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      多功能卷材防銹包裝機(jī)的研制與實(shí)踐

      發(fā)布時間:2020-07-16 14:05:07 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

      據(jù)調(diào)査了解,全國各地有不少冷軋窄帶鋼冷拔鋼絲和冷軋銅帶及冷拉銅絲等冶金企 業(yè),它們的產(chǎn)品包裝除少數(shù)廠家的鋼絲卷采用一種陳舊的半機(jī)械化式的銅絲打包機(jī)外, 其余產(chǎn)品包裝都是手工操作,勞動強(qiáng)度大,效率低質(zhì)量差。鋼帶卷外型特殊、尺寸小而重量 大是采用機(jī)械包裝的主要難點(diǎn)。如鋼帶卷在驅(qū)動輪上打滑造成驅(qū)動困難,鋒利的邊角造 成包裝材料斷裂或角裂等現(xiàn)象;同時鋼帶卷 和鋼絲卷在相同重量的條件下,前者內(nèi)外徑 比后者小得多(鋼絲卷外徑為lm,內(nèi)徑約 900mm,鋼帶卷外徑為500?700mm內(nèi)徑約 350mm)。因此,它們的曲率半徑差別很大, 為解決上述技術(shù)難點(diǎn),我們研制一種既能包 裝鋼銅絲卷,又能包裝鋼銅帶卷,還能適應(yīng)它們不同重量、不同直徑、不同寛度產(chǎn)品的新型包裝機(jī).該機(jī)具有多功能多用途,機(jī)械化包裝和效率高的特點(diǎn),在研制過程中,主要采用了 以下技術(shù)措施。

      1結(jié)機(jī)研制

      1. 1總體結(jié)杓設(shè)計(jì)

      總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要兼顧鋼銅絲卷、鋼銅帶 卷(以下簡稱鋼卷)的包裝要求,打破老式鋼 絲打包機(jī)分離式總體結(jié)構(gòu),改用立式整體結(jié) 構(gòu),用立式機(jī)架將鋼卷驅(qū)動系統(tǒng)、棱子(打包 環(huán))傳動系統(tǒng)、升降調(diào)整系統(tǒng)和自動出料系統(tǒng) 組合為一體,要求各系統(tǒng)之間排列清晰,便于 裝拆,維修,整機(jī)強(qiáng)度劇度高,并為今后配備 自動進(jìn)料系統(tǒng)留有余地.總體結(jié)構(gòu)如圖1所 示。

      1. 2 防強(qiáng)裝JL設(shè)奸

      在鋼卷運(yùn)行軌跡的上部橫截面內(nèi)設(shè)置豎 直防擺門,在其下部設(shè)置前后水平防擺根,以 防止鋼卷在運(yùn)行過程中左右擺動。據(jù)實(shí)驗(yàn)觀 察,鋼卷左右擺動將使包裝帶張力増加進(jìn)而 斷帶.給包裝帶來困難。

      1-3張力調(diào)整裝五設(shè)計(jì)

      由斷帶原因分析可知,包裝材料中麻帶 強(qiáng)度高于浸燭牛皮紙強(qiáng)度,且浸燭牛皮紙與 導(dǎo)帶桿和調(diào)帶叉之間的摩擦阻力又低于麻帶 與導(dǎo)帶桿和調(diào)帶叉之間的摩擦力。根據(jù)上述 特點(diǎn),我們在送帶棱子上不同位置設(shè)置了紙 帶調(diào)緊裝置和麻帶調(diào)案裝置,兩帶同時從導(dǎo)帶桿上送出,如圖2所示。

      1.4 變位結(jié)枸設(shè)計(jì)

      為實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)多功能多用途特性,要求 防擺裝置、棱子升降裝置、托帽驅(qū)動裝置、出 料裝置等均需進(jìn)行調(diào)整,本機(jī)采用變位結(jié)構(gòu) 來滿足此要求。

      2驅(qū)動方式的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

      根據(jù)可靠適用的原則,本機(jī)采用了電機(jī) 驅(qū)動。傳動形式分摩擦傳動、鏈條傳動,螺旋 傳動等幾種,根據(jù)對包裝工藝過程的分析、鋼 卷驅(qū)動和棱子驅(qū)動都采用摩擦傳動。

      眾所周知,摩擦傳動主動力來自被驅(qū)動 物體,由于包裝機(jī)工作的特殊性,鋼卷質(zhì)量雖 大,H旦接觸表面涂有防銹油,使摩擦力降低造• 成打滑,打包環(huán)接觸處雖無油但質(zhì)量太小,與 驅(qū)動摩擦輪之間幾乎是點(diǎn)接觸。老式鋼絲打 包機(jī)不得不使用皮帶施壓,便打包環(huán)產(chǎn)生足 夠的摩擦力矩而運(yùn)動。本機(jī)設(shè)計(jì)中,針對不同 的驅(qū)動特點(diǎn),分別作了理論分析和實(shí)淺,以提 高設(shè)備可靠性。

