吳玉月，徐　鵬，苗登雨，唐　辰

(合肥通用機械研究院，合肥230088)

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鋼帶打捆機技術(shù)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展

吳玉月，徐鵬，苗登雨，唐辰

(合肥通用機械研究院，合肥230088)

摘要：綜述了近年來國內(nèi)外鋼帶打捆機的技術(shù)發(fā)展及裝備現(xiàn)狀，介紹了自動鋼帶打捆機的工藝流程，根據(jù)我國國情和發(fā)展現(xiàn)狀，分析了適合我國國情的全自動鋼帶打捆機的發(fā)展趨勢，以促進全自動鋼帶打捆機的進一步研究。

關(guān)鍵詞：全自動；鋼帶；打捆機

0引言

鋼帶打捆機的主要作用是應(yīng)用鋼帶打捆包裝貨物，保證貨物在運輸、儲存中集中和結(jié)實，確保打捆貨物整齊劃一美觀，具有防止貨物擺放混亂，節(jié)省倉儲空間等優(yōu)點。全自動鋼帶打捆機是一種集系統(tǒng)技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械傳動與氣動技術(shù)等多個學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程[1-3]。目前，國內(nèi)鋼帶打捆包裝主要采用人工方式完成，與國外先進的鋼帶打捆機相比還存在不少缺點：(1)打捆過程人工完成，自動化水平低，無法適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展；(2)打捆過程缺乏專門的工具，不能保證每道包裝帶的受力基本相同，也不能保證包裝質(zhì)量；(3)鋼管捆外形不能得到保證。這就很容易使捆扎管捆的各道包裝帶受力不均勻，導(dǎo)致包裝帶的破壞，甚至造成包裝物的散捆；(4)不能適應(yīng)惡劣環(huán)境的包裝，例如高溫，灰塵污染；(5)打捆夾頭材料和結(jié)構(gòu)的不合理。

1全自動鋼帶打捆機的工藝現(xiàn)狀

全自動鋼帶打捆機與自動化輸送線配合，形成自動化流水線。型材通過輸送線進入打捆機位置時進行打捆包裝。鋼帶打捆機利用鋼帶將軋制好的型材捆緊，并用鎖扣將結(jié)合處扣緊，最后將鋼帶切斷，完成型材打捆[4-5]。

不同鋼帶打捆機根據(jù)不同型材或鋼材類型進行打捆時，每個工藝動作或流程不一定完全相同，但主要工藝流程一致，其具體流程如下。(1)型材就位。型材經(jīng)過輸送線上到達打捆位置經(jīng)檢測后，由固定裝置將型材脫離輸送鏈，并進行簡要固定就位；(2)打捆準(zhǔn)備。型材就位后，打捆機機頭向型材移動，以便打捆；(3)送帶。型材進入打捆工位后，發(fā)出送帶信號，送帶通過導(dǎo)向機構(gòu)完成送帶，送帶停止；(4)帶頭壓緊。送帶完成后，鋼帶頭在鎖扣處有一重疊。此時通過鎖扣機構(gòu)將鋼帶頭部壓緊，以便于多余的鋼帶通過反向收回拉緊；(5)回收拉緊。鋼帶帶頭被抓緊后，送帶機構(gòu)反向驅(qū)動，回收多余鋼帶，將型材捆緊；(6)二次拉緊。通過前步收回多余鋼帶后，最后，采用低速慢抽大拉力拉緊鋼帶，將型材拉緊停止；(7)鎖扣、切帶。收帶完成后，鎖扣機構(gòu)工作，將鋼帶重疊處鎖緊，鎖緊后切斷連接鋼帶，完成打捆動作；(8)換位打捆(多帶)。型材打捆有的是多個打捆帶，要根據(jù)包裝物需求不同，進行不同位置的打捆，要重復(fù)送帶等過程，如果多一個帶重復(fù)一次，多幾個重復(fù)幾次；(9)打捆機系統(tǒng)復(fù)位。打捆機打捆后，機頭復(fù)位，打捆機頭部的機構(gòu)復(fù)位，送帶機構(gòu)準(zhǔn)備好蓄帶，固定裝置復(fù)位，準(zhǔn)備下一次的動作。

2國外發(fā)展現(xiàn)狀

自20世紀(jì)60年代以來各國競相展開了對打捆機的研制。國外發(fā)達國家鋼鐵企業(yè)鋼卷打捆包裝技術(shù)已經(jīng)非常成熟。全球知名包裝設(shè)備企業(yè)對型材的打捆質(zhì)量都有比較嚴(yán)格的要求，都分別制定了打捆裝備企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

進入20世紀(jì)90年代，發(fā)達國家為了維護本國的鋼管打捆機市場和擴大出口能力，積極采用其他的領(lǐng)域的新技術(shù)(如微電子、激光、新材料等)，開創(chuàng)了鋼材打捆機研究發(fā)展的新局面。歐美國家的鋼管打捆機研究,已不再太注重產(chǎn)品的品種，而是注重在原有品種的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究改進性能，具有代表性的公司有美國SIGNODE公司、德國的TITANPACK公司、瑞典的Sund Birsta公司、意大利的Danieli公司和FROMM公司[6-8]、日本潼川工藝公司、荷蘭的TEBULO公司、芬蘭Pesmel公司等[9]，這些公司的包裝設(shè)備都有側(cè)重，產(chǎn)品也各具特色。如瑞典的Sund Birsta公司研制的鋼材打捆機可以對不同包裝形式的線材、棒材及型材進行打捆包裝,鋼材打捆機主要由捆扎機組、液壓機組、儲線倉；機座；控制器、開關(guān)、電器線路板、繼電器等組成。其中KNRA型打捆機使用3～5mm的退火盤條，最短捆扎時間達到9s。2004年9月山鋼集團萊蕪鋼鐵新疆公司從瑞典SUND-BIRSTA公司引進的PCH-4KNB/5000P型打捆機[10]。再如SIGNODE公司開發(fā)的周向和卷眼打捆機M20RN-F。意大利的富朗公司開發(fā)的AM100系立式鋼帶全自動包裝機列打包機和MH200系列打包機。

