Galutinis ritinių vyniojimo mašinų vadovas: tipai, komponentai ir veikimas
Ričių vyniojimo mašinos yra būtina įranga pramonės šakose, kuriose dirbama su suvyniotomis medžiagomis, tokiomis kaip plienas, varinė viela, aliuminis ir kabeliai. Jos teikia automatizuotus sprendimus, kaip saugiai supakuoti šiuos dažnai sunkius ir didelių gabaritų daiktus, apsaugoti juos nuo aplinkos veiksnių, tokių kaip dulkės ir drėgmė, ir išvengti pažeidimų tvarkymo, sandėliavimo ir transportavimo metu. Norint pasirinkti tinkamą sprendimą konkretiems veiklos poreikiams, labai svarbu suprasti skirtingus ričių vyniojimo įrenginių tipus.
Ritinių vyniojimo mašinos paprastai skirstomos į dvi pagrindines kategorijas, atsižvelgiant į ritės orientaciją vyniojimo metu:
- Vertikalios ritės vyniojimo mašinos: Sukurta ritėms, išdėstytoms taip, kad akutė (centrinė skylė) būtų atsukta į sieną (vertikali ašis). Mažesnių ritinių pakrovimas gali būti atliekamas rankiniu būdu, o sunkesniems - kranu.
- Horizontalios ritės vyniojimo mašinos: Skirta ritėms, gulinčioms lygiai akimis į dangų (horizontalioji ašis). Šios mašinos paprastai naudoja tamprią plėvelę, kad saugiai apvyniotų ritę.
Šiame vadove nagrinėjamos įvairių tipų ritinių vyniojimo mašinos, išsamiai aprašomi jų komponentai ir veikimo procesai.
1. Pusiau automatinė vertikalių ritinių vyniojimo mašina
Šio tipo mašinos apvynioja ritinius, išdėstytus vertikaliai (nuo akies iki sienos).
1-1 pav. Pusiau automatinė vertikalių ritinių vyniojimo mašina
1.1 Pagrindiniai komponentai:
- (1) Rėmas: Pagrindinė mašinos konstrukcinė bazė.
- (2) Varomieji ratai: Apskritai išdėstyti ratai, kurie suka sukamąjį žiedą.
- (3) Sukamasis žiedas: Besisukantis žiedas su reguliuojama anga ritei praeiti; neša vyniojimo medžiagą.
- (4) Atraminiai ratai: Šoniniai ratai, užtikrinantys suvyniojimo žiedo stabilumą.
- (5, 6, 7) Grioveliai ir iškyšos: Blokuojamos konstrukcijos ypatybės, užtikrinančios sklandų sukimąsi tarp varomųjų ratų ir apvijos žiedo.
- (8, 9) Varikliai: Varomieji ratai (žiedo sukimasis) ir žiedo aukščio reguliavimo sistema.
- (10) Atraminis žiedas: Stacionarus žiedas, nukreipiantis varomuosius ratus.
- (11) Pagalbinis ramstis: Vertikalus stulpas, laikantis antrąjį variklį ir laikantis konstrukciją.
- (12) Pagrindinė strypas ir (13) varomasis strypas: Prijunkite prie variklio vertikaliam apvijos žiedo judėjimui (aukščio reguliavimui).
- (14) Spaustuvas: Tvirtina atraminį žiedą, leidžiantį reguliuoti.
- (15, 16, 17) Pagalbiniai stulpeliai: Vertikalios atramos, laikančios ritę.
- (18) Volai: Padėtas tarp atraminių kolonų, kad stabilizuotų ritę vyniojimo metu.
1.2 Veikimo principas:
1.2.1 Pagrindinė struktūra:
Mašina turi tvirtą rėmą, laikantį apskritai išdėstytus varomuosius ratus. Apvyniojimo žiedas remiasi į šiuos ratus. Plieninė ritė praeina per reguliuojamą žiedo angą, kuri sukasi, kad uždėtų vyniojamąją medžiagą.
