镀锌打捆机原理分析及故障排除解决方法

高 敏，李 俊，杨 磊，纪云龙

（安阳钢铁冷轧有限责任公司，河南安阳 455000）

1 连续热镀锌生产线及打捆机状况

在建立现代化、智能化工厂的大趋势中；安钢集团调整钢铁产业结构，加快投资建立一批钢铁行业中的拳头产品生产线，1550mm连续热镀锌生产线于2017年3月20号热试成功并投入生产，主要产品为高档家电板和建筑用板。在该生产线中，打捆机是众多进口设备中的单体成套设备之一，由日本的KOKO公司生产。

1.1 打捆机在镀锌线的应用

镀锌打捆机是镀锌线3大重要单体设备之一（焊机、气刀、打捆机），均为重要进口设备，单价200多万人民币。设备运行状况直接影响到镀锌线的产能及工艺操作人工成本和外方的调试维护费用成本。而打捆机故障也严重影响到镀锌线的正常运行和产量，以及产品质量的达标、人工手动打捆质量缺陷造成的质量异议等。因此，打捆机成为镀锌线比较核心的单体设备。

1.2 设备构成

镀锌打捆机由打捆头(主要部件包括：张紧装置、熔接装置、固定和剪刀装置、导向板组成)，送带装置（包括气动马达、减速机、张力自调节机、活套架等），导带槽（包括固定式上部导带槽、固定式侧部导带槽、移动式下部导带槽、下部导带槽气缸组成），打包头回转装置（包括回转臂和气缸），小车装置（包括导轨、气缸等），电气控制系统等分系统组成。共同配合来完成镀锌钢卷的打捆工作。

1.3 打捆机工作原理

（1）镀锌打捆机涉及电气、机械及流体设备等。控制原理和设备动作复杂，属于比较精密的机电一体品。打捆过程为自动顺控控制，程序中涉及40多个定时器，通过毫秒级控制现场各气动马达，电磁气动阀完成打捆动作：①由气动马达驱动的喂带轮将打捆树脂带喂入导带槽；②左右钳口加紧打捆带头，在重叠后的打捆带上把其固定住；③从导带槽中回缩树脂带直到其捆在钢卷上；④按照要求的张紧力拉紧打捆树脂带；⑤在重叠的树脂带上进行强有力的摩擦熔接；⑥打捆后从钢卷上切断树脂带；⑦所有机械部件都回到原位，等待下一打捆周期。

（2）电气控制系统通过设备动作要求编程，在不同时间段分别控制打捆机送带、送带机动作、夹持、机头压下、收带、快速收带张紧、加热熔焊、摩擦振动压紧、冷却吹扫、剪切、抬起、收带、回原点等一系列连贯动作。打捆过程最重要的动作，即为张紧和熔焊。在张紧过程需要收带、快速返回、偏心机构同时配合才能完成。此过程中任何一个不协调动作都会导致收带不紧、塑料捆带产生碎屑等故障，造成捆带浪费和维护成本（需人工吹扫）。

1.4 打捆机电气控制

打捆机控制组成由西门子S7-300CPU程序控制、操作箱完成打捆机的各系统的单动/联动/顺序控制、现场接近开关检测各设备运行位置检测、光信号计数器判断捆带运行位置、驱动设备气动电磁阀和气动马达完成设备动作等组成。与生产线CPU通过点对点硬接线方式传递打捆启动指令、打捆完成、打捆机故障、打捆道次等数据通讯。程序控制特点为：顺控时，依据实际打捆机各动作工艺顺序及动作时间，在程序上通过脉冲延时计时器，连续顺控发出指令驱动打捆机本体电磁气动阀和气动马达完成实际设备动作。

2 打捆机故障

打捆机经过日方人员调试投入运行后，由于现场实际和设备运行特点一直出现各种故障：①打捆机送带故障；②打捆机送带轮盘故障；③刺刀不自动到位故障；④焊接不牢固捆带脱开故障；⑤不摩擦震动加热焊接故障；⑥打捆捆带送带故障；⑦夹持断带故障；⑧张紧时捆带磨损断裂故障；⑨送带轮盘完成动作后不停止故障等。所以，不能够满足现场稳定、连续高效运行的要求。

3 改进措施

通过对机械设备动作原理、打捆工艺原理、电气控制原理的分析；对打捆机整体做出以下攻关改造：

（1）程序上调整快速收带时间（700ms改为200ms），机械结构上调整偏心轮张紧压力（由原来的0.05MPa调整为0.1 MPa）；减少捆带与送带轮的滑动摩擦，减少塑料捆带碎屑，延长工艺维护周期（焊轮人工吹扫）。

（2）调整送带轮盘的送带和收带气动马达的速度，使之与打捆机送带和收带速度一致，解决了送带盘无法自动停止的故障。

（3）调整送带光栅感应停止信号，控制箱加装观察孔，操作箱加装电气指示闪烁信号，随时可观察到机头是否需要吹扫，解决了无法送带故障。

（4）优化程序，带头由原来的0.7m降到0.2m；实现每卷可节约捆带0.5m。折合每卷平均节约捆带18%。

（5）完全实现自动化；由原来的2～3人手动打捆，实现了操作台远程无人操作化。

（6）实现进口设备的完全吸收和消化，避免因设备故障造成的外方人员到现场处理的高昂维护成本。

4 取得效果

以上调整和改进后，安钢镀锌线打捆机已能够适应生产线的应用需求，打捆机故障率大大降低，故障判断更加直观和快捷。镀锌打捆机的原理分析及故障解决方法同样适用于钢铁行业中的酸轧线钢带打捆机和连退线钢带打捆机，具有重要的借鉴意义。