盧正臻，劉 彬

（山鋼股份萊蕪分公司，山東 萊蕪271104）

1 前言

線材是當(dāng)今社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)用量較大的一種鋼材，隨著高速線材自動(dòng)化程度的提高和生產(chǎn)節(jié)奏的加快，線材的包裝也有了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)對(duì)包裝設(shè)備也有了更高的要求。山鋼集團(tuán)萊蕪鋼鐵新疆有限公司80萬t高速線材生產(chǎn)線采用PCH-4KNB型臥式自動(dòng)打包機(jī)打包，打包質(zhì)量好，自動(dòng)化程度高。該類打包機(jī)有放線系統(tǒng)，放線系統(tǒng)中有線墜機(jī)構(gòu)，作用是在打包機(jī)打包前積蓄足夠長(zhǎng)的打包線并使彎曲的打包線緊直，并在打包抽絲過程、打包結(jié)束壓板后移過程中起到收線作用。

2 現(xiàn)狀分析

PCH-4KNB臥式打包機(jī)原放線系統(tǒng)中，線墜機(jī)構(gòu)是由一個(gè)動(dòng)滑輪和固定導(dǎo)向滑塊機(jī)構(gòu)組成，上下移動(dòng)距離長(zhǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程中，打包送絲時(shí)，線墜起升高度高，在打包完成儲(chǔ)備下一次打包所需打包絲時(shí)，線墜機(jī)構(gòu)會(huì)沿著導(dǎo)向立柱自由下墜落地，較大的沖擊力造成地面緩沖器和線墜自身頻繁損壞，影響正常打包工作，并且存在較大安全隱患。此外，線墜的導(dǎo)向系統(tǒng)是由4塊V型銅滑塊安裝到固定支座內(nèi)，成對(duì)配合包裹導(dǎo)向立柱，滑塊磨損快，導(dǎo)致滑塊與導(dǎo)向立柱間隙變大，線墜上升時(shí)歪斜，在沿著導(dǎo)向立柱運(yùn)動(dòng)過程中時(shí)有卡阻現(xiàn)象，造成打包絲打滑送絲不到位，影響正常打包。

為解決上述問題，探索在不影響打包機(jī)其他性能參數(shù)的前提下，一方面要降低落地時(shí)線墜的沖擊力，減小在打包完成后線墜墜地對(duì)自身及緩沖器的損害，另一方面要降低裝置上下運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，使導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可靠，保證線墜上下運(yùn)行通暢，同時(shí)又要保證打包絲的張緊力在要求范圍，使裝置達(dá)到工作要求。

3 改造措施

3.1 對(duì)線墜升降高度和緩沖裝置進(jìn)行改型

原線墜機(jī)構(gòu)為單滑輪結(jié)構(gòu)，打包送絲時(shí)線墜起升高度在3.5 m。為提高穩(wěn)定性和安全性，降低放線系統(tǒng)故障，把動(dòng)滑輪組運(yùn)用到線墜結(jié)構(gòu)，降低線墜起升高度至1.75 m，從而降低線墜落地時(shí)沖擊力，消除了高空墜落安全與設(shè)備隱患。根據(jù)動(dòng)滑輪有延長(zhǎng)一倍繞繩的原理可知，也能積蓄與原來相當(dāng)?shù)哪軌驖M足出廠要求的打包線長(zhǎng)度。改型地面緩沖器，使撞擊緩沖時(shí)間在原來的基礎(chǔ)上提高兩倍，在沖量一定的前提下，讓作用在緩沖器上的沖擊力減小，以提高線墜和緩沖器的壽命。

