鍍鋅打捆機(jī)原理分析及故障排除解決方法

高 敏，李 俊，楊 磊，紀(jì)云龍

（安陽鋼鐵冷軋有限責(zé)任公司，河南安陽 455000）

1 連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線及打捆機(jī)狀況

在建立現(xiàn)代化、智能化工廠的大趨勢中；安鋼集團(tuán)調(diào)整鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快投資建立一批鋼鐵行業(yè)中的拳頭產(chǎn)品生產(chǎn)線，1550 mm連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線于2017年3月20號熱試成功并投入生產(chǎn)，主要產(chǎn)品為高檔家電板和建筑用板。在該生產(chǎn)線中，打捆機(jī)是眾多進(jìn)口設(shè)備中的單體成套設(shè)備之一，由日本的KOKO公司生產(chǎn)。

1.1 打捆機(jī)在鍍鋅線的應(yīng)用

鍍鋅打捆機(jī)是鍍鋅線3大重要單體設(shè)備之一（焊機(jī)、氣刀、打捆機(jī)），均為重要進(jìn)口設(shè)備，單價200多萬人民幣。設(shè)備運(yùn)行狀況直接影響到鍍鋅線的產(chǎn)能及工藝操作人工成本和外方的調(diào)試維護(hù)費(fèi)用成本。而打捆機(jī)故障也嚴(yán)重影響到鍍鋅線的正常運(yùn)行和產(chǎn)量，以及產(chǎn)品質(zhì)量的達(dá)標(biāo)、人工手動打捆質(zhì)量缺陷造成的質(zhì)量異議等。因此，打捆機(jī)成為鍍鋅線比較核心的單體設(shè)備。

1.2 設(shè)備構(gòu)成

鍍鋅打捆機(jī)由打捆頭(主要部件包括：張緊裝置、熔接裝置、固定和剪刀裝置、導(dǎo)向板組成)，送帶裝置（包括氣動馬達(dá)、減速機(jī)、張力自調(diào)節(jié)機(jī)、活套架等），導(dǎo)帶槽（包括固定式上部導(dǎo)帶槽、固定式側(cè)部導(dǎo)帶槽、移動式下部導(dǎo)帶槽、下部導(dǎo)帶槽氣缸組成），打包頭回轉(zhuǎn)裝置（包括回轉(zhuǎn)臂和氣缸），小車裝置（包括導(dǎo)軌、氣缸等），電氣控制系統(tǒng)等分系統(tǒng)組成。共同配合來完成鍍鋅鋼卷的打捆工作。

1.3 打捆機(jī)工作原理

（1）鍍鋅打捆機(jī)涉及電氣、機(jī)械及流體設(shè)備等。控制原理和設(shè)備動作復(fù)雜，屬于比較精密的機(jī)電一體品。打捆過程為自動順控控制，程序中涉及40多個定時器，通過毫秒級控制現(xiàn)場各氣動馬達(dá)，電磁氣動閥完成打捆動作：①由氣動馬達(dá)驅(qū)動的喂帶輪將打捆樹脂帶喂入導(dǎo)帶槽；②左右鉗口加緊打捆帶頭，在重疊后的打捆帶上把其固定住；③從導(dǎo)帶槽中回縮樹脂帶直到其捆在鋼卷上；④按照要求的張緊力拉緊打捆樹脂帶；⑤在重疊的樹脂帶上進(jìn)行強(qiáng)有力的摩擦熔接；⑥打捆后從鋼卷上切斷樹脂帶；⑦所有機(jī)械部件都回到原位，等待下一打捆周期。

（2）電氣控制系統(tǒng)通過設(shè)備動作要求編程，在不同時間段分別控制打捆機(jī)送帶、送帶機(jī)動作、夾持、機(jī)頭壓下、收帶、快速收帶張緊、加熱熔焊、摩擦振動壓緊、冷卻吹掃、剪切、抬起、收帶、回原點(diǎn)等一系列連貫動作。打捆過程最重要的動作，即為張緊和熔焊。在張緊過程需要收帶、快速返回、偏心機(jī)構(gòu)同時配合才能完成。此過程中任何一個不協(xié)調(diào)動作都會導(dǎo)致收帶不緊、塑料捆帶產(chǎn)生碎屑等故障，造成捆帶浪費(fèi)和維護(hù)成本（需人工吹掃）。

