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1國內(nèi)外技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

建國幾十年來，經(jīng)過我國幾代技術人員的不懈努力，我國鋁帶箔加工工藝技術及設備裝機水平有了長足的進步，特別是近幾年來，隨著生活水平的提高，醫(yī)藥箔、食品包裝箔需求量劇增，新的大型鋁板帶箔加工廠相繼上馬，老廠也在不斷進行技術改造，軋機及輔助生產(chǎn)設備的裝機水平有了顯著的提高，但與國外發(fā)達國家相比還有一定的差距。國外生產(chǎn)企業(yè)成品鋁帶卷包裝都采用自動化包裝，而我國基本上采用人工包裝，只有個別鋁加工廠家引進了國外的包裝設備,這一技術我國是一項空白。據(jù)筆者掌握的情況，國內(nèi)只有西南鋁加工廠于1996年從德國某公司引進了1套10t鋁帶卷自動包裝機列，當時的價格為169.8萬美元，折合人民幣約1400萬元，而我公收稿日期：2009-02-20司新開發(fā)的該類型設備卻遠遠低于這個價格。另外經(jīng)初步估算，釆用人工方法包裝一噸鋁帶卷需人民幣23元，采用機械自動化包裝設備包裝一噸鋁帶卷需人民幣18元，包裝每一噸鋁帶卷可節(jié)約5元，對一個年產(chǎn)20萬噸鋁板帶生產(chǎn)廠每年可節(jié)約100萬元,這是一個相當可觀的數(shù)字。該項目的開發(fā)成功不僅可保證包裝質(zhì)量，滿足生產(chǎn)需要，節(jié)約外匯，降低建設成本,且可降低生產(chǎn)成本,提髙經(jīng)濟效益，同時也符合我國進口設備國產(chǎn)化的有關要求。

2首臺國產(chǎn)鋁帶卷包裝機列

洛陽某設備有限公司針對國內(nèi)鋁帶卷包裝現(xiàn)狀，自主設計開發(fā)了我國第一臺鋁帶卷包裝機列（圖1、圖2）,并于2005年末與中鋁河南某有限公司洛陽冷軋廠簽訂了設計、制造、安裝調(diào)試一條龍的供貨合同。該機列于2007年順利試車成功，投入生產(chǎn)使用后取得了令人滿意的效果，于同年8月順利通過驗收。該機列的主要工藝過程、組成、性能及應用效果介紹如下。

圖1首臺國產(chǎn)鋁帶卷包裝機列

圖2鋁帶卷包裝機列工作狀態(tài)

