甘蔗壓榨機液壓傳動與加工工藝

◎邵偉斌（廣東省湛江華資糖業(yè)發(fā)展有限公司廣豐糖廠，廣東 湛江 524000）

甘蔗壓榨機液壓傳動與加工工藝

◎邵偉斌
（廣東省湛江華資糖業(yè)發(fā)展有限公司廣豐糖廠，廣東 湛江 524000）

甘蔗壓榨機液壓傳動比傳統(tǒng)的機械傳動壓榨機更能夠適應商業(yè)競爭的激烈環(huán)境，具有更多的優(yōu)勢。其具有重量輕、體積小和出力大的突出特點，有利于機械設備及其控制系統(tǒng)的微型化、小型化，并可進行大功率作業(yè)。壓榨機的壓榨量、功率消耗、抽出率、安全率等指標，都與施加的液壓力有關。其加工工藝也是在壓榨機液壓傳動的基礎上加工的，基于此，主要探討甘蔗壓榨機液壓傳動與加工工藝。

甘蔗壓榨機；液壓傳動系統(tǒng)；加工工藝

甘蔗制糖是我國南方一些省區(qū)的主要支柱產業(yè)，在我國糖類生產中占有較大比重，這說明了甘蔗制糖是產糖的主要方式。隨著同行產業(yè)的發(fā)展，糖廠也不斷地在向高技術現代化、高度自動化和大型化靠攏，這種高功率的作業(yè)就需要高質量的設備配合。在糖廠中，帶動壓榨機組的原動機有各種不同的型式，如蒸汽機、電動機及汽輪機。每類原動機都有其優(yōu)缺點，究竟采用哪一種原動機作為機組的動力設備才適當，應按具體情況作具體分析，不應絕對肯定或否定。糖廠壓榨機原動機的選擇應從原動機的結構、性能、熱效率、設備投資來考慮，也需比較設備的操作管理及維修。此外，還必須指出，糖廠的工藝過程常用大量低壓蒸汽[1]。原動機的廢汽可供其他設備加熱之用，但廢汽的壓力、數量和質量如何，亦應作全面的考察。而甘蔗壓榨機在糖業(yè)加工中的提汁工序中起了關鍵作用，所以，對新型的符合生產需求的液壓傳動系統(tǒng)的分析研究就十分必要。

1　甘蔗壓榨機的工作特點

甘蔗壓榨機工作特點為低速重載單向連續(xù)運轉，榨輥工作轉速一般為6～10 r/min，每年連續(xù)工作時間為l20 d左右，工作性質比較平穩(wěn)，有中等沖擊載荷。由于甘蔗季節(jié)性、時間性強，因此要求傳動裝置具有足夠的壽命和高的可靠度。壓榨機頂輥是隨進入壓榨機的蔗層厚薄而升降的，升高值約為0.01～0.02 D（D為壓榨輥公稱直徑），壓榨機頂蓋設有液壓裝置，使頂輥在升降時仍能保持穩(wěn)定的壓力。因此，傳動裝置輸出軸與壓榨機頂輥軸聯(lián)接必須采用撓性聯(lián)軸器。

甘蔗壓榨機基本型式是臥式的三輥壓榨機，由3個壓榨輥即頂輥、前輥、后輥，底梳(托渣板)和機架組成品字形結構。頂輥上有液壓裝置，并與蓄能器聯(lián)接，以保持對頂輥施加穩(wěn)定的壓力。目前，還有一種五輥壓榨機，它在三輥壓榨機前又增設二輥壓榨機，目的是提高單臺壓榨機甘蔗抽出率。按驅動榨輥方式不同分為2種結構型式：一種是單入軸壓榨機，其特點是壓榨機本身自帶驅動榨輥的三星齒輪，傳動裝置與頂輥聯(lián)接并驅動頂輥，然后通過壓榨機輥端三星齒輪驅動下輥；另一種結構型式是入軸壓榨機，其特點是壓榨機本身不帶三星齒輪，而依靠獨立的三星齒輪分配箱的3個輸出軸驅動壓榨機3個榨輥[2]。

2　甘蔗壓榨機的液壓傳動

液壓傳動甘蔗壓榨機是在進入20世紀80年代以后才開始適用于制糖廠的，是利用液壓調速回路的原理來驅動液壓馬達的，并帶動榨輥運行。為了便于安裝和調速，液壓傳動系統(tǒng)會采取模塊化的結構。若負載增大，為了滿足要求，保證設備的平穩(wěn)運行，液壓傳動系統(tǒng)的郵壓會相應地增高，從而保護設備不受損害。

壓榨輥軸端的傳動齒輪稱為三星齒輪。頂輥三星齒輪分別與前、后輥齒輪嚙合。原動機傳動裝置通過聯(lián)軸器和方軸帶動頂輥，再通過三星齒輪使前后輥一齊轉動。榨蔗時由于頂輥隨蔗層厚度變化而升降，蔗層厚時，輥距變大；蔗層薄時，輥距變小。因三個輥子的磨耗和直徑有差別，以及各座榨機的前后輥開口不同等情況，使頂輥與前輥及頂輥與后輥的中心距經常發(fā)生變化，因此三星齒輪的齒形必須適應這一要求。通常使用漸開線長齒形圓柱齒輪，其齒型比一般的標準設計的齒輪的齒型長，齒數為14～21個。三星齒輪的材料通常為中碳鋼或合金鋼，加工后應進行熱處理，以提高齒面硬度和增強耐磨性能。在運行中，三星齒輪要注意潤滑，防止雜物及水混入油中，破壞潤滑油膜。方軸兩端各有一聯(lián)軸器，聯(lián)合傳動壓榨機，材料一個是鑄鋼，另一個是鑄鐵。如果壓榨機蔗層過厚或夾雜硬物而致頂輥上升過高，聯(lián)軸器超載，鑄鐵聯(lián)軸器首先破裂，保護壓榨機及原動機和減速設備。鑄鐵聯(lián)軸器還必須安裝一個鋼制的保護箍，以防鑄鐵聯(lián)軸器在超載破裂時，不至于跌下傷及操作人員和砸壞設備。液壓傳動式的壓榨機之所以優(yōu)于傳統(tǒng)的壓榨機，是因為液壓馬達在其中起了關鍵作用。液壓馬達是把液體的壓力能轉換為機械能的裝置，其可以做液壓泵用，液壓泵也可作液壓馬達用，但在不同的情況下，其兩者還是有差別的。

2.1液壓馬達的特點

特點如下：①一般來說，液壓馬達需要正反轉，所以其內部結構是對稱的；②液壓馬達為了在極寬的轉速范圍內正常工作，是要用液動軸承或者靜壓軸承；③液壓馬達具有較大的起動扭轉性

2.2液壓馬達的類型

液壓馬達有多種結構形式：齒輪馬達、葉片馬達、軸向柱塞馬達、曲軸連桿馬達、靜壓平衡馬達和多作用內曲線馬達。其中，啟動性能最好的是多作用內曲線馬達，軸向柱塞馬達、曲軸連桿馬達和靜壓平衡馬達居中，葉片馬達較差，齒輪馬達性能最差。

雖然液壓馬達具有較好的運轉戰(zhàn)斗力，但在不注意的情況下也很容易出現問題，比如低速運轉。液壓馬達在低速時會出現爬行現象。其主要原因是摩擦力的大小不穩(wěn)定。一般摩擦力是隨著速度的增大而增大的，但對于在靜止和低速區(qū)域工作的馬達來說，其內部的摩擦阻力在工作速度增大時會減少，從而形成了“負特性”的阻力。此外，液壓馬達之所以能夠被推動是因為液壓油被壓縮后的壓力升高，負載也是同樣的。所以，液壓馬達時動時停的狀態(tài)就是爬行狀態(tài)。總的來說，液壓傳動式甘蔗壓榨機中的馬達起著關鍵作用。

3　甘蔗壓榨機的加工工藝

由第一、第二座壓榨機加工出的混合汁用無阻塞泵直接泵送至曲篩頂部的入汁箱。入汁箱里有擋板起緩沖作用，使含有蔗屑的蔗汁較為平穩(wěn)地從壩頂溢流落下，以一定的流速進入弧形篩面。弧狀篩面迫使物料作圓周運動，因而蔗汁具有一定的離心力，蔗汁經篩條間隙落入貯汁箱，而蔗渣則沿著篩面向下滑移。蔗渣越向下移，傾角越小，所以蔗渣落下時，速度漸慢，當接近卸出口時，要靠上面落下的蔗屑推動，才能卸離篩面，這樣可使蔗屑有較長的停留時間，以使其中的蔗汁盡量排出[3]。

