摘要：针对高线打包机防划伤装置在现场生产中出现的影响产品包装质量问题和设备故障，通过对防划伤装置的摆臂加装指辊、支座加装耐磨板和改进导辊等措施，实现防划伤装置工况改善节约生产成本提高打包质量。改进设计后的防划伤装置导辊脱线阻力变小脱线更容易，在收线过程中减少打包线对盘卷的划伤和受到的收线冲击力，解决了产品包装质量差、设备使用周期短等问题，保证了现场生产稳定顺行，节约了生产备件成本。
关键词：线材；打包机；防划伤装置；改进；打包质量
1.前言
线材是当今社会现代化建设用量较大的一种钢材，随着高速线材自动化程度的提高和生产节奏的加快，线材的包装也有了国家标准，市场对产品包装质量的要求越来越高，导致现场生产对包装设备也有了更高的要求。红河钢铁有限公司60万吨高速线材生产线采用瑞士进口森德斯PCH一4KNB／4600型卧式自动打包机打包，该打包机是较为普遍应用的线材打包设备，具有打包速度快速打包质量好，打包美观，自动化程度高等优势。其中防划伤装置是其重要组成部分，其作用是在打包收线过程中防止打包线划伤盘卷，提高打包质量。
2.现状分析
红河钢铁有限公司轧钢厂高线打包机一直以来使用Φ6.5mm打包线打包，但在2017年12月29日新标准GB/T 1499.1-2017实行，取消了GB 1499.1-2008中热轧光圆钢筋的Φ6.5mm规格。如果继续使用Φ6.5mm打包线打包将需要配备一套生产Φ6.5mm规格工况备件，将造成生产成本的增加，因此高线打包机改用Φ8mm打包线。Φ8mm打包线与Φ6.5mm打包线相比横截面提高50%硬度增加50%，致使防划伤装置导辊受到的收线冲击力和脱线阻力增大，导致出现防划伤装置摆臂支座连接处脱焊开裂（如图2-1现场图所示）、导辊损坏等使备件使用周期缩短的问题。同时原防划伤装置由两个导辊撑开打包线收线时不能够呈较完好的包络状态，一直存在盘卷被打包线划伤影响打包质量的问题，现改用Φ8mm打包线此问题更加突出。
为解决上述问题，探索在不改变打包机结构和降低备件成本的前提下，一方面加大防划伤装置的摆臂支座的耐磨性、减小导辊脱线阻力和受到的收线冲击力增加导辊使用寿命，另一方面在摆臂上安装指辊使打包线收线呈更完好包络状态避免打包线划伤盘卷，最终改善防划伤装置工况大大提高打包质量和节约生产成本。
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图2-2 改进前防划伤装置
3.改进设计措施
3.1 导辊的设计改进
原打包机防划伤装置使用的导辊是带螺栓轴的支撑滚轮轴承（如图3-1所示型号：NUKR 62），该轴承外圆为圆柱面，在防划伤装置摆臂打开时打包线与圆柱面接触为平面接触，接触面积较大，根据力学摩擦学原理接触面积越大摩擦力越大阻力越大。因而打包机在打包收线过程中导辊脱线的阻力较大从而使导辊使用寿命缩短，生产备件成本居高。
根据上述分析对导辊的改进要求就是要减小打包线与导辊的接触面积使导辊脱线阻力减小，经综合分析最终选用斜面滚筒组装成的导辊，改进后的导辊由斜面滚筒、衬套（自润滑铜套）、滚子轴、隔套四部分组成（如图3-2改进导辊所示）。斜面滚筒与打包线接触面积比原来大大减小，同时在摆臂打开时打包线从斜面脱开比从平面脱开更容易从而达到减小导辊脱线阻力，由滚筒和衬套组合代替滚轮轴承，解决了以前因受力太大导致轴承抱死的情况，导辊的使用寿命由6个月提高到12个月。
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图3-2改进导辊 ①-辊轮；② -隔套；③-衬套；④-辊轴
3.2 摆臂的设计改进
摆臂是防划伤装置最重要的组成部分，其作用是在打包机收线时处于关闭状态保证打包线呈包络状态避免打包线划伤盘卷从而影响打包质量。原设计的是由两个导辊撑开打包线防止盘卷划伤，这种设计在使用中存在如下问题：（1）当打包线从线道中脱出时直接弹到导辊上，导辊承受较大的收线冲击力致使导辊的使用寿命大大缩短，同时让摆臂支座也受到较大冲击力导致摆臂支座连接处脱焊开裂（如图1现场图所示）；（2）打包线由两个导辊撑开，打包线收线时不能够呈较完好的包络状态，导致打包线偶尔划伤盘卷影响打包质量。
根据原摆臂在使用中出现的问题分析，此次改进的关键是不能让从线道中脱出的打包线直接弹到导辊上，同时让打包线收线呈较完好的包络状态避免对盘卷的划伤。经综合分析最终选用在摆臂上安装指辊（如图4-1改进后防划伤装置中③所示），指辊安装在两个导辊之间，与两导辊构成一个半圆弧。这样打包线从线道中脱出弹到指辊上使导辊不在受到收线的冲击力，导辊使用寿命大大提高，同时指辊与导辊构成半圆弧使打包线收线状态呈更好的包络状态避免了对盘卷的划伤。
3.3 摆臂支座的设计改进
摆臂支座是支撑摆臂的，摆臂支座与打包线接触面较大，随着生产节奏的加快，支座磨损加快使用寿命缩短。当支座磨损严重时打包线收线就会卡到导辊安装的缝隙里，从而造成无法打包。解决此问题的关键是增加支座的耐磨性，经分析最终选用在支座上加装耐磨板（如图4-1改进后防划伤装置中④所示），加装耐磨板后支座的耐磨性大大提高使用寿命得到延长。
4.改进应用效果
此次高线打包机防划伤装置的改进是以力学原理和摩擦学原理为依据进行的设计改进，改进有效地解决了现场问题，提高了打包机防划伤装置的稳定性。改进后，一方面防划伤装置的摆臂支座的耐磨性大大提高，导辊脱线阻力和受到的收线冲击力大大减小，整个防划伤装置的使用寿命明显得到延长，大大节约生产成本，积极响应了公司提出的“一切成本皆可降”的号召。另一方面在摆臂上安装指辊使打包线收线呈更完好包络状态，盘卷完全避免被打包线划伤，打包质量得到极大提高，提升了公司产品形象得到市场极大认可。改进后防划伤装置如图4-1改进后防划伤装置所示。
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图4-1改进后防划伤装置1-油缸；2-法兰式衬套；3-辊指；4-耐磨板；5-缸头；6-法兰式衬套；7-导辊装配；8-垫圈；9-耳轴座；10-销；11-锁紧板；12-法兰式衬套；13-导辊装配；14-自滑轴套；15-销；16-挡轴板；17-挡块；18-调整垫片；19-支座；20-罩板；21-摆臂；22-六角头螺栓；23-内六角圆柱头螺钉；24-内六角圆柱头螺钉；25-内六角平端紧定螺钉；26-螺母；27-弹簧垫圈；28-弹簧垫圈；29-平垫圈；30-轴用弹性挡圈；31-轴用弹性挡圈。
参考文献：
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论文作者:李亚锦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/7
标签：划伤论文; 支座论文; 装置论文; 打包机论文; 包络论文; 衬套论文; 阻力论文; 《基层建设》2019年第31期论文;