棒材機(jī)組自動(dòng)包裝設(shè)備系統(tǒng)的研發(fā)

宋艷保

(安陽鋼鐵股份有限公司)

棒材機(jī)組自動(dòng)包裝設(shè)備系統(tǒng)的研發(fā)

宋艷保

(安陽鋼鐵股份有限公司)

主要論述了300棒材機(jī)組產(chǎn)品包裝現(xiàn)狀，并制定設(shè)備研發(fā)方案，介紹設(shè)備研發(fā)內(nèi)容， 對(duì)方案實(shí)施后效果進(jìn)行詳細(xì)說明。

設(shè)備 研發(fā) 包裝

0 前言

第一軋鋼廠300棒材機(jī)組始建于1958年，主要產(chǎn)品規(guī)格涵蓋Ф22 mm～Ф32 mm圓鋼和螺紋鋼， 2004年初公司對(duì)軋機(jī)區(qū)進(jìn)行半連續(xù)改造，工藝布置改為1×Ф500、7×Ф400和3×Ф300，除1×Ф500外軋機(jī)全部采用了高剛度軋機(jī)。2008年初又對(duì)精整區(qū)上卸鋼、下卸鋼、3個(gè)檢驗(yàn)臺(tái)等設(shè)備進(jìn)行了工藝優(yōu)化，移鋼臺(tái)架采用液壓托起式鏈條移動(dòng)，三個(gè)檢驗(yàn)臺(tái)架向西重新布置，實(shí)現(xiàn)了1#和2#臺(tái)架處理定尺產(chǎn)品、3#處理亂尺產(chǎn)品的格局，機(jī)組的設(shè)備生產(chǎn)能力和水平均有較大提高，其年產(chǎn)量原來的60萬噸提升到95萬噸。

1 存在問題和研發(fā)的必要性

300棒材機(jī)組原有設(shè)備經(jīng)改造和優(yōu)化后，設(shè)備的生產(chǎn)能力達(dá)到了大幅提升，但由于場(chǎng)地狹小，均未解決落后的包裝方式，仍然延續(xù)了人工打包形式，存在質(zhì)量差、效率低、松緊度不一、在吊裝和運(yùn)輸過程中易撒捆等弊病，制約了產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的提升，需要全面提升產(chǎn)品實(shí)物包裝質(zhì)量。

2 研發(fā)方案

為了提升300棒材機(jī)組的產(chǎn)品包裝質(zhì)量和公司產(chǎn)品形象，通過多次的分析論證確定了以下研發(fā)方案：

(1) 1#臺(tái)架主要用于Φ25規(guī)格12 m 定尺生產(chǎn)時(shí)處理配切的9 m 定尺，非9 m 定尺生產(chǎn)時(shí)格只處理亂尺。主要將現(xiàn)有12 m東側(cè)的2根鏈條拆除，收集輥道改造成定尺和亂尺分離的9 m 定尺處理臺(tái)架(備件利舊)。

(2) 2#臺(tái)架保留不動(dòng)，拆除原有收集輥道，鏈架末端增設(shè)振動(dòng)對(duì)齊裝置、平托機(jī)構(gòu)、輸送輥道及打捆輥道，定尺長度12 m和9 m，對(duì)齊裝置放置在臺(tái)架西側(cè)，打捆輥道布置兩臺(tái)抱緊機(jī)構(gòu)和一臺(tái)升降擋板，振動(dòng)收集工位收集槽中心線維持原輥道中心線，新設(shè)輥道布置在原輥道北側(cè)，以實(shí)現(xiàn)打包和收集環(huán)節(jié)互不影響。

(3) 拆除3#臺(tái)架，在原位置增加一套包裝處理系統(tǒng)。在打捆輥道中間布置2臺(tái)打包機(jī)(利用閑置設(shè)備)，打包后布置一套卸載輥道。卸載輥道后布置稱重鏈、儲(chǔ)存鏈，起緩沖作用，以保證天車稱重、吊裝環(huán)節(jié)不影響生產(chǎn)節(jié)奏。

3 設(shè)備的研發(fā)

按照研發(fā)方案要求，選擇和設(shè)計(jì)了適合現(xiàn)場(chǎng)需求的設(shè)備，首先設(shè)計(jì)制作安裝了1#臺(tái)架分鋼設(shè)備，使1#臺(tái)架能夠同時(shí)處理定尺產(chǎn)品和亂尺產(chǎn)品。其次，對(duì)2#臺(tái)架及以后設(shè)備進(jìn)行了進(jìn)一步研發(fā)：

