【正文】 圖14 北航打捆機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖中序號部件名稱：1捆絲除銹器；2蓄絲液壓鎖；3蓄絲送絲滑輪組；4送絲滑輪組；5支撐立板；6捆絲；7上支臂油缸；8送絲力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；9送絲壓輪；10打捆上抱臂；11上送絲導(dǎo)槽；12下送絲導(dǎo)槽；13送絲主輪及送絲馬達(dá)；14剪切機(jī)構(gòu)；15剪切油缸；16擰緊頭；17擠平機(jī)構(gòu)；18防脫油缸；19打捆機(jī)下抱臂；20擰緊油缸；21下支臂油缸；22蓄絲抽絲油缸；23驅(qū)動馬達(dá)。國內(nèi)的研究成果有冶金工業(yè)部北京冶金設(shè)備制備廠研制的 DBJ 打捆機(jī)等。伯斯德(SUND IBIRSTA)公司，該公司生產(chǎn)的主要產(chǎn)品的特點如下:①.設(shè)備采用液壓操作，傳動功率大，動作平穩(wěn)，工作精確度高；②.設(shè)備中使用了可互換的標(biāo)準(zhǔn)組件，便于維修；③.結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少；④.可根據(jù)需要，配備各種不同類型的輔助設(shè)備，如配備KNOG防熱裝置，可以處理高溫線材。配備KNOM加標(biāo)簽機(jī)，可以完成自動加標(biāo)簽的任務(wù)。該公司生產(chǎn)的打捆機(jī)的性能參數(shù)及銷售情況見表11。該公司所生產(chǎn)的 TBM 系列全自動液壓打捆機(jī)的性能特點如下：①．打捆頭中采用了差動齒輪機(jī)構(gòu)，捆線的夾緊，切斷及擰扣等操作僅由一液壓馬達(dá)驅(qū)動，使得結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，維護(hù)方便；②．捆扎時間短，大型機(jī) 8 秒；中型機(jī) 4 秒；小型機(jī) 秒；③．供線采用雙重控制機(jī)構(gòu)，連續(xù)控制，捆扎操作穩(wěn)定。 意大利的達(dá)涅利（DANIELI）公司生產(chǎn)打捆機(jī)的特點是系列化，自動化程度高，其產(chǎn)品的性能參數(shù)及銷售情況見表12 表 1 2 DANIELI 公司打捆機(jī)產(chǎn)品簡介（銷售數(shù)量截止 1980 年）型號捆扎對象捆線直徑打捆周期研制年代銷售數(shù)量LFφ120650mm 棒材φ410mm520S1975110 多臺LP320320500500mm 型鋼φ610mm1520S197520 多臺LB厚度 250mm,長度10002200mm 盤卷φ68mm1422S1975約 30 臺表 11 SUND/BIRSTA 公司打捆機(jī)產(chǎn)品簡介（銷售數(shù)量截止 1988 年）型號捆扎對象性能特點研制年代銷售數(shù)量（臺）KNA線材盤條和型、棒、管材捆線：Φ3～，含碳量≤%捆扎時間：9～11s最大拉緊力：功率：4KW196660KNRA線材盤條和型、棒、管材捆線：Φ3～，含碳量≤%，延伸率≥45%捆扎時間：9～14s功率：4KW1966100KNS型棒材捆線：Φ3～6mm捆扎時間：2～功率：1967254KNSS大規(guī)格的型棒材捆線：捆扎時間：20～25s功率：197688KNSB多種規(guī)格的型棒材捆線：功率：1967至1990年54臺KNASBD線、棒材及型鋼捆線：Φ7mm帶雙線軌功率：1979至1990年15臺 我國引進(jìn)線材打包機(jī)現(xiàn)狀我國現(xiàn)在主要靠引進(jìn)國外的打捆機(jī)，且引進(jìn)打捆機(jī)以PC4 型和PCH4KNA 型兩種為最多，占國內(nèi)使用自動化打捆機(jī)總數(shù)的64%，而PCH4KNA型打捆機(jī)占總數(shù)的44%。國內(nèi)現(xiàn)在使用的線材自動打捆機(jī)的性能參數(shù)如表13 所示。1987 年，瑞典森德斯公司和伯斯德公司合并以后，研制開發(fā)了PCH4KNA 型雙向移動打捆機(jī)。這是任何一個行業(yè)競爭的必然結(jié)果。為此，進(jìn)行打捆機(jī)的系列產(chǎn)品開發(fā)，從一開始，就要將起點定高，才能長盛不衰。 PCH4KNA 型打捆機(jī)備件的國產(chǎn)化1993 年以來，根據(jù)冶金企業(yè)生產(chǎn)上的需要，北京四新冶金設(shè)備技術(shù)中心與哈爾濱東安發(fā)動機(jī)制造公司合作，研制生產(chǎn)打捆機(jī)備件，經(jīng)過3 年多的努力和反復(fù)試驗，已經(jīng)制造出410 多種零部件，并在首鋼、鞍鋼等企業(yè)正式裝機(jī)使用。打捆機(jī)線道系統(tǒng)如圖15 所示。打捆機(jī)送線器的具體結(jié)構(gòu)如圖16 所示，它主要由1 個送線輪和4 個支承導(dǎo)向輪組成。彎曲線道的具體結(jié)構(gòu)如圖17 所示。圖16 送線器彎曲線道的固定板（圖18）長2900mm，厚度只有25mm，是一個薄長C 型板，材質(zhì)要求16Mn。此件技術(shù)條件：熱處理硬度HRC30~37，C 型板的N 面與J 面平面度不大1mm，形狀和位置公差要求都比較嚴(yán)。為確保C 型板上223 個M8 螺孔的形位精度；我們采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。彎曲線道的活動蓋板如圖19 所示。在試制過程中，我們經(jīng)過反復(fù)攻關(guān)，設(shè)計了一套沖壓焊接模具，解決了蓋板的變形問題。其常見故障及處理方法見表13。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。 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)。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。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。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。 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。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)。 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)運卷小車掛上P/F 線輸送鏈的C形鉤。等分打四個平結(jié)，如圖21所示。 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。以下說的是打包機(jī)指的是打包機(jī)主體。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。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。壓緊架輪子被導(dǎo)引著兩軌道外側(cè)運行，推動壓緊架運行的液壓缸布置與其中。從上面敘述中可看出，打包機(jī)各種運動靠流體的動力完成。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。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）。 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。(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)。(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。(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。(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型鉤運走，打包機(jī)等待下一個盤卷。 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。(3).導(dǎo)線架在各自原始位置（后位）。(5).打包頭處于喂線位置。 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。 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。它由齒輪箱傳動。當(dāng)打捆線沿著封閉軌道完成運行一周，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。打捆線由剪刃上的一個圓孔通過。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。如圖29所示。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。 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。(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。(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。(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。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。氧化鐵皮過多會使夾鉗夾不緊，出現(xiàn)打滑的情況。 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。捆扎的外觀質(zhì)量差、工作效率低。其外觀質(zhì)量及工作效率都有很大提高。以包機(jī)，其運動由液壓系統(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)。 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。(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。(5).系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置故障自動報警系統(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。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。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。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。在操作臺上有一個選擇開關(guān)，通過它可以選擇壓緊力。壓緊油缸CCC3 和C4的運動速度和方向分別由比例換向閥Y50