高速线材生产线打包机的应用

第26卷第4期
河北工业科技
Vol.26,No.42009年7月
Hebei Journal of Industrial Science and Technology
J uly 2009
文章编号:100821534(2009)0420269204
高速线材生产线打包机的应用
杜金喜,肖克实,赵毅琦
(承德钢铁公司自动化分公司,河北承德　067002)
摘　要:介绍了PCH 24KNB 型打包机的原理和功能,总结了几类典型的故障,详细介绍处理故障
的步骤和方法,为维护提供参考。

关键词:压板;引导系统;脉冲编码器中图分类号:TP273 文献标识码:A
Application of packer in high 2speed wire production line
DU Jin 2xi ,XIAO Ke 2shi ,ZHAO Yi 2qi
(Automatic Department ,Chengde Iron and Steel Company ,Chengde Hebei 067002,China )
Abstract :In order to overcome the low mechanical efficiency in line 2bar production line ,and satisfy the production reality re 2
quirement ,we discussed some typical problems and put forward the treat method and its step s.
K ey w ords :press plate ;guide system ;pulse encoder
收稿日期:2008201205;修回日期:2008210210
责任编辑:冯　民
作者简介:杜金喜(19732),男,河北承德人,工程师,主要从事钢铁冶金企业自动控制方面的研究。

随着线材轧制系统工艺水平的逐步成熟,及自动化控制技术的不断完善,整个线材轧制生产线的轧制节奏越来越快。

作为整条轧线成品区域的一个关键部分,打包机故障率较高,故障处理时间长,不利于快节奏的生产,成为影响生产节奏的一个瓶颈问题[1,2]。

熟悉其设备原理和性能,快速排除打包机的故障,加强设备的维护和保养,提高其使用效率,成为迫切需要解决的课题。

1　打包机系统结构和功能
型号为PCH 24KNB 的高速线材打包机(又名
盘条捆轧),是一台水平式捆扎机,具有4个捆扎装置,用于盘条卷的自动压紧、捆扎或扎紧,利用钩式运输机将线卷在水平位置移入或移出捆扎机。

该设备由PL C S72300实现连锁和自动控制,使用E900操作面板实现设备的手动/自动选择。

它包含2个
压板、4个捆扎装置、4个进料装置、捆扎用钢丝的引
导系统、升降台、磨损板、液压设备和气动设备等8个部分。

1.1　主要设备的功能介绍
作为液压、气动和电气自动化控制3方面相结合的高精度的自动化控制设备,其各个部件和主要设备的协调运转是整台设备稳定运行的前提。

1)压板　可在轮子上运动,受导轨装置引导,水平运动由液压缸驱动,每个压板有2个液压缸,压板的轮子由横条的外边缘引导,压紧缸安装在导轨支架上,工艺上和磨损板相关联。

2)捆扎装置　位于压板中,与底板成45°,用于捆扎用钢丝的弯曲、切断和紧固。

3)进料装置　位于压板中,每个装置从一个固定式托架提供捆扎用钢丝,通过捆扎装置,环绕要捆扎的对象,之后又返回捆扎装置。

4)引导系统　位于压板中,安装在悬挂心轴的推架上,借助于一台液压马达实现和压板之间的水平运动,用于捆扎钢丝。

5)升降台　运动由2个液压缸驱动,每条横条有1个塑料条,用于保护线卷在与升降台接触时不
受伤害,在压紧过程中将线卷从钩式运输机上升起。

6)磨损板　安装在线卷和压板接触之处,起到保护设备作用。

7)液压设备　用于压紧缸和升降台液压阀组,钢丝引导系统的液压马达和4个阀门,捆扎装置到进料和弯曲位置的驱动等。

8)气动设备　用于弯曲辊的吹扫和润滑、控制进料装置的压紧辊、钢丝引导系统的缓冲器等。

1.2　关键工艺控制系统功能介绍1.2.1　盘条自动捆扎工序步骤
1)钢丝进料,捆扎装置在初始位置。

2)钢丝引导系统,把钢丝引导到终端位置。

3)夹持工具夹住钢丝端部。

4)弯曲装置作摆动,钢丝进入弯曲辊中,钢丝被
拉伸,同时可动钢丝导槽拉开。

5)利用液压马达转动弯曲辊,直到限位检测开关激活,杠杆臂受到圆柱销的作用,每转1周发生1次,圆柱销经过杠杆臂之后,液压马达反转,使弯曲辊复位。

6)弯曲辊停下来,分度轮上的圆柱销停留在杠杆臂上,已准备好推出结扣。

7)钢丝被切断,钢丝的端部松开。

弯曲装置摆动,返回其初始位置,钢丝引导阀门的前缘将扣结出。

自动捆扎结束。

图1为捆扎控制位置选择。

图1　捆扎步骤控制位置选择
Fig.1　Location selection of bind control
1.2.2　成品线材打卷、压板的压紧循环工序步骤(见图2)
1)准备开始加压　压板向线卷移动,钢丝引导
系统的缓冲器气动加压用来缓冲钢丝的引导速度,外端加压板开始向前移动,到达线卷脱开钩子的瞬间,升降台准备开始移动。