2.1工藝過程

鋁帶卷包裝機列的工藝流程

由吊車上料一稱凈重一-塑料薄膜纏繞f紙板包圓柱面、端面和護邊包裝f加木托座一A稱毛重f捆扌就托座f輸送離線

• 包裝前稱成品卷凈重。將軋制或精整后的成品卷用天車吊放在機列的兩個固定儲料座上，同時將該批料的品種及尺寸規(guī)格輸入到控制微機中。然后步進送料裝置將成品卷逐卷送到稱重裝置（一）的V型座上，稱量成品帶卷包裝前的凈重，稱量后步進送料裝置將稱過重的成品帶卷送到塑料拉伸膜纏繞機正下方的托根上，同時將下一卷料放到稱重裝置（一）的V型座上；
• 密封包裝。帶卷放到塑料拉伸膜纏繞機正下方的托輻上后，裝在纏繞機上的卷徑測量裝置測量計算出帶卷外徑及帶卷中心高度。根據(jù)測量結(jié)果纏繞機回轉(zhuǎn)臂上的塑料拉伸膜釋放裝置自動調(diào)整到帶卷中心的高度。首先進行護邊處理，托輻在電機的驅(qū)動下帶動帶卷轉(zhuǎn)動,操作人員用裝在固定釋放裝置上的塑料拉伸膜將帶卷邊緣處的棱角部分先包住,帶卷停止轉(zhuǎn)動，再將塑料拉伸膜割斷粘牢。然后，操作人員將裝在纏繞機回轉(zhuǎn)臂上的兩個塑料拉伸膜帶卷的端頭分別從兩側(cè)穿過鋁卷內(nèi)孔結(jié)在一起。操作人員回到安全區(qū)啟動纏繞機工作程序。纏繞機回轉(zhuǎn)臂繞著回轉(zhuǎn)臂中心的鋁卷旋轉(zhuǎn)，釋放裝置將回轉(zhuǎn)臂上的塑料拉伸膜按設定的張力拉伸后纏繞到鋁卷外層。與此同時，被纏繞的鋁卷在托輻的帶動下繞卷心勻速轉(zhuǎn)動,直至塑料拉伸膜將鋁帶卷完全包嚴后程序結(jié)束。操作人員將塑料拉伸膜割斷粘牢。鋁帶卷纏繞包裝完成后由步進送料裝置將其送到第二個托根裝置上；
• 緩沖及固定包裝。在第二個托根裝置上對塑料拉伸膜纏繞包裝好的鋁帶卷進行外層紙板包裝，首先,在轉(zhuǎn)動的托輻帶動下將紙板包在鋁帶卷的外圈，并用PET帶捆扎，再將兩個紙端蓋扣到鋁帶卷兩端面，各用一條PET帶捆扎牢固，然后，步進送料裝置將其送到翻卷機的V型受料座上；
• 料卷翻轉(zhuǎn)。翻卷裝置V型受料座在擺動液壓馬達的驅(qū)動下可回轉(zhuǎn)90。，在液壓缸的驅(qū)動下可沿導軌在機列方向上移動。翻卷裝置的輾道臂上先放上合適的木底座，要求立卷包裝時液壓缸驅(qū)動V型受料座移動，使V型受料座上的鋁帶卷端面緊靠住木底座。翻卷裝置翻轉(zhuǎn)90。后帶卷按要求立放到木底座中心。若要求臥卷包裝時，先在擺動液壓馬達的驅(qū)動下V型受料座上的鋁帶卷旋轉(zhuǎn)90。后液壓缸再驅(qū)動V型受料座移動，使鋁帶卷外圈緊靠住木底座。翻卷裝置翻轉(zhuǎn)90。后將帶卷按要求臥放到木底座上。帶有木底座的帶卷在輻道輸送下到達稱重裝置（二）上。操作人員將下一個帶卷的木底座放到翻卷裝置驅(qū)動親道上靠緊木底座托架，夾緊對中裝置把木底座對中夾緊，翻卷裝置返回待料位置；
• 毛重秤量。輻道將帶木底座的成品帶卷送到稱重裝置（二）上，稱量帶包裝的帶卷毛重，并將其相對應的凈重一起傳送給計算機，并打印到產(chǎn)品標簽上；
• 回轉(zhuǎn)捆扎。包裝好并放到木底座上的成品帶卷稱重后由輻道輸送到回轉(zhuǎn)捆扎臺上，在此用捆扎鋼帶將帶卷和木底座捆扎為一體,并將微機打印出的產(chǎn)品標簽貼于外包裝的顯著位置。然后在輟道帶動下送到儲運輻道上，由天車或叉車將其運送至成品庫。2.2主要設備組成

2.2.1儲料座及步進送料裝置

該裝置由步進梁機構(gòu)、固定帶卷支承料座、鞍座式電子稱重裝置、帶驅(qū)動的托輻等組成，其主要作用是將帶卷輸送到翻卷裝置工位，并進行帶卷凈重的測量和產(chǎn)品標簽打印。

2.2.2塑料拉伸膜纏繞機

塑料拉伸膜纏繞機是該機列的核心部分（圖4）,在可調(diào)數(shù)字參數(shù)程序控制下按要求的層數(shù)用塑料拉伸膜將被包裝卷材包裝嚴密。主要由鋼結(jié)構(gòu)架體、卷徑測量裝置、水平釋放裝置、回轉(zhuǎn)纏繞裝置、水平導向相等組成,并且還配有緊急鎖和一個操作人員出入的安全柵欄和兩個卷簾門。

2.2.3捆扎裝置（一）

該裝置由進口手持式氣動PET帶聯(lián)合捆扎機、平衡吊具、立柱式擺動梁和滑動小車組成，人工穿帶后聯(lián)合捆扎機依次完成PET帶的拉緊、粘結(jié)和切斷。

 

