高亮亮， 劉利偉， 劉天浩， 王彥國

（首鋼股份公司遷鋼鋼鐵公司設(shè)備部， 河北　遷安　064400）

鋼卷打捆機(jī)故障分析及處理措施

高亮亮， 劉利偉， 劉天浩， 王彥國

（首鋼股份公司遷鋼鋼鐵公司設(shè)備部， 河北遷安064400）

針對(duì)冷軋成品包裝機(jī)組鋼卷打捆機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理，介紹鋼卷打捆機(jī)典型故障，分析打捆機(jī)穿帶時(shí)序及現(xiàn)場(chǎng)故障，制定故障處理措施和解決方案。通過實(shí)施故障處理措施和解決方案，可避免在查找故障源上浪費(fèi)時(shí)間，提高打捆機(jī)的設(shè)備穩(wěn)定性。

打捆機(jī)故障措施

冷軋成品包裝機(jī)組打捆機(jī)的作用是將包裝好的鋼卷進(jìn)行周向及徑向打捆，其驅(qū)動(dòng)形式為氣動(dòng)馬達(dá)，控制為自動(dòng)化程序控制。對(duì)打捆機(jī)在使用中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，歸納其主要故障有：穿帶不到位、過穿帶、捆帶卡帶、脫槽、打捆松等。根據(jù)穿帶動(dòng)作時(shí)序及機(jī)械部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)故障原因做了系統(tǒng)分析，并制定出故障處理措施和解決方案，以便對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)處理。

1　捆帶機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1機(jī)械結(jié)構(gòu)

周向打捆機(jī)由護(hù)圈壓緊裝置、全自動(dòng)捆帶機(jī)頭、機(jī)頭升降機(jī)構(gòu)、機(jī)頭移動(dòng)機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)帶器、放帶裝置、機(jī)架等組成。

徑向打捆機(jī)由2個(gè)全自動(dòng)打捆機(jī)頭、2套放帶裝置、2套儲(chǔ)帶器、機(jī)頭及所有捆帶導(dǎo)路旋轉(zhuǎn)裝置、穿孔導(dǎo)路、活動(dòng)導(dǎo)路、機(jī)架、鋼卷升降裝置等組成。

打捆機(jī)機(jī)頭（見圖1）以壓縮空氣為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)自身的各項(xiàng)功能。它主要包括送帶、收帶馬達(dá)，張緊馬達(dá)、功能馬達(dá)，送帶、收帶馬達(dá)的電磁換向閥，送帶、收帶氣缸，捆帶張緊氣缸、封口部件等。

1.2捆帶傳送、張緊裝置工作原理

打捆機(jī)時(shí)序（見圖2），捆帶傳送包括送帶和收帶，主要依靠送帶馬達(dá)、壓下氣缸、送帶輪和導(dǎo)路完成。手動(dòng)穿帶到送帶輪和計(jì)數(shù)輥之間后，壓下氣缸活塞桿伸出頂住送帶馬達(dá)，送帶馬達(dá)在壓下氣缸的作用下，隨著馬達(dá)自身的下壓使得送帶輪將捆帶壓緊。送帶馬達(dá)帶動(dòng)芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，送帶輪在馬達(dá)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)捆帶的低速、中速和高速送帶。收帶時(shí)，壓縮空氣由馬達(dá)的另一個(gè)入氣口進(jìn)氣，此時(shí)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。馬達(dá)芯軸帶動(dòng)軸頭的送帶輪進(jìn)行捆帶收帶。

圖1　全自動(dòng)打捆機(jī)頭示意圖

圖2　打捆機(jī)時(shí)序功能圖

收帶完成，張緊氣缸推動(dòng)張緊馬達(dá)和張緊輪壓下（見下頁圖3）。張緊馬達(dá)帶動(dòng)張緊輪旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)張緊輪對(duì)捆帶的張緊功能。在捆帶封口和剪切等工序完成后，張緊氣缸和張緊輪在回拉彈簧的作用下恢復(fù)到初始位置。

