单箱打包机油缸机构的改进

卢　伟

(邯郸宏大化纤机械有限公司，河北 邯郸　056046)



•革新改造

单箱打包机油缸机构的改进

卢伟

(邯郸宏大化纤机械有限公司，河北 邯郸056046)

为了解决单箱打包机因结构缺陷存在生产能力较低的问题，对比分析单箱打包机和双箱打包机的优缺点，通过把单箱打包机原有的1个大油缸改为2个中号油缸和1个小油缸，新机构在不增大功率的前提下提高单箱打包机的生产能力，缩短了压缩时间，符合国家节能减排的要求，适应化纤多样化生产线的发展趋势。

单箱打包机；油缸；优化设计；多样化生产；功率

0　引言

打包机的主要作用是将喂入的化学短纤维压实，然后捆扎成一定体积或质量的成型包。打包机压实纤维主要依靠油缸施压——通过油缸反复预压缩和压缩后，才能完成1个成包过程；油缸运行速度的快慢决定了打包机生产能力的高低[1]。

目前使用的打包机主要分为单箱打包机和双箱打包机。双箱打包机的预压缩和主压缩是分开配置的，其预压缸及主压缸分别在两个箱体里并可以同时运行，其生产能力较高，成本也较高。单箱打包机的预压缩和主压缩共用1个箱体，其压缩功能依靠1个大油缸来完成，成本较低仅适合生产能力较低的生产线[2]。为了增大单箱打包机的生产能力，笔者曾作过相应改造，如增大油泵流量，加大电机功率，以提高油缸的运行速度，效果不太明显，却增大了用电量，也不符合国家节能减排的要求；因此，开发一种既能提高单箱打包机生产能力，又不增加功率的新型机构具有实际意义。

1　单箱打包机的结构和缺陷

单箱打包机仅用1个大油缸，其结构如图1所示，主要是由导向杆、大油缸、导向块和压头组成。大油缸动作由导向杆定位，活塞杆远端靠导向块安装在压头上，利用箱体内壁导向。打包时，工艺要求进料7次～8次，即大油缸需要压缩7次～8次才能完成一个成包过程，其速度慢，生产能力较低，仅适用于生产能力要求较低的生产线；当生产能力要求较高时只能使用双箱打包机。因为双箱打包机的价格比单箱打包机高得多，有些用户还是会选用单箱打包机，所以提高单箱打包机生产能力十分必要。

经查阅相关资料并参考国外技术，发现只要改进油缸结构，提高其运行速度，就能从根本上解决所存在的问题。

2　新型单箱打包机油缸的特点

新型单箱打包机油缸结构如图2所示：中号油缸与压板相连，小油缸与压头相连，活塞杆远端靠安装在压板上的导向座定位，导向块安装在压头上，利用箱体内壁导向。新型单箱打包机将1个大油缸改为2个压力相当的中号油缸，并增加1个能独立运动的小油缸，二者串联；中号油缸放两侧，小油缸放中间，在压板上安装小油缸活塞杆导向座，增大了两导向间的握持距离，有利于提高机构导向刚性和运动的稳定性[3]。

新型油缸机构吸收了双箱打包机的优点，将预压缩和主压缩分开，在整个打包过程中，前几次预压时小油缸、压板和压头独立运动，可实现快速预压，大大缩短单次压缩时间；终压时则所有部件同时运动，两侧的中号油缸进行最终的主压缩。这是因为中号油缸在前几次预压时只起到向小油缸供油的作用，其活塞杆带动压头升降完成预压动作；而在终压过程中，中号油缸会同时向3个油缸供油[4-5]，带动压板和压头升降完成终压动作。虽然3个油缸同时动作的速度稍慢，但对于整个打包过程而言压缩时间已大大缩短。

新型油缸机构与原有机构比较，生产能力大幅度提高，还与油缸的运行速度有关，尤其是下降速度主要与油缸的缸径有关，即时间t=60×π×D2×h/4×Q×0.98×η，式中h为行程，Q为泵流量，D为油缸直径，η为效率，在行程和泵流量都不变的情况下，油缸直径越小所用时间越短，而小油缸相对原有大油缸直径小很多；所以，油缸运行速度大大加快，打包机的生产能力因此大幅度提高。

3　结语

新型单箱打包机油缸机构，是把原有的1个大油缸改为2个中号油缸和1个小油缸。小油缸能独立完成预压动作，大大缩短单次压缩时间；虽然终压时3个油缸同时动作的速度稍慢，但整个打包过程压缩时间已大大缩短；还能在不增大功率的前提下，大幅度提高单箱打包机的生产能力，符合国家节能减排的要求，适应于化纤多样化生产线的发展趋势。

[1] 成大先.机械设计手册：第17卷[M].4版.北京：化学工业出版社， 2002：25-701.

[2] 杨可桢，程光蕴.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，1999.

[3] 刘会英.机械原理[M].北京：机械工业出版社，2003：213-228.

[4] 张利平.液压传动系统设计与使用[M].北京：化学工业出版社，2010.

[5] 宋爱民.液压气动技术基础[M].北京：机械工业出版社，2012.

Improvement of the Cylinder Mechanism of the Single-boxed Baler

LU Wei

(Handan Hongda Chemical Fiber Machinery Co.,Ltd.,Handan 056046,China)

In order to solve the problem of low production capacity due to the defected structre,comparison analysis is done to the both advantages and the disadvantages of the single-boxed baler and the double-boxed baler.Through the modification of the single-boxed baler with one cylinder of big size,a new structured baler is introduced with two cylinders of medium size and one cylinder of small size.It proves that the new designed baler increases production capacity without power increase,shortens the compression time in conformity with the national energy-saving and emission reduction requirements,meeting the variety development of chemical fiber production line.

single-boxed baler;cylinder;optimization design;vaviety production;power

2015-12-20

卢伟(1971—)，女，河北邯郸人，工程师，主要从事化纤机械的研究工作。

TS103.7

B

1001-9634(2016)04-0057-02