棒材机组自动包装设备系统的研发

宋艳保

(安阳钢铁股份有限公司)

棒材机组自动包装设备系统的研发

宋艳保

(安阳钢铁股份有限公司)

主要论述了300棒材机组产品包装现状，并制定设备研发方案，介绍设备研发内容， 对方案实施后效果进行详细说明。

设备 研发 包装

0 前言

第一轧钢厂300棒材机组始建于1958年，主要产品规格涵盖Ф22 mm～Ф32 mm圆钢和螺纹钢， 2004年初公司对轧机区进行半连续改造，工艺布置改为1×Ф500、7×Ф400和3×Ф300，除1×Ф500外轧机全部采用了高刚度轧机。2008年初又对精整区上卸钢、下卸钢、3个检验台等设备进行了工艺优化，移钢台架采用液压托起式链条移动，三个检验台架向西重新布置，实现了1#和2#台架处理定尺产品、3#处理乱尺产品的格局，机组的设备生产能力和水平均有较大提高，其年产量原来的60万吨提升到95万吨。

1 存在问题和研发的必要性

300棒材机组原有设备经改造和优化后，设备的生产能力达到了大幅提升，但由于场地狭小，均未解决落后的包装方式，仍然延续了人工打包形式，存在质量差、效率低、松紧度不一、在吊装和运输过程中易撒捆等弊病，制约了产品实物质量的提升，需要全面提升产品实物包装质量。

2 研发方案

为了提升300棒材机组的产品包装质量和公司产品形象，通过多次的分析论证确定了以下研发方案：

(1) 1#台架主要用于Φ25规格12 m 定尺生产时处理配切的9 m 定尺，非9 m 定尺生产时格只处理乱尺。主要将现有12 m东侧的2根链条拆除，收集辊道改造成定尺和乱尺分离的9 m 定尺处理台架(备件利旧)。

(2) 2#台架保留不动，拆除原有收集辊道，链架末端增设振动对齐装置、平托机构、输送辊道及打捆辊道，定尺长度12 m和9 m，对齐装置放置在台架西侧，打捆辊道布置两台抱紧机构和一台升降挡板，振动收集工位收集槽中心线维持原辊道中心线，新设辊道布置在原辊道北侧，以实现打包和收集环节互不影响。

(3) 拆除3#台架，在原位置增加一套包装处理系统。在打捆辊道中间布置2台打包机(利用闲置设备)，打包后布置一套卸载辊道。卸载辊道后布置称重链、储存链，起缓冲作用，以保证天车称重、吊装环节不影响生产节奏。

3 设备的研发

按照研发方案要求，选择和设计了适合现场需求的设备，首先设计制作安装了1#台架分钢设备，使1#台架能够同时处理定尺产品和乱尺产品。其次，对2#台架及以后设备进行了进一步研发：

3.1 振动装置

安装在2#台架北侧、输送链后方，用来批量收集成定尺材，使定尺材在收集时不互相交错，并可在落定尺材振动同时将定尺材一端拍齐，保证最终定尺材一头对齐。设备主要由振动机构，传动装置，底座、对齐装置、定尺挡板等组成。振动装置是偏心长轴在传动装置驱动下，带动摇杆(收集槽)来回摆动，并进行端部拍齐。在偏心轴上设有多段偏心，每个偏心处有一个摇杆推动摇架。定尺挡板数量按9 m、12 m考虑，布置在振动装置振动槽间隔处，与对齐装置布置在同一直线上，定尺挡板底座固定，上面是活动挡板，人工按定尺规格进行拆卸。在与台架互相干涉的传动轴位置，设计增加台架链条被动轮装置，使链条避开传动轴，解决干涉问题。

3.2 平托装置

安装在振动收集装置后方，主要将振动收集槽内成捆的定尺材平托到输送辊道中。主要由驱动装置、长轴、链轮、链条、平托叉、辅助辊子装配等组成。正常状况下平托叉停在振动槽下方，待振动收集槽内集数量够捆时，一次平托起成捆散定尺材送进打捆辊道中。平托时，电机带动减速机，驱动带有链轮的长轴，通过链条使平托转动一周，并保持平托叉朝上，把散捆定尺材送到输送辊道中。并实现在打包机出现故障或打捆不及时，形成很好的有效缓冲，稳定生产节奏。

3.3 升降挡板

位于1#、2#打捆辊道之间，阻挡辊道上运送的定尺材，并用于定尺材打捆前对齐。主要由挡板，底座，升降机构等组成。

3.4 打捆辊道

位于平托装置一侧、自动打包机前方，负责将打捆前的定尺材送至自动捆包机工位进行捆扎。主要由传动辊装配、辊子底座、立辊装配、盖板等组成。辊道由减速电机单独传动，可正反转，输送成组的定尺材；该辊道带有侧导卫立辊，无动力，起导向作用，以利于定尺材捆型；辊道上铺设导向盖板，避免定尺材通过时卡阻；

