一种新型雷管脚线自动打把机.pdf

2 0 0 8 年8 月一种新型雷管脚线自动打把机詹家杰等 2 5 一种新型雷管脚线自动打把机。 詹家杰①，朱国平①，郭德喜②，余汪洋① ①湖北省机电研究设计院 湖北武汉，4 3 0 0 7 0 ②湖北卫东机械化工有限公司 湖北襄樊，4 4 1 0 2 1 [ 摘要]介绍了一种集伺服驱动、气动及精密机械传动于一体的新型电雷管脚线自动打把机。该设备采用独特 的“z ”字形打把方式。通过P L C 控制，在48 的时间内连续、自动地完成2 0 个不同的动作并打出2 个把线，具有先 进、高效、自动和可靠等特点，是传统机械式打把机的更新换代产品。 [ 关键词] 雷管脚线打把机P L c [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 2 2 1 概述 雷管脚线打把机用于工业电雷管脚线的打把， 是生产电雷管的关键设备之一【1 】。雷管脚线打把 的方式有手工打把和机械式打把。手工打把生产效 率低，劳动强度大，操作人员过于集中，缺乏必要的 控制手段，基本已经淘汰。当前我国爆破器材厂家 使用的都是传统机械式打把，其结构特点是使用一 个普通电机作为动力源，通过多对齿轮传动和多个 凸轮的控制来传递动力和分解动作，辅以绕线爪、绕 线板等机械装置完成打把。从实际运用过程来看， 虽然在一定程度上解决了生产效率问题，但存在结 构复杂，噪声大，磨损快，安装、调试困难，故障率高 且出现故障不易排除，维修不便等诸多不足。特别 是打把头只能旋转，不能前后移动，使打出的线把层 叠呈“8 ”字形，解把时易打结，解把较为困难。如何 在生产效率、自动化控制、降低故障率及解把等方面 进一步提升电雷管脚线打把的先进性、实用性、经济 性成为当前各民爆器材生产厂家急需解决的问题。 新型雷管脚线自动打把机是集伺服驱动、气动 及精密机械传动于一体的自动化设备。它采用P I ．, C 控制，使用触摸屏操作，在4s 内的一个完整的自动 程序里，可完成绕把、拧把头麻花、撸把头、扎把、撸 把尾、剪切线、卸线把等工序，打出2 发线把。其最 大特点是在打把的同时走螺距，使线把成螺旋状排 列，清除了层叠现象。这样打出的线把，不仅外形美 观，而且打开方便，无打结现象。该设备生产安全可 靠，生产效率高，保养维修简单，故障排除容易，能够 满足电雷管生产企业发展的需要。 2 设备主要结构及特点 该设备由机械、气动、电控三大部分组成，结构 简图如图l 。 2 ．1 机械部分 收稿日期2 0 0 8 - 0 3 - 2 5 一庠 南 一． ．啊 糊艉瓣- N f ＼“f 静- ’II ；f 7 1 1 ．F 广百W 亡 I 。．舔＼ ＼ ＼J j归 隽’ ；ir A ．r I a 主视图 b 右视图 1 一打把装置；2 一剪切装置；3 一绕腰线装置；4 一绕腰线电 机；5 一机架6 一线盘；7 一气动系统；8 一电气控制系统； 9 一打把头电机 图l 雷管脚线双发自动打把机结构简图 万方数据 2 6 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第3 7 卷第4 期 机械部分主要由打把装置、剪切装置、绕腰线装 置、线盘装置及机架等5 大部件及若干小部件组成。 为了突出与机械式打把机的区别与优越性，重点介 绍打把装置和绕腰线装置。 2 ．1 ．1 打把装置 新型雷管脚线自动打把机突破了原电雷管单发 打把脚线展开的思维模式，采用独特的“z ”字形打 把方式。打把装置完成线把的打把及拧麻花工序， 主要由带轮、轴套、移动套、滑板、滑套、推线板、夹头 等零件组成，分左右两头。机械配合紧密，线把长度 可控，一次可打两把。动力由工作台板下的伺服电 机_ 小轮带一齿形带_ 大轮带输入。在旋转 把头的内部，设置了一对螺杆及螺母，螺距2 m m 。 螺杆与轴套连为一体，只转动不移动；螺母与打把头 上的移动套连为一体，在旋转螺杆的带动下实现前、 后的轴向移动；螺杆每旋转一周，螺母就移动一个螺 距，此即为“走螺距州2 1 ，使线把成螺旋状排列，这是 该打把机的一个最大创新点。推线板与滑板连成一 体，滑板由气缸驱动，在绕把完成后钩线把的同时， 将线把从把头上推出。这样打出的线把展开十分方 便，并且无打结现象，彻底解决了机械式打把机的固 有问题。 2 ．1 ．2 绕腰线装置 完成出线把及绕腰线工序，主要由线钩、压簧、 齿轮、轴、连轴板、支座等零件组成。动力由支座中 上部的伺服电机- 锥齿轮副_ 齿轮副． 线钩 轴输入，线钩轴在齿轮中作轴向运动，完成从把头上 勾出线把的动作。球头和压簧使线钩轴产生一定的 轴向力及移动一段距离，并在卸线把气缸的作用下， 从把头上勾出线把。由于采用伺服电机控制，腰线 长度也可精确定量，结合打把伺服电机，从而使得整 个把线长度得以有效控制和灵活调整。这也是机械 式打把机无法实现的。 2 ．1 ．