2　打捆機(jī)氣動(dòng)控制原理

打捆機(jī)以壓縮空氣為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。打捆機(jī)系統(tǒng)主氣源壓力為6 bar，設(shè)備自身各調(diào)壓閥壓力分別為DR1壓力6 bar、DR2壓力2～3 bar以及DR3壓力3～4 bar。打捆機(jī)打捆的整個(gè)過程主要靠3個(gè)氣動(dòng)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)各步驟的動(dòng)作。

圖3　捆帶傳送、張緊裝置示意圖

由圖4可以看出，打捆機(jī)的送帶、收帶以及張緊主要由圖中虛線框內(nèi)的Y1、Y2以及DR2實(shí)現(xiàn)各種速度及張緊力量大小的調(diào)整。送帶過程中，DR2、Y1 和Y2組合分別為慢速、中速和快速送帶。通過調(diào)整DR2、DR3的壓力值以及Y1、Y2兩個(gè)閥的配合使用，可實(shí)現(xiàn)打捆機(jī)由低速到高速不同速度的變化調(diào)節(jié)。張緊過程中，為防止捆帶松動(dòng)，通常情況下需要將張緊馬達(dá)的各條支路全部打開并盡量將各調(diào)壓閥的壓力值調(diào)大，從而實(shí)現(xiàn)打捆機(jī)張緊力的最大化。即：在張緊過程中將Y1、Y2打開，使用Y1、Y2以及DR2三條支路同時(shí)供氣。

圖4　打捆機(jī)氣動(dòng)控制原理圖

回路中控制閥都是得電后推動(dòng)閥芯，失電后依靠彈簧或氣動(dòng)進(jìn)行復(fù)位?！?”狀態(tài)為得電，“0”狀態(tài)為失電。得電狀態(tài)閥芯通氣，失電后閥芯復(fù)位，壓縮空氣不能通過[1]（見表1）。

表1　打捆機(jī)捆帶收送時(shí)序

3　故障分析及處理措施

3.1捆帶穿帶過度故障

捆帶穿帶回到機(jī)頭時(shí)不停止繼續(xù)穿帶，系統(tǒng)報(bào)警并提示錯(cuò)誤或者捆帶搭接量過長。此現(xiàn)象原因?yàn)椋航咏_關(guān)位置不當(dāng)或者是故障，導(dǎo)致持續(xù)穿帶；馬達(dá)傳送速度過快造成搭接量過長；捆帶精確送帶時(shí)間過長。

具體解決辦法如下：首先要調(diào)節(jié)穿帶完成接近開關(guān)位置，觀察捆帶通過機(jī)頭內(nèi)導(dǎo)路時(shí)，接近開關(guān)能否得到信號(hào)；如果穿帶完成接近開關(guān)也可以正常得電，還可以通過調(diào)節(jié)減壓閥，減小氣動(dòng)馬達(dá)的送帶速度，因?yàn)榇瓿山咏_關(guān)得到信號(hào)后會(huì)有150 ms的延遲，通過調(diào)節(jié)穿帶的速度進(jìn)行控制捆帶重合的位置，防止過穿；經(jīng)穿帶完成接近開關(guān)信號(hào)延時(shí)時(shí)間減小，縮短精確送帶時(shí)間。

3.2捆帶卡帶、脫槽故障

在穿帶過程中，捆帶發(fā)生卡阻或者脫槽現(xiàn)象，無法完成正常穿帶任務(wù)，具體原因?yàn)閇2]：打捆機(jī)外部導(dǎo)路和機(jī)頭內(nèi)部導(dǎo)路自身不在同一中心線或?qū)烽g銜接間隙過大，穿帶過程中捆帶與導(dǎo)路發(fā)生卡阻；導(dǎo)路側(cè)護(hù)板間銜接不好，側(cè)護(hù)板彈簧偏松，造成對(duì)捆帶的夾緊力不夠而造成捆帶卡帶或脫槽；捆帶彎曲度過大或者過小。