2)加压过程　当外端加压板到达接近成品线卷的位置时,光电检测装置被激活,把信号传送到升降台,升降台上升到高点位置,挤压线卷(其中由脉冲编码器来确定升降台的高点位置)。

这时外端压板
图2　成品线材捆扎工艺流程
Fig.2　Bind flow of product wire
和内端压板共同挤压线卷。

钢丝引导系统到达内端
压板,然后到可移动钢丝导架关闭钢丝引导系统,循环完毕。

3)钢丝进料和加压过程　钢丝导架关闭钢丝引导系统,钢丝开始进料,此时内外端压板将成品线卷完全压紧,并将压力保持直至到完成线卷捆扎的整个过程。

需要说明的是内外端压板都分别安装了脉冲编码器,用以位置控制,实现相对于钩子重心的对线卷的对称压力。

4)钢丝进料停止,进行钢丝端部打结　钢丝引导系统的进料轮把捆扎钢丝引导到捆扎位置的终端位置,在打结装置中进行打结。

5)钢丝拉伸进行打结　钢丝被引导到捆扎装置,计时器信号启动捆扎装置,从进料位置移动到捆扎位置,进料轮反转,钢丝围绕阀门和线卷拉伸。

6)终止钢丝的拉伸和弯曲,完成打结　当钢丝在围绕线圈拉伸和弯曲时,进料轮终止,该循环随钢丝的弯曲而继续。

直至完成弯曲,钢丝夹子打开,将
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钢丝切断,完成打结过程。

7)设备返回初始位置　完成打结过程后,内外压板返回初始位置(由位置检测装置检测),钢丝引导系统返回初始位置,升降台回到初始位置,捆扎好的盘条从捆扎机中运出,然后再进行下一卷的捆扎循环。

1.2.3　捆扎用钢丝的穿引(见图3)
图3　钢丝穿引步骤控制选择
Fig.3　Location selection of steel wire preparation
1)钢丝进料时,内外端压板开始压紧,跳动滑轮在最低位置,风动钢丝制动器起作用,阻止钢丝从钢丝托架进料。

2)内端压板朝向线卷运动,将钢丝从钢丝料盘中抽出,并抬起跳动滑轮。

3)钢丝导轨闭合,钢丝开始进料,取自钢丝、料盘,跳动滑轮开始动作。

4)在捆扎机和钢丝料盘之间钢丝保持拉伸,跳动滑轮将从托架上的线卷中抽出钢丝,并在跳动滑轮向下运动的整个过程中累积钢丝。

5)完成捆扎,内端压板向反向运动,跳动滑轮接受钢丝并进一步向下运动。

6)内端压板返回到初始位置,钢丝制动器的风动缸释放,从而使得钢丝料盘可以从托架重新装载钢丝。

在实现以上步骤时,初始穿引要由手动完成,在控制板上选择手动控制模式,从停止压紧器的自动控制开始,依顺序实现手动把钢丝穿引。

如果钢丝盘用完需要续接下一盘钢丝时,再把两盘的钢丝焊接在一起,即可实现连续作业。

2　故障诊断与处理
结合生产维护实际,把打包机应用过程中常出现的典型故障进行总结和分析,以利于快速解决实际问题,达到举一反三的效果,实现技术交流,提高打包机的利用率,保障整条生产线的运行。

1)案例1　进料钢丝被卡住,或不能完全围绕钢丝引导系统进料
分析可能存在如下故障:
①几根断钢丝在引导系统或捆扎系统中挤住;
②钢丝引导系统的中轴承损坏;
③钢丝引导系统或捆扎系统装置的对中位置没有对中。

解决方法:清扫钢丝引导系统和捆扎装置,更换损坏的轴承,重新对引导系统和捆扎装置实现对中。

2)案例2　打包机一个打包头选不上
分析可能存在如下故障:
故障现象是在操作台的画面上看打包头的各个信号是“0”,与其他3个(为1)不一样。

在S72300中的程序连锁条件为
①锁定打包机没来;
②选择简易装置没来;
③本地控制压线轮开没来;
④本地控制进线机构喂线没来;
⑤本地控制进线机构穿线没来;
⑥本地控制进线机构断线没来。

