打捆機最佳化設計論文
打捆機最佳化設計論文
1摩根高速線材打捆機現狀及存在的問題
（1）鉸制器用鉸直輪材料抗磨強度低，造成打捆線表面質量及直線度差，打捆線因回抽而無法完成打捆。
（2）四臺線道小車透過中心板連線在一起，透過液壓缸的帶動來完成打捆線的穿線工作，由於長時間的執行，1#打捆機4#線道由於重力作用小車容易發生下沉變形，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動變為拋物線運動，活塞桿前端下沉疲勞折斷產生故障時間。並且由於線道小車下沉，造成打捆頭與線道小車穿線困難，造成打捆機頂線或送線不到位。
（3）線道內打捆線的傳送執行靠深溝球軸承支撐傳動，因此線道內球軸承用量較多，每臺線道小車用量約400盤，摩根打捆機所用軸承型號為6301，由於軸承直徑小，承載能力差，並且由於打捆線在穿線過程中的衝擊作用，軸承損壞頻繁，並且由於數量多並且軸承線上道內部，當軸承損壞時很難進行更換，造成打捆線回抽，影響車間的生產。
（4）各線道處常開翻板導槽用橡膠彈簧使用壽命短，當彈簧失效或彈簧座開焊的時候造成翻板關閉不嚴，打捆線回抽，更換橡膠彈簧或彈簧支座需要拆卸導槽用時較多。
2解決方案的確定
摩根公司經過幾年的研究並且結合使用者在使用過程中提出的不足，對現在生產的打捆機進行了部分的改造，如升降臺的升降採用了曲柄連桿結構，由液壓缸來帶動升降曲柄的執行從而帶動升降臺的執行；弧形導衛與雙線導槽設計成一體結構，並且將扭簧採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進行升級改造，升級費用較高，僅單臺升級備件費用就高達48萬，並且即使升級改造後因新舊線道的`相容性差，使用故障率較高。這就需要有針對性的最佳化設計來消除設計缺陷形成的隱患，確保打捆機的穩定生產。經對打捆機的認真研究以及對打捆機各類故障的分析，形成了以下最佳化設計思路。
2.1升降臺系統
（1）將法蘭軸承座體材質由鑄鐵改為鑄鋼，增加座體的抗衝擊性能。
（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增加支撐導向機構。
2.2線道系統
（1）更改鉸直輪的材質及公差尺寸，延長鉸直輪的使用壽命。
（2）更改線道小車支撐輥結構，增加受力面積，確保線道小車的穩定執行。
（3）將軸承6301進行最佳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，將軸承內徑尺寸做成與法蘭緣襯套內徑尺寸相同。
（4）更改橡膠彈簧橡膠材質，由普通橡膠改為進口矽膠，增加彈簧的彈性及使用壽命。將彈簧支座由焊接結構改為一體結構，採用線切割加工。
3具體實施措施
3.1升降臺系統
（1）針對於升降臺內臂、外臂連線法蘭軸承經常受衝擊損壞的問題，將法蘭軸承座體的材質由鑄鐵改為鑄鋼，增加軸承座體的抗衝擊性。
（2）針對於升降臂與底座連線的球面軸承經常損壞的現象，將球面軸承結構改為滑動軸承結構，滑動軸承材質選用鑄銅、外形尺寸為準45×準57×49；軸承座根據滑動軸承的外形尺寸以及原球面軸承的安裝尺寸重新設計。
（3）支撐導向機構。支撐導向機構結構圖如圖1所示。支撐軸透過M64螺紋與升降臺拖枕連線在一起，支撐座與升降臺底座透過螺栓把合，導向套對支撐軸起到支撐導向作用，透過支撐軸的支撐導向作用來減少升降臺的晃動，保證車間的穩定執行。此結構對升降臺穩定執行起到關鍵作用的是支撐導向套，此支撐導向套採用橡膠材質，導向套中間部位打斜口以便於安裝。
3.2線道系統
（1）改變鉸制器鉸制輪的材質，由45#鋼改為42Cr-Mo，並且對鉸制輪表面採用高能離子注入技術進行表面硬化，提高鉸制輪的綜合力學效能及耐磨性，同時將鉸制輪的外形尺寸由準（69.90～70）mm改為準（70～70.05）mm，透過偏心軸來調整鉸制輪與打捆線的相對位置，提高打捆線的表面質量。
（2）1#、4#線道小車在重力的作用下容易發生變形，並且線道小車導向面磨損變形以後，小車支撐輥與小車導向面接觸面積變小，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行最佳化設計，將輥面加長由原來的30mm增加到60mm，內部結構改為雙滾針結構，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軸承進行最佳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，將軸承內徑尺寸做成與法蘭緣襯套內徑尺寸相同，提高軸承的抗衝擊性。
（4）橡膠彈簧內部彈性元件材質由普通橡膠改為進口矽橡膠，彈性元件的彈性增加。橡膠彈簧支座由原來的焊接結構改為一體結構，並且使用線切割進行加工，避免了彈簧支座開焊現象的發生。
4結束語
摩根高速線材打捆機最佳化設計改造以後執行狀態明顯改善，摩根公司原來的設計缺陷都在一定程度上得到了改善或彌補，特別是升降臺系統增加的支撐導向機構，穩定了升降臺的執行，達到了最佳化設計的目的。