

(1)榨膛壓力的形成。榨膛空間內的壓力是由于榨料受壓力后對榨機結構相應部分產生反作用所致。這些反作用力大致歸納為兩個方面：

①榨膛空余體積的縮小，迫使榨料壓縮而形成壓力。空余體積沿軸向縮小的原因是榨螺螺距依次縮小、榨螺根圓直徑逐漸增大以及榨籠內徑的依次減小。

②縮小出餅圈縫寬，增大對榨料的反壓力。調節出餅厚度在一定程度上可以改變榨膛內壓力的大小。

壓榨的效果取決于壓力增加的特性、最大壓力的數值及壓榨時間等。

(2)影響榨膛壓力大小的因素。榨油機工作時，榨膛內壓力的大小主要取決于以下因素，即壓榨系統的結構特性、調餅裝置的幾何尺寸、榨油機的工作條件以及榨料的機械性質。在一定結構的螺旋榨油機中，如果出餅圈的縫隙寬度調節到一定程度，那么壓力的大小，主要決定于榨料所產生的抵抗力的大小。此時榨膛內最大壓力值主要取決于榨料結構－機械特性。換句話說，對一定結構的榨機，可以通過備料工作來調整榨膛壓力的大小。為了使榨膛內產生的壓力保證油脂的充分榨出，必須使熟坯的彈性和塑性配合適宜，即具有適宜的榨料結構。

對于任何類型的壓榨（預榨或一次壓榨），榨料最適宜的塑性都是通過蒸炒來達到的。而榨料的可塑性由其水分和溫度配合形成，如果熟坯的入榨水分和溫度配合不恰當，將導致熟坯塑性的不適，使出油效果變差。若熟坯塑性降低，壓榨時粒子結合松散，形成干硬、高含油餅粉或粗塊形式排出機外，油流移向出餅口，同時榨機負荷也顯著增加。若熟坯因過度潤濕而使其塑性顯著增加，壓榨時大量熟坯粒子將從榨條縫隙擠出，同時熟坯不能形成瓦塊狀餅，而是以不定形的可塑物排出，油流移向進料段，且電機負荷降低。

壓榨時榨機負荷的增高或降低是榨膛壓力變化的結果。當熟坯塑性降低時，壓榨時由于壓縮熟坯和榨出油脂時熟坯本身抵抗力增加而導致榨機的電機負荷增大即榨膛壓力增大。當熟坯塑性增加時，因其流動性大，降低了熟坯的運動阻力，使其在榨膛內不易建立壓力，從而使電機負荷降低。

另外榨油機的工作條件如進料量的多少和是否穩定也影響榨膛壓力的變化。

(3)壓力的大小與變化規律。榨膛內壓力的變化規律呈指數或冪函數關系曲線。螺旋榨油機的特殊點是最高壓力區段較小，即所謂瞬間高壓，最大壓力一般分布在主壓榨段。對于低油分油籽的一次壓榨，其最高壓力點一般在主壓榨段的開始階段，而對高油分油籽的壓榨或預榨，最高壓力點一般分布在主壓榨段中后期。如圖2-15所示。榨膛壓力一般指徑向壓力，因為徑向壓力容易利用應變儀等方法進行測定，而且它也能基本上反映出榨膛內壓力變化的實際情況。一般用最大壓力值即最大榨膛徑向壓力來衡量榨料受壓情況，它是影響出油效果的主要因素之一。

3、榨膛空余體積變化與榨料體積的壓縮

一般近似地將螺旋軸外表面與榨籠內表面之間所包容的體積稱作空余體積。這可以通過一般的幾何計算求出。理論壓縮比也稱空余體積比，是指螺旋軸上相鄰兩榨螺所對應的空余體積的比值。壓縮比曲線表示出沿螺旋軸每一節榨螺所對應的空余體積變化情況。通常認為，可利用這些曲線近似反映榨料在榨膛內受壓變化情況，同時也可以此作為榨膛空間結構的設計依據。

