双螺杆榨油机空余体积与压力关系的建模与分析

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1、包装与食品机械2013年第31卷第5期设计计算双螺杆榨油机空余体积与压力关系的建模与分析122伍毅，张学阁，阮竞兰(1．河南工业大学继续教育学院，郑州450052;2．河南工业大学机电工程学院，郑州450007)摘要:为探讨双螺杆榨油机榨膛内空余体积与压力之间的关系，通过数学建模的方法，分析和建立了双螺杆榨油机空余体积与压力的数学模型，利用Pro/E软件进行了仿真模拟与对比，并在ANSYS模拟数据的基础上，以压缩比为桥梁，给出了榨膛内空余体积与压力之间的变化规律。关键词:双螺杆榨油机;空余体积;压缩比;压力中图分类号:TS223．3文献标识码:A文章编号:

2、1005－1295(2013)05－0022－04doi:10．3969/j．issn．1005－1295．2013．05．006ModelingandAnalysisoftheＲelationshipbetweenFreeVolumeandPressureintheTwin-screwPress122WUYi，ZHANGXue-ge，ＲUANJin-lan(1．SchoolofContiuningEducation，HenanUniversityofTechnology，Zhengzhou450052，China;2．CollegeofMechanica

3、landEngineering，HenanUniversityofTechnology，Zhengzhou450007，China)Abstract:Tostudytherelationshipbetweenfreevolumeandpressureinthesqueezingchamberofthetwin-screwpress，thepapernotonlyanalysesandestablishesthemathematicalmodelofthefreevolumeandthepressureinthesqueezingchamber，butals

4、outilizesPro/Esoftwarefortheanaloguesimulationandcon-trastwiththefirstmathematicalmodel．Afterthat，basedonthesimulateddataofANSYSandinthemediumofratio，thepaperobtainsthechangingrulesbetweenthefreevolumeandpressureinthesqueezingchamber．Keywords:twin-screwpress;freevolume;ratio;press

5、ure体积的改变可迅速导致榨膛内的压力发生变化，0引言从而对榨膛内的压力产生重要的影响。因此，探讨榨膛内压力参数与榨膛内空余体积之间的相互双螺杆榨油机因其极高的压缩比，多级压缩联系，准确地计算和分析榨膛内空余体积的大小，方式，强大的径向推进输送能力以及出油率较高、是一个在设计双螺杆榨油机过程中值得我们关注［1－2］干饼残油率较低等优越的特性而备受行业的关的问题。注。在植物油的制取过程中，油料在榨膛内受到强力地挤压和剪切作用而变形破裂，使油料细胞1榨膛空余体积的建模分析内的油脂分子分离化为油滴并在榨膛内压力作用下，通过排油缝隙被挤压出机外。由于双螺杆的1．1

6、榨膛的空余体积设计理念，使得双螺杆榨油机在工作过程中，榨膛图1所示为单段榨螺所对应的榨膛结构示意收稿日期:2013－08－21;修稿日期:2013－08－27基金项目:国家"十二五"科技支撑计划项目(2012BAD34B06)作者简介:伍毅(1958－)，男，副教授，主要研究方向为基础数学及应用。通信作者:阮竞兰(1958－)，女，教授，主要研究方向为粮食机械理论，通信地址:450007河南郑州市中原西路195号河南工业大学机电工程学院，E-mail:ruanjl@126．com。22双螺杆榨油机空余体积与压力关系的建模与分析———伍毅，张学阁，阮竞兰图。

7、在榨笼内壁所构成的空间内，按要求放置两1．2．2榨螺参数与体积的关系根运动方向相反的旋转榨螺，榨笼的内壁与两根由图1看出，榨笼内部放置的两根榨螺，除榨螺外壁所组成的几何空间，就构成此段双螺杆运动方向相反外，其两根榨螺的基本参数和体榨油机的榨膛;榨笼内壁与榨螺外壁所包含的空积是相同的。另外，双螺杆榨油机在工作过程［3］间体积，即为此段榨螺所对应的空余体积。所中，两根螺杆之间不允许发生干涉，故在确定以，榨膛空余体积的数值就是榨笼内壁所包含的榨螺体积时，只需根据一根榨螺的情况分析榨体积与两根榨螺的体积之差。螺参数与体积的关系。如图3所示，榨螺参数包括根径D1、外

8、径D2、螺距s、推面倾角α(α≥［4］0～30°)、背面倾角β(β