【文章內(nèi)容簡介】 不能實現(xiàn)擺頭或線導(dǎo)不在喂線位置檢查擺頭 S20 與 S21，線導(dǎo)S2，線導(dǎo)動作閥 Y11喂線或回抽時出現(xiàn)問題編碼器或擺頭不在喂線位置檢查喂線單元 S18，編碼器及接軸，擺頭 S23 與給定設(shè)置等擺頭停止在初始位置開關(guān)，氣缸，閥故障檢查開關(guān) S1，氣缸 C9，閥Y11，設(shè)置等扭結(jié)不停開關(guān) S23 故障檢查 S23，設(shè)置等潤滑泵不能啟動油位低，油溫高，蝶閥位置檢查油位信號與實際狀態(tài)，檢查溫度計與實際溫度檢查閥口信號在我們國家打包機(jī)是半自動化的，需人工穿線，自動化程度低，而且打結(jié)的位置很不理想，在打結(jié)的一端有一小結(jié)頭，這樣在每次裝卸的過程中都會碰到這個結(jié)頭，而不巧的是線材從廠家到用戶需要經(jīng)過多次裝卸，裝卸過程大致為：廠家—汽車（運(yùn)輸工具）—碼頭—輪船—碼頭—汽車（運(yùn)輸工具）—用戶。這樣經(jīng)過至少6 次碰撞后，結(jié)頭可能會斷，使鋼捆變松或散包，達(dá)不到用戶的要求。另外，購買國外的高自動化打包機(jī)價格很貴，所以我們要自主研發(fā)改進(jìn)，用以改變現(xiàn)有國產(chǎn)打包機(jī)扭結(jié)位置與形狀不合理，在運(yùn)輸中易散包的關(guān)鍵問題。 小結(jié)本文主要介紹了打包機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及工藝設(shè)計，并針對國外高自動化打包機(jī)的原理對國內(nèi)半自動化打包機(jī)做了改進(jìn)。在緒論部分主要討論了國內(nèi)外打包機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢以及依然存在的問題及一些解決方案。第二章確定設(shè)計方案，在第三章對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)定與計算。并選擇相關(guān)部件。第2章 打包頭結(jié)構(gòu)設(shè)計目前打包頭的設(shè)計中以瑞典森德斯公司的新型打包頭KNB 的設(shè)計最為巧妙，結(jié)構(gòu)也非常緊湊，較其他設(shè)計更為簡便。本章簡要介紹一下此種類型打包頭的結(jié)構(gòu)特點，以為我們對國產(chǎn)打包頭進(jìn)行技術(shù)改造積累必要的基礎(chǔ)。同時也介紹了打包機(jī)的工作原理，功能及主要性能等相關(guān)簡介，通過整體分析，確定我的設(shè)計方案。主要分析的是瑞典SUNDBRSTA 公司的PCH4KNA型打包機(jī)。 打包機(jī)的基本原理鋼材打捆機(jī)的基本工作原理是利用金屬捆扎材料既有鋼性，又有塑性的特點，首先采用推進(jìn)（也有用拉進(jìn)）的方式令其沿特定的軌道送出，對被捆扎對象形成包繞并緊箍在被捆扎對象的外面，然后將兩個端頭聯(lián)結(jié)（俗稱打結(jié)）并與后面的捆扎材料分離，這樣便在被捆扎對象的周圍形成一個封閉的金屬環(huán)，使其成為整體。線結(jié)的形成一般是利用鋼絲截面的對稱性，將抽緊、剪斷并搭在一起的捆線兩端頭夾緊，通過各種方式使它們扭絞在一起并發(fā)生塑性變形，便形成一個線結(jié)。打捆機(jī)所打線結(jié)的特性對捆扎質(zhì)量具有重要影響，其中強(qiáng)度指標(biāo)是衡量線結(jié)特性的最重要指標(biāo)。