理論總壓縮比(ε)指在充滿系數為1，榨料沒有隨軸旋轉及回料的情況下，第一節榨螺和最后一節榨螺的體積輸送能力之比值。

實際壓縮比是指進入榨油機的熟坯體積與由榨機排出的物料體積之比值。實際壓縮比曲線是指在對應于每一節榨螺的空余體積內，榨料實際壓縮值的變化曲線。

榨油機的理論總壓縮比值隨著榨機結構型式的不同而有所變化,但都應保證理論壓縮比ε大于實際壓縮比εn，即要求適當的超壓，以克服榨料的彈性變形，利于提高出油率。實際上，所有的螺旋榨油機，其ε值都遠遠大于εn值，一般ε/εn=1.5～4.5，有的甚至更高。如ZX18型螺旋榨機（米糠一次榨）的理論總壓縮比為13.2。理論上要求榨膛每一節榨螺所對應的理論壓縮比，都應大于實際壓縮比。然而，一般榨油機采取預壓進料，榨料在進料段受壓成型過程中的容重急劇增大，因此會產生εn值大于ε值的現象，如圖2-16 所示，但不能過大，否則會使回料過多，影響壓榨過程。一般高油分榨料的壓榨要比低油分榨料壓榨所要求的ε值大些，而高油分中硬質油料或纖維油料要比軟質油料所要求的ε值大些。

實際壓縮比(εn)反映了榨料在動態壓縮狀態下的真實受壓狀態。但應注意，由于螺旋榨油機榨膛壓力大、排油速率高以及結構上的原因引起的所謂“流渣”也會引起榨膛體積的縮小。另外，在壓榨過程中由于高溫高壓的影響，使榨料中水分蒸發以及某些化學變化而引起榨料的比重改變，但一般情況下它對體積變化的影響很小。再一方面，瓦塊餅排出機體后，往往因為彈性變形而產生稍微的膨脹。這些都說明實際壓縮比的計算誤差總是存在的。

物料的實際壓縮比取決于許多因素，如榨機結構、操作的工藝條件、油籽的種類等。榨料實際壓縮比的數值變化范圍在2.72～10.4，且隨著榨料含油率的增加而遞增。同一種油料采用不同壓榨工藝，εn值也不同，一般壓榨時εn值大于預榨。相同油料而采用不同榨油機，εn也會相應改變，但變化幅度不大。例如，當使用ZX18型螺旋榨油機壓榨米糠時，其實際壓縮比為4.0。

理論壓縮比和實際壓縮比之間的差別是很大的。這是因為理論壓縮比沒有考慮榨料通過榨機向前移動的過程及榨料的物理—力學性質。

物料壓縮比與餅中殘油率具有相反的關系。榨料的實際壓縮比越大時，榨料體積的壓縮程度越高，物料的殘油率也就越低。另外，當榨料的性質不同時（尤其是可塑性不同），要得到相同的壓縮比，則施加的壓力是不同的。

4、壓榨時間

壓榨時間愈長,在一定限度內,油脂的榨出愈完全,但隨之榨機的生產能力降低。螺旋榨油機正常生產時，壓榨時間可以近似地看作榨料通過榨膛空間的時間。榨料粒子在榨膛內的停留時間就其定量而言，若不考慮任何因素，可用螺旋軸轉速n與導程z來描述，即τ=z/n。然而，計算結果時間很短，與實際情況完全不符。由此可見，使壓榨時間延長的因素很多，它主要包括兩個方面：①榨籠結構：包括榨籠長度、榨螺的導程數（節數）、螺紋中斷次數、刮刀配置，榨籠結構形式、榨膛零部件磨損程度等。②操作與工藝參數：包括主軸轉速、出餅縫寬的調節、榨料性質、入榨條件等。

工藝條件與榨油機的結構不同，因而所要求的合理壓榨時間也各不相同。因此，測定或確定榨料通過榨膛的時間，對于工藝規程的制定的必不可少的。下面介紹兩種比較切合實際的計算公式：

(1)實測計算確定壓榨時間

60V_Zγ_B(1-β)

