摘要：糖廠壓榨機(jī)為扭矩較大的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，動(dòng)力由減速器通過(guò)聯(lián)軸器傳遞給壓榨機(jī)的壓榨輥。糖廠壓榨機(jī)工作時(shí)載荷較大，容易造成壓榨輥的軸線誤差，減速器的輸出軸和壓榨輥的同軸度很差，因此該處聯(lián)軸器的選擇至關(guān)重要。文章探討應(yīng)用一種柔性聯(lián)軸器代替?zhèn)鹘y(tǒng)糖廠壓榨機(jī)應(yīng)用的方軸聯(lián)軸器，從而使糖廠壓榨機(jī)的節(jié)能效率和安全性得到提升。

關(guān)鍵詞：糖廠壓榨機(jī)；柔性聯(lián)軸器；減速器；輸出軸；壓榨輥 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TS24 文章編號(hào)：1009-2374（2015）19-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.028

我國(guó)食糖生產(chǎn)的主要原料為甘蔗，而采用壓榨的方式從甘蔗中提取甘蔗汁是當(dāng)前我國(guó)糖廠普遍的生產(chǎn)方式。在糖廠中，把甘蔗經(jīng)過(guò)預(yù)處理破碎撕成絲狀后送到壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨，從而獲得甘蔗汁。因此，壓榨機(jī)成為我國(guó)甘蔗糖廠必不可少的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，壓榨機(jī)的主要工作部件為壓榨輥，壓榨機(jī)通過(guò)壓榨輥擠榨出甘蔗汁。壓榨機(jī)的動(dòng)力通常由電動(dòng)機(jī)提供，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較快、扭矩相對(duì)較小，需通過(guò)一個(gè)減速器降低轉(zhuǎn)速增加動(dòng)力扭矩，然后再由減速器輸出軸把動(dòng)力傳遞給壓榨機(jī)的壓榨輥。甘蔗糖廠壓榨機(jī)屬于動(dòng)載荷大型設(shè)備，其設(shè)備本身存在不可忽視的制造誤差、裝配誤差以及安裝誤差等，這些誤差導(dǎo)致減速器輸出軸和壓榨輥的同軸度很差，對(duì)設(shè)備整體效率、可靠性、使用壽命大大不利。國(guó)內(nèi)某糖廠解決這個(gè)問(wèn)題的傳統(tǒng)方法是在減速器輸出軸和壓榨輥之間設(shè)置一個(gè)方形聯(lián)軸器，而方形聯(lián)軸器由于自身結(jié)構(gòu)的局限性存在著一些不足，本文提出用柔性聯(lián)軸器代替方聯(lián)軸器的方案對(duì)其進(jìn)行改善。

1 糖廠壓榨機(jī)應(yīng)用的傳統(tǒng)聯(lián)軸器

在我國(guó)，壓榨機(jī)為糖廠的必不可少的生產(chǎn)設(shè)備，其由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)減速器，然后再由減速器輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)壓榨輥。制糖壓榨機(jī)的這種聯(lián)軸器傳統(tǒng)意義上有兩種類型：方軸剛性聯(lián)軸器和萬(wàn)向軸聯(lián)軸器。其中前者有以下缺點(diǎn)：相對(duì)位移補(bǔ)償范圍過(guò)小，會(huì)有較大的附著力產(chǎn)生，當(dāng)壓榨機(jī)進(jìn)料量不均勻時(shí)，即負(fù)載突變時(shí)易損壞聯(lián)軸器，且更換繁瑣、時(shí)間長(zhǎng)。后者雖然補(bǔ)償范圍大，但是其缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、不容易安裝。因此，傳統(tǒng)意義上方軸聯(lián)軸器為糖廠壓榨機(jī)的主流，但是方軸聯(lián)軸器由于其自身的缺陷，越來(lái)越不能滿足當(dāng)前糖廠的需求。

2 柔性聯(lián)軸器

1.左半聯(lián)軸器；2.主鋼絲繩；3.浮動(dòng)連接塊；

4.右半聯(lián)軸器；5.輔鋼絲繩

圖1 柔性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖

柔性聯(lián)軸器主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要零部件有左半聯(lián)軸器、右半聯(lián)軸器、浮動(dòng)連接塊、主鋼絲繩和輔鋼絲繩等。通常情況下，柔性聯(lián)軸器的左半聯(lián)軸器和減速器輸出軸連接，右半聯(lián)軸器和壓榨機(jī)的壓榨輥連接，而鋼絲繩連接浮動(dòng)連接塊與左半聯(lián)軸器、右半聯(lián)軸器。壓榨機(jī)工作時(shí)，動(dòng)力通過(guò)減速器傳遞給左半聯(lián)軸器，左半聯(lián)軸器通過(guò)鋼絲繩把動(dòng)力傳遞給右半聯(lián)軸器，然后右半聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)壓榨輥進(jìn)行工作。鋼絲繩由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以允許有較大的變形，因此可以使減速器輸出軸與壓榨輥之間的同軸度誤差消除，使壓榨機(jī)工作在良好的工況之下。相對(duì)于方軸聯(lián)軸器，柔性聯(lián)軸器有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）柔性聯(lián)軸器的強(qiáng)度好、耐大沖擊載荷；（2）柔性聯(lián)軸器安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，可以大大節(jié)約安裝維護(hù)所用的時(shí)間及人力物力；（3）柔性聯(lián)軸器連接可靠性搞，且其旋向可調(diào)范圍大；（4）柔性聯(lián)軸器具有很大的同軸度誤差補(bǔ)償量，可以使電動(dòng)機(jī)工作電流穩(wěn)定，這樣既降低了能耗，又使電動(dòng)機(jī)的壽命得到延長(zhǎng)；（5）壓榨機(jī)工作時(shí)，壓榨輥的頂輥通常有30mm內(nèi)的浮動(dòng)量，而柔性聯(lián)軸器允許的偏移量為±50mm，因此可以完全消除頂輥浮動(dòng)給設(shè)備帶來(lái)的問(wèn)題。而傳統(tǒng)的方軸聯(lián)軸器卻沒(méi)有這個(gè)補(bǔ)償功能，當(dāng)壓榨機(jī)載荷不均勻時(shí)容易導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)、減速器和聯(lián)軸器的損壞。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