3.1 振動(dòng)裝置

安裝在2#臺(tái)架北側(cè)、輸送鏈后方，用來批量收集成定尺材，使定尺材在收集時(shí)不互相交錯(cuò)，并可在落定尺材振動(dòng)同時(shí)將定尺材一端拍齊，保證最終定尺材一頭對(duì)齊。設(shè)備主要由振動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)裝置，底座、對(duì)齊裝置、定尺擋板等組成。振動(dòng)裝置是偏心長軸在傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)搖桿(收集槽)來回?cái)[動(dòng)，并進(jìn)行端部拍齊。在偏心軸上設(shè)有多段偏心，每個(gè)偏心處有一個(gè)搖桿推動(dòng)搖架。定尺擋板數(shù)量按9 m、12 m考慮，布置在振動(dòng)裝置振動(dòng)槽間隔處，與對(duì)齊裝置布置在同一直線上，定尺擋板底座固定，上面是活動(dòng)擋板，人工按定尺規(guī)格進(jìn)行拆卸。在與臺(tái)架互相干涉的傳動(dòng)軸位置，設(shè)計(jì)增加臺(tái)架鏈條被動(dòng)輪裝置，使鏈條避開傳動(dòng)軸，解決干涉問題。

3.2 平托裝置

安裝在振動(dòng)收集裝置后方，主要將振動(dòng)收集槽內(nèi)成捆的定尺材平托到輸送輥道中。主要由驅(qū)動(dòng)裝置、長軸、鏈輪、鏈條、平托叉、輔助輥?zhàn)友b配等組成。正常狀況下平托叉停在振動(dòng)槽下方，待振動(dòng)收集槽內(nèi)集數(shù)量夠捆時(shí)，一次平托起成捆散定尺材送進(jìn)打捆輥道中。平托時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)，驅(qū)動(dòng)帶有鏈輪的長軸，通過鏈條使平托轉(zhuǎn)動(dòng)一周，并保持平托叉朝上，把散捆定尺材送到輸送輥道中。并實(shí)現(xiàn)在打包機(jī)出現(xiàn)故障或打捆不及時(shí)，形成很好的有效緩沖，穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏。

3.3 升降擋板

位于1#、2#打捆輥道之間，阻擋輥道上運(yùn)送的定尺材，并用于定尺材打捆前對(duì)齊。主要由擋板，底座，升降機(jī)構(gòu)等組成。

3.4 打捆輥道

位于平托裝置一側(cè)、自動(dòng)打包機(jī)前方，負(fù)責(zé)將打捆前的定尺材送至自動(dòng)捆包機(jī)工位進(jìn)行捆扎。主要由傳動(dòng)輥裝配、輥?zhàn)拥鬃⒘⑤佈b配、蓋板等組成。輥道由減速電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)，可正反轉(zhuǎn)，輸送成組的定尺材；該輥道帶有側(cè)導(dǎo)衛(wèi)立輥，無動(dòng)力，起導(dǎo)向作用，以利于定尺材捆型；輥道上鋪設(shè)導(dǎo)向蓋板，避免定尺材通過時(shí)卡阻；

3.5 抱緊裝置

位于自動(dòng)打包機(jī)工位前后。用于將成組定尺材夾緊，便于自動(dòng)打捆機(jī)打捆。主要由油缸裝配、夾緊機(jī)底座、夾緊連桿機(jī)構(gòu)、輔助輥?zhàn)友b配等組成。當(dāng)成組定尺材準(zhǔn)備就緒、自動(dòng)捆包機(jī)成捆前，先由夾緊機(jī)構(gòu)將組料夾緊成形。夾緊機(jī)構(gòu)原始狀態(tài)為夾緊連桿機(jī)構(gòu)處于張開(最大限度)狀態(tài)，隨后，通過液壓缸推動(dòng)聯(lián)接抱臂，聯(lián)接抱臂完成梯形槽內(nèi)360°的左下方1/4角度的夾緊成形，同時(shí)聯(lián)接抱臂上的夾緊壓輪推動(dòng)主抱臂，主抱臂完成梯形槽內(nèi)360°的左上方1/4角度的夾緊成形。主抱臂運(yùn)動(dòng)同時(shí)，主抱臂的下端的阿基米德曲線帶動(dòng)限位抱臂上的壓輪作曲線運(yùn)動(dòng)，限位抱臂上端完成梯槽內(nèi)360°的右下方1/4角度的夾緊成形。另外 聯(lián)接抱臂運(yùn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)聯(lián)接桿運(yùn)動(dòng)，聯(lián)接桿再帶動(dòng)抱臂運(yùn)動(dòng)，抱臂完成梯形槽內(nèi)360°的右上方1/4角度的夾緊成形，這樣四個(gè)抱臂同時(shí)抱緊待捆坯料。此機(jī)構(gòu)相對(duì)兩點(diǎn)抱緊其優(yōu)點(diǎn)：(1)定尺材抱得更緊，打捆后不容易散捆；(2)捆形更好。

3.6 打包機(jī)