T =                 (分)                                  （4-7）

        QB

式中：V_Z－榨膛總的空余體積（厘米³）；

γ_B－餅塊容重（公斤/厘米³）；

Q－榨油機實際臺時產量（公斤/每臺小時）；

B－榨油機實際出餅率（%）；

β－排渣量系數，按要求占排油總量的5%～10%，取β=0.01～0.05。

(2)壓榨時間與實際壓縮比的關系

由式（4-7）可以推導出如下關系式：

    Vz·εn

T=           (分)                                          （4-8）

      Vm

式中：T-榨料在榨膛內平均停留時間（分）；

      Vm-榨膛總的空余體積（厘米³）；

Vz-實測或計算每分鐘榨料體積（厘米³/分）；

ε_n-榨料實際壓縮比。

螺旋軸轉速對壓榨時間的影響是顯著的。隨著轉速的提高，壓榨時間相應縮短，但其變化關系并非直線，而是如圖2-17 所示的曲線變化。由圖可知，在轉速較低時，轉速對壓榨時間的影響很大，轉速提高后，榨料在榨膛內的摩擦、回料、隨軸轉動現象明顯增加,轉速對壓榨時間的影響也就減小很多。因此,對于一定機型或榨料條件，轉速與壓榨時間的變化也有一定的范圍，無限提高轉速和降低壓榨時間是不可能的。就實際應用的各種機型而言，預榨要比一次壓榨的轉速高而時間短。我國生產的ZY24型預榨機的螺旋軸轉速為15 r/min，平均壓榨時間約60～70s，餅厚12～15mm；而ZX18型一次壓榨機的轉速為8轉/分，平均壓榨時間約150秒左右，餅厚5～8毫米。

當出餅圈縫隙寬度顯著縮小時，壓榨時間也就明顯增加。而實際上，當瓦塊餅厚度改變不大時，壓榨時間也只有很小的變化。在正常操作時，餅厚是一定的，而且可調范圍也不大，與其他主要影響因素如轉速、榨膛結構、榨料性質相比，餅厚的影響顯得不重要了。

壓榨時間的長短還因榨螺的新舊程度而異。新裝配榨螺螺紋棱角完整，推進物料有力，回胚少，壓榨時間會短些。而舊榨螺磨損嚴重時，推進力弱，回胚增加，壓榨時間會長些。更換榨螺時，可新舊兼用，以此維持適宜的壓榨時間，使物料被推進的速度適宜，保持正常的出油位置。此外，榨油機供料強度的減小、榨條的磨損、刮刀的磨損都將造成壓榨時間的延長。榨膛的結構及榨料的結構—機械性質都在不同程度上影響著壓榨時間

5、壓榨過程的溫度

壓榨過程的溫度對壓榨工藝效果產生重要影響。壓榨過程的溫度主要是依靠由蒸鍋所供給熟坯的溫度來維持的，同時，榨料在榨膛內受到推進和擠壓時與榨膛內各部件之間產生強烈的摩擦發熱作用，以及榨料粒子之間的磨擦發熱作用，都會使壓榨過程的溫度升高。當然，榨機機體的散熱也產生熱損失。但摩擦發熱量往往大大超過了榨機機體的熱損失量，結果造成壓榨溫度超出正常要求的范圍。

為了保證壓榨效果，必須控制榨膛溫度的升高，在壓榨過程中對榨膛進行適當的降溫和冷卻。常用的降溫冷卻方法有：用榨出的冷油噴淋榨籠的外表面，冷油溫度以60～70℃為宜；采用軸心鉆孔的榨軸，將冷水通入螺旋軸的軸心進行冷卻。但軸心鉆深孔的加工制作比較麻煩，且冷卻操作不當，產生的激冷作用還可能引起榨軸的斷裂事故；采用帶夾層的榨籠殼，將冷水通入榨籠殼中進行冷卻；或同時采用榨軸和榨籠的水冷。但榨籠和榨軸的水冷方法使得榨機結構復雜化，故較少采用。