通過(guò)前文分析可知，柔性聯(lián)軸器要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于方軸聯(lián)軸器。因此我們決定在某糖廠進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)，以驗(yàn)證柔性聯(lián)軸器的功效。為了方便對(duì)比，我們用柔性聯(lián)軸器代替該糖廠1號(hào)壓榨機(jī)、2號(hào)壓榨機(jī)、5號(hào)壓榨機(jī)所用的方軸聯(lián)軸器（如圖2所示），而3號(hào)壓榨機(jī)和4號(hào)壓榨機(jī)保持原狀。

圖2 使用柔性聯(lián)軸器的壓榨機(jī)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和分析，我們發(fā)現(xiàn)使用柔性聯(lián)軸器的3臺(tái)壓榨機(jī)的振動(dòng)要大大低于使用方軸聯(lián)軸器的另2臺(tái)壓榨機(jī)，5臺(tái)壓榨機(jī)的振動(dòng)具體數(shù)據(jù)如表1所示。從表1中數(shù)據(jù)可知，使用柔性聯(lián)軸器可以使減速器輸入軸振動(dòng)幅度降低41%，輸出軸振動(dòng)幅度降低53%，這將使電動(dòng)機(jī)和減速器的工況得到很大改善，降低它們損壞的概率。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，3號(hào)和4號(hào)壓榨機(jī)的減速器輸出軸已經(jīng)有潤(rùn)滑油泄露的現(xiàn)象，而1號(hào)、2號(hào)和5號(hào)壓榨機(jī)的減速器卻沒(méi)有，這足以說(shuō)明柔性聯(lián)軸器的使用能很好地吸收壓榨輥傳遞過(guò)來(lái)的沖擊載荷，方軸聯(lián)軸器卻不具備這個(gè)功能。

表1 壓榨機(jī)的振動(dòng)數(shù)據(jù)

壓榨機(jī)

序號(hào)

振動(dòng)

數(shù)據(jù) 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) 4號(hào) 5號(hào)

減速機(jī)輸入軸（mm） 2.7 2.0 3.9 4.0 2.3

減速機(jī)輸出軸（mm） 0.9 0.7 1.6 1.9 0.9

聯(lián)軸器類型 柔性聯(lián)軸器 柔性聯(lián)軸器 方軸聯(lián)軸器 方軸聯(lián)軸器 柔性聯(lián)軸器

電動(dòng)機(jī)所消耗的電能與載荷相關(guān)，當(dāng)載荷多變有沖擊的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)輸入電流大小有波動(dòng)，這對(duì)電動(dòng)機(jī)的壽命和節(jié)能是大大不利的。表2為該糖廠壓榨機(jī)使用柔性聯(lián)軸器和沒(méi)有使用柔性聯(lián)軸器之前能耗的對(duì)比，從表2中可以看出糖廠在使用柔性聯(lián)軸器后，能耗降低20%以上，僅此一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益就非常可觀。

表2 實(shí)用柔性聯(lián)軸器前后糖廠能耗對(duì)比

時(shí)間

項(xiàng)目 12月上旬 12月中旬 12月下旬 1月上旬 1月中旬 1月下旬 2月上旬 2月中旬 2月下旬

方軸聯(lián)軸器

（度/噸）

（2013～2014年） 1.11 1.11 1.10 1.19 1.26 1.26 1.31 1.26 1.22

柔性聯(lián)軸器

（度/噸）

（2014～2015年） 0.90 0.81 0.88 0.88 0.91 0.90 1.03 0.94 1.03

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出應(yīng)用柔性聯(lián)軸器代替糖廠傳統(tǒng)壓榨機(jī)的方軸聯(lián)軸器，相比較而言，柔性聯(lián)軸器具有耐沖擊、安裝維護(hù)方便、可靠性高、偏差調(diào)整范圍大等優(yōu)點(diǎn)，且在實(shí)際使用過(guò)程中可以大大改善糖廠壓榨機(jī)的工況，提高其關(guān)鍵設(shè)備的使用壽命，降低整機(jī)能耗。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳維均，許斯欣.甘蔗制糖原理與技術(shù)——甘蔗提汁[M].南寧：廣西輕工業(yè)出版社，2001.

[2] 阮毅.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

作者簡(jiǎn)介：丁潤(rùn)聲（1964-），男，廣西賓陽(yáng)人，南寧糖業(yè)股份有限公司中級(jí)工程師，研究方向：制糖廠的制糖機(jī)械設(shè)備技術(shù)研究及管理。

（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint