ZJL系列柔性联轴器在糖厂压榨机中的应用

摘要：糖厂压榨机为扭矩较大的旋转机械，动力由减速器通过联轴器传递给压榨机的压榨辊。糖厂压榨机工作时载荷较大，容易造成压榨辊的轴线误差，减速器的输出轴和压榨辊的同轴度很差，因此该处联轴器的选择至关重要。文章探讨应用一种柔性联轴器代替传统糖厂压榨机应用的方轴联轴器，从而使糖厂压榨机的节能效率和安全性得到提升。

关键词：糖厂压榨机；柔性联轴器；减速器；输出轴；压榨辊 文献标识码：A

中图分类号：TS24 文章编号：1009-2374（2015）19-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.028

我国食糖生产的主要原料为甘蔗，而采用压榨的方式从甘蔗中提取甘蔗汁是当前我国糖厂普遍的生产方式。在糖厂中，把甘蔗经过预处理破碎撕成丝状后送到压榨机进行压榨，从而获得甘蔗汁。因此，压榨机成为我国甘蔗糖厂必不可少的关键生产设备，压榨机的主要工作部件为压榨辊，压榨机通过压榨辊挤榨出甘蔗汁。压榨机的动力通常由电动机提供，由于电动机的转速较快、扭矩相对较小，需通过一个减速器降低转速增加动力扭矩，然后再由减速器输出轴把动力传递给压榨机的压榨辊。甘蔗糖厂压榨机属于动载荷大型设备，其设备本身存在不可忽视的制造误差、装配误差以及安装误差等，这些误差导致减速器输出轴和压榨辊的同轴度很差，对设备整体效率、可靠性、使用寿命大大不利。国内某糖厂解决这个问题的传统方法是在减速器输出轴和压榨辊之间设置一个方形联轴器，而方形联轴器由于自身结构的局限性存在着一些不足，本文提出用柔性联轴器代替方联轴器的方案对其进行改善。

1 糖厂压榨机应用的传统联轴器

在我国，压榨机为糖厂的必不可少的生产设备，其由电动机拖动减速器，然后再由减速器输出轴通过联轴器驱动压榨辊。制糖压榨机的这种联轴器传统意义上有两种类型：方轴刚性联轴器和万向轴联轴器。其中前者有以下缺点：相对位移补偿范围过小，会有较大的附着力产生，当压榨机进料量不均匀时，即负载突变时易损坏联轴器，且更换繁琐、时间长。后者虽然补偿范围大，但是其缺点在于结构复杂、成本高、不容易安装。因此，传统意义上方轴联轴器为糖厂压榨机的主流，但是方轴联轴器由于其自身的缺陷，越来越不能满足当前糖厂的需求。

2 柔性联轴器

1.左半联轴器；2.主钢丝绳；3.浮动连接块；

4.右半联轴器；5.辅钢丝绳

图1 柔性联轴器结构示意图

柔性联轴器主要结构如图1所示，其主要零部件有左半联轴器、右半联轴器、浮动连接块、主钢丝绳和辅钢丝绳等。通常情况下，柔性联轴器的左半联轴器和减速器输出轴连接，右半联轴器和压榨机的压榨辊连接，而钢丝绳连接浮动连接块与左半联轴器、右半联轴器。压榨机工作时，动力通过减速器传递给左半联轴器，左半联轴器通过钢丝绳把动力传递给右半联轴器，然后右半联轴器驱动压榨辊进行工作。钢丝绳由于自身结构特点，可以允许有较大的变形，因此可以使减速器输出轴与压榨辊之间的同轴度误差消除，使压榨机工作在良好的工况之下。相对于方轴联轴器，柔性联轴器有以下优点：（1）柔性联轴器的强度好、耐大冲击载荷；（2）柔性联轴器安装方便，维护简单，可以大大节约安装维护所用的时间及人力物力；（3）柔性联轴器连接可靠性搞，且其旋向可调范围大；（4）柔性联轴器具有很大的同轴度误差补偿量，可以使电动机工作电流稳定，这样既降低了能耗，又使电动机的寿命得到延长；（5）压榨机工作时，压榨辊的顶辊通常有30mm内的浮动量，而柔性联轴器允许的偏移量为±50mm，因此可以完全消除顶辊浮动给设备带来的问题。而传统的方轴联轴器却没有这个补偿功能，当压榨机载荷不均匀时容易导致电动机、减速器和联轴器的损坏。

3 现场试验

通过前文分析可知，柔性联轴器要远远优于方轴联轴器。因此我们决定在某糖厂进行实地试验，以验证柔性联轴器的功效。为了方便对比，我们用柔性联轴器代替该糖厂1号压榨机、2号压榨机、5号压榨机所用的方轴联轴器（如图2所示），而3号压榨机和4号压榨机保持原状。

图2 使用柔性联轴器的压榨机

通过现场数据的采集和分析，我们发现使用柔性联轴器的3台压榨机的振动要大大低于使用方轴联轴器的另2台压榨机，5台压榨机的振动具体数据如表1所示。从表1中数据可知，使用柔性联轴器可以使减速器输入轴振动幅度降低41%，输出轴振动幅度降低53%，这将使电动机和减速器的工况得到很大改善，降低它们损坏的概率。同时我们还发现经过一段时间的运行，3号和4号压榨机的减速器输出轴已经有润滑油泄露的现象，而1号、2号和5号压榨机的减速器却没有，这足以说明柔性联轴器的使用能很好地吸收压榨辊传递过来的冲击载荷，方轴联轴器却不具备这个功能。

表1 压榨机的振动数据

压榨机

序号

振动

数据 1号 2号 3号 4号 5号

减速机输入轴（mm） 2.7 2.0 3.9 4.0 2.3

减速机输出轴（mm） 0.9 0.7 1.6 1.9 0.9

联轴器类型 柔性联轴器 柔性联轴器 方轴联轴器 方轴联轴器 柔性联轴器

电动机所消耗的电能与载荷相关，当载荷多变有冲击的时候会导致电动机输入电流大小有波动，这对电动机的寿命和节能是大大不利的。表2为该糖厂压榨机使用柔性联轴器和没有使用柔性联轴器之前能耗的对比，从表2中可以看出糖厂在使用柔性联轴器后，能耗降低20%以上，仅此一项经济效益就非常可观。

表2 实用柔性联轴器前后糖厂能耗对比

时间

项目 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

方轴联轴器

（度/吨）

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

柔性联轴器

（度/吨）

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

4 结语

本文提出应用柔性联轴器代替糖厂传统压榨机的方轴联轴器，相比较而言，柔性联轴器具有耐冲击、安装维护方便、可靠性高、偏差调整范围大等优点，且在实际使用过程中可以大大改善糖厂压榨机的工况，提高其关键设备的使用寿命，降低整机能耗。

参考文献

[1] 陈维均，许斯欣.甘蔗制糖原理与技术——甘蔗提汁[M].南宁：广西轻工业出版社，2001.

[2] 阮毅.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2010.

作者简介：丁润声（1964-），男，广西宾阳人，南宁糖业股份有限公司中级工程师，研究方向：制糖厂的制糖机械设备技术研究及管理。

（责任编辑：陈 倩）endprint