郭 韡，張康武，俞洪杰，孫亞波，尹 剛

(中國重型機械研究院股份公司，陜西 西安 710032)

0 前言

打捆機作為冶金包裝機械中的關(guān)鍵設(shè)備，目前仍以進口為主，由于進口設(shè)備成本比較高，國內(nèi)自主研發(fā)速度緩慢，導(dǎo)致我國冶金包裝行業(yè)的整體水平較低。因此很有必要發(fā)展國產(chǎn)打捆機技術(shù)，提高該行業(yè)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度[1-4]。

打捆機的作用是將鋼卷包裝好的材料進行打捆固定，通常是鋼卷完成包裝的最后一道工序。打捆機一般分為兩種，一種是周向打捆機，沿著鋼卷圓周方向進行打捆；另一種是穿心打捆機，沿著鋼卷軸向穿過眼心進行打捆。在包裝過程中兩臺打捆機缺一不可。不管是周向打捆機或者穿心打捆機，導(dǎo)帶槽裝置和捆帶盤裝置都是其重要組成部分[5]。傳統(tǒng)導(dǎo)帶槽裝置的設(shè)計為外置彈簧式開合，并通過螺母固定聯(lián)接。外置彈簧式導(dǎo)帶槽裝置所需空間大，導(dǎo)帶槽在頻繁開合時螺母聯(lián)接很容易松動而導(dǎo)致彈簧飛出。常見的捆帶盤脹縮裝置為雙鏈板脹縮形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜且導(dǎo)向輪軸承容易損壞，直接影響包裝機組的作業(yè)率。本文以周向打捆機為研究對象，設(shè)計了銷子聯(lián)接的內(nèi)置彈簧式導(dǎo)帶槽裝置和結(jié)構(gòu)簡單且無需導(dǎo)向輪的單鏈板捆帶盤脹縮機構(gòu)。

1 打捆機設(shè)備組成

如圖1所示，周向打捆機主要由推板、固定架、橫移小車、導(dǎo)帶槽裝置及捆帶盤等組成。推板是在鋼卷打捆過程中用于固定包裝鋼卷的護圈。橫移小車帶動導(dǎo)帶槽在固定架上進行橫移，當(dāng)橫移到鋼卷的打捆位置時停下，導(dǎo)帶槽前端的打捆機頭送帶，捆帶通過導(dǎo)帶槽將鋼卷纏繞，最后人工(半自動打捆機)或打捆機頭(全自動打捆機)將鋼帶從導(dǎo)帶槽中抽下并進行打捆固定，捆帶盤用于打捆捆帶的送給[6]。

圖1 周向打捆機

2 打捆機裝置改進

2.1 導(dǎo)帶槽裝置改進設(shè)計

作為打捆機中的關(guān)鍵部件導(dǎo)帶槽裝置，它的作用是將捆帶從打捆機頭的一端送到另外一端，即為捆帶所經(jīng)過的導(dǎo)路，它的結(jié)構(gòu)為彈簧壓板形式，送帶過程中導(dǎo)帶板受到彈簧的壓力捆帶不會從導(dǎo)帶槽落下，受拉力后導(dǎo)帶板打開捆帶從導(dǎo)帶槽滑下[7]。傳統(tǒng)的導(dǎo)帶槽裝置往往都是通過外置彈簧進行開合，如圖2所示。圖中左右兩片導(dǎo)帶板通過螺栓、墊片、彈簧以及螺母固定在矩形鋼管上，捆帶在兩導(dǎo)帶板及矩形鋼管之間穿過。當(dāng)穿帶結(jié)束，捆帶下抽時，矩形鋼管兩側(cè)導(dǎo)帶板受力向外側(cè)移動，壓縮彈簧，兩側(cè)導(dǎo)帶板向外滑移并且之間的間隙增大，直到開口度大于捆帶的寬度時，捆帶從兩導(dǎo)帶板之間抽出，彈簧和導(dǎo)帶板復(fù)位。這種方式不僅占有空間大，美觀度欠佳，且該導(dǎo)帶槽的固定方式為螺母固定，易產(chǎn)生松動，給維保人員帶來很大的麻煩。為此，對傳統(tǒng)導(dǎo)帶槽裝置進行了改進設(shè)計。

