打捆機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)論文

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1摩根高速線材打捆機(jī)現(xiàn)狀及存在的問題

（1）鉸制器用鉸直輪材料抗磨強(qiáng)度低，造成打捆線表面質(zhì)量及直線度差，打捆線因回抽而無法完成打捆。

（2）四臺線道小車通過中心板連接在一起，通過液壓缸的帶動來完成打捆線的穿線工作，由于長時(shí)間的運(yùn)行，1#打捆機(jī)4#線道由于重力作用小車容易發(fā)生下沉變形，線道小車底部滑道與支撐輥之間脫離，支撐輥無法起到支撐作用，從而造成液壓缸活塞桿在前移的過程中由直線運(yùn)動變?yōu)閽佄锞€運(yùn)動，活塞桿前端下沉疲勞折斷產(chǎn)生故障時(shí)間。并且由于線道小車下沉，造成打捆頭與線道小車穿線困難，造成打捆機(jī)頂線或送線不到位。

（3）線道內(nèi)打捆線的傳送運(yùn)行靠深溝球軸承支撐傳動，因此線道內(nèi)球軸承用量較多，每臺線道小車用量約400盤，摩根打捆機(jī)所用軸承型號為6301，由于軸承直徑小，承載能力差，并且由于打捆線在穿線過程中的沖擊作用，軸承損壞頻繁，并且由于數(shù)量多并且軸承在線道內(nèi)部，當(dāng)軸承損壞時(shí)很難進(jìn)行更換，造成打捆線回抽，影響車間的生產(chǎn)。

（4）各線道處常開翻板導(dǎo)槽用橡膠彈簧使用壽命短，當(dāng)彈簧失效或彈簧座開焊的時(shí)候造成翻板關(guān)閉不嚴(yán)，打捆線回抽，更換橡膠彈簧或彈簧支座需要拆卸導(dǎo)槽用時(shí)較多。

2解決方案的確定

摩根公司經(jīng)過幾年的研究并且結(jié)合用戶在使用過程中提出的不足，對現(xiàn)在生產(chǎn)的打捆機(jī)進(jìn)行了部分的改造，如升降臺的升降采用了曲柄連桿結(jié)構(gòu)，由液壓缸來帶動升降曲柄的運(yùn)行從而帶動升降臺的運(yùn)行；弧形導(dǎo)衛(wèi)與雙線導(dǎo)槽設(shè)計(jì)成一體結(jié)構(gòu)，并且將扭簧采用圓柱螺旋壓縮彈簧代替。但若對摩根公司早期線材打捆機(jī)進(jìn)行升級改造，升級費(fèi)用較高，僅單臺升級備件費(fèi)用就高達(dá)48萬，并且即使升級改造后因新舊線道的兼容性差，使用故障率較高。這就需要有針對性的優(yōu)化設(shè)計(jì)來消除設(shè)計(jì)缺陷形成的隱患，確保打捆機(jī)的穩(wěn)定生產(chǎn)。經(jīng)對打捆機(jī)的認(rèn)真研究以及對打捆機(jī)各類故障的分析，形成了以下優(yōu)化設(shè)計(jì)思路。

2.1升降臺系統(tǒng)

（1）將法蘭軸承座體材質(zhì)由鑄鐵改為鑄鋼，增加座體的抗沖擊性能。

（2）將底座球面軸承改為滑動軸承。

（3）在升降臺升降液壓缸的兩側(cè)增加支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。

2.2線道系統(tǒng)

（1）更改鉸直輪的材質(zhì)及公差尺寸，延長鉸直輪的使用壽命。

（2）更改線道小車支撐輥結(jié)構(gòu)，增加受力面積，確保線道小車的穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）將軸承6301進(jìn)行優(yōu)化改造加工成厚壁軸承，保持軸承外徑尺寸不變，去除法蘭緣襯套，將軸承內(nèi)徑尺寸做成與法蘭緣襯套內(nèi)徑尺寸相同。

