甘蔗压榨机液压传动与加工工艺

◎邵伟斌（广东省湛江华资糖业发展有限公司广丰糖厂，广东 湛江 524000）

甘蔗压榨机液压传动与加工工艺

◎邵伟斌
（广东省湛江华资糖业发展有限公司广丰糖厂，广东 湛江 524000）

甘蔗压榨机液压传动比传统的机械传动压榨机更能够适应商业竞争的激烈环境，具有更多的优势。其具有重量轻、体积小和出力大的突出特点，有利于机械设备及其控制系统的微型化、小型化，并可进行大功率作业。压榨机的压榨量、功率消耗、抽出率、安全率等指标，都与施加的液压力有关。其加工工艺也是在压榨机液压传动的基础上加工的，基于此，主要探讨甘蔗压榨机液压传动与加工工艺。

甘蔗压榨机；液压传动系统；加工工艺

甘蔗制糖是我国南方一些省区的主要支柱产业，在我国糖类生产中占有较大比重，这说明了甘蔗制糖是产糖的主要方式。随着同行产业的发展，糖厂也不断地在向高技术现代化、高度自动化和大型化靠拢，这种高功率的作业就需要高质量的设备配合。在糖厂中，带动压榨机组的原动机有各种不同的型式，如蒸汽机、电动机及汽轮机。每类原动机都有其优缺点，究竟采用哪一种原动机作为机组的动力设备才适当，应按具体情况作具体分析，不应绝对肯定或否定。糖厂压榨机原动机的选择应从原动机的结构、性能、热效率、设备投资来考虑，也需比较设备的操作管理及维修。此外，还必须指出，糖厂的工艺过程常用大量低压蒸汽[1]。原动机的废汽可供其他设备加热之用，但废汽的压力、数量和质量如何，亦应作全面的考察。而甘蔗压榨机在糖业加工中的提汁工序中起了关键作用，所以，对新型的符合生产需求的液压传动系统的分析研究就十分必要。

1　甘蔗压榨机的工作特点

甘蔗压榨机工作特点为低速重载单向连续运转，榨辊工作转速一般为6～10 r/min，每年连续工作时间为l20 d左右，工作性质比较平稳，有中等冲击载荷。由于甘蔗季节性、时间性强，因此要求传动装置具有足够的寿命和高的可靠度。压榨机顶辊是随进入压榨机的蔗层厚薄而升降的，升高值约为0.01～0.02 D（D为压榨辊公称直径），压榨机顶盖设有液压装置，使顶辊在升降时仍能保持稳定的压力。因此，传动装置输出轴与压榨机顶辊轴联接必须采用挠性联轴器。

甘蔗压榨机基本型式是卧式的三辊压榨机，由3个压榨辊即顶辊、前辊、后辊，底梳(托渣板)和机架组成品字形结构。顶辊上有液压装置，并与蓄能器联接，以保持对顶辊施加稳定的压力。目前，还有一种五辊压榨机，它在三辊压榨机前又增设二辊压榨机，目的是提高单台压榨机甘蔗抽出率。按驱动榨辊方式不同分为2种结构型式：一种是单入轴压榨机，其特点是压榨机本身自带驱动榨辊的三星齿轮，传动装置与顶辊联接并驱动顶辊，然后通过压榨机辊端三星齿轮驱动下辊；另一种结构型式是入轴压榨机，其特点是压榨机本身不带三星齿轮，而依靠独立的三星齿轮分配箱的3个输出轴驱动压榨机3个榨辊[2]。

2　甘蔗压榨机的液压传动

液压传动甘蔗压榨机是在进入20世纪80年代以后才开始适用于制糖厂的，是利用液压调速回路的原理来驱动液压马达的，并带动榨辊运行。为了便于安装和调速，液压传动系统会采取模块化的结构。若负载增大，为了满足要求，保证设备的平稳运行，液压传动系统的邮压会相应地增高，从而保护设备不受损害。

压榨辊轴端的传动齿轮称为三星齿轮。顶辊三星齿轮分别与前、后辊齿轮啮合。原动机传动装置通过联轴器和方轴带动顶辊，再通过三星齿轮使前后辊一齐转动。榨蔗时由于顶辊随蔗层厚度变化而升降，蔗层厚时，辊距变大；蔗层薄时，辊距变小。因三个辊子的磨耗和直径有差别，以及各座榨机的前后辊开口不同等情况，使顶辊与前辊及顶辊与后辊的中心距经常发生变化，因此三星齿轮的齿形必须适应这一要求。通常使用渐开线长齿形圆柱齿轮，其齿型比一般的标准设计的齿轮的齿型长，齿数为14～21个。三星齿轮的材料通常为中碳钢或合金钢，加工后应进行热处理，以提高齿面硬度和增强耐磨性能。在运行中，三星齿轮要注意润滑，防止杂物及水混入油中，破坏润滑油膜。方轴两端各有一联轴器，联合传动压榨机，材料一个是铸钢，另一个是铸铁。如果压榨机蔗层过厚或夹杂硬物而致顶辊上升过高，联轴器超载，铸铁联轴器首先破裂，保护压榨机及原动机和减速设备。铸铁联轴器还必须安装一个钢制的保护箍，以防铸铁联轴器在超载破裂时，不至于跌下伤及操作人员和砸坏设备。液压传动式的压榨机之所以优于传统的压榨机，是因为液压马达在其中起了关键作用。液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，其可以做液压泵用，液压泵也可作液压马达用，但在不同的情况下，其两者还是有差别的。