      2. 1 托柢傳動M統(tǒng)

      對托報(bào)傳動系統(tǒng),我們采用了變位機(jī)構(gòu)。

       

      ffl 3可沿水平豎直兩方向調(diào)整的驅(qū)動托義 鋼卷岸擦傳動力矩大小主要決定于下列 因素|①鋼卷本身的重量和直徑大小;②兩托 輾之間的相對位置即"、日角的大小;③托輾 表層材料與鋼卷之間的摩擦系數(shù).它們之間 的關(guān)系如下。

      設(shè)Fi、fi、N、和分別為左右 托輟對鋼卷的最大靜滑動摩擦力,摩擦系數(shù) 和法向反力,W和R分別為鋼卷的重量與半 徑.則根據(jù)靜力學(xué)平衡方程可得

      NL=k,ktW                       ⑴

      N%=押                                                         (2)

      只 T 1 sina+ftcosa /   sina+ficosa

      fc!=(l+/]/I)sin(<»+P)+(/1~/2)^(a+P) 所以

      F\=f】N[=E2W                                         (3)

      F2 = f2N2^flkiW                                            (4)

      故摩擦傳動力矩為

      AfJF) = (Fi+FQR

      =(人如十人)歡僅?        (5)

      在摩擦系數(shù)一定的情況下,由式(1)、(2》 我們可以得到a=0(對稱情形)和a共8(非對 禰憎形〉時M、M隨隊(duì)0的變化規(guī)律.①當(dāng)a =R時,M、Ni都隨a、但的増大而増大,其變化規(guī)律如圖4所示;②當(dāng)a尹p時,TV】隨臼增 大而増大,旦變化較快。而N,卻隨R増大而 略有減小,變化趨勢較平緩,如圖S所示.

       

      由以上理論分析和實(shí)驗(yàn)可知,要使帶油 的銅卷在運(yùn)動過程中不打滑,.就必須保證在 摩擦傳動過程中有較大的驅(qū)動力矩,即要獲 得較大的摩擦力.為此,我們作了 3點(diǎn)考慮。 ①為獲得較大摩擦力,應(yīng)將a、F選得大一些 以増大如處值。即在條件允許情況下應(yīng)將兩 托輾間距安排得稍大一些。②為使鋼卷在托 輾的摩擦傳動下運(yùn)動平穩(wěn).應(yīng)盡可能使兩托

      橋的摩擦力大小基本相同.由式(1X(2)可 知而_~般情況下< 1 。所以NI

      2.2 梭于傳動親統(tǒng)

      棱子傳動仍然采用摩擦駟動,但棱子質(zhì) 婁輕.速度快,啟動加速度大.根據(jù)包裝工藝 要求還設(shè)有開口。因而給棱子啟動和保持運(yùn) 行平穩(wěn)性都帯來了一定困難。

      為了驅(qū)動棱子,老式鋼絲打包機(jī)采用皮 帶施壓的辦法來增大庠擦力矩.這種方法既 不可靠,效果又差,且調(diào)整麻煩。我們采用從 動輪通過偏置螺栓施壓的辦法.由于不需克 服皮帯與棱子接觸面的滑動摩擦力,從而減 小了阻力矩。為克服棱子開口通過驅(qū)動輪造 成的振動,我們采用了多輪定位和多輪非對 稱的驅(qū)動方式,如圖(6)所示。實(shí)驗(yàn)證明,這種 驅(qū)動、定位方式的棱子運(yùn)行平穩(wěn)可靠,無打滑

      棱子升降系統(tǒng)圖

      為適應(yīng)鋼卷多品種、多規(guī)格的打包.棱子 的上下位置必須有調(diào)整裝置,使棱子(包括包 裝帶)始終通過鋼巻的中心。我們采用了雙螺 旋機(jī)構(gòu)同步驅(qū)動的方式進(jìn)行調(diào)整,如圖1所 示。

      2. 4 出料系統(tǒng)

      為減小包裝工人勞動強(qiáng)度,配備了自動 出料系統(tǒng).將已包裝好的鋼卷自動送岀,送出 機(jī)構(gòu)采用DT-1-3- I型電動推桿.

      3傳動套數(shù)的選擇與實(shí)驗(yàn)

      傳動參數(shù)是決定鋼卷包裝成功與否的關(guān) 鍵問題之一。選擇傳動參數(shù)主要考慮以下幾 個方面因素.