一般來說，結(jié)的強(qiáng)度都低于捆扎材料母體的強(qiáng)度，在同樣母體材料的情況下，提高結(jié)的強(qiáng)度可以提高捆扎質(zhì)量。 打包機(jī)功能及其主要性能 功能150mm150mm9m 的連鑄鋼坯經(jīng)過加熱爐加熱，～16mm 的熱軋光面盤條和Φ6～16mm 的螺紋鋼筋，線材經(jīng)過穿水冷卻，吐絲機(jī)吐絲成圈，進(jìn)一步經(jīng)過斯泰爾摩冷卻線冷卻送往集卷站，初步收集成較松的盤卷，再經(jīng)運(yùn)卷小車掛上P/F 線輸送鏈的C形鉤。由C形鉤運(yùn)來的盤卷經(jīng)過打包機(jī)壓緊，沿線卷圓周方向90176。等分打四個平結(jié)，如圖21所示。打包（壓緊和打結(jié)的總稱，下同），大大方便了盤卷的儲藏和運(yùn)輸。 主要技術(shù)性能機(jī)時產(chǎn)量：50t/h15 第2章 打包頭結(jié)構(gòu)設(shè)計 適合盤卷量：，適應(yīng)的盤卷最大外徑1250mm，內(nèi)徑762mm，最大高度2000mm適合盤卷溫度：400℃一次打包時間： 盤卷約34s液壓系統(tǒng)工作壓力：130bar，氣動系統(tǒng)工作壓力：5bar打包線要求：Φ ~，抗拉強(qiáng)度：37107 N/μ ,無繡（允許表面附有有一層易剝離氧化層）圖21 線卷壓緊 打包機(jī)結(jié)構(gòu)打包機(jī)主要由打包機(jī)主體和線庫兩部分組成。線庫部分由外方提供圖紙，國內(nèi)制造，結(jié)構(gòu)比較簡單，在這不詳述。以下說的是打包機(jī)指的是打包機(jī)主體。圖12 所示為PCH4KNA 型打包機(jī)主體結(jié)構(gòu)。打包機(jī)導(dǎo)線架是由安裝在一個框架上的4 套導(dǎo)線裝置組成，整個導(dǎo)線架懸掛2壓緊架的一根中心軸上，在液壓馬達(dá)作用下相對2壓緊架作水平方向運(yùn)動，2壓緊架為焊接式構(gòu)件，底部裝有輪子，在液壓缸推動下能沿主滑軌作水平運(yùn)動。升降臺2 在液壓缸推動下可沿垂直方向上下移動。1壓緊架與2壓緊架結(jié)構(gòu)基本相似，但其上面布置4 個打包頭，1 套喂線裝置。打包頭（共4 個）是整臺設(shè)備結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、動作連鎖最多的部件，每個打包頭結(jié)構(gòu)完全一樣，可以互換。喂線裝置共4 套，每套對應(yīng)一個打包頭，每套包括打包線輸送裝置和打包線反拉緊裝置。主軌座主要由兩根在面上設(shè)有耐磨鋼軌構(gòu)成。壓緊架輪子被導(dǎo)引著兩軌道外側(cè)運(yùn)行，推動壓緊架運(yùn)行的液壓缸布置與其中。此外，除機(jī)械構(gòu)件外還有一整套液壓站。從上面敘述中可看出，打包機(jī)各種運(yùn)動靠流體的動力完成。圖22 打包頭結(jié)構(gòu)示意圖圖23 打包頭動作原理圖22 為打包頭結(jié)構(gòu)示意圖（從線卷方向看為已扭結(jié)完成時的打包頭），圖23 為打包頭動作原理圖。打包頭主要由剪切機(jī)構(gòu)、扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)組成，整個打包頭可以在液壓缸C12作用下從送線位置移入打包位置。剪切機(jī)構(gòu)由液壓缸和活動刀塊組成，在液壓缸C4作用下活動刀塊推斷打包線。扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由扭轉(zhuǎn)頭齒輪箱（三級齒輪傳動），液壓馬達(dá)HM3和擺動液壓缸C3組成，在液壓馬達(dá)作用下通過齒輪帶動扭轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對打包機(jī)扭結(jié)，通過液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)使扭轉(zhuǎn)頭復(fù)位，通過擺動液壓缸動作，整個扭結(jié)頭可以繞一個轉(zhuǎn)動軸擺進(jìn)（送線位置）、擺出（扭結(jié)位置）。夾緊機(jī)構(gòu)由液壓缸、“L”形固定擋塊和活動擋塊組成，在液壓缸的推動下活動擋塊前進(jìn)，打包線頂在固定擋塊上，除此之外圖23中Y2Y25分別控制扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)齒輪和吹掃箱潤滑。 打包機(jī)動作（打包過程）當(dāng)掛有線卷的C型鉤進(jìn)入打包機(jī)中心并鎖定后，P/F線運(yùn)輸鏈自動控制系統(tǒng)發(fā)指令給打包機(jī)PLC控制中心，打包機(jī)開始按下列步驟完成自動壓緊、打包。圖24 打包過程1. 2壓緊架；2. C 型鉤；3. 1壓緊架；；；；7. 打包機(jī)線庫(1).線庫中電磁閥動作，氣動抱閘松開，以利于打包線能順利從線圈架中抽出。(2). 2壓緊架在液壓缸作用下同時移開盤卷，1壓緊架移動過程中，打包線從線庫中被抽出，同時2壓緊架內(nèi)導(dǎo)線裝置相對于2壓緊架向前推出，1壓緊架中液壓緩沖器前伸，并維持前伸狀態(tài)。(3).升降臺上升，從C型鉤上托起盤卷，在這過程中C型鉤始終不動，直到打包結(jié)束，2壓緊架上開有允許C型鉤穿出的狹長槽孔。(4). 2壓緊架繼續(xù)相對移動，當(dāng)導(dǎo)線裝置碰到液壓緩沖器4 時（由極限開關(guān)控制）兩邊可移動可導(dǎo)向架半體即閉合，同時線卷也被壓緊。(5).導(dǎo)線系統(tǒng)閉合后，喂線裝置動作（液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)）開始喂線，當(dāng)打包線頭繞著盤卷并到達(dá)打包頭中扭結(jié)裝置的一個機(jī)械擋塊并夾住時停止喂線。(6).整個打包頭在液壓缸推動下由喂線位置進(jìn)入打包位置之后喂線輪反轉(zhuǎn)抽緊打包線。(7)．扭轉(zhuǎn)裝置動作，打包線扭結(jié)，而后夾緊裝置松開，剪切裝置動作，切斷打包線，打包完成。(8).打包結(jié)束后，2壓緊架各自返回，升降臺下降，盤卷被懸掛與C型鉤運(yùn)走，打包機(jī)等待下一個盤卷。說明：上述各動作皆可在手動狀態(tài)下操作。 打包機(jī)在自動方式下操作注意事項打包機(jī)在自動方式下操作前必須確認(rèn)：(1). 2壓緊架在各自初始位置。(2).升降臺在最低位置。(3).導(dǎo)線架在各自原始位置（后位）。(4).每個打包頭里可移動導(dǎo)向架處于打包位置。(5).打包頭處于喂線位置。(6).液壓站已啟動，系統(tǒng)壓力，油位正常。 新型打包頭KNB的結(jié)構(gòu)特點如圖25所示，KNB打包頭結(jié)構(gòu)非常緊湊，設(shè)計巧妙。它主要由扭結(jié)機(jī)構(gòu)，剪切機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及一些液壓管路組成。 扭結(jié)機(jī)構(gòu)扭結(jié)機(jī)構(gòu)主要由扭結(jié)輪和傳動齒輪箱組成。我要采用的扭結(jié)輪是一個節(jié)圓半徑為40mm，齒數(shù)為12的直齒輪，在其中兩個齒間開槽至中心，如圖26中所示。