1.2.2 Palaikymas ir judėjimas:
Atraminiai ratai su grioveliais pritvirtina žiedą darbo metu. Varomuosius ratus varo variklis, sukdamas žiedą reguliuojamu greičiu. Sujungiami grioveliai ir išsikišimai užtikrina sklandų ir stabilų sukimąsi, nes žiedas paskirsto pakavimo medžiagą per ritės ąselę. Trintį tarp ratų ir žiedo galima reguliuoti keičiant ratų padėtį.
1.2.3 Aukščio reguliavimas:
Kėlimo mechanizmas, valdomas antrojo variklio per pavarų sistemą, prijungtą prie pagrindinių ir varomų strypų, reguliuoja ritės žiedo aukštį. Tai talpina skirtingo išorinio skersmens (OD) ritinius, todėl vyniojimo procesas yra centruotas ir tikslus.
1.2.4 Ritės palaikymas:
Ritė remiasi į pagrindą, kuriame yra vienas viršutinis atraminis volas ir du pagrindo atraminiai ritinėliai. Šie ritinėliai užtikrina stabilumą ir tvirtai laiko ritę vyniojimo ciklo metu.
1.2.5 Efektyvus įvyniojimas:
Ši konstrukcija užtikrina, kad ritės būtų sandariai ir efektyviai apvyniotos, o tai apsaugo nuo aplinkos elementų ir valdymo įtempių.
2. Pusiau automatinė horizontaliosios ritės vyniojimo mašina
Ši mašina apvynioja ritinius, išdėstytus horizontaliai (akis į dangų).
2-1 pav. Pusiau automatinė horizontaliosios ritės vyniojimo mašina
Mašina patikimai laiko ritę tarp varomų ir slėgio ritinėlių. Varomieji ritinėliai sukasi ritę, o atviras besisukantis žiedas uždeda vyniojančią medžiagą (pvz., tamprią plėvelę ar juostą). Ši sąranka apsaugo nuo deformacijos ar nestabilumo vyniojimo metu ir užtikrina tolygų, sandarų pakuotę.
2.1 Pagrindiniai komponentai:
- (1) Rėmas: Pagrindinė mašinos struktūra.
- (2) Atidarykite besisukantį žiedą: Montuojamas ant rėmo, sukasi, kad uždėtų vyniojamąją medžiagą.
- (3) Medžiagos laikiklis: Pritvirtintas prie besisukančio žiedo, laiko vyniojamosios medžiagos ritinį.
- (4-6) Atraminiai ratai: Nukreipkite besisukantį žiedą.
- (7) Varomieji volai: Padėtas abiejose žiedo pusėse, pasukite ritę; prijungtas prie pavaros mechanizmo.
- (8) Slėgio ritinėliai: Įsikūręs virš elektrinių ritinėlių, judinamas (per cilindrus), kad nuspaustų ir stabilizuotų ritę.
- (9) Cilindras: Įjungia slėgio ritinėlius.
- (10) Variklis: Varo ritės sukimąsi (varomi ritinėliai) ir žiedo sukimąsi.
2.2 Išsami sistemos informacija:
- Pavaros mechanizmą paprastai sudaro ant rėmo sumontuotas variklis, kuris maitina ritinius per paskirstymo diržą.
- Slėgio ritinėliai yra prijungti prie rėmo per cilindrus, todėl galima reguliuoti slėgį.
- PLC (programuojamas loginis valdiklis) dažnai valdo variklius ir cilindrus, kad būtų galima atlikti tikslias, automatizuotas veikimo sekas.
2.3 Įvyniojimo procesas:
- Ritė (ar panašus apvalus objektas, pavyzdžiui, padanga) uždedamas ant varomų volų.
- Cilindrai nuleidžia slėgio ritinėlius, kad tvirtai pritvirtintų daiktą.
- PLC užtikrina tinkamą suspaudimo slėgį.
- Prie daikto pritvirtinama vyniojama medžiaga.
- Atviras besisukantis žiedas sukasi, tepdamas medžiagą, o varomi ritinėliai tuo pačiu metu sukasi ritę.