安裝越篩時，溢流面必須水平，以使蔗汁呈水簾狀均勻流下。使用時應保持來汁均勻，要選擇流量和壓力適當的無阻塞泵。壓力和流量太大時，會引起來汁不勻，使濾出的蔗渣含汁量增多；流量太小，又易于堵塞篩孔。曲篩的優(yōu)點是無運動元件，不需動力，結構簡單，安全可靠和維修方便。其缺點是篩后的蔗屑含汁量較大，返回壓榨機復榨時，對榨機的生產能力和排汁有一定影響。一般把這些篩后的蔗屑通過螺旋輸送槽排入第二臺壓榨機。近年來，開始推廣使用一種圓網曲篩。曲篩做成圓筒狀，直徑為1.0～1.5 m，長約2.0 m。圓篩筒的安裝傾斜角為3o～5o，轉速為10～15 r/min?；旌现蔁o阻塞泵送至圓篩筒內，從混合汁管的出汁口噴淋到圓篩網的篩面上。蔗汁通過篩條的間隙流落到下面的貯汁箱內，蔗屑則自旋轉篩筒內較高的一端在自重的作用下逐漸推移至圓篩筒的低端，而被排出篩筒外。

圓網曲篩是旋轉的，蔗汁在篩筒內產生的離心力比較大，排汁能力強。同時，圓篩筒的安裝傾斜角比較小，蔗渣在篩筒內停留的時間比較長，使蔗渣中含有的蔗汁能充分排走，因此混合汁用圓網曲篩過濾后的蔗屑，含汁量比較少，處理能力也比較高。其缺點是耗用動力，依靠機械傳動，結構較復雜，在旋轉篩筒的作用下，蔗渣與篩條之間的摩擦力比較大，銅篩條易磨損。一般采用較高的速度。而在末座壓榨機，由于蔗層經多次壓榨，變得較細碎，拉力減少，進料也常感困難，因此也需要較高的速度。至于中間的壓榨機，一般進料較好，可適當用較低速度，以延長壓榨時間和提高抽出率[4]。

4　結語

壓榨機工的任務就是在保證壓榨機設備安全運轉，在均衡完成每小時的計劃榨蔗數量的基礎上，盡量提高壓榨抽出率，嚴格控制滲浸水量，降低蔗渣水分，

提高經濟效益。為確保完成生產安全率、榨蔗量和抽出率三大指標，必須嚴格執(zhí)行各項規(guī)章制度和操作規(guī)程，加強對設備的維護檢查，提高設備檢修質量。

[1]李銘英，何益蓋.甘蔗壓榨機裝嵌新技術的原理與經濟效益分析[J].廣西蔗糖，2013（2）：24-28.

[2]S.T.INSKIP，麻少瑩.甘蔗預處理的優(yōu)化技術[J].廣西蔗糖，2013（2）：46-52.

[3]金廷毅.大中型甘蔗制糖壓榨機組油壓系統(tǒng)的設計與改造[J].現代物業(yè)，2011（8）：217-219.

[4]秦健南，葉權圣，黃爽，等.甘蔗糖廠壓榨高位槽料位自動控制的研究[J].輕工科技，2012（8）：55-56.

Hydraulic Transmission and Processing Technology of Sugarcane Press

Shao Weibin
（Zhanjiang，Guangdong Province，China Owned Sugar Development Co. Ltd. of Guangfeng sugar，Zhanjiang 524000，China）

Compared with the traditional mechanical drive，Sugarcane mill hydraulic transmission can adapt to the fierce competition in the business environment，and has more advantages. It has the advantages of light weight，small volume and large output of the prominent characteristics，is conducive to the mechanical equipment and control system miniaturization，miniaturization，and high power operation. Crush press，the power consumption，the rate of extraction，the safety factor and other indicators，are related with the hydraulic pressure applied. Processing technology is based on a hydraulic press drive on processing，based on this，this article focused on the sugar cane crushing machine hydraulic transmission and processing technology.

Sugarcane crushing machine； Hydraulic transmission system； Processing technology

TS243.11；TH137

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.04.026