具體解決辦法如下：首先要檢查導(dǎo)槽是否在同一中心線上，并對(duì)打捆機(jī)的各導(dǎo)路銜接部位進(jìn)行完善，使打捆機(jī)各處導(dǎo)路形成一個(gè)完整的閉環(huán)，保證捆帶在導(dǎo)路內(nèi)無卡阻，如下頁圖5所示；其次要調(diào)整好打捆機(jī)導(dǎo)路各處側(cè)擋板的位置和松緊情況，使捆帶在導(dǎo)路內(nèi)沿要求的路線進(jìn)行穿帶，避免在側(cè)擋板及導(dǎo)路銜接部位發(fā)生飛帶和卡帶。

3.3捆帶穿帶不到位故障

捆帶穿帶不到位無法完成正常穿帶，或者捆帶搭接量過短易造成封口處斷帶。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)故障進(jìn)行分析，原因?yàn)椋悍饪谘b置不在0位導(dǎo)致捆帶無法到達(dá)封口裝置；傳送輪磨損或者臟污，造成傳送輪與捆帶之間發(fā)生打滑現(xiàn)象，使捆帶穿帶實(shí)際速度則小于設(shè)定速度，但系統(tǒng)設(shè)定穿帶時(shí)間沒變，這就造成實(shí)際穿帶長度減小，出現(xiàn)穿帶不到位故障；傳送馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)太慢；送帶精確時(shí)間過短。

圖5　打捆機(jī)導(dǎo)路改善

具體解決辦法如下：重新調(diào)整封口裝置的0位。設(shè)定封口裝置的零位時(shí)應(yīng)保證傳動(dòng)軸1的滑鍵2與軸承外殼的局部軸線相平行（見圖6）。轉(zhuǎn)換環(huán)4的接觸面占用接近開關(guān)6的B3位置。轉(zhuǎn)換環(huán)5的螺紋銷3也應(yīng)與局部軸線相平行；觀察帶輪花紋是否已經(jīng)磨損或帶輪表面有鐵屑等雜物。如表面有鐵屑需要對(duì)帶輪進(jìn)行清理，帶輪磨損不嚴(yán)重時(shí)可以通過調(diào)高氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速來補(bǔ)償由于穿帶輪與捆帶之間打滑而產(chǎn)生的實(shí)際穿帶速度減小的現(xiàn)象，如磨損嚴(yán)重需要對(duì)帶輪進(jìn)行更換[3]；根據(jù)送帶速度的快慢，適當(dāng)調(diào)整上頁圖4中壓力調(diào)節(jié)閥DR2和DR3；將穿帶完成的接近開關(guān)延時(shí)時(shí)間加長，增加其精確送帶時(shí)間。

圖6　封口裝置0位調(diào)整示意圖

3.4打捆松動(dòng)故障

鋼卷在剛剛完成打捆時(shí)，各道捆帶都相對(duì)比較緊實(shí)。但是，當(dāng)經(jīng)過天車吊運(yùn)后，徑向的捆帶有時(shí)會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象。

3.4.1捆帶松動(dòng)原因分析

1）成品鋼卷在包裝過程中使用防銹紙、塑料薄膜、內(nèi)外紙護(hù)角、鋼護(hù)圈和鐵皮。上述包裝材料中，堆積的塑料薄膜和內(nèi)外紙護(hù)角等占有一定的空間，且材料間存在間隙，捆帶打完后有時(shí)會(huì)出現(xiàn)返松現(xiàn)象。

2）打捆機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)馬達(dá)，打捆機(jī)在最后張緊過程中使用的氣源壓力值一定，在現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，打捆機(jī)能夠收縮鋼卷內(nèi)部各種材料的力量已經(jīng)達(dá)到最大極限值。