      3- 1 托臨轉(zhuǎn)速

      合理的托輻轉(zhuǎn)速可防止鋼卷擺動造成的 斷帶與角裂現(xiàn)象.也可避免打滑,如托輾轉(zhuǎn)速 過高,則啟動加速度也意大,從而使啟動時需 要的摩擦力矩增大而導(dǎo)致打滑。

      3- 2 -核子轉(zhuǎn)速

      合理的棱子轉(zhuǎn)速能促使運(yùn)動平穩(wěn),減少 運(yùn)動慣性從而減小沖擊.以增加摩擦輪的壽 命。實(shí)驗(yàn)也證實(shí),棱子轉(zhuǎn)速合理,對提高啟動 性能減少紙帶麻帶張力和解決斷帶問題都有 明顯作用"此外.還應(yīng)考虐棱子上裝有紙帶麻 帶材料卷.它們都是單向約束的慣性物體,過 高的棱子轉(zhuǎn)速會造成材料卷松散,甚至滑岀 張緊導(dǎo)向裝置,影響包裝可靠性和質(zhì)量.

      3.3檢孑與•輯的轉(zhuǎn)速比

      合理的棱子與托輾轉(zhuǎn)速比,直接影響包 裝帶重疊量和效率,實(shí)驗(yàn)證實(shí),其值對包裝緊 度也有影響.從而影響外觀質(zhì)量和防悟效果。

      通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,我們最后選 用以下傳動參數(shù),

      托輾轉(zhuǎn)速 ztH=34r/min

      棱子轉(zhuǎn)速     = 187r/min

      關(guān)于棱子與托輻的轉(zhuǎn)速比,首先按重疊 量要求來計(jì)算.

      設(shè)包裝帶寬度為100mm,則每館一周的 賓際有效長度為

      Z- = 67(mm >

      而托輾轉(zhuǎn)一圈,鋼卷運(yùn)動弧長為S(設(shè)托 輾直徑為120mm)

      S = k • D=377

      側(cè)理論傳動比為

      i=S/L=5. 63

      綜合考慮托輾和核子的轉(zhuǎn)速,通過實(shí)驗(yàn). 最后取棱子與托輾的傳動比為3=5. 5。

      4包裝材料的選擇與使用方法

      包裝材料的選擇與使用主要考慮下列因 素;

      1)目前工廠的實(shí)際使用情況及包裝材 料的經(jīng)濟(jì)成本,我們?nèi)匝赜霉S使用的浸燭 牛皮紙和麻帶,但推薦使用氣相防潮紙代替 浸燭牛皮紙;

      <2)包裝材料要具有較好的防水防銹性 能.并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,

      3) 包裝帶寬度要合適,盡可能與鋼卷弧 長一致,要避免造成過大的弦,否則,將產(chǎn)生 角裂甚至斷裂現(xiàn)象,

      4)實(shí)驗(yàn)已證明,也可釆用編織帶、塑料 帶;

      5)各種材料張力強(qiáng)度不同.且運(yùn)動過程 中張力隨位置變化,故紙帶、麻帶應(yīng)分別裝在 不同位置,并用不同的張力調(diào)緊裝置調(diào)整其 張力大小.如圖2所示;

      (6〉盡可能使包裝帶兩條邊的運(yùn)動方向 與鋼卷中心平行,并保證紙帶、麻帶同步纏 繞.

      5防銹實(shí)驗(yàn)

      鋼卷局短期防銹范圍,防銹期一年.因 此,對帶油包裝和不帶油包裝分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)• 5. 1帶油包裝實(shí)驗(yàn)

      鋼卷包裝前.整卷吊入油池中浸以防銹 油,吊出滴干后,再用浸燭牛皮紙和麻帶在包 裝機(jī)上進(jìn)行整體包裝,紙?jiān)诶飳?,麻帶在?層。實(shí)驗(yàn)表明.無論包裝質(zhì)量或外觀都優(yōu)于手 工包裝.只要運(yùn)輸和庫存中包裝帶不被強(qiáng)行 破壞,則外部水分就不可能浸襲鋼卷內(nèi).從而 保持一年無銹斑.實(shí)驗(yàn)還表明,如在外部再包 一層塑料薄膜.則密封效果更好。

      5.2 不帶油赳裝實(shí)驗(yàn)

      鋼卷省去浸油工序,用氣相防潮紙代替 浸燭牛皮紙進(jìn)行包裝,不僅包裝工藝簡單.而 且外觀質(zhì)量更好一些.但材料成本略高,

      我們認(rèn)為,上述兩種包裝方法均可滿足 鋼卷防銹和保護(hù)的要求,兩相比較.還是采用 不帶油包裝為好.

       

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