3.5 抱紧装置

位于自动打包机工位前后。用于将成组定尺材夹紧，便于自动打捆机打捆。主要由油缸装配、夹紧机底座、夹紧连杆机构、辅助辊子装配等组成。当成组定尺材准备就绪、自动捆包机成捆前，先由夹紧机构将组料夹紧成形。夹紧机构原始状态为夹紧连杆机构处于张开(最大限度)状态，随后，通过液压缸推动联接抱臂，联接抱臂完成梯形槽内360°的左下方1/4角度的夹紧成形，同时联接抱臂上的夹紧压轮推动主抱臂，主抱臂完成梯形槽内360°的左上方1/4角度的夹紧成形。主抱臂运动同时，主抱臂的下端的阿基米德曲线带动限位抱臂上的压轮作曲线运动，限位抱臂上端完成梯槽内360°的右下方1/4角度的夹紧成形。另外 联接抱臂运动同时带动联接杆运动，联接杆再带动抱臂运动，抱臂完成梯形槽内360°的右上方1/4角度的夹紧成形，这样四个抱臂同时抱紧待捆坯料。此机构相对两点抱紧其优点：(1)定尺材抱得更紧，打捆后不容易散捆；(2)捆形更好。

3.6 打包机

利用260机组闲置的KNCA-8/800液压打包机备件2套。打包机工作时，由进丝机构将打包丝按预定速度送入导向系统，该导向系统由侧板间球轴承形成一个回路，打包丝在此回路中运动并缠紧打包捆，同时由脉冲计数器发出信号开始拧结。

3.7 卸载辊道

在19.45 m的空间布置13套U型辊装配，主要用来将打包成捆的成品向西输出。主要由传动辊装配、底座等组成。辊道由交流变频电机单独传动，可正反转，输送成捆产品。

3.8 称重链

参考260机组称重链结构，解决原有不适应部位，将移钢传动轴动力传动进行重新设计布置，由两端传动结构改为中间布置单传动，带动8条传动链条，使用ZSY200-40-VIII减速机代替齿轮马达AG83，解决了更换困难、故障率高问题。同时改进链条涨紧结构，方便链条调整；改进托起结构，使用卡口式代替了原有端装结构，提高了托起使用寿命；改进了液压缸布置结构，使液压缸维护更换更加方便。

3.9 储存链

参考260机组存储链结构，将移钢传动轴动力系统进行重新设计布置，由两端传动结构改为中间布置单传动，使用ZSY200-40-VIII减速机代替齿轮马达AG83，带动8条储存链条，按照现场位置，支柱全部由侧装式改成上装式，将链架梁长度改为4 185 mm，传动轴链轮采用剖分结构，便于维护。

3.10 液压系统

两套抱紧装置和称重链均采用液压传动，每套抱紧装置有2个液压缸控制，称重链有三个起升缸组成，共用一个SYYZ1782型液压站，主要设备包括注油泵电机组部分(2套)、油箱部分、循环冷却部分、蓄能器部分等，其中：油箱容量1 500升(含二台A10VS140DR/31R-PPB12N00柱塞泵，开一备一。系统压力14 MPa, 单泵流量200 L/min，循环泵电机型号：HSNH210-46/Y132S-4 额定流量：210 L/min工作压力：1.0 MPa 管式冷却器型号:BR0.1-1.6-10 有效冷却面积10 m2。另外，配备有电接点温度计(WSSX-411)、液位控制继电器(YKJD24-650-150)、电磁溢流阀(DBW20A2-5X/315-6EG24NK4)等，对油温油位、油压等实现了远程控制。

4 结束语

项目实施后，该机组结束了50多年来人工打包的历史，提高了钢材包装质量。经过近一年的使用效果检验，改善了职工作业环境，降低了劳动强度，实现年产量95%以上自动包装，精整打包工序减少3人。实现自动打包后，改善了打包松、打包带断带和收集打包的钢材交叉严重等问题，提高产品市场竞争力。吊装、称重环节的运行距离缩短、避开人员密集区域，人员安全保障得到改善。

[1] 徐 灏.机械设计手册(第四卷)[M].北京：机械工业出版社，2000：24-28，52.

[2] 吴宗泽.机械设计实用手册[M]. 北京：化学工业出版社，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

联系人: 宋艳保，工程师，河南.安阳(455004)河南安阳钢铁股份有限公司设备物资管理处；