2.1液压马达的特点

特点如下：①一般来说，液压马达需要正反转，所以其内部结构是对称的；②液压马达为了在极宽的转速范围内正常工作，是要用液动轴承或者静压轴承；③液压马达具有较大的起动扭转性

2.2液压马达的类型

液压马达有多种结构形式：齿轮马达、叶片马达、轴向柱塞马达、曲轴连杆马达、静压平衡马达和多作用内曲线马达。其中，启动性能最好的是多作用内曲线马达，轴向柱塞马达、曲轴连杆马达和静压平衡马达居中，叶片马达较差，齿轮马达性能最差。

虽然液压马达具有较好的运转战斗力，但在不注意的情况下也很容易出现问题，比如低速运转。液压马达在低速时会出现爬行现象。其主要原因是摩擦力的大小不稳定。一般摩擦力是随着速度的增大而增大的，但对于在静止和低速区域工作的马达来说，其内部的摩擦阻力在工作速度增大时会减少，从而形成了“负特性”的阻力。此外，液压马达之所以能够被推动是因为液压油被压缩后的压力升高，负载也是同样的。所以，液压马达时动时停的状态就是爬行状态。总的来说，液压传动式甘蔗压榨机中的马达起着关键作用。

3　甘蔗压榨机的加工工艺

由第一、第二座压榨机加工出的混合汁用无阻塞泵直接泵送至曲筛顶部的入汁箱。入汁箱里有挡板起缓冲作用，使含有蔗屑的蔗汁较为平稳地从坝顶溢流落下，以一定的流速进入弧形筛面。弧状筛面迫使物料作圆周运动，因而蔗汁具有一定的离心力，蔗汁经筛条间隙落入贮汁箱，而蔗渣则沿着筛面向下滑移。蔗渣越向下移，倾角越小，所以蔗渣落下时，速度渐慢，当接近卸出口时，要靠上面落下的蔗屑推动，才能卸离筛面，这样可使蔗屑有较长的停留时间，以使其中的蔗汁尽量排出[3]。

安装越筛时，溢流面必须水平，以使蔗汁呈水帘状均匀流下。使用时应保持来汁均匀，要选择流量和压力适当的无阻塞泵。压力和流量太大时，会引起来汁不匀，使滤出的蔗渣含汁量增多；流量太小，又易于堵塞筛孔。曲筛的优点是无运动元件，不需动力，结构简单，安全可靠和维修方便。其缺点是筛后的蔗屑含汁量较大，返回压榨机复榨时，对榨机的生产能力和排汁有一定影响。一般把这些筛后的蔗屑通过螺旋输送槽排入第二台压榨机。近年来，开始推广使用一种圆网曲筛。曲筛做成圆筒状，直径为1.0～1.5 m，长约2.0 m。圆筛筒的安装倾斜角为3o～5o，转速为10～15 r/min。混合汁由无阻塞泵送至圆筛筒内，从混合汁管的出汁口喷淋到圆筛网的筛面上。蔗汁通过筛条的间隙流落到下面的贮汁箱内，蔗屑则自旋转筛筒内较高的一端在自重的作用下逐渐推移至圆筛筒的低端，而被排出筛筒外。

圆网曲筛是旋转的，蔗汁在筛筒内产生的离心力比较大，排汁能力强。同时，圆筛筒的安装倾斜角比较小，蔗渣在筛筒内停留的时间比较长，使蔗渣中含有的蔗汁能充分排走，因此混合汁用圆网曲筛过滤后的蔗屑，含汁量比较少，处理能力也比较高。其缺点是耗用动力，依靠机械传动，结构较复杂，在旋转筛筒的作用下，蔗渣与筛条之间的摩擦力比较大，铜筛条易磨损。一般采用较高的速度。而在末座压榨机，由于蔗层经多次压榨，变得较细碎，拉力减少，进料也常感困难，因此也需要较高的速度。至于中间的压榨机，一般进料较好，可适当用较低速度，以延长压榨时间和提高抽出率[4]。

4　结语

压榨机工的任务就是在保证压榨机设备安全运转，在均衡完成每小时的计划榨蔗数量的基础上，尽量提高压榨抽出率，严格控制渗浸水量，降低蔗渣水分，

提高经济效益。为确保完成生产安全率、榨蔗量和抽出率三大指标，必须严格执行各项规章制度和操作规程，加强对设备的维护检查，提高设备检修质量。

[1]李铭英，何益盖.甘蔗压榨机装嵌新技术的原理与经济效益分析[J].广西蔗糖，2013（2）：24-28.

[2]S.T.INSKIP，麻少莹.甘蔗预处理的优化技术[J].广西蔗糖，2013（2）：46-52.

[3]金廷毅.大中型甘蔗制糖压榨机组油压系统的设计与改造[J].现代物业，2011（8）：217-219.

[4]秦健南，叶权圣，黄爽，等.甘蔗糖厂压榨高位槽料位自动控制的研究[J].轻工科技，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