圖2 外置彈簧式導(dǎo)帶槽裝置

圖3為改進后的內(nèi)置彈簧式導(dǎo)帶槽裝置。首先將傳統(tǒng)導(dǎo)帶槽裝置中兩個長的螺栓變?yōu)?個短的銷軸，并將銷軸卡彈簧的部分放在了導(dǎo)帶槽內(nèi)部；然后將螺母聯(lián)接改為了開口銷聯(lián)接。內(nèi)置彈簧式導(dǎo)帶槽裝置中兩片導(dǎo)帶板通過銷軸對稱布置在矩形鋼管兩側(cè)，矩形鋼管每側(cè)的導(dǎo)帶板通過兩個銷軸進行聯(lián)接，銷軸的軸肩端在矩形鋼管內(nèi)壁側(cè)，銷軸安裝開口銷的一端在矩形鋼管外壁側(cè)，銷軸的軸肩端與矩形鋼管內(nèi)壁之間依次裝有墊片和彈簧，即導(dǎo)帶板兩側(cè)分別是矩形鋼管外壁和墊片，并通過墊片外側(cè)銷軸上的開口銷將其定位。銷軸軸肩端部正對的矩形鋼管壁和導(dǎo)板處開有孔，且開孔尺寸大于銷軸軸肩直徑和墊片直徑，便于銷軸的安裝。

圖3 內(nèi)置彈簧式導(dǎo)帶槽裝置

內(nèi)置彈簧式導(dǎo)帶槽裝置的工作原理為：當(dāng)捆帶下抽時，矩形鋼管兩側(cè)導(dǎo)板受力向外側(cè)移動，并使開口銷帶動銷軸一并向外側(cè)移動，此時銷軸軸肩向矩形鋼管內(nèi)壁方向壓縮彈簧，兩側(cè)導(dǎo)帶板之間的間隙大于捆帶寬度時，捆帶下滑；當(dāng)抽帶結(jié)束后，彈簧恢復(fù)原狀，并帶動銷軸、開口銷、墊片和導(dǎo)板恢復(fù)原位。

2.2 捆帶盤脹縮裝置改進設(shè)計

捆帶盤作為打捆機中的關(guān)鍵部件，它的作用是適時給打捆機送給打捆所需的捆帶。常見的雙鏈板式脹縮裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，拆裝、維護不方便，不易于實施[8-10]。為此，對雙鏈板式脹縮裝置的結(jié)構(gòu)進行了改進，如圖4所示。

圖4a為常見的雙鏈板式脹縮裝置。雙鏈板式脹縮裝置其鏈板數(shù)量為兩套，并且配有導(dǎo)向輪，在脹縮時上下移動。由于捆帶盤的內(nèi)徑是一定的，因此將雙鏈板導(dǎo)向輪水平升降脹縮裝置改進為單鏈板鉸接錐形脹縮裝置，即去掉雙鏈板脹縮裝置中的導(dǎo)向輪，將外側(cè)導(dǎo)向輪的位置改為銷軸鉸接，同時去掉一套鏈板，便成為結(jié)構(gòu)簡單的單鏈板脹縮機構(gòu)，如圖4b。

單鏈板式脹縮裝置的固定架上設(shè)有不少于兩個鉸接口，每個鉸接口須放在固定架外側(cè)，通過銷軸與脹縮板一端鉸接，脹縮板另一端通過銷軸與鏈板一端鉸接，鏈板另一端通過銷軸與螺套上的鉸接口鉸接；螺套設(shè)有內(nèi)螺紋，與螺桿外螺紋通過螺紋配合；螺桿一端為圓柱頭，嵌入固定架中心的盲孔內(nèi)，通過擋板約束可使螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動且不發(fā)生移動；螺桿另一端配有手柄接口，可通過旋轉(zhuǎn)手柄使螺桿轉(zhuǎn)動帶動螺套前后移動，從而帶動鏈板移動并改變鏈板與脹縮板之間的夾角大小實現(xiàn)脹縮功能。

圖4 捆帶盤裝置

3 結(jié)束語

改進后的導(dǎo)帶裝置和捆帶裝置均已成功在某鋼廠使用，用戶反映良好。導(dǎo)帶槽裝置通過將彈簧內(nèi)置，使得整個導(dǎo)帶槽的空間結(jié)構(gòu)明顯減小，同時將原來的螺母聯(lián)接改為開口銷聯(lián)接，這樣不會因為導(dǎo)帶槽的經(jīng)常開合而導(dǎo)致螺母的松動和脫開，也不需要維保人員經(jīng)常緊固螺母，大大減少了設(shè)備后期的維護時間。改進后的捆帶盤脹縮裝置不僅省去了導(dǎo)向輪軸承的更換，并且之前使用過程中產(chǎn)生的導(dǎo)向輪卡阻現(xiàn)象也得到了解決，后期維護也很方便。