它由齒輪箱傳動。齒輪箱由液壓馬達(dá)驅(qū)動，如圖27所示。當(dāng)打捆線沿著封閉軌道完成運(yùn)行一周，回到打包頭并停止后，扭結(jié)輪在液壓缸驅(qū)動下擺動至扭結(jié)工作位置，由齒輪箱傳動對打捆線進(jìn)行扭結(jié)，完成動作后回到原位，等待下一次動作。圖 25 打包頭結(jié)構(gòu)示意圖圖 26 扭結(jié)機(jī)構(gòu)示意圖 剪切機(jī)構(gòu)如圖28 所示，剪刃由液壓缸驅(qū)動。打捆線由剪刃上的一個圓孔通過。剪刃在液壓缸的驅(qū)動下，上下移動完成剪切動作。圖27 扭結(jié)結(jié)構(gòu)傳動齒輪箱結(jié)構(gòu)示意圖 圖28 剪切機(jī)構(gòu)示意圖 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向架和夾鉗組成。導(dǎo)向架主要是用于對打捆線進(jìn)行導(dǎo)向，使打捆線能準(zhǔn)確地進(jìn)入打包頭及從剪刃孔中通過。如圖29所示。夾鉗由液壓缸驅(qū)動。夾鉗的作用是當(dāng)打捆線準(zhǔn)確地停留在打包頭之后，夾緊打捆線，打包機(jī)外圍的送線機(jī)構(gòu)KNC回抽，抽緊打捆線，使捆線不會松動，打包之后外觀較好。如圖210所示。 圖29 導(dǎo)向架示意圖 圖210 夾鉗結(jié)構(gòu)圖整個裝置的動力源為液壓驅(qū)動。 新型打包頭KNB 的維護(hù)要點 KNB 的氣動和液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)要求(1).壓縮空氣要求懸浮顆粒密度≤15mg/m3顆粒直徑≤露點≤2℃ 懸浮油量≤(2).液壓油質(zhì)要求使用46高級抗磨液壓油，過濾精度等級為5μ 。(3).被打包線溫度≤400℃ 各機(jī)構(gòu)的維護(hù)方法(1).扭結(jié)機(jī)構(gòu)中，扭結(jié)齒輪是易損件，無專用的潤滑裝置，可用手動給脂搶定期加油潤滑。在使用一段時間后，扭結(jié)齒輪會改變原來的位置，這樣會出現(xiàn)扭結(jié)失敗的情況，所以要定期調(diào)節(jié)扭結(jié)裝置擺角的大小，提高扭結(jié)成功率。(2).剪切機(jī)構(gòu)中，剪刃是易損件，要定期檢查剪刃磨損情況?？筛鶕?jù)生產(chǎn)量與實際捆線切口斷面的情況，摸索出剪刃的更換周期。(3).定期檢查調(diào)節(jié)打包頭導(dǎo)向架槽蓋板閉合及磨損情況，出現(xiàn)磨損超標(biāo)或有嚴(yán)重毛刺刮傷的情況，須更換。(4).定期檢查夾鉗的磨損情況，觀察夾緊力是否足夠。如果磨損超標(biāo)，會出現(xiàn)夾不緊的情況，此時須更換夾鉗；另外，液壓缸內(nèi)泄也會出現(xiàn)夾緊力不足的情況，此時須更換液壓缸。(5).要經(jīng)常檢查夾鉗、扭結(jié)裝置是否吹掃干凈。氧化鐵皮過多會使夾鉗夾不緊，出現(xiàn)打滑的情況。扭結(jié)裝置是齒輪傳動機(jī)構(gòu)，氧化鐵皮等雜物會影響齒輪嚙合，并損壞齒輪。 小結(jié)介紹了打包機(jī)的原理、功能及主要性能參數(shù)；分析了打包機(jī)的結(jié)構(gòu)、打包機(jī)動作；研究了新型打包頭KNB 的結(jié)構(gòu)特點，最終確定設(shè)計方案。 第3章 打包機(jī)液壓系統(tǒng)分析往冶金生產(chǎn)中廣泛采用手動、機(jī)械式打包系統(tǒng)為棒材、線材打包。捆扎的外觀質(zhì)量差、工作效率低。