（二）動力螺旋榨油機的結構和種類

動力螺旋榨油機的型式很多,然而所有螺旋榨油機都有類似的結構和工作原理,其區別僅在于主要組成部件的型式。螺旋榨油機的主要工作部件是螺旋軸、榨籠、喂料裝置、調餅裝置及傳動變速裝置等。我國螺旋榨油機的型號是按榨膛內徑命名的。按壓榨工藝分類，ZX10型、ZX18型、ZX28型屬于壓榨油機，ZY24型、ZY28型屬于預榨油機。按生產能力分類，ZX10型、ZX18型、ZY24型屬于小型榨油機，ZX28型、ZY28型是近幾年研制的大型榨油機，它們的生產能力分別達到壓榨35～40噸/日和預榨140～160噸/日。按榨油機的結構型式分類，ZX18型和ZY24型屬于同一類機型，ZX28型和ZY28型榨油機屬于同一類機型，ZX10型是單獨一種機型。圖2-18、圖2-19、圖2-20所示為這三種類型榨油機的結構。下面介紹螺旋榨油機的主要工作構件并以此了解榨油機的結構及不同類型榨機結構上的區別。

1、螺旋軸

螺旋軸是螺旋榨油機最重要的一個部件。工作時螺旋軸不斷地把榨料推向前進并對其進行壓榨。由于螺旋軸對榨料的強烈擠壓摩擦，所以很容易磨損。螺旋軸的結構型式有為整體式、套裝式、變速螺旋軸三種。整體式螺旋軸是用一根整軸車制而成，榨軸磨損到一定程度后需整軸更換，很不經濟，僅用于小型榨油機。絕大多數榨油機采用套裝式螺旋軸，即將一節節榨螺（或榨螺和距圈）順序套裝在轉動軸上拼裝成的螺旋軸。套裝式螺旋軸根據榨螺的連續與否又分為連續螺旋式和配置距圈的斷續螺旋式兩種。前者的特點是壓榨時間短，榨膛壓力大，回料少，適于冷榨和整籽壓榨。如ZX10型螺旋榨油機即采用連續式套裝螺旋軸。后者的特點是利用距圈與榨膛中刮刀的配合，使榨料在榨膛內進行翻動，避免了榨料隨軸轉動和油路閉塞的不良現象，同時，相對延長了壓榨時間，有利于提高出油效果。變速螺旋軸是按工藝要求將螺旋軸分段變速。如French D-C型螺旋榨油機采用一個由分離的齒輪傳動裝置驅動的套筒榨螺，它使得喂料榨螺轉得比其它榨螺要快。其進料段采用122轉/分的高速，壓榨段則采用42轉/分的低速。變速螺旋軸的優點是強制進料并在進料段起到預壓作用，從而防止了反壓所造成的回坯或隨軸轉動，提高了最初壓縮比值，利于延長壓榨段的壓榨時間。同時避免了單純通過增大進料段直徑的方法來提高產量。但這種結構比較復雜，傳動配置也麻煩，其合理性有待進一步實踐。

常用的套裝式的螺旋軸主要由榨軸以及套在榨軸上的榨螺和距圈組成。榨螺是外面圍繞了一條螺旋筋即“螺紋”的中空的圓柱體或圓錐體。其螺紋頂端的直徑稱作“螺紋外徑”，螺紋底端的直徑即圓柱體或圓錐體的外圓直徑稱作“螺底直徑”或“底圓直徑”，螺紋圍繞一圈所拉開的距離稱為“螺距”。

距圈是表面沒有螺紋的中空的圓柱體或圓錐體，裝置在榨螺與榨螺之間。若前后兩個榨螺的螺底直徑相同，則其間的距圈為平距圈，否則為錐形距圈。距圈兩端的外圓直徑應與相鄰榨螺的螺底直徑相同。距圈的位置與榨膛中刮刀的位置所對應。

當螺旋軸與榨籠配合時將形成一個螺紋通道形式的空間，俗稱榨膛。榨膛的結構和幾何尺寸將影響壓榨過程，諸如榨機生產能力、榨膛壓力、壓榨效果等。榨螺的螺紋高度決定了螺旋軸上螺紋頂面和榨籠配合所形成縫隙的大小。若此縫隙大小適宜則可保證榨機的正常工作，若縫隙增大，將使榨料“回流”增加，或縫隙減少則導致榨料通過這一縫隙時產生部分過熱。實踐證明，榨機中最適宜的縫隙大小為1.25～1.5毫米。