3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)60年代初期國外研制的聚丙烯塑料打包機開始進入我國，我國的打捆包裝機械行業(yè)自此開始形成，此后因為輕工領(lǐng)域內(nèi)的需求，才使得打包機得到迅速發(fā)展。在上世紀(jì)80年代中期，由于我國經(jīng)濟建設(shè)的進一步發(fā)展，促進著我國打包機械行業(yè)的不斷發(fā)展，這在一定程度上使得鋼帶打包機更早地進入了人們的生活中。經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國已初步形成門類比較齊全、比較配套的產(chǎn)業(yè)，但是在打包裝備技術(shù)方面，特別是鋼帶打包的技術(shù)發(fā)展方面還是比較薄弱的。

目前，一些生產(chǎn)廠家通過采用國際標(biāo)準(zhǔn)和吸收國外先進技術(shù)的特點，在標(biāo)準(zhǔn)水平、設(shè)計制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量上都有很大地提高，比如早期上海農(nóng)藥廠研發(fā)的雙鋼帶沖模式自動打包機試制成功[11]，實現(xiàn)了農(nóng)藥包裝流水線一條龍；河北聯(lián)合大學(xué)也對鋼帶打包做了系統(tǒng)的研究[12]；浙江大學(xué)也對大尺寸和大重量的全自動鋼管打捆機進行了設(shè)計開發(fā)[13]，并取得較好效果；西安重型機械研究所設(shè)計6條成套鋼卷包裝機組[14]，成功研制后，已在鋼鐵企業(yè)得到相關(guān)應(yīng)用；以及許春虎的棒材打捆機等[15-18]。

綜合分析我國鋼管打捆機的發(fā)展現(xiàn)狀，阻礙其發(fā)展的主要原因在于：(1)對打捆包裝輔助機械的設(shè)計知識缺乏研究[19-20]。打捆包裝輔助機械設(shè)計是打包機至關(guān)重要的部分,它設(shè)計的先進與否直接影響到打捆的進度和質(zhì)量；(2)對打捆機的關(guān)鍵部件—打包機機頭的機械設(shè)計知識缺乏研究[21-22]。在這個方面同時也暴露出我國在材料、制造等多方面的欠缺與不足，還將有賴于我國材料、制造等基礎(chǔ)工業(yè)整體水平的提高；(3)主要控制部件與執(zhí)行部件—如氣動元件、各種執(zhí)行部件性能、與檢測元器件的可靠性還有待于提高。這部分元件目前國內(nèi)的產(chǎn)品性能與國外的產(chǎn)品性能還具有一定的差距。

4展望

(1)打包機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)仍將是今后研究的重點和熱點。目前，鋼帶打捆機的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)打捆連接方式主要分為點焊型、免扣型和鎖扣型，它是完成壓帶、鎖扣、切帶、復(fù)位動作的關(guān)鍵部分，對于不同場合和要求，機構(gòu)是決定實現(xiàn)連接形式最可靠的保證。

(2)鎖扣機構(gòu)作為打捆機正常運動的最主要部件，由于受到較大壓力，磨損較為嚴(yán)重，需要經(jīng)常更換，因此，如何實現(xiàn)關(guān)鍵材料的研究很重要。

(3)打捆包裝機械的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化，具備適應(yīng)一定范圍產(chǎn)品規(guī)格、品種變化的要求是社會發(fā)展的必然需求之一。

(4)系統(tǒng)的無人化操控，實現(xiàn)包裝生產(chǎn)的經(jīng)濟安全性好，高效益，就要實現(xiàn)包裝車間的綜合自動化和生產(chǎn)過程的信息化集成，自動包裝生產(chǎn)線經(jīng)濟、高效的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。鋼帶打包機向全自動化、高級化和多樣化及集約化的延伸是今后發(fā)展的重點方向之一。

5結(jié)束語

鋼帶打捆包裝應(yīng)用技術(shù)專業(yè)性較強，需要技術(shù)人員在實踐過程中不斷總結(jié)和完善，現(xiàn)今鋼帶打捆機隨著在書籍、報刊和網(wǎng)絡(luò)的推廣下，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在鋼鐵、有色金屬、建材工業(yè)、輕工、外貿(mào)、化工等行業(yè)。相信只要制定合理的政策，加之提升自身的競爭策略和技術(shù)支持，相信我國的鋼帶打包機行業(yè)必定會得到長足發(fā)展。

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Present Situation and Development Trend of Steel Strapping Machine Technology

WU Yu-yue,XU Peng,MIAO Deng-yu,TANG Chen

(Hefei General Machinery Research Institute,Hefei 230088,China)

Abstract:The development of technology and equipment of steel strapping machine were described at home and abroad in recent years,and the working process was elaborated.In order to further study the technology of steel strapping machine,the development trend of steel strapping machine were analyzed based on development status and the condition in China.

Key words:automatic；steel stripping；packing machine

doi:10.3969/j.issn.1005-1295.2016.01.016

中圖分類號：TB486

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1005-1295(2016)01-0061-03

作者簡介：吳玉月(1981-)，男，碩士，工程師，研究方向為主要從事自動化及非標(biāo)設(shè)備研究開發(fā)，

通信地址：230088 安徽合肥市高新區(qū)天湖路29號 合肥通用機械研究院，E-mail:wyygmri@126.com。

收稿日期：2015-04-28;修稿日期： 2015-08-24