- Dėl šio koordinuoto judėjimo visas ritės paviršius yra tolygiai ir sandariai apvyniotas.
Ši konstrukcija užtikrina efektyvų vyniojimą ir pastovų įtempimą, neleidžia gaminiui judėti ar sugadinti proceso metu.
3. Vertikalus ritės vyniotuvas su vežimėliu
Šiame automatizuotame vertikaliame įvyniojime naudojama vežimėlio sistema, skirta pakrovimui ir iškrovimui, idealiai tinka sunkiųjų metalų ritiniams, tokiems kaip plienas, viela ir varis. Vežimėlis perkelia ritę į vyniojimo stotį ir iš jos, atskirdamas pakrovimo zoną nuo vyniojimo zonos.
3-1 pav. Vertikalios ritės vyniojimo mašina su vežimėliu
3.1 Pagrindiniai komponentai:
- (1) Portalo rėmas: Pagrindinė viršutinė struktūra.
- (2) Judantys bėgiai: Vežimėlio vežimėlį veskite prie pagrindo.
- (3) Apvyniojimo įrenginys: Žiedinis mechanizmas, kuriuo uždedama vyniojimo medžiaga, montuojamas ant kėlimo sistemos.
- (4) Kėlimo įtaisas: Perkelia vyniojimo įtaisą vertikaliai, kad atitiktų ritės centro aukštį.
- (5) Vežimėlis: Juda bėgiais (varomas varikliu / pavara), transportuoja ritinius; įrengti padėties nustatymo jutikliai.
- (6) Vežimėlio pavaros sistema: Suaktyvina vežimėlio judėjimą.
- (7) Atraminis volas ir (8) Atraminis volas: Įsikūręs ant vežimėlio, vyniojimo metu (dažnai varomas) paremkite ir pasukite ritę.
- (9) Galios ratas: Varikliu varomas ratas po vežimėliu, skirtas judėjimui išilgai bėgių.
- (10) Žiediniai varomieji ratai: Perduokite galią (iš variklio), kad pasuktumėte vyniojimo žiedą.
- (11) Skydas: Apsauga aplink žiedą ir medžiagos kelią.
- (12) Šoniniai volai: Padėtas ant vežimėlio, kad pritvirtintų ritę iš šono.
3.2 Diegimo informacija:
Tvirtas portalinis rėmas palaiko kėlimo įrenginį, kuris naudoja variklio varomas grandines/žvaigždutes, kad vyniojimo įrenginio aukštis būtų tiksliai sureguliuotas iki ritės centro.
Vežimėlis per savo pavaros sistemą juda bėgiais. Atraminiai vežimėlio ritinėliai, kurių kiekvienas gali būti maitinamas savo varikliu, sukasi ritę. Šoniniai ritinėliai apsaugo nuo šoninio poslinkio ir gali reguliuoti skirtingą ritės plotį.
3.3 Įvyniojimo procesas:
- Pakrovimas: Ritė (A) kranu užkraunama ant vežimėlio atraminių ritinėlių (jei yra už vyniojimo stoties ribų). Žiedas reguliuoja aukštį ir ritinėlių padėtį, kad išlaikytų ritę.
- Apvyniojimo ritė A: Vežimėlis perkelia ritę A į vyniojimo stotį. Atraminiai ritinėliai sukasi ritę, o vyniojimo įtaisas uždeda medžiagą.
- Automatinis pjovimas: Įrenginys automatiškai matuoja ir nupjauna vyniojamą medžiagą pagal iš anksto nustatytus žmogaus ir mašinos sąsajos (HMI) parametrus (ritės dydį).
- Įkrovimo ritė B: Kol ritė A vyniojama, kitą ritę (B) galima užkelti ant laukiančių atraminių ritinėlių kitame vežimėlio gale arba antrinėje pakrovimo vietoje.
- Nepertraukiamas veikimas: Apvyniojus ritę A, vežimėlis ją išjudina ir tuo pačiu metu ritę B perkelia į vyniojimo padėtį. Tada galima įkelti trečią ritę. Tai leidžia užtikrinti nenutrūkstamą, labai efektyvų automatizuotą darbo eigą.