榨螺螺底直徑和距圈外徑的改變形成臺階式的螺旋軸，否則，形成無臺階的螺旋軸。而榨螺螺距的改變會使螺旋軸推料的速度發生變化。幾個螺底直徑及螺距不同的榨螺與距圈配合起來，套在一根榨軸上就拼制成為一根螺距逐漸減小、螺底直徑逐漸增大的螺旋軸。圖2-21所示是ZX-18型榨油機的螺旋軸。它由榨軸以及套在榨軸上的七節榨螺和六節距圈組成。第一節榨螺為雙頭螺紋,其作用是加快料坯的推進；第二節榨螺的末端呈錐形,它與呈錐形的第一段榨籠末端相配合,至此組成第一次壓榨系統。從第三節榨螺到第七節榨螺的螺底直徑逐漸增大,形成第二次壓榨系統。第一、五節距圈為平距圈,第二、三、四、六節距圈為錐形距圈。榨螺和距圈的材料為20號鋼,技術要求是表面滲碳深度1.5～2mm,淬火硬度HRC55-62°，兩端面的不平行度不得大于0.015mm:100mm。 榨軸的轉速為 8 r/min 。ZX18型榨油機榨螺和距圈的規格見表4-5。ZY24型螺旋軸轉速15r/min。

圖2-22所示為ZX28型榨油機的螺旋軸，它有8節榨螺和7節襯圈，配用功率 90KW。ZY28榨軸轉速45r/min，配用電機Y315M1-8-75KW。

圖2-23所示為 ZX10型榨油機螺旋軸。它由榨軸、榨螺、鎖緊螺母、檔圈、調節螺栓和緊定螺母等零件組成。榨軸轉速27～35r/min，螺旋軸上共有7節榨螺，榨軸的中部有一條長平鍵，以固定套于榨軸上的各節榨螺。右端有一段長左旋螺紋，用以套上鎖緊螺母，固定榨螺使之不作軸向移動。鎖緊螺母和檔圈都是用來固定榨螺的，以使榨螺不作軸向移動，并使各節榨螺緊密配合。調節螺栓的作用是調節螺旋軸的軸向位置，以此調節抵餅圈和出餅圈之間的環形縫隙的寬度，控制出餅厚度。緊定螺母的作用是保證榨軸旋轉時調節螺栓不會自行松動而引起軸向位移，從而使出餅厚度保持均勻一致。

表4-5 ZX18型榨油機榨螺和距圈規格（單位：mm)

序號  名      稱   榨螺直徑  螺底直徑  螺紋外徑   螺距    榨螺內徑   備  注

1     第一節榨螺     225       120       176      241.3     78      雙頭螺紋

                                                  254.0

2       距圈         28        120                          78

3     第二節榨螺     170       120       176      171.5     78

4      錐形距圈      24       前100                         78      斜度4°46ˊ

后96

5     第三節榨螺     150       96        148      146.1      78    

6      錐形距圈      24       前96                          78      斜度10°37ˊ

                              后105       

7     第四節榨螺     126       105       148      123.8      78

8      錐形距圈      33.5     前105                         85      斜度8°30ˊ

                              后115

9     第五節榨螺     95        115                           85

10       距圈        30        115                           85

11    第六節榨螺     95        115       148       88.9      85

12     錐形距圈      24        115                           85     斜度4°46ˊ

13    第七節榨螺     75        119       148       69.9      85

 