3 剪切装置 完成撸把头、撸把尾及剪切工序，主要由底座、 滑快、刮刀、钳股、剪刀、撸线杆等零件组成。剪切部 分的上下移动及撸线杆的摆动均靠气缸驱动来完 成。底座与滑快向上移动，夹紧雷管脚线的同时，撸 线杆进行摆动，带动刮刀以实现剥线皮及剪切工作。 2 ．1 ．4 线盘装置 用来安装电雷管脚线的原线圈即将原线引入送 线杆，由线盘、导向和夹线机构组成。本设备因是双 打发把机，故有4 个线盘。线盘采用组合式结构，便 于原先圈的装入及打把时的走线。原线通过导线锥 筒进入导向和夹线机构，然后再引入送线杆。导线 和夹线机构起到了控制走线方向及调节走线张力的 作用。 2 ．1 ．5 机架 用以安装所有的机械、气动、电控部件及元器 件，由工作台板及机身组成。工作台板是一块钢板， 上面装有打把、剪切、绕腰线装置三大部件及所有的 限位块、松线把气缸、卸线把气缸、大气缸和大气缸 座等零部件；下面装有打把头伺服电机、送线支座及 气缸、剪切气缸、撸把头气缸、撸把尾气缸等零部件。 机身靠把头端下部装有气动系统的元件和电控系统 的元器件；机身中部下方底板上装有四个线盘；机身 靠卸线把端下部装有出料导板，将工件引出机外。 2 ．2 气动及电控部分 气动部分由气缸、换向阀、阀座、二联件、排气节 流阀及若干气管、接头等组成，驱动由电控完成。 电控部分采用P L C 作为主控单元，伺服电机和 气缸作为执行机构，辅助触摸屏加以操作及显示的 方式。其显著特点有 1 技术先进。控制系统主要选用O M R O N 系列 P L C 作为主要的控制器旧J ，伺服电机选用松下M i n ∞A 4 系列，技术成熟、先进。可按要求准确控制 线把长度，满足不同生产的需要。 2 操作简便。采用人机对话模式，简洁直观，可 以方便、灵活地进行手动操作和P L C 自动操作。 3 显示直观。设备出现故障时，触摸屏能够准 确直观地显示故障原因，操作者可随时停机，快速排 除故障。 4 易于维护。控制系统采用模块化结构，当某 个模块出现故障时，可方便地更换。 2 ．3 主要技术参数 该设备是机电一体化设备，表1 给出了企业生 产提出的具体技术要求、参数以及实测结果。从实 测结果可知，该设备在性能上完全达到了设计要求， 可充分满足用户的需要。 表1打把机主要技术参数及其测试 3 应用效果 本设备紧密结合雷管脚线打把的工艺要求，在 原有机械式打把机的基础上改进和创新。在湖北卫 万方数据 2 0 0 8 年8 月一种新型雷管脚线自动打把机詹家杰等 2 7 东机械化工有限公司经过近一年时间的运行，使用 效果良好。 1 采用本设备扎把出的雷管脚线，清除了背 股现象，解把更方便，显著提高了产品质量。 2 原机械式打把机生产效率为每发2 ．2s ，本 设备为每4 ．0S 打2 发，平均为2 ．0S 打1 发，生产 效率有所提高。 3 设备操作简单，维护方便，故障率低，且出 现故障排除容易，使操作人员的劳动强度明显降低， 在不影响产量的前提条件下，操作员工的工作时间 减少了lh 。 4 一名操作员工可同时看管4 台自动打把 机，减少了操作人员。 参考文献 [ 1 ] 刘自铴，蒋荣光．工业火工品[ M ] ．北京兵器工业出 版社，2 0 0 3 ．8 ． [ 2 ] 成大先．机械设计手册 第2 卷，第4 版 [ M ] ．北京 化学工业出版社，2 0 0 2 ．1 ． C 3 ] 廖常初．大中型P L C 应用教程[ M ] ．北京机械工业出 版社，2 0 0 5 ． D e v e l o p m e n to faN e w t y p eA u t o m a t i cF l e x i b l eS t r a p p i n gM a c h i n ef o rD e t o n a t o rW i r e Z h a nJ i a j i e ①，Z h uG u o p i n g d ，G u oD e x i o ，Y uW a n g y a n g ① ①H u b e iR e s e a r c h D e s i g n i n gI n s t i t u t eo fM e c h a n i c a l ＆E l e c t r o n i cE n g i n e e r i n g H u l m iW u h a n ，4 3 0 0 7 0 ②H u b e iW e i d o n gM a c h i n e m y ＆C h e m i s t r yC o ．，L t d ． H u b e i i 咄，4 4 1 0 2 1 [ A B S T R A C T ] An e w - t y p ea u t o m a t i cf l e x i b l es t r a p p i n gm a c h i i l ef o rd e t o n a t o rw i r ec o m p o s e do f 鲫鹏a c t u a t e s ，p n e u m a t i c a n dt h ep r e c i s i o nm a c h i n e r yt r a n s m i s s i o n 哪i n t r o d u c e d ．