ZJL系列柔性聯軸器在糖廠壓榨機中的應用

摘要：糖廠壓榨機為扭矩較大的旋轉機械，動力由減速器通過聯軸器傳遞給壓榨機的壓榨輥。糖廠壓榨機工作時載荷較大，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，因此該處聯軸器的選擇至關重要。文章探討應用一種柔性聯軸器代替傳統糖廠壓榨機應用的方軸聯軸器，從而使糖廠壓榨機的節能效率和安全性得到提升。

關鍵詞：糖廠壓榨機；柔性聯軸器；減速器；輸出軸；壓榨輥 文獻標識碼：A

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

我國食糖生產的主要原料為甘蔗，而采用壓榨的方式從甘蔗中提取甘蔗汁是當前我國糖廠普遍的生產方式。在糖廠中，把甘蔗經過預處理破碎撕成絲狀后送到壓榨機進行壓榨，從而獲得甘蔗汁。因此，壓榨機成為我國甘蔗糖廠必不可少的關鍵生產設備，壓榨機的主要工作部件為壓榨輥，壓榨機通過壓榨輥擠榨出甘蔗汁。壓榨機的動力通常由電動機提供，由于電動機的轉速較快、扭矩相對較小，需通過一個減速器降低轉速增加動力扭矩，然后再由減速器輸出軸把動力傳遞給壓榨機的壓榨輥。甘蔗糖廠壓榨機屬于動載荷大型設備，其設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，這些誤差導致減速器輸出軸和壓榨輥的同軸度很差，對設備整體效率、可靠性、使用壽命大大不利。國內某糖廠解決這個問題的傳統方法是在減速器輸出軸和壓榨輥之間設置一個方形聯軸器，而方形聯軸器由于自身結構的局限性存在著一些不足，本文提出用柔性聯軸器代替方聯軸器的方案對其進行改善。

1 糖廠壓榨機應用的傳統聯軸器

在我國，壓榨機為糖廠的必不可少的生產設備，其由電動機拖動減速器，然后再由減速器輸出軸通過聯軸器驅動壓榨輥。制糖壓榨機的這種聯軸器傳統意義上有兩種類型：方軸剛性聯軸器和萬向軸聯軸器。其中前者有以下缺點：相對位移補償范圍過小，會有較大的附著力產生，當壓榨機進料量不均勻時，即負載突變時易損壞聯軸器，且更換繁瑣、時間長。后者雖然補償范圍大，但是其缺點在于結構復雜、成本高、不容易安裝。因此，傳統意義上方軸聯軸器為糖廠壓榨機的主流，但是方軸聯軸器由于其自身的缺陷，越來越不能滿足當前糖廠的需求。

2 柔性聯軸器

1.左半聯軸器；2.主鋼絲繩；3.浮動連接塊；

4.右半聯軸器；5.輔鋼絲繩

圖1 柔性聯軸器結構示意圖

柔性聯軸器主要結構如圖1所示，其主要零部件有左半聯軸器、右半聯軸器、浮動連接塊、主鋼絲繩和輔鋼絲繩等。通常情況下，柔性聯軸器的左半聯軸器和減速器輸出軸連接，右半聯軸器和壓榨機的壓榨輥連接，而鋼絲繩連接浮動連接塊與左半聯軸器、右半聯軸器。壓榨機工作時，動力通過減速器傳遞給左半聯軸器，左半聯軸器通過鋼絲繩把動力傳遞給右半聯軸器，然后右半聯軸器驅動壓榨輥進行工作。鋼絲繩由于自身結構特點，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，使壓榨機工作在良好的工況之下。相對于方軸聯軸器，柔性聯軸器有以下優點：（1）柔性聯軸器的強度好、耐大沖擊載荷；（2）柔性聯軸器安裝方便，維護簡單，可以大大節約安裝維護所用的時間及人力物力；（3）柔性聯軸器連接可靠性搞，且其旋向可調范圍大；（4）柔性聯軸器具有很大的同軸度誤差補償量，可以使電動機工作電流穩定，這樣既降低了能耗，又使電動機的壽命得到延長；（5）壓榨機工作時，壓榨輥的頂輥通常有30mm內的浮動量，而柔性聯軸器允許的偏移量為±50mm，因此可以完全消除頂輥浮動給設備帶來的問題。而傳統的方軸聯軸器卻沒有這個補償功能，當壓榨機載荷不均勻時容易導致電動機、減速器和聯軸器的損壞。

3 現場試驗

通過前文分析可知，柔性聯軸器要遠遠優于方軸聯軸器。因此我們決定在某糖廠進行實地試驗，以驗證柔性聯軸器的功效。為了方便對比，我們用柔性聯軸器代替該糖廠1號壓榨機、2號壓榨機、5號壓榨機所用的方軸聯軸器（如圖2所示），而3號壓榨機和4號壓榨機保持原狀。

圖2 使用柔性聯軸器的壓榨機

通過現場數據的采集和分析，我們發現使用柔性聯軸器的3臺壓榨機的振動要大大低于使用方軸聯軸器的另2臺壓榨機，5臺壓榨機的振動具體數據如表1所示。從表1中數據可知，使用柔性聯軸器可以使減速器輸入軸振動幅度降低41%，輸出軸振動幅度降低53%，這將使電動機和減速器的工況得到很大改善，降低它們損壞的概率。同時我們還發現經過一段時間的運行，3號和4號壓榨機的減速器輸出軸已經有潤滑油泄露的現象，而1號、2號和5號壓榨機的減速器卻沒有，這足以說明柔性聯軸器的使用能很好地吸收壓榨輥傳遞過來的沖擊載荷，方軸聯軸器卻不具備這個功能。

表1 壓榨機的振動數據

壓榨機

序號

振動

數據 1號 2號 3號 4號 5號

減速機輸入軸（mm） 2.7 2.0 3.9 4.0 2.3

減速機輸出軸（mm） 0.9 0.7 1.6 1.9 0.9

聯軸器類型 柔性聯軸器 柔性聯軸器 方軸聯軸器 方軸聯軸器 柔性聯軸器

電動機所消耗的電能與載荷相關，當載荷多變有沖擊的時候會導致電動機輸入電流大小有波動，這對電動機的壽命和節能是大大不利的。表2為該糖廠壓榨機使用柔性聯軸器和沒有使用柔性聯軸器之前能耗的對比，從表2中可以看出糖廠在使用柔性聯軸器后，能耗降低20%以上，僅此一項經濟效益就非常可觀。

表2 實用柔性聯軸器前后糖廠能耗對比

時間

項目 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 結語

本文提出應用柔性聯軸器代替糖廠傳統壓榨機的方軸聯軸器，相比較而言，柔性聯軸器具有耐沖擊、安裝維護方便、可靠性高、偏差調整范圍大等優點，且在實際使用過程中可以大大改善糖廠壓榨機的工況，提高其關鍵設備的使用壽命，降低整機能耗。

參考文獻

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

[2] 阮毅.電力拖動自動控制系統[M].北京：機械工業出版社，2010.

作者簡介：丁潤聲（1964-），男，廣西賓陽人，南寧糖業股份有限公司中級工程師，研究方向：制糖廠的制糖機械設備技術研究及管理。

（責任編輯：陳 倩）endprint