2、榨籠

榨籠是螺旋榨油機另一個重要的部件。它通常由裝籠板、榨條、凸形榨條、壓板、刮刀、墊片、橫梁、螺栓等部件組成。將榨條按一定的順序裝砌在裝籠板的內圓面上，形成兩個結構和尺寸完全相同的半圓筒，再將兩個半圓筒裝合起來，外面用四根橫梁和若干根螺栓將其鎖緊，即形成榨籠。裝砌榨條時要在榨條間安放墊片,以形成榨條間縱向的流油縫隙。榨條間的墊片厚度應依據壓榨工藝（壓榨或預榨）、榨料的含油量、榨條的新舊程度進行選擇。若選擇不當，會影響出油效果和壓榨毛油中的含渣量。榨條需按一定的方向裝砌，裝好后應使榨籠內表面具有“棘性”且使“棘性”順著螺旋軸旋轉的方向。榨條的“棘性”安裝是為了增大榨料與榨籠內壁間的磨擦力，減少榨料的隨軸旋轉作用。如果榨條的“棘性”方向裝錯，會導致榨料堵塞榨條縫隙而難于出油。為避免榨料的隨軸旋轉，在兩個半片榨籠裝合時，在兩面接合處裝進兩根和整個榨籠面同長的刮刀，其凸出的刮刀齒伸入榨膛內榨軸上距圈的位置，阻止榨料的抱軸旋轉運動。

如圖2-24所示的ZX18型榨機的榨籠。ZX18型榨油機的榨籠內徑前段為180mm,后段為152mm,其中裝籠板有24塊。榨條有4段,第一段為短榨條,共44根,規格為178mm×19mm×1Omm。第二、三、四段為長榨條,共114根,規格為276mm×19mm×1Omm。在第一段榨條中還有兩根短凸形榨條,在后三段榨條中有6根長凸形榨條,它們均為鎖緊榨條。壓板的作用是壓緊榨條。對開圈的作用是對兩段直徑不同的榨籠進行過渡。油菜籽壓榨時，榨條間墊片厚度自進料段的第一段至出餅段的第四段依次為1.15、0.90、0.50、0.90mm。

國外生產的大型榨油機以及我國近年來生產的ZX28型榨油機采用了榨籠的鉸接結構，使清理榨膛、調整榨條縫隙、調換榨螺等工作無需卸下笨重的榨籠，大大減輕了裝拆的勞動強度，縮短了裝拆時間，如圖2-25所示。圖2-26所示是ZX28型榨油機的榨條、榨籠結構。

壓榨過程中由于多種摩擦作用而產生大量熱能。榨料的過熱將導致壓縮比的降低和油餅質量變壞，甚至嚴重影響壓榨效果。因此某些大型榨機配備有冷卻裝置。圖2-27所示是水冷夾套式榨籠的結構。

Anderson螺旋榨油機靠冷油噴淋榨籠進行冷卻。榨出的熱油在水冷式換熱器中冷卻到50℃左右,然后以132-189L/min的流量噴淋到露出的排油榨條上。冷油的噴淋不僅冷卻了榨籠，而且沖洗了榨籠表面的油渣，同時冷油的流動也覆蓋了榨籠暴露的排油表面，可防止由于新鮮熱油在榨籠上殘留過久而造成的空氣氧化。

上述為常見的一段橫榨籠結構型式，國外還有雙榨籠結構的螺旋榨油機，雙榨籠榨油機主要適用于高油分油料的壓榨。雙榨籠按其排列方式可分為直橫結構和橫橫疊置結構。如圖2-28所示是安迪生式雙級榨油機。第一個榨籠垂直放置在第二個橫置的主榨籠之上方，起到預壓榨和對橫榨籠強制喂料的作用。立軸通常比臥軸的轉速快，且與臥軸反方向轉動，這樣有助于油料從直立榨籠轉移到臥式榨籠。在壓榨高含油料時,通過第一級直立榨膛可提取50%的油脂,從而減輕了橫榨膛的負荷,使餅中殘油量達3%左右。此機型需配置臥式蒸炒設備。

榨籠的結構型式還可分為圓筒式榨籠、梯段式榨籠、分段組裝式榨籠三種。圓筒式榨籠的全長內徑一致，結構簡單，僅小型榨機中采用。梯段式榨籠的內徑按一定規律分梯段變化，但為了減小榨料在榨膛內運動時因截面突變而造成的阻力過大并簡化結構，通常只將進料段的內徑加大，其余區段的內徑一致。當榨籠較長時，為了裝拆方便，可將榨籠制成數段，即分段組裝式榨籠。

