全自动液压打包机改进设计

全自动液压打包机改进设计

王镔

（内蒙古包钢钢联股份有限公司仓储中心设备部内蒙古包头市014010）

摘要：随着机械制造企业生产规模的不断扩大，冶炼中废钢所占比例也不断提高。据统计，国内大型机械制造企业每年需要处理的废钢可达8~10万t，其中包括未被处理的废钢屑、钢渣、经破碎机粉碎过的废钢料以及从社会上收购的废钢料和大型铸钢件等。本文分析了全自动液压打包机改进设计。

关键词：全自动；液压打包机；设计

为冶炼出满足使用要求的高质量钢水，使废钢具有合适的入炉块度和密度，引入相关加工设备就成为企业必然选择。而金属打包液压机正是该领域中的主要设备，它可以根据需要高效率地将轻薄废钢料打包成具有高堆密度和适宜尺寸的包块。

一、废钢处理工艺方案

利用金属打包液压机可以将一定厚度以下的边角余料、切屑、线材、钢带等轻薄废钢，挤压成具有一定尺寸规格和紧密度的包块以便于存储、运输和入炉冶炼。适于把尺寸、面积较小的切头、边角余料、冲料、废屑等轻薄废钢料直接打包处理，工艺步骤少，加工周期短；增加剪切机和后续处理设备，加大可处理原料范围，提高包块的纯净度。采用破碎机破碎废钢，其自带的分选除杂功能使得破碎后的废钢料中的杂物更少，包块纯净度更高，同时工艺流程简单，生产效率及自动化程度高。在对废钢进行打包前都必须做好废钢料的分选处理工作，这既是为了满足打包、剪切、破碎工序也是保证废钢处理顺利进行的基本条件。对于已建有破碎生产线以及剪切生产线的制造企业，则在引入金属打包液压机时既可组建单独生产线，也可以作为另外两条生产线的组成设备，在合理的调度下，充分发挥设备的设计能力，提高废钢处理效率和质量。

二、全自动液压打包机改进设计

1.工作原理。打包机初始状态为主压液压缸上升到最高点即原位，推料液压缸拉动水平推料板置于最左端，电磁锁紧锁挡板，形成上端开口的半封闭压缩室。当各种形状的金属废料、边角料放到输送带上后，传感器得到信号，输送带自动运行，将物料传送至压缩室，重量测量器将测量压缩室内装料的重量。当达到预定重量后，输送带停止工作。主压液压缸开始工作通电，叶片泵输出油液只进入主压缸的油口，因缸承压面积小，压头快速向下运动。此时充液阀向口补油，快速下行速度可由单向节流阀进行调节。当压缩板接触压缩室物料后，压缩阻力逐渐增大，系统工作压力升高将顺序阀打开，叶片泵输出的油液同时通过顺序阀进入主压液压缸的油口，液压缸承压面积增大，压头由快速下行改为慢速加压过程。慢速加压过程的运动速度可由节流阀进行调节。通常等重量的废料、边角料对应等压缩体积。所以当主压液压缸达到一定压力后，物料达到预定体积，主压液压缸停止压缩，开始上升，此时电磁铁通电，叶片泵输出油液进人主压液压缸的油口，压头快速返回。压头回到原点后，电磁锁通电解锁，挡板打开，通电，推料液压缸推动挡板把压缩成块的物料挤出压缩室，送往运输带，接着通电，推料缸拉着挡板复位，挡板上锁，完成一次循环。因此每一次循环，就把等质量的物料压缩成块。根据不同的运输或者投块要求，可以设计不同体积的压缩室。

2.控制系统及软件。根据控制要求，同时考虑到PLC的性能、系统造价以及工程实践，该系统的主体控制设备。PLC的所有输入输出均为开关量，输入信号为来自盘面操作开关以及现场执行机构的开关量反馈信号。在编程调试和系统配置阶段，还需一台PC机辅助完成相应的工作。综合系统的硬件组成，并分析各部分的控制特性，设计出整个系统的电气接口，PLC的输出端口地址，到所控制的电磁阀，再到特定液压缸以及液压缸所负责的动作皆一一对应了起来。压缩过程是顺序动作，每一步动作均是在前一部动作完成的基础上，再进行下一步的操作，所以控制程序采用了步进顺控指令编程方法。根据顺序控制原理图编程可采用附带软件。完成基本程序后，可以通过计算机的串行口和编程电缆，将用户程序下载到。液压系统采用大流量的压力反馈变量柱塞泵来实现本机的低压快进和高压慢进，可以减小功率损失和液压油的温升，低压小流液压元件采用力士乐牌，保证运行的安全可靠。