如圖1所示，起始時(shí)線墜機(jī)構(gòu)在最低位置，當(dāng)打包動(dòng)作開始時(shí)，打包機(jī)放線架頂部的氣動(dòng)線閘夾緊打包絲，防止打包線從線庫(kù)進(jìn)入，隨著打包機(jī)壓板向盤卷擠壓而拉動(dòng)放線機(jī)構(gòu)中的打包絲，線墜被提升拉起，此時(shí)發(fā)揮保持打包絲在打包頭和氣動(dòng)線閘之間繃緊的作用，以使打包絲順暢通過打包機(jī)各機(jī)構(gòu)。高線盤卷壓實(shí)后，打包頭開始送絲打包，線墜繼續(xù)上升，在打包抽絲過程和完成打包壓板向后移動(dòng)時(shí)，線墜隨之下降起到收線作用。打包動(dòng)作結(jié)束，壓板返回到初始位置，這時(shí)氣動(dòng)線閘打開，線墜裝置沿導(dǎo)向立柱向下做近似自由落地運(yùn)動(dòng)，從線庫(kù)拉出和積蓄打包線，通過自身的重力和自由落體的沖擊力對(duì)打包線拉直，為下一次送絲提供條件。

3.2 對(duì)線墜自身進(jìn)行改型

原線墜上下運(yùn)動(dòng)是依靠?jī)蓪?duì)V型銅滑塊包裹住導(dǎo)向立柱來實(shí)現(xiàn)的，氧化鐵皮等雜物進(jìn)入導(dǎo)向機(jī)構(gòu)后，造成滑塊頻繁磨損，間隙變大。若不及時(shí)更換滑塊，會(huì)使導(dǎo)向失效造成線墜裝置歪斜卡別，造成打包故障。對(duì)線墜導(dǎo)向裝置進(jìn)行改型，避免在送絲、抽絲、壓板后移步驟中放線和收線時(shí)，線墜裝置因摩擦力過大或歪斜卡別導(dǎo)致上下運(yùn)行受阻。同時(shí)，考慮到繞過動(dòng)滑輪的打捆絲變?yōu)榱藘山M，對(duì)線墜外側(cè)的配重進(jìn)行改裝，使配重重量接近于原線墜裝置的重量，以抵消動(dòng)滑輪的省力作用，這樣最終使繞過滑輪組的打包絲拉力與出廠要求相比沒有多大變化。改型后的線墜及其導(dǎo)向裝置見圖2。

如圖2所示，把導(dǎo)向滾珠運(yùn)用到線墜導(dǎo)向裝置，減小了導(dǎo)向裝置與導(dǎo)向立柱之間的間隙，防止線墜歪斜，同時(shí)變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，減小了摩擦力，降低了部件磨損，使線墜裝置沿著立柱上下升降自如。線墜導(dǎo)向裝置中導(dǎo)向套筒分為對(duì)稱的兩部分，由連接螺栓緊固在一起，通過連接機(jī)構(gòu)與線墜滑輪裝置相連，導(dǎo)向立柱在工作行程內(nèi)鑲嵌安裝合金導(dǎo)板，導(dǎo)板由沉頭螺釘固定在立柱上，可有效保護(hù)導(dǎo)向立柱本體不受磨損破壞，實(shí)現(xiàn)故障之后的快速拆卸和維護(hù)。

圖1 線墜工作狀態(tài)示意圖

圖2 改型后的線墜及其導(dǎo)向裝置

3.3 校核沖擊載荷

將線墜升降距離改為原來的一半，線墜與緩沖器作用時(shí)間延長(zhǎng)兩倍后，雖然線墜裝置質(zhì)量增加了近一倍，但依據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)量定理，代入數(shù)值經(jīng)驗(yàn)證，改型后的沖擊載荷有效降低，線墜機(jī)構(gòu)運(yùn)行工況得到改善。

4 應(yīng)用效果

本打包機(jī)線墜裝置改型是以杠桿（滑輪組）原理、動(dòng)量定理和摩擦學(xué)原理為依據(jù)進(jìn)行的設(shè)計(jì)。改型后，線墜裝置高度縮短，升降自如，損耗降低，現(xiàn)場(chǎng)安全隱患和熱停工時(shí)消除，設(shè)備穩(wěn)定性增強(qiáng)，線墜和緩沖裝置使用周期大幅度提高，同時(shí)噪音分貝降低，具有良好的環(huán)保效果，有效解決了現(xiàn)場(chǎng)問題。