圖2-29所示是ZX10型榨油機圓筒榨籠結構。它包括榨籠殼、榨條、榨條圈、榨圈、出餅圈、壓緊螺母以及罩殼和接油盤等。榨籠殼用球墨鑄鐵制成，分上、下兩塊，用10根螺栓固定為一體。下榨籠殼內圓中間有一條平鍵，用以固定榨條圈和榨圈。榨籠前段是一個大榨條圈，16根榨條和一根鎖緊榨條呈圓環狀牢固地排列在榨條圈內。每根榨條有缺口的側面與相鄰榨條的平側面形成縱向的流油縫隙。在靠榨圈的榨條圈端面上開有220條徑向油槽，槽深約為0.4～0.7mm。榨籠后段是14只榨圈，其中的1～6號和8～14號榨圈的結構基本相同，其內圈呈鋸齒狀的特殊曲線形，其作用是使榨膛內形成不圓滑的曲面，以增大料胚在榨膛內的摩擦阻力和翻動程度，7號榨圈的內圈沒有曲線鋸齒。每只榨圈的一側端面為平面，另一面也與榨條圈一樣開有220條徑向油槽，該油槽與相鄰榨圈的平端面配合，形成流油縫隙。榨圈和榨條圈的下面均開有鍵槽，以與下榨籠殼中間的平鍵配合。榨條、榨圈、榨條圈都用20號優質碳素鋼制成，并經滲碳、淬火處理。經熱處理后表面硬度達HR56-62，具有較高的耐磨性。

前已所述，榨籠和螺旋軸相配合構成了榨膛，入榨料坯在榨膛內受到壓榨。那么榨膛的結構特征就取決于榨籠和螺旋軸的結構型式。不同的榨籠和螺旋軸可形成如圖2-30所示的四種榨膛型式：

圓筒榨籠和圓柱軸－其榨膛空間體積的變化是靠自進料端到出餅端螺旋軸上榨螺螺距的逐次減小來實現的，這種型式很少應用。

梯段式榨籠和無臺階軸－其榨膛空間體積的變化通過榨籠直徑縮小及榨螺螺距減小來實現。

圓筒榨籠和臺階軸－其榨膛空間體積的變化是由螺旋軸榨螺直徑改變及螺距減小實現的。

梯段式榨籠和臺階軸－其榨膛空間體積的變化是通過榨籠直徑縮小及螺旋軸榨螺直徑改變和螺距減小來實現的。

3、喂料裝置

除極少數的小型螺旋榨油機采用自然進料外，絕大多數機型都采用強制進料結構。其優點是喂料均勻，可防止“搭橋”，有利于進料段榨膛內榨料的預壓，同時也有利于榨生產量的提高。強制進料裝置的型式有：

開式料斗喂料器-用于無輔助蒸炒鍋的小型榨油機。如ZX10型榨機采用此種喂料型式。由于人工喂料及無保溫措施，故進料均勻程度及榨料入榨條件的控制都較差。

封閉直立式漿葉喂料器-凡裝備有層式蒸炒鍋的榨油機一般都采用此結構。如ZX18、ZY24型榨油機均采用此種喂料裝置。封閉直立式漿葉喂料器的上進料斗用來承接由榨油機蒸炒鍋排出的料坯，其中有一垂直于喂料軸的料門可以在平面上轉動,以控制榨機炒鍋的下料量。下進料斗便于操作人員觀察下料情況，喂料軸底部有螺旋葉可將料坯強制壓人榨油機的榨膛內。喂料軸的中心線與榨膛內螺旋軸的中心線不在同一平面,兩者稍有錯開以便于進料。此喂料裝置結構緊湊，操作觀察方便，但手控調節料門不易保證喂料量的均勻穩定。

變速螺旋輸送機喂料裝置-通過變速機構（如棘輪裝置或變速電機）來調整榨機進料量，有利于對榨料進行預壓和控制榨膛壓力的變化,提高單機處理量。但是若蒸炒鍋配置不當，榨料輸送過程會產生熱量和水分的散失。此裝置又有上部進料與側面進料兩種方式，而后者的強制性更好些。國外大型榨油機和我國的ZX28型和ZY28型均采用此種喂料型式。如圖2-19所示，喂料機構由水平螺旋輸送機和下端有螺旋葉的壓料軸及落料筒組成，螺旋輸送機的傳動由減速機獨立傳動，把蒸炒適宜的料胚均勻地直接送入喂料機構中。也可根據用戶需要，不配置輸送機而改為配置蒸炒鍋。