3.由于负载较大，为避免较大的惯性力带来的冲击，要求系统的运动平稳性要高、工作可靠。根据全打包机的主要设计参数以及所完成的动作流程对液压系统进行设计。打包机的液压系统主要包括调压回路、换向回路、调速回路、锁紧回路、卸荷回路组成。液压油压力高于液控单向阀的设定定力，单向阀反向接通，抱紧缸的压力油就经单向阀流回油箱，使抱紧缸卸载退回。剪切以及穿铁丝液压系统：剪切缸和穿丝缸是由同一电机带动齿轮泵进行加载。在齿轮泵的出口处设有先导式溢流阀，电磁铁通电时阀的外控口和油箱相连，使齿轮泵卸载。当检测装置检测到打包件的长度达到设定值时，电磁铁通电使三位四通换向阀左位接通。液压油到穿丝缸右腔使液压缸前进进行穿丝。在回路上串联单向节流阀，从而保证了活塞运动的平稳性。同样在回油路上的单向节流阀为回油腔提供一定的背压。穿丝结束时电磁铁4YA通电使得21二位四通换向阀右位通电，液压油经单向节流阀使剪切缸伸出执行剪切动作。

4.集成块的加工。由于集成块的安装面要与液压元件连接，而且要保证不漏油，所以安装面有形位公差要求：表面粗糙度为轮廓算术平均在集成块上安装插装阀、球阀等芯式元件，其孔的垂直度、台肩同轴度要求精度5-7级。集成块是多孔加工，内部通孔纵横交错，制图时最好采用1：1的比例绘制，这样比较直观。集成块的材料一般选用铸铁或者中低碳优质钢。原则上是既要保证强度，又要便于加工。铸铁要经过退火或者人工时效处理。有的流道可以铸造，但必须清砂干净，锻件要经过退火处理，以消除内应力。内部要进行探伤，防止裂纹。集成块经刨、磨、钻等工序。加工好后，去除毛刺，清洗干净，再用机油或煤油等稀油检查通孔流道是否畅通，不通的孔是否有串通现象。也可做耐压性能试验检查，最后与各液压元件连接。

三、前景展望

1.各种类型的废钢加工设备将协同发展。由于我国是发展中国家，将长期处于社会主义初级阶段，由于各自的经济实力不同，选择废钢加工设备自然是量力而行，各取所需。同样对于各种类型的再生资源企业，对于废钢回收加工供应企业采购废钢加工设备的选择标准是千差万别的。所以在“十一五”时期，各种类型的废钢加工设备（含进口、国产、大、中、小等）仍将共同存在、共同繁荣、和谐发展。

2.综合加工设备、一机多能设备将更受青睐。社会需要自动化程度高，生产效率高，具有生产流水线形式的废钢综合加工设备，对一机多能设备将更受青睐。如韩国大模技术有限公司生产的DMS系列剪切机可360度自由旋转且功率大，适合大钢厂料场作业；詹阳动力重工公司生产的履带式液压抓钢机附带电磁吸盘和散料抓斗，一机多用深受钢铁企业迎。建议中国废钢铁应用协会和废钢加工设备委员会组织力量开展全国范围废钢加工设备产量、产值以及生产能力调查，包括各类生产企业、工程技术人员，产品销售地域等等。以普查为基础，组织行业专家制定废钢加工设备规划，并配合质检等部门推行废钢加工设备生产、销售许可证制度，使全行业逐步。

综上所述，采用金属打包液压机不但可以提高废钢处理质量和效率，还可以改善废钢冶炼产品的品质、降低生产成本，提高产品竞争力。值得在国内重机制造行业推广。

参考文献

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[2]郜斌.研制新型废钢机械推动废钢行业发展—介绍金属打包液压机[J].废钢铁.2015，(2)：39~41.

[3]薛翰华.国外废钢处理的发展概况[J].四川冶金.2016，(2)：51~56.