高线打包机线坠机构改型

卢正臻，刘 彬

（山钢股份莱芜分公司，山东 莱芜271104）

1 前言

线材是当今社会现代化建设用量较大的一种钢材，随着高速线材自动化程度的提高和生产节奏的加快，线材的包装也有了国家标准，现场生产对包装设备也有了更高的要求。山钢集团莱芜钢铁新疆有限公司80万t高速线材生产线采用PCH-4KNB型卧式自动打包机打包，打包质量好，自动化程度高。该类打包机有放线系统，放线系统中有线坠机构，作用是在打包机打包前积蓄足够长的打包线并使弯曲的打包线紧直，并在打包抽丝过程、打包结束压板后移过程中起到收线作用。

2 现状分析

PCH-4KNB卧式打包机原放线系统中，线坠机构是由一个动滑轮和固定导向滑块机构组成，上下移动距离长。现场生产过程中，打包送丝时，线坠起升高度高，在打包完成储备下一次打包所需打包丝时，线坠机构会沿着导向立柱自由下坠落地，较大的冲击力造成地面缓冲器和线坠自身频繁损坏，影响正常打包工作，并且存在较大安全隐患。此外，线坠的导向系统是由4块V型铜滑块安装到固定支座内，成对配合包裹导向立柱，滑块磨损快，导致滑块与导向立柱间隙变大，线坠上升时歪斜，在沿着导向立柱运动过程中时有卡阻现象，造成打包丝打滑送丝不到位，影响正常打包。

为解决上述问题，探索在不影响打包机其他性能参数的前提下，一方面要降低落地时线坠的冲击力，减小在打包完成后线坠坠地对自身及缓冲器的损害，另一方面要降低装置上下运动时的摩擦力，使导向机构可靠，保证线坠上下运行通畅，同时又要保证打包丝的张紧力在要求范围，使装置达到工作要求。

3 改造措施

3.1 对线坠升降高度和缓冲装置进行改型

原线坠机构为单滑轮结构，打包送丝时线坠起升高度在3.5 m。为提高稳定性和安全性，降低放线系统故障，把动滑轮组运用到线坠结构，降低线坠起升高度至1.75 m，从而降低线坠落地时冲击力，消除了高空坠落安全与设备隐患。根据动滑轮有延长一倍绕绳的原理可知，也能积蓄与原来相当的能够满足出厂要求的打包线长度。改型地面缓冲器，使撞击缓冲时间在原来的基础上提高两倍，在冲量一定的前提下，让作用在缓冲器上的冲击力减小，以提高线坠和缓冲器的寿命。

如图1所示，起始时线坠机构在最低位置，当打包动作开始时，打包机放线架顶部的气动线闸夹紧打包丝，防止打包线从线库进入，随着打包机压板向盘卷挤压而拉动放线机构中的打包丝，线坠被提升拉起，此时发挥保持打包丝在打包头和气动线闸之间绷紧的作用，以使打包丝顺畅通过打包机各机构。高线盘卷压实后，打包头开始送丝打包，线坠继续上升，在打包抽丝过程和完成打包压板向后移动时，线坠随之下降起到收线作用。打包动作结束，压板返回到初始位置，这时气动线闸打开，线坠装置沿导向立柱向下做近似自由落地运动，从线库拉出和积蓄打包线，通过自身的重力和自由落体的冲击力对打包线拉直，为下一次送丝提供条件。

3.2 对线坠自身进行改型

原线坠上下运动是依靠两对V型铜滑块包裹住导向立柱来实现的，氧化铁皮等杂物进入导向机构后，造成滑块频繁磨损，间隙变大。若不及时更换滑块，会使导向失效造成线坠装置歪斜卡别，造成打包故障。对线坠导向装置进行改型，避免在送丝、抽丝、压板后移步骤中放线和收线时，线坠装置因摩擦力过大或歪斜卡别导致上下运行受阻。同时，考虑到绕过动滑轮的打捆丝变为了两组，对线坠外侧的配重进行改装，使配重重量接近于原线坠装置的重量，以抵消动滑轮的省力作用，这样最终使绕过滑轮组的打包丝拉力与出厂要求相比没有多大变化。改型后的线坠及其导向装置见图2。

如图2所示，把导向滚珠运用到线坠导向装置，减小了导向装置与导向立柱之间的间隙，防止线坠歪斜，同时变滑动摩擦为滚动摩擦，减小了摩擦力，降低了部件磨损，使线坠装置沿着立柱上下升降自如。线坠导向装置中导向套筒分为对称的两部分，由连接螺栓紧固在一起，通过连接机构与线坠滑轮装置相连，导向立柱在工作行程内镶嵌安装合金导板，导板由沉头螺钉固定在立柱上，可有效保护导向立柱本体不受磨损破坏，实现故障之后的快速拆卸和维护。

图1 线坠工作状态示意图

图2 改型后的线坠及其导向装置

3.3 校核冲击载荷

将线坠升降距离改为原来的一半，线坠与缓冲器作用时间延长两倍后，虽然线坠装置质量增加了近一倍，但依据匀变速直线运动规律和动量定理，代入数值经验证，改型后的冲击载荷有效降低，线坠机构运行工况得到改善。

4 应用效果

本打包机线坠装置改型是以杠杆（滑轮组）原理、动量定理和摩擦学原理为依据进行的设计。改型后，线坠装置高度缩短，升降自如，损耗降低，现场安全隐患和热停工时消除，设备稳定性增强，线坠和缓冲装置使用周期大幅度提高，同时噪音分贝降低，具有良好的环保效果，有效解决了现场问题。