4、調餅裝置

調餅裝置是用來調節出餅厚度，并能隨之改變榨膛壓力的部件。不同機型有不同的調餅機構，但其基本結構和工作原理是一樣的，即通過調整錐形出餅圈和錐形抵餅頭所形成的環行縫隙的大小，實現對餅的厚度的調節。調餅裝置的型式有以下三種。

(1)可移調餅套式。在螺旋軸的出餅端上套有能沿軸向移動的抵餅頭，調餅裝置工作時，出餅圈和螺旋軸都不需軸向移動，僅靠套在螺旋軸上的抵餅頭沿軸向移動來改變抵餅頭與出餅圈的縫隙，從而改變出餅厚度。此種調餅裝置使榨軸受力情況良好，但不易在運轉時調節餅厚，且容易產生漏渣結死現象。目前我國定型榨機ZX18型、ZY24型均為此種調餅裝置。圖5-31所示是這種調餅裝置。由圖可以看出,校餅頭和固定在機身墻板上的出餅圈都呈錐形,因此,調節它們之間的間隙即可控制出餅厚度。校餅頭以螺紋與校餅頭后段相連接,在校餅頭后段還裝有三根打棒,它們沿圓周均布,其作用有兩個,一是將從出餅圈出來的餅塊打碎,二是將校餅頭后段與墊圈連接在一起。墊圈的凹槽與對開圈內圈的突出部分嵌在一起,對開圈又用六個螺栓與調餅盤相連接。校餅盤用平鍵與梯形螺紋圓螺母相連接,而梯形螺紋圓螺母再與梯形螺紋軸套相配合,軸套又以平鍵與榨軸連接,這樣就可以使它們既能沿軸向移動,也可以隨軸一起轉動。另外,軸套還以平鍵與墊圈相連接,而平鍵上開有兩個螺孔,并用沉頭螺釘將墊圈與其緊固在一起,這樣就可保證墊圈與平鍵一起在軸套外緣的鍵槽內滑動。此調餅裝置工作時,出餅圈和榨軸無須作軸向移動,只需扳動調餅盤,就可使校餅頭在軸上作軸向移動,通過改變校餅頭與出餅圈的縫隙來改變出餅厚度。

 (2)整軸移動式。調餅裝置工作時，抵餅頭和螺旋軸呈一體沿軸向移動，通過改變抵餅頭與出餅圈的縫隙來調節出餅厚度。此調餅裝置可以在開車過程中調節餅厚，方便省力。但榨軸受軸向力較大，且只適用于圓筒形、無刮刀榨膛的小型榨油機。ZX10型榨機采用此種調餅裝置。ZX10型榨油機螺旋軸的喂料端有一平鍵與齒輪箱中的大齒輪內孔相配合，軸隨齒輪轉動且可在大齒輪內作水平的軸向移動。

(3)可移出餅套式。調餅裝置工作時，抵餅頭和螺旋軸都不移動，只調整出餅圈作軸向移動，從而調節出餅厚度。這種調餅裝置的優點在于可使機構的動作與榨軸脫離關系，故榨軸受力情況良好，且能在開車過程中調節餅厚，也容易配置電動機構或液壓系統，其缺點是機構復雜，如圖2-32所示。國外大型榨機和我國的ZX28型和ZY28型均采用此種調餅裝置。

5、傳動裝置

常見的型式是，螺旋軸、榨機炒鍋攪拌軸、喂料軸等部分的轉動由一個電機通過一系列的皮帶和齒輪的傳動及變速來實現。為了使傳動美觀緊湊，有些榨油機也采用螺旋軸、喂料軸及蒸炒鍋攪拌軸分別由電機單機傳動。在大型榨油機上，也逐漸采用了變速電機和高效減速機以利于榨油機進料量的調整及生產能力的調整。

目前,螺旋榨油機的發展趨勢是單機生產量大型化及生產過程中調節的自動化。如國外大型榨油機的單機生產量可達400噸/日以上。

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