（4）更改橡膠彈簧橡膠材質(zhì)，由普通橡膠改為進(jìn)口硅膠，增加彈簧的彈性及使用壽命。將彈簧支座由焊接結(jié)構(gòu)改為一體結(jié)構(gòu)，采用線切割加工。

3具體實(shí)施措施

3.1升降臺系統(tǒng)

（1）針對于升降臺內(nèi)臂、外臂連接法蘭軸承經(jīng)常受沖擊損壞的問題，將法蘭軸承座體的材質(zhì)由鑄鐵改為鑄鋼，增加軸承座體的抗沖擊性。

（2）針對于升降臂與底座連接的球面軸承經(jīng)常損壞的現(xiàn)象，將球面軸承結(jié)構(gòu)改為滑動軸承結(jié)構(gòu)，滑動軸承材質(zhì)選用鑄銅、外形尺寸為準(zhǔn)45×準(zhǔn)57×49；軸承座根據(jù)滑動軸承的外形尺寸以及原球面軸承的安裝尺寸重新設(shè)計(jì)。

（3）支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。支撐軸通過M64螺紋與升降臺拖枕連接在一起，支撐座與升降臺底座通過螺栓把合，導(dǎo)向套對支撐軸起到支撐導(dǎo)向作用，通過支撐軸的支撐導(dǎo)向作用來減少升降臺的晃動，保證車間的穩(wěn)定運(yùn)行。此結(jié)構(gòu)對升降臺穩(wěn)定運(yùn)行起到關(guān)鍵作用的是支撐導(dǎo)向套，此支撐導(dǎo)向套采用橡膠材質(zhì)，導(dǎo)向套中間部位打斜口以便于安裝。

3.2線道系統(tǒng)

（1）改變鉸制器鉸制輪的材質(zhì)，由45#鋼改為42Cr-Mo，并且對鉸制輪表面采用高能離子注入技術(shù)進(jìn)行表面硬化，提高鉸制輪的綜合力學(xué)性能及耐磨性，同時(shí)將鉸制輪的外形尺寸由準(zhǔn)（69.90～70）mm改為準(zhǔn)（70～70.05）mm，通過偏心軸來調(diào)整鉸制輪與打捆線的相對位置，提高打捆線的表面質(zhì)量。

（2）1#、4#線道小車在重力的作用下容易發(fā)生變形，并且線道小車導(dǎo)向面磨損變形以后，小車支撐輥與小車導(dǎo)向面接觸面積變小，支撐輥失去支撐作用造成定位錐頭與打捆頭定位不好，無法完成打捆線穿線動作。針對此情況對支撐輥進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將輥面加長由原來的30mm增加到60mm，內(nèi)部結(jié)構(gòu)改為雙滾針結(jié)構(gòu)，增加了支撐輥的靈活性及抗載荷能力，支撐輥與小車接觸良好。

（3）將線道用6301軸承進(jìn)行優(yōu)化改造加工成厚壁軸承，保持軸承外徑尺寸不變，去除法蘭緣襯套，將軸承內(nèi)徑尺寸做成與法蘭緣襯套內(nèi)徑尺寸相同，提高軸承的抗沖擊性。

（4）橡膠彈簧內(nèi)部彈性元件材質(zhì)由普通橡膠改為進(jìn)口硅橡膠，彈性元件的彈性增加。橡膠彈簧支座由原來的焊接結(jié)構(gòu)改為一體結(jié)構(gòu)，并且使用線切割進(jìn)行加工，避免了彈簧支座開焊現(xiàn)象的發(fā)生。

4結(jié)束語

摩根高速線材打捆機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)改造以后運(yùn)行狀態(tài)明顯改善，摩根公司原來的設(shè)計(jì)缺陷都在一定程度上得到了改善或彌補(bǔ)，特別是升降臺系統(tǒng)增加的支撐導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，穩(wěn)定了升降臺的運(yùn)行，達(dá)到了優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

作者：米廣杰 單位：泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院