鍍鋅打捆機原理分析及故障排除解決方法

高 敏，李 俊，楊 磊，紀云龍

（安陽鋼鐵冷軋有限責任公司，河南安陽 455000）

1 連續熱鍍鋅生產線及打捆機狀況

在建立現代化、智能化工廠的大趨勢中；安鋼集團調整鋼鐵產業結構，加快投資建立一批鋼鐵行業中的拳頭產品生產線，1550mm連續熱鍍鋅生產線于2017年3月20號熱試成功并投入生產，主要產品為高檔家電板和建筑用板。在該生產線中，打捆機是眾多進口設備中的單體成套設備之一，由日本的KOKO公司生產。

1.1 打捆機在鍍鋅線的應用

鍍鋅打捆機是鍍鋅線3大重要單體設備之一（焊機、氣刀、打捆機），均為重要進口設備，單價200多萬人民幣。設備運行狀況直接影響到鍍鋅線的產能及工藝操作人工成本和外方的調試維護費用成本。而打捆機故障也嚴重影響到鍍鋅線的正常運行和產量，以及產品質量的達標、人工手動打捆質量缺陷造成的質量異議等。因此，打捆機成為鍍鋅線比較核心的單體設備。

1.2 設備構成

鍍鋅打捆機由打捆頭(主要部件包括：張緊裝置、熔接裝置、固定和剪刀裝置、導向板組成)，送帶裝置（包括氣動馬達、減速機、張力自調節機、活套架等），導帶槽（包括固定式上部導帶槽、固定式側部導帶槽、移動式下部導帶槽、下部導帶槽氣缸組成），打包頭回轉裝置（包括回轉臂和氣缸），小車裝置（包括導軌、氣缸等），電氣控制系統等分系統組成。共同配合來完成鍍鋅鋼卷的打捆工作。

1.3 打捆機工作原理

（1）鍍鋅打捆機涉及電氣、機械及流體設備等。控制原理和設備動作復雜，屬于比較精密的機電一體品。打捆過程為自動順控控制，程序中涉及40多個定時器，通過毫秒級控制現場各氣動馬達，電磁氣動閥完成打捆動作：①由氣動馬達驅動的喂帶輪將打捆樹脂帶喂入導帶槽；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行強有力的摩擦熔接；⑥打捆后從鋼卷上切斷樹脂帶；⑦所有機械部件都回到原位，等待下一打捆周期。

（2）電氣控制系統通過設備動作要求編程，在不同時間段分別控制打捆機送帶、送帶機動作、夾持、機頭壓下、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、偏心機構同時配合才能完成。此過程中任何一個不協調動作都會導致收帶不緊、塑料捆帶產生碎屑等故障，造成捆帶浪費和維護成本（需人工吹掃）。

1.4 打捆機電氣控制

打捆機控制組成由西門子S7-300CPU程序控制、操作箱完成打捆機的各系統的單動/聯動/順序控制、現場接近開關檢測各設備運行位置檢測、光信號計數器判斷捆帶運行位置、驅動設備氣動電磁閥和氣動馬達完成設備動作等組成。與生產線CPU通過點對點硬接線方式傳遞打捆啟動指令、打捆完成、打捆機故障、打捆道次等數據通訊。程序控制特點為：順控時，依據實際打捆機各動作工藝順序及動作時間，在程序上通過脈沖延時計時器，連續順控發出指令驅動打捆機本體電磁氣動閥和氣動馬達完成實際設備動作。

2 打捆機故障

打捆機經過日方人員調試投入運行后，由于現場實際和設備運行特點一直出現各種故障：①打捆機送帶故障；②打捆機送帶輪盤故障；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夾持斷帶故障；⑧張緊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，不能夠滿足現場穩定、連續高效運行的要求。

3 改進措施

通過對機械設備動作原理、打捆工藝原理、電氣控制原理的分析；對打捆機整體做出以下攻關改造：

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

（2）調整送帶輪盤的送帶和收帶氣動馬達的速度，使之與打捆機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）調整送帶光柵感應停止信號，控制箱加裝觀察孔，操作箱加裝電氣指示閃爍信號，隨時可觀察到機頭是否需要吹掃，解決了無法送帶故障。

（4）優化程序，帶頭由原來的0.7m降到0.2m；實現每卷可節約捆帶0.5m。折合每卷平均節約捆帶18%。

（5）完全實現自動化；由原來的2～3人手動打捆，實現了操作臺遠程無人操作化。

（6）實現進口設備的完全吸收和消化，避免因設備故障造成的外方人員到現場處理的高昂維護成本。

4 取得效果

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