天铁高线自动打捆机的改造

杨五存

（天津天铁冶金集团棒线厂，河北涉县056404）

0 引言

天铁高线自动打捆机于2009年投入使用，是线材生产中对盘卷进行整理打包的核心设备，是集机、电、液、气为一体的高精度设备，自动化程度较高。其执行机构驱动全部采用液压驱动，同时在线卷4个成90°的位置打包压实，以满足产品的下线、库区存放和外发尺寸要求。该设备的运行直接影响线卷外形尺寸和包装质量，是保证产品质量的重要环节。

1 打捆机的功能及结构

天铁高线使用的自动打捆机是瑞士进口的PCH—4KNA型号卧式打捆机，主要用于自动压紧和打包，带有4个打包头，线卷依靠钩式输送机输进或输出打包机。打包机包含以下的主要部件:两个压板、可动轮、压实车和提升平台、喂线系统、线架系统。压板的水平运动由液压缸驱动,与进入的线卷相接触的压板上安装了耐磨板。打包线架系统安装在一个框架上，悬挂在一个轴上，线架系统依靠液压电机作与压板相对水平的运动。提升平台由2根水平梁组成,打包时从输送钩上托起线卷，通过液压缸驱动。每根梁上有1根塑料划线板用于保护线卷，在打包时与平台接触，免于损伤线卷。轨道构架由2根轨道组成,装配了耐磨板，压板的轮子由梁的外边缘引导，压力缸安装在导轨装置上。

2 存在问题

（1）线架使用的流程：滑轮初始位→打包压实、滑轮缓慢上升→送线、滑轮快速上升→抽紧、滑轮快速下降→压实车退回、滑轮缓慢下降。在整个生产过程中，线架滑道磨损严重，滑轮架、耐磨块等备件损耗较多，影响生产顺利进行。另外，由于线架滑轮磨损严重，经常致使打包失败，出现卡线现象，线架滑轮出现问题后只能打三道线，易出乱卷，对产品质量造成一定影响，不能满足客户质量需求。

（2）打捆机在液压驱动时，由于高压力和大流量导致系统温升，加之现场站所通风有限，冷却系统能力不足，导致连续作业时液压系统油温一直保持在50℃左右。尤其进入夏季天气炎热，站所温度过高，油温可达到55℃左右，液压系统开始报警，严重时油温高于60℃时，需要停机冷却3～4 h，才能继续生产，严重影响了生产的顺利进行。

3 原因分析

（1）在打包线高速送线时，滑轮片绕轴转动，线架滑轮沿着轨道上升，当设备运转一段时间后耐磨块磨损量加大，尤其是底部两个耐磨块最为严重，随着磨损量的加大，导致线架滑轮与轨道之间夹角从90°开始减小，角度减小后进一步增加磨损强度，形成恶性循环。线架滑轮上升过程中存在两处薄弱部位，在滑轮上升过程时轨道始终受到摩擦力作用，同时摩擦力反作用到耐磨块和线架滑轮上，导致耐磨块、线架滑轮磨损严重，必须进行定期维修和更换备件。

（2）液压系统温度升高现象持续报警，主要问题为夏季气温较高，冷却水系统水质浊度升高，现场使用的进口PWO冷却器长期工作时，管壁表面逐渐积垢，热性能下降，以致无法满足冷却系统散热需求。而该冷却器属于轻质高效冷却器，结构采用焊接形式，导致无法拆装，进而无法对冷却器内部进行彻底清洗，不能重复利用，而且进口冷却器价格普遍较高，定期更换会造成大量的备件资金消耗。

4 解决措施

（1）为了保证夹角始终保持90°，必须保证打包线对滑轮架拉力作用线在滑轮架的中心，同时限制滑轮架方向上的自由度，只允许滑轮装配在轨道上上升下降，打包线上升时产生侧向力通过滑轮自重进行平衡，滑轮改造前后的受力分析如图1所示。

图1 线架滑轮改造前后的受力分析

根据受力分析，将打包机线架方钢形状轨道改为一组4根10#槽钢，整根轨道采用焊接形式进行调整、安装；轨道下端改为可拆装式结构连接，方便更换坠线轮和整根轨道可重复使用，既能解决跑偏滑道磨损严重的问题，又替代了原来的轨道，降低了备件成本。改造前后的备件消耗见表1。

表1 线架改造前后备件消耗对比

（2）根据现场的冷却水管路和油路的布局与参数，采用国产先进ML型板式冷却器，其抗污能力强，拆解清洗方便简单，具有安全可靠、压力损失小、散热效率高、重量轻的特点。散热效率的提升，解决了因温度高导致持续报警，从而造成停产的问题。

（3）液压油温全部使用电磁水阀连锁控制，对液压控制系统的程序进行了修订，油温度控制范围缩短至35～45℃，保证了油温在理想的工作范围之内，解决了报警问题。改造前后现场温度抽检统计分析见表2。

表2 液压系统改造前后温度对比表

5 结束语

针对高速线材自动打捆机线架系统进行改造，改造后明显降低了备件消耗，提升了轧机作业时间，增加了产量，另外减少了乱卷废品的产生，使得合格率由99.78%提升至99.90%以上，达到了同行业的较高水平，降低了工人劳动强度。对液压系统温度控制进行改造后，解决了因油温过高而停产的问题，提高了打捆机的生产效率、产量及劳动作业率。