Visą sistemą paprastai valdo automatizuota valdymo sistema, naudojanti PLC ir fotoelektrinius jutiklius, kad būtų galima tiksliai nustatyti ritės padėtį ir sklandžiai veikti, sumažinant rankinį įsikišimą.
4. Automatinis horizontalus įtempimas
Šio tipo mašinos yra skirtos automatizuoti plėvelės padavimo ir pjovimo procesą, skirtą horizontalių ritinių vyniojimui, ypač tinka integruoti į gamybos linijas.
4-1 pav.: Automatinis horizontalus tamprus vyniotuvas su plėvelės padavimo/pjaustymo sistema
Ši sistema supaprastina vyniojimą, pašalindama rankinį plėvelės tvarkymą, padidindama gamybos greitį ir užtikrindama pastovią vyniojimo kokybę, kuri yra labai svarbi didelės apimties pramonėje.
4.1 Pagrindiniai komponentai (4-1 pav.):
- (1) Pagrindinė plokštė: Pagrindo konstrukcija komponentams montuoti.
- (2) Kreipiančiojo rato mazgas: Nurodo vyniojamosios medžiagos kelią.
- (3) Automatinis pjovimo mechanizmas: Suvyniojus nupjauna plėvelę/juostą.
- (4) Automatinė juostos padavimo rankena: Sukasi, kad paduotų medžiagą į žiedą.
- (5) Atidarykite besisukantį žiedą: Apvyniojančią medžiagą tepa aplink ritę.
- (6) Medžiagos padavimo įrenginys: Prilaiko ir išduoda vyniojamosios medžiagos ritinį.
- (7) Transportavimo ratai: Padėkite medžiagai judėti aplink žiedą.
- (8) Sukamasis pavaros blokas: Įgalina žiedo sukimąsi.
- (9–15) Susijusios mechaninės dalys: Švaistikliai, guoliai, movos, blokeliai, leidžiantys judėti ir veikti.
4.2 Sistemos konfigūracija:
Medžiagos padavimo blokas tiekia vyniojimo juostą / plėvelę, nukreiptą per kreipiamojo rato mazgą link atviro besisukančio žiedo. Automatinis pjovimo mechanizmas paprastai yra po pagrindine plokšte, o automatinio padavimo svirtis yra viršuje, skirta tinkamai pasukti ir padėti medžiagą, kad būtų pradėtas vyniojimo ciklas.
4.3 Įvyniojimo procesas (automatinis padavimas / pjaustymas):
4-2 pav.: vyniojimo proceso iliustracija
- Gaminys (ritė) pajuda į vyniojimo padėtį (pvz., per konvejerį arba sukamąją atramą). Apvyniojamą medžiagą laiko automatinis pjovimo mechanizmas.
- Sistema paleidžiama: automatinė padavimo svirtis sukasi (varoma cilindro / švaistiklio) ir nukreipia medžiagos galą į atvirą besisukančio žiedo sritį.
- Besisukantis žiedas pradeda lėtai suktis (varomas frikciniais ratais). Kai ji praeina pro ritės akį, medžiaga pradeda vyniotis aplink transportavimo ratus.
- Žiedas toliau sukasi, traukdamas medžiagą aplink gaminį. Maitinimo ranka šiek tiek pasislenka.
- Užtepus kelis sluoksnius, suspaudimo mechanizmas atlaisvina medžiagos galą nuo padavimo svirties.
- Žiedas pagreitina pagrindinį vyniojimo ciklą. Užtepus reikiamą medžiagos kiekį, žiedas sustoja. Automatinis padavimo svirtis grįžta į pradinę padėtį, suspaudimo mechanizmas iš naujo nustatomas, kad išlaikytų medžiagos galą, o pjovimo mechanizmas pjauna medžiagą. Tada apvyniota ritė yra paruošta išvežti.
4.4 Pagrindinės savybės ir pranašumai:
- Automatizuotas medžiagų tvarkymas: Automatinis padavimas