利用260機(jī)組閑置的KNCA-8/800液壓打包機(jī)備件2套。打包機(jī)工作時(shí)，由進(jìn)絲機(jī)構(gòu)將打包絲按預(yù)定速度送入導(dǎo)向系統(tǒng)，該導(dǎo)向系統(tǒng)由側(cè)板間球軸承形成一個(gè)回路，打包絲在此回路中運(yùn)動(dòng)并纏緊打包捆，同時(shí)由脈沖計(jì)數(shù)器發(fā)出信號(hào)開始擰結(jié)。

3.7 卸載輥道

在19.45 m的空間布置13套U型輥裝配，主要用來將打包成捆的成品向西輸出。主要由傳動(dòng)輥裝配、底座等組成。輥道由交流變頻電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)，可正反轉(zhuǎn)，輸送成捆產(chǎn)品。

3.8 稱重鏈

參考260機(jī)組稱重鏈結(jié)構(gòu)，解決原有不適應(yīng)部位，將移鋼傳動(dòng)軸動(dòng)力傳動(dòng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)布置，由兩端傳動(dòng)結(jié)構(gòu)改為中間布置單傳動(dòng)，帶動(dòng)8條傳動(dòng)鏈條，使用ZSY200-40-VIII減速機(jī)代替齒輪馬達(dá)AG83，解決了更換困難、故障率高問題。同時(shí)改進(jìn)鏈條漲緊結(jié)構(gòu)，方便鏈條調(diào)整；改進(jìn)托起結(jié)構(gòu)，使用卡口式代替了原有端裝結(jié)構(gòu)，提高了托起使用壽命；改進(jìn)了液壓缸布置結(jié)構(gòu)，使液壓缸維護(hù)更換更加方便。

3.9 儲(chǔ)存鏈

參考260機(jī)組存儲(chǔ)鏈結(jié)構(gòu)，將移鋼傳動(dòng)軸動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)布置，由兩端傳動(dòng)結(jié)構(gòu)改為中間布置單傳動(dòng)，使用ZSY200-40-VIII減速機(jī)代替齒輪馬達(dá)AG83，帶動(dòng)8條儲(chǔ)存鏈條，按照現(xiàn)場(chǎng)位置，支柱全部由側(cè)裝式改成上裝式，將鏈架梁長度改為4 185 mm，傳動(dòng)軸鏈輪采用剖分結(jié)構(gòu)，便于維護(hù)。

3.10 液壓系統(tǒng)

兩套抱緊裝置和稱重鏈均采用液壓傳動(dòng)，每套抱緊裝置有2個(gè)液壓缸控制，稱重鏈有三個(gè)起升缸組成，共用一個(gè)SYYZ1782型液壓站，主要設(shè)備包括注油泵電機(jī)組部分(2套)、油箱部分、循環(huán)冷卻部分、蓄能器部分等，其中：油箱容量1 500升(含二臺(tái)A10VS140DR/31R-PPB12N00柱塞泵，開一備一。系統(tǒng)壓力14 MPa, 單泵流量200 L/min，循環(huán)泵電機(jī)型號(hào)：HSNH210-46/Y132S-4 額定流量：210 L/min工作壓力：1.0 MPa 管式冷卻器型號(hào):BR0.1-1.6-10 有效冷卻面積10 m2。另外，配備有電接點(diǎn)溫度計(jì)(WSSX-411)、液位控制繼電器(YKJD24-650-150)、電磁溢流閥(DBW20A2-5X/315-6EG24NK4)等，對(duì)油溫油位、油壓等實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。

4 結(jié)束語

項(xiàng)目實(shí)施后，該機(jī)組結(jié)束了50多年來人工打包的歷史，提高了鋼材包裝質(zhì)量。經(jīng)過近一年的使用效果檢驗(yàn)，改善了職工作業(yè)環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)量95%以上自動(dòng)包裝，精整打包工序減少3人。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打包后，改善了打包松、打包帶斷帶和收集打包的鋼材交叉嚴(yán)重等問題，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。吊裝、稱重環(huán)節(jié)的運(yùn)行距離縮短、避開人員密集區(qū)域，人員安全保障得到改善。

[1] 徐 灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第四卷)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000：24-28，52.

[2] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999：36-43，47.

DEVELOPMENT OF AUTOMATIC PACKAGING EQUIPMENT SYSTEM FOR BAR UNIT

Song Yanbao

(Anyang Iron and Steel Stock Co. ,Ltd )

The 300 bar steel unit products packaging situation was mainly introduced. The equipment development plans was made and development contents were introduced, the results after implementation were described indetail.

Equipment Development Package

2016-11-12

聯(lián)系人: 宋艷保，工程師，河南.安陽(455004)河南安陽鋼鐵股份有限公司設(shè)備物資管理處；