目前發(fā)達(dá)國家主要采用新型的機(jī)、電、液一體化的打包機(jī)為棒材、線材打包。其外觀質(zhì)量及工作效率都有很大提高。我們研究的瑞典的打打包機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)的生產(chǎn)中，主要針對棒材、線材的成品收集。以包機(jī)，其運(yùn)動由液壓系統(tǒng)來執(zhí)行，控制系統(tǒng)采用可靠性高、控制靈活的可編程序控制器（PLC）系統(tǒng)。現(xiàn)就其液壓系統(tǒng)進(jìn)行介紹和分析。 特性要求及性能指標(biāo) 特性要求(1).打捆機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作由液壓系統(tǒng)完成，要求每個動作平穩(wěn)無沖擊，系統(tǒng)響應(yīng)速度快。(2).設(shè)置一個備用泵，可保證任何一個泵損壞，系統(tǒng)仍能正常工作。(3).操作系統(tǒng)設(shè)置兩種模式，即手動操作和自動操作，可隨意調(diào)整系統(tǒng)壓力。(4).系統(tǒng)應(yīng)具有良好的維護(hù)功能，使維修人員容易接近維修部位。(5).系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置故障自動報警系統(tǒng)。 性能指標(biāo)(1).噪音等級 85dB；(2).最大壓緊力 400KN；(3).打捆周期 34s；(4).系統(tǒng)工作壓力 13MPa；(5).油箱容積 2000L； 液壓系統(tǒng)設(shè)計分析液壓系統(tǒng)采用開式、負(fù)載傳感系統(tǒng)。主要由液壓泵站、盤卷壓緊及平臺升降回路、弧形穿線導(dǎo)衛(wèi)系統(tǒng)回路、打捆頭壓下控制回路、喂線系統(tǒng)回路、打捆系統(tǒng)回路等組成。1. 液壓泵站液壓泵站由油箱、泵組、閥組和自循環(huán)的冷卻/過濾系統(tǒng)組成。其中液23第3章 打包機(jī)液壓系統(tǒng)分析 壓泵開三備一，液壓泵采用德國力士樂的A10VSO30系列帶壓力補(bǔ)償?shù)男北P式軸向柱塞變量泵，其控制裝置為壓力和流量控制，泵的最大流量為2000L/min，工作壓力為13MPa。系統(tǒng)工作壓力由溢流閥V15來調(diào)節(jié)。如圖31 所示，當(dāng)電池?fù)Q向閥Y14失電關(guān)閉時，泵處于無載狀態(tài)（壓力大約為23MPa）；當(dāng)電池?fù)Q向閥Y14得電開啟時，泵的工作壓力可達(dá)10MPa。溢流閥V16起安全閥作用，其設(shè)定壓力約為25MPa，當(dāng)壓力超過此界限時，系統(tǒng)溢流。圖31 泵源（只畫出單泵）2. 盤卷壓緊及平臺升降回路盤卷壓緊系統(tǒng)有六種壓緊力，分別為：7116250、300、400KN。壓緊力的調(diào)節(jié)和設(shè)定是通過比例溢流閥Y56 來實現(xiàn)的，如圖32 所示。在操作臺上有一個選擇開關(guān)，通過它可以選擇壓緊力。液壓缸的速度及壓緊力都是由PLC系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)的。壓緊油缸CCC3 和C4的運(yùn)動速度和方向分別由比例換向閥Y50、Y51調(diào)節(jié)和設(shè)定，當(dāng)比例換向閥Y50、Y51的電磁鐵a 得電時，壓緊小車打開，當(dāng)電磁鐵b 得電時，小車壓緊。壓緊小車的運(yùn)動速度和加減速過程都是由比例換向閥Y50、Y51的電