3）鋼卷在用吊帶吊運(yùn)過程中，吊帶與鋼卷間形成一個(gè)夾角，導(dǎo)致在使用吊裝帶吊運(yùn)鋼卷時(shí)，鋼卷內(nèi)部包裝材料被壓得更緊，捆帶出現(xiàn)返松現(xiàn)象。

3.4.2相關(guān)解決措施

1）增大周向打捆機(jī)和徑向打捆機(jī)側(cè)壓板的夾緊力。這樣能使鋼卷在接受徑向打捆機(jī)打捆時(shí)盡可能將鋼卷內(nèi)部的多余空間進(jìn)行壓縮。但是當(dāng)周向打捆的側(cè)壓板的壓力過大時(shí)，側(cè)壓板會(huì)影響周向打捆機(jī)兩側(cè)捆帶的張緊。

2）調(diào)節(jié)DR2和DR3的氣壓，充分保證在打捆機(jī)張緊的過程中各支路供氣的壓力和流量。將壓力調(diào)節(jié)閥DR2和DR3的氣壓由2 bar增大至4 bar左右，電磁換向閥Y2保持系統(tǒng)壓力6 bar。

3）從打捆機(jī)的邏輯控制入手，增大打捆機(jī)張緊時(shí)的壓力和流量。M2馬達(dá)為張緊馬達(dá)，由Y2、DR2兩條支路實(shí)現(xiàn)捆帶的張緊、調(diào)整后為Y1、Y2、DR2三路氣源一同供氣，實(shí)現(xiàn)設(shè)備壓力和流量的最大化（如上頁圖4所示）。

4）增大收帶速度和張緊時(shí)間，為打捆機(jī)張緊提供足夠的時(shí)間。由于打捆機(jī)使用的氣源壓力一定，在不影響效率的情況下盡量延長張緊時(shí)間。增大收帶速度，使捆帶張緊時(shí)間完全作用在張緊動(dòng)作上。將張緊時(shí)間由原來的2 s調(diào)整為2.2 s。

5）更改張緊馬達(dá)的控制邏輯，由張緊時(shí)張緊馬達(dá)只動(dòng)作一次改為張緊兩次。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，打捆機(jī)頭橫移到打捆位置時(shí)，捆帶未完全貼近鋼卷，致使下一動(dòng)作張緊時(shí)，馬達(dá)的張緊力未全部作用在捆帶張緊動(dòng)作上。通過更改為兩次馬達(dá)張緊，第一次2.2 s，使捆帶緊貼鋼卷。當(dāng)張緊馬達(dá)松開后，鋼卷內(nèi)部的彈性使捆帶輕微變松，之后進(jìn)行第二次張緊封口，此時(shí)的捆帶比第一次更緊，有效地控制了捆帶的松動(dòng)。

4　結(jié)語

打捆機(jī)為機(jī)電一體化設(shè)備，牽涉到機(jī)械、電氣的部件很多，故障判斷起來也比較復(fù)雜，氣動(dòng)系統(tǒng)是由電氣程序控制、機(jī)械零件執(zhí)行的系統(tǒng)，所需要考慮的方面更多，因此必須很清楚地了解各個(gè)順序和動(dòng)作。通過對(duì)打捆機(jī)結(jié)構(gòu)、工作時(shí)序和打捆機(jī)故障系統(tǒng)化解析，對(duì)打捆機(jī)典型故障有一個(gè)深層次的了解，并制定全面的故障處理應(yīng)急預(yù)案，保證故障能夠快速、有效得到處理。

[1]袁承訓(xùn).液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[2]王立欣.本鋼1 880 mm機(jī)組打捆機(jī)故障分析及解決辦法[J].冶金叢刊，2011（3）：38-40.

[3]王曉.熱連軋廠鋼卷打捆機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)[J].黑龍江冶金，2015，35（6）：52-55.

（編輯：王慧芳）

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1672-1152（2016）04-0118-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.04.41

2016-06-19

高亮亮（1982—），男，機(jī)械設(shè)備工程師，畢業(yè)于東北大學(xué)。