1.4 打捆機(jī)電氣控制

打捆機(jī)控制組成由西門子S7-300CPU程序控制、操作箱完成打捆機(jī)的各系統(tǒng)的單動/聯(lián)動/順序控制、現(xiàn)場接近開關(guān)檢測各設(shè)備運(yùn)行位置檢測、光信號計(jì)數(shù)器判斷捆帶運(yùn)行位置、驅(qū)動設(shè)備氣動電磁閥和氣動馬達(dá)完成設(shè)備動作等組成。與生產(chǎn)線CPU通過點(diǎn)對點(diǎn)硬接線方式傳遞打捆啟動指令、打捆完成、打捆機(jī)故障、打捆道次等數(shù)據(jù)通訊。程序控制特點(diǎn)為：順控時，依據(jù)實(shí)際打捆機(jī)各動作工藝順序及動作時間，在程序上通過脈沖延時計(jì)時器，連續(xù)順控發(fā)出指令驅(qū)動打捆機(jī)本體電磁氣動閥和氣動馬達(dá)完成實(shí)際設(shè)備動作。

2 打捆機(jī)故障

打捆機(jī)經(jīng)過日方人員調(diào)試投入運(yùn)行后，由于現(xiàn)場實(shí)際和設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)一直出現(xiàn)各種故障：①打捆機(jī)送帶故障；②打捆機(jī)送帶輪盤故障；③刺刀不自動到位故障；④焊接不牢固捆帶脫開故障；⑤不摩擦震動加熱焊接故障；⑥打捆捆帶送帶故障；⑦夾持?jǐn)鄮Ч收希虎鄰埦o時捆帶磨損斷裂故障；⑨送帶輪盤完成動作后不停止故障等。所以，不能夠滿足現(xiàn)場穩(wěn)定、連續(xù)高效運(yùn)行的要求。

3 改進(jìn)措施

通過對機(jī)械設(shè)備動作原理、打捆工藝原理、電氣控制原理的分析；對打捆機(jī)整體做出以下攻關(guān)改造：

（1）程序上調(diào)整快速收帶時間（700 ms改為200 ms），機(jī)械結(jié)構(gòu)上調(diào)整偏心輪張緊壓力（由原來的0.05 MPa調(diào)整為0.1 MPa）；減少捆帶與送帶輪的滑動摩擦，減少塑料捆帶碎屑，延長工藝維護(hù)周期（焊輪人工吹掃）。

（2）調(diào)整送帶輪盤的送帶和收帶氣動馬達(dá)的速度，使之與打捆機(jī)送帶和收帶速度一致，解決了送帶盤無法自動停止的故障。

（3）調(diào)整送帶光柵感應(yīng)停止信號，控制箱加裝觀察孔，操作箱加裝電氣指示閃爍信號，隨時可觀察到機(jī)頭是否需要吹掃，解決了無法送帶故障。

（4）優(yōu)化程序，帶頭由原來的0.7 m降到0.2 m；實(shí)現(xiàn)每卷可節(jié)約捆帶0.5 m。折合每卷平均節(jié)約捆帶18%。

（5）完全實(shí)現(xiàn)自動化；由原來的2～3人手動打捆，實(shí)現(xiàn)了操作臺遠(yuǎn)程無人操作化。

（6）實(shí)現(xiàn)進(jìn)口設(shè)備的完全吸收和消化，避免因設(shè)備故障造成的外方人員到現(xiàn)場處理的高昂維護(hù)成本。

4 取得效果

以上調(diào)整和改進(jìn)后，安鋼鍍鋅線打捆機(jī)已能夠適應(yīng)生產(chǎn)線的應(yīng)用需求，打捆機(jī)故障率大大降低，故障判斷更加直觀和快捷。鍍鋅打捆機(jī)的原理分析及故障解決方法同樣適用于鋼鐵行業(yè)中的酸軋線鋼帶打捆機(jī)和連退線鋼帶打捆機(jī)，具有重要的借鑒意義。