T h i sm a c h i n ea d o p t e dt h eg l y p h 。Z ”t ob i n da n dC K Uc o m p l e t e2 0 d i f f e r e n tm o t i o n sa u t o m a t i c a l l ya n dp r o d u c e2p r o d u c t sc o n l J n u o u 8 l yb yP L Cc o n t r o l l i n gw i t h i n4s e c o n dt i m e ．I ts h o w e da d - v a n c e d ，c h a 朋c 矧s t i ∞，w h i c hW a Sh ig I d ye f f e c t i v e ，a u t o m a t i c ，a n dr e l i a b l ea n dw o u l db et h er e n e w a lp r o d u c to ft h et r a d i - t l o n a lm e c h a n i c a lt y p e ． [ K E YW O R D S ] d e t o n a t o rw i r e ，f l e x i b l es t r a p p i r I gm a c h i n e ，P L C 上接第2 4 页 个，炸药量为7 ．8 5k g 。爆破整窑生产线按设计要求 度大的材料作炮泥。 定向倾倒，爆堆集中在中部偏西。北侧吸尘房抽尘 3 为了减少爆破飞石的危害，在施爆过程中， 管道完好无损，东侧高压变电所围墙安全无损，爆破 对一、二、三层楼爆破部位的立柱进行多层近体防 取得了良好的效果。 护。第一层用废旧运输胶皮带，第二层用棕垫，第三 参考文献 层再用竹编篱笆和铁丝捆绑。[ 1 ] 郑德明，许振山，单翔．复杂环境下大型工业厂房拆除 为避免爆破振动和建筑物塌落触地所诱发的振 爆破[ J ] - 工程爆破，1 9 9 9 ， 4 3 6 - 3 9 ． 动危害，本次爆破采用等于或大于半秒差分段延期 [ 2 ] 蒋锐．岩体爆破文集 第2 集 [ M ] 北京冶金工业出 雷管来控制单段齐发药量和塌落触地所诱发的振动J i 反社, 1 9 8 5 1 7 2 _ 1 8 4 影响。爆破振动控制在国家爆破安全规程规定[ 3 ] 篓亭导，王型j 杜云贵爆破原理与设计[ M ] 重庆重 范胃内． 庆大学出版社, 1 9 9 2 1 1 8 。1 1 4 ”⋯苫孚分散多炮孔爆破作业，爆破冲击波不会对 阻3 雪惹袭是耋’杨土邑城市控制爆破‘M L 中国铁道 5 0 m 以外人或物产生影响。 C 5 ] 不同结构类型建筑物的爆堆分析及估算方法[ J ] ．爆 爆破是2 0 0 7 年1 2 月1 3 日实施，总炮孔6 7 0 破。2 0 0 3 ， 2 1 4 ． 个，药量2 7 ．3 8k g ，其中预拆除炮孔6 1 0 个，炸药量 [ 6 ] 杨人光，史家育．建筑物爆破拆除[ M ] ．北京中国建 为1 9 ．5 3k g 。立窑生产线房屋框架拆除爆破炮孔6 0 筑工业出版社，1 9 8 5 ． D e m o l i t i o no ft h eM e c h a n i z e dS h a f tK i l nb yD i r e c t i o n a lB l a s t i n g W uJ i u r o n g ①，Z 乩m gZ h l e h e n g 。，X i n oD i 蛹u n o ，Y a n gX i n h a o a ①S h a n mB l a s t i n gZ n 咖e r i n sC o m p a n y S i e h u a nS a n t i a ，6 2 1 1 0 0 S o u t h w e s tU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y S i c h u a nM i a n y a n g ，6 2 1 0 0 0 [ A B s T R A c T ]Ad e m o l i t i o np r o j e c t0 far e i n f o r c e dc o n c r e t eb u i l d i n gb yd i r e c t i o n a lb l a s t i n gw 聃d i s c u s s e d ．S o m ep r o b - 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