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1 引言
工業(yè)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量及包裝是構(gòu)成產(chǎn)品的三要素,精美的產(chǎn)品包裝不僅能保護(hù)產(chǎn)品在運(yùn)輸途中的外觀質(zhì)量,而且能極大地增強(qiáng)用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的信心。
由上海某機(jī)械成套有限公司與某鋼鐵股份有限公司開發(fā)研制的大型高級(jí)線材卷復(fù)合式自動(dòng)穿梭纏繞包裝機(jī)是纏繞包裝機(jī)械中技術(shù)先進(jìn)、研制難度大的包裝機(jī)械。在研制過(guò)程中,按照模型理論,釆用不同的模型比例進(jìn)行了多種原理實(shí)驗(yàn),如以1:3的比例制造了穿梭式動(dòng)力頭及U形門,以1:2的比例制造了包裝材料的自動(dòng)張緊裝置,以1:1的比例制造了包裝材料的自動(dòng)剪切裝置及線卷小車裝置,并進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn):①穿梭式動(dòng)力頭的動(dòng)力傳輸方式及環(huán)形軌道的開合; ②包裝材料重疊度的控制;③線圈小車的精確定位及控制;④包裝材料的自動(dòng)張緊;⑤包裝材料的自動(dòng)剪切;⑥設(shè)備自動(dòng)化控制。在試驗(yàn)取得很好效果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了整機(jī)技術(shù)開發(fā)。并將開發(fā)設(shè)備應(yīng)用于寶鋼條鋼部高線分廠實(shí)施機(jī)械化包裝,經(jīng)過(guò)制造、安裝、調(diào)試各環(huán)節(jié)的控制與調(diào)整,該設(shè)備已正常運(yùn)行半年多,先后有3000多卷包裝整 齊的產(chǎn)品發(fā)往國(guó)外。
2包裝機(jī)工作原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
復(fù)合式自動(dòng)穿梭纏繞包裝機(jī)專用于對(duì)大且長(zhǎng) 的環(huán)形產(chǎn)品進(jìn)行纏繞包裝,特別是可同時(shí)用多種 薄膜材料對(duì)環(huán)形產(chǎn)品進(jìn)行一次完成的復(fù)合纏繞包裝。它具有設(shè)備體積小,包裝材料使用周期長(zhǎng),運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。
2.1工作原理
如圖1所示,龍門架1支承兩個(gè)U形門2,U 形門汽缸組3驅(qū)動(dòng)固定在龍門架上的導(dǎo)軌4進(jìn)行 開合運(yùn)動(dòng)。當(dāng)U形門開啟時(shí),承載環(huán)形產(chǎn)品的小 車5在驅(qū)動(dòng)電機(jī)6及齒輪副7的作用下運(yùn)動(dòng)到環(huán) 形產(chǎn)品的中心與包裝卷筒8的中心重合。U形門 在氣缸作用下自動(dòng)閉合。每個(gè)U形門內(nèi)有數(shù)個(gè) 定滑輪9及一個(gè)皮帶漲緊輪10,在某個(gè)定滑輪上 有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11。U形區(qū)內(nèi)有幾十個(gè)動(dòng)滑輪車 12,動(dòng)滑輪車在柔性皮帶14的驅(qū)動(dòng)下沿U形軌道 13運(yùn)動(dòng)。當(dāng)U形門閉合后,兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩根柔 性皮帶作U形運(yùn)動(dòng)。把動(dòng)滑輪車從左U形門驅(qū) 動(dòng)到右U形門,在數(shù)個(gè)動(dòng)滑輪車上裝上包裝卷 筒,從而使包裝卷筒穿過(guò)環(huán)形產(chǎn)品的中心作橢圓 運(yùn)動(dòng)。同時(shí),承載環(huán)形產(chǎn)品的小車15在膠輥電機(jī) 15的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)鏈輪付16帶動(dòng)環(huán)形產(chǎn)品轉(zhuǎn)動(dòng), 對(duì)環(huán)形產(chǎn)品進(jìn)行穿梭式纏繞包裝。