解决过程:现场实地检查,发现“压辊压下/抬起”操作转换开关处在抬起的位置,出现了在HMI 画面上选择打包头无法选中的现象,把压辊操作转换开关打到压下的位置,故障清除。

3)案例3　打包机4个打包头其中1个不进线(见图4
)
图4　打包头的正面视图
Fig.4　Front view of the machine
分析可能存在如下故障:
①如果在手动情况下,打包线都不能从打包头里出来,可以判定是进线这条通道有东西卡住了。

②如果线可以从打包头里面送出,没有自动,要检查进线这条通道号是否正常。

解决过程:操作人员手动送线,清理进线通道,检查检测信号通道。

4)案例4　打包机4个打包头其中1路送线总是多出3～7cm
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　第4期 杜金喜等　高速线材生产线打包机的应用
分析可能存在如下故障:
在检查该路打包头的信号时,发现打包线已经送进打包头,但是,线进入打包头后,检测装置保持常通状态,检查设备发现检测装置的检测挡铁已经紧贴在了装置上,造成打包线即使进了打包头,也碰到了挡铁,但是打开的行程仍不能让检测装置灭(即处于短状态),所以,导致打包线被多次送出。

处理过程:调整挡铁的位置,由专业技术员确认位置合理,故障消失。

5)案例5　打包机其中1个打包头扭结后终止动作
分析可能存在如下故障:
①操作切断线步骤后,两根全切断,留下来的断线是引线绕回来的那根;
②在断线上有明显的夹持痕迹,有明显切断处,
,判断检测信号可能没进来。

处理过程:清洗打包头,检查打包头里的接近开关,手动操作检测几次,打包头自动恢复正常。

6)案例6　4个打包头其中1个送线到位后抽线全部抽走
分析可能存在如下故障:
查看到打包头送线脉冲数和其他3个相同,可以确定线已经送到了打包头里了,调整接近开关的检测块距离,检查检测块的螺丝时,很松动。

拆开线下的打包头,分析其机械构造,可以清楚地看到检测块的机械部分,所谓的松,主要原因应该是机构的弹簧压片和机构项头有了一个间隙,使检测块在与接近开关之间有了一定的余量,表现为接近开关是固定的,检测块的位置调的离接近开关越来越远。

处理过程:紧固反松的螺丝,调整检测元器件的检测距离。

3　结　语
介绍了打包机的原理和各个工艺控制过程,结合实际维护经验,把典型的设备案例进行总结和分析,为提高维护技能,降低维护时间,快速判断故障原因,减少由于打包机故障对整条轧制线生产节奏影响提供参考。

参考文献:
[1]　线材生产编写组.线材生产[M].北京:机械工业出版社,1998.
[2]　涂植英,朱麟章.过程控制系统[M].北京:机械工业出版社,
1987.
科技期刊中物系组成标度的规范表示
1)混合物组成标度
“混合物”是指含有一种以上物质的气体相、液体相或固体相,在一般性讨论中不指出具体物质时,用B 代表其中任何一种物质。

G B3102.8-93规定,表示混合物组成标度的量可分为3类:①分数;②比;③浓度。

具体内容如下。

B的质量分数用w B表示,单位符号为1;B的体积分数用φB表示,单位符号为1;B的摩尔分数用x B表示,单位符号为1。

例如:某混合物中w(C)=70%,w(H)=10%,w(N)=20%;空气中φ(O2)=21%,φ(N2)=78%,φ(CO2)=0.03%。

质量比的单位为1或mg/kg;体积比单位为1或mL/m3。

例如:m(NaO H)∶m(KO H)=3∶1; V(C H4)∶V(H2)=3∶1。

B的质量浓度用ρB表示,单位为kg/m3或kg/L;B的浓度(B的物质的量浓度)用c B表示,单位为mol/m3或mol/L。

例如:ρ(NaCl)=200kg/L;c(H3PO4)=0.1mol/L。

2)溶液组成标度
“溶液”是指含有一种以上物质的液体相或固体相,为了方便,将其中一种(或一种以上的)物质称为溶剂,以A代表,其他物质称为溶质,以B代表。

国标中在溶质的组成标度名称上特别加了“溶质B(的)”,在应用时一般不应将此限制词省略。

“含量”可作为一般性的术语或不同量的泛称使用,但并不暗指某一特定量。

例如:可以说有机物中碳的含量高,氢的含量低。

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