圖4塑料拉伸膜纏繞機

2.2.4翻卷裝置

該裝置是本機列的另一個重要部分（圖5）,由鋼結(jié)構(gòu)底座、移動機構(gòu)、升降機構(gòu)、對中機構(gòu)、輾道和旋轉(zhuǎn)體組成，可根據(jù)包裝要求，將帶卷旋轉(zhuǎn)90?；蛑苯涌孔∷脚P卷或垂直立卷包裝用的木底座，通過翻轉(zhuǎn)將帶卷按要求放置在木底座上，通過輻道將放置在木底座的帶卷運出翻卷裝置至下一個工位。

2.2.5輾道式稱重裝置

輻道式稱重裝置負責帶卷毛重的測量，并將帶卷數(shù)據(jù)連續(xù)打印出來，主要由驅(qū)動輻道和稱重模塊組成。

2.2.6捆扎裝置（二）

該裝置采用進口免扣鋼帶聯(lián)合捆扎機和裝在立柱式擺動梁滑動小車上的平衡吊具，用鋼捆扎帶將紙板包裝好的帶卷同木底座捆扎到一起，提高打包效率。

2.2.7捆扎回轉(zhuǎn)臺

捆扎回轉(zhuǎn)臺由鋼結(jié)構(gòu)架體、驅(qū)動輻道、回轉(zhuǎn)支承和驅(qū)動電機等組成，可用來接收來自輾道式稱重裝置的帶有木底座帶卷，并可根據(jù)捆扎要求將帶卷在水平面上回轉(zhuǎn)90。。

2.2.8儲運輾道

儲運輻道共有兩組，每組由十根根子組成，每組輻道輻子由一個電機通過減速機、鏈輪、鏈條驅(qū)動，主要用于暫存包裝完畢等待轉(zhuǎn)運的帶卷。

2-2.9液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)由Vickers柱塞泵、各種閥件和濾油器、壓力傳感器、溫度計等組成，用于向機列設備各液壓執(zhí)行元件提供12-14MPa的壓力油，并通過閥臺控制各液壓執(zhí)行元件,準確完成執(zhí)行動作。

2.2.10電氣控制系統(tǒng)

由速度和張力控制系統(tǒng)、卷徑測量系統(tǒng)、托輻速度跟隨系統(tǒng)、PLC、上位機和各種電氣元件組成。

2.3主要技術參數(shù)

圖5翻卷裝置

2.3.1包裝材料及規(guī)格參數(shù)

塑料薄膜：厚0.03-0.08mm；寬200-300mm

硬紙板：厚3~5mm；寬800~1920mm

PET捆扎帶:厚0.5-1.0mm；寬19（或25）mm捆扎鋼帶:厚0.5~0.9mm；寬32mm

木質(zhì)底座：根據(jù)帶卷的規(guī)格及包裝形式制作，厚度200-300mm。

2.3.2包裝帶卷的尺寸規(guī)格

品種：鋁及鋁合金帶卷

帶卷寬度范圍：B=800~1920mm

帶卷最小、最大外徑尺寸:吼”=800 =2000mm

帶卷內(nèi)徑范圍；中410、中510、中610mm

帶卷最大卷重：W.“W15000kg

帶卷溫度：＜50龍

2.3.3機列主要參數(shù)

機列生產(chǎn)能力：7~10卷/h

液壓系統(tǒng)壓力：14MPa

液壓執(zhí)行元件工作壓力：10~12MPa

電源及電壓范圍:380V±10%,3相

220V±10%,2相

機列總的裝機容量：AC140kW

壓縮空氣壓力：0.4~0.6MPa

壓縮空氣用量：1.5m³/min

2.4主要特點

• 包裝方式靈活。該機列可實現(xiàn)塑料拉伸膜纏繞加木底座捆扎、硬紙板包覆加木底座捆扎及塑料拉伸膜纏繞和硬紙板包覆加木底座捆扎三種包裝形式，且均可完成立卷或臥卷包裝；
• 自動化程度高。通過各種精確的測量和控制系統(tǒng)，保證帶卷的各種包裝要求和設備的穩(wěn)定運行。上位機可進行數(shù)據(jù)處理和畫面顯示，提高了操作人員的工作效率；
• 完善的安全防護措施。設計中采用多級多點連鎖報警保護及自動和緊急停車功能，系統(tǒng)出現(xiàn)故障