本纏繞包裝機(jī)釆用摩擦傳動(dòng)原理,由二個(gè)U 型柔性鋼環(huán)組成一個(gè)開合的封閉軌道,鋼環(huán)的開 合供環(huán)形產(chǎn)品進(jìn)出,柔性鋼環(huán)的組合運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)其 上的多個(gè)包裝材料筒進(jìn)行復(fù)合包裝,再輔以環(huán)形 產(chǎn)品上下料車的自動(dòng)旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)復(fù)合式自動(dòng)穿梭 纏繞包裝(圖2)。
2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該包裝機(jī)主體設(shè)備采用整體隧道回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu) 及導(dǎo)軌雙向開合結(jié)構(gòu),由變頻電機(jī)帶動(dòng)小車進(jìn)行 雙帶纏繞包裝。線材卷釆用上料小車自動(dòng)上料、 上料小車設(shè)有線材卷定位夾持裝置。整機(jī)由PLC 可編程控制器控制,設(shè)自動(dòng)、手動(dòng)及多項(xiàng)故障報(bào)警 或停機(jī)功能。
通過(guò)兩邊U形門上的導(dǎo)軌使滑輪組滑輪在 減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)下做橢圓運(yùn)動(dòng),皮帶做U形運(yùn)動(dòng)。 兩個(gè)滑輪上裝配有兩盤包裝材料環(huán),進(jìn)行包裝。 氣動(dòng)系統(tǒng)用于控制包裝機(jī)的兩個(gè)U形門的開合。 由于U形門上設(shè)有帶輪張緊裝置,因此氣動(dòng)系統(tǒng) 必須與由電動(dòng)機(jī)絲杠裝置控制的帶輪張緊裝置同步運(yùn)行。為此,設(shè)計(jì)上釆用了氣動(dòng)系統(tǒng)同步比例 閥,電氣系統(tǒng)釆用同步變頻控制且氣缸帶有緩沖 裝置,電動(dòng)機(jī)具有自動(dòng)抱閘功能。
氣功系統(tǒng)包括氣缸、氣動(dòng)三元件、氣動(dòng)球閥、 電磁換向閥、調(diào)壓閥、比例閥、壓力控制閥、節(jié)流 閥、消聲器等。
電控系統(tǒng)釆用PLC控制,變頻調(diào)速,具有自 動(dòng)定位、纏繞自動(dòng)記數(shù)及顯示功能,包裝帶可自動(dòng) 收緊,以確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
3復(fù)合式自動(dòng)穿梭纏繞包裝機(jī)的主 要技術(shù)參數(shù)
線材卷外形尺寸及重量
外徑250 mm
內(nèi)徑 !850 mm
長(zhǎng)度 900 - 1 800 mm
重量(最大)2 320 kg
包裝材料
材質(zhì) 復(fù)合帶(塑料編織布/牛皮紙/ 塑料薄膜)
寬度 200 - 300 mm
長(zhǎng)度 600 m
包裝機(jī)技術(shù)參數(shù)
設(shè)備外形尺寸8 930 mm x 1 450 mm X3 985 mm
線材卷承重輥直徑200 mm
環(huán)長(zhǎng) 8.590 m
穿梭小車速度2.15 m/s 穿梭小車每圈時(shí)間4.05 s/圈 線材卷支承膠輥電機(jī)功率1.15 kW線材卷承重小車電機(jī)功率0.75 kW
(2臺(tái)) 纏繞電機(jī)功率2.2kW(2臺(tái)) 張緊電機(jī)功率0.40 kW(1臺(tái)) U形門開合時(shí)間5 s
U形門行程1 150 mm
氣源壓力 0.4 MPa
絲杠螺距4 mm
絲杠轉(zhuǎn)速287.5 r/min絲杠驅(qū)動(dòng)減速機(jī)減速比6 功率0.4 kW
4結(jié)束語(yǔ)
生產(chǎn)實(shí)踐證明,復(fù)合式自動(dòng)穿梭纏繞包裝機(jī)的技術(shù)開發(fā)及成功應(yīng)用,解決了大型環(huán)形產(chǎn)品自動(dòng)纏繞包裝的難題,提升了寶鋼線材的檔次,保護(hù)了產(chǎn)品質(zhì)量,增加了產(chǎn)品售價(jià),而且取得了很好的實(shí)效,同時(shí)也為該技術(shù)的推廣應(yīng)用展示了良好的前景。
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