打捆機導帶槽裝置及捆帶盤脹縮裝置的改進

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鍵設備，目前仍以進口為主，由于進口設備成本比較高，國內自主研發速度緩慢，導致我國冶金包裝行業的整體水平較低。因此很有必要發展國產打捆機技術，提高該行業生產率，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，導帶槽裝置和捆帶盤裝置都是其重要組成部分[5]。傳統導帶槽裝置的設計為外置彈簧式開合，并通過螺母固定聯接。外置彈簧式導帶槽裝置所需空間大，導帶槽在頻繁開合時螺母聯接很容易松動而導致彈簧飛出。常見的捆帶盤脹縮裝置為雙鏈板脹縮形式，結構設計復雜且導向輪軸承容易損壞，直接影響包裝機組的作業率。本文以周向打捆機為研究對象，設計了銷子聯接的內置彈簧式導帶槽裝置和結構簡單且無需導向輪的單鏈板捆帶盤脹縮機構。

1 打捆機設備組成

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。橫移小車帶動導帶槽在固定架上進行橫移，當橫移到鋼卷的打捆位置時停下，導帶槽前端的打捆機頭送帶，捆帶通過導帶槽將鋼卷纏繞，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 導帶槽裝置改進設計

作為打捆機中的關鍵部件導帶槽裝置，它的作用是將捆帶從打捆機頭的一端送到另外一端，即為捆帶所經過的導路，它的結構為彈簧壓板形式，送帶過程中導帶板受到彈簧的壓力捆帶不會從導帶槽落下，受拉力后導帶板打開捆帶從導帶槽滑下[7]。傳統的導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，捆帶在兩導帶板及矩形鋼管之間穿過。當穿帶結束，捆帶下抽時，矩形鋼管兩側導帶板受力向外側移動，壓縮彈簧，兩側導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，捆帶從兩導帶板之間抽出，彈簧和導帶板復位。這種方式不僅占有空間大，美觀度欠佳，且該導帶槽的固定方式為螺母固定，易產生松動，給維保人員帶來很大的麻煩。為此，對傳統導帶槽裝置進行了改進設計。

圖2 外置彈簧式導帶槽裝置

圖3為改進后的內置彈簧式導帶槽裝置。首先將傳統導帶槽裝置中兩個長的螺栓變為4個短的銷軸，并將銷軸卡彈簧的部分放在了導帶槽內部；然后將螺母聯接改為了開口銷聯接。內置彈簧式導帶槽裝置中兩片導帶板通過銷軸對稱布置在矩形鋼管兩側，矩形鋼管每側的導帶板通過兩個銷軸進行聯接，銷軸的軸肩端在矩形鋼管內壁側，銷軸安裝開口銷的一端在矩形鋼管外壁側，銷軸的軸肩端與矩形鋼管內壁之間依次裝有墊片和彈簧，即導帶板兩側分別是矩形鋼管外壁和墊片，并通過墊片外側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 內置彈簧式導帶槽裝置

內置彈簧式導帶槽裝置的工作原理為：當捆帶下抽時，矩形鋼管兩側導板受力向外側移動，并使開口銷帶動銷軸一并向外側移動，此時銷軸軸肩向矩形鋼管內壁方向壓縮彈簧，兩側導帶板之間的間隙大于捆帶寬度時，捆帶下滑；當抽帶結束后，彈簧恢復原狀，并帶動銷軸、開口銷、墊片和導板恢復原位。

2.2 捆帶盤脹縮裝置改進設計

捆帶盤作為打捆機中的關鍵部件，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構復雜，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構進行了改進，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量為兩套，并且配有導向輪，在脹縮時上下移動。由于捆帶盤的內徑是一定的，因此將雙鏈板導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向輪，將外側導向輪的位置改為銷軸鉸接，同時去掉一套鏈板，便成為結構簡單的單鏈板脹縮機構，如圖4b。

單鏈板式脹縮裝置的固定架上設有不少于兩個鉸接口，每個鉸接口須放在固定架外側，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；螺套設有內螺紋，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，通過擋板約束可使螺桿發生轉動且不發生移動；螺桿另一端配有手柄接口，可通過旋轉手柄使螺桿轉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脹縮功能。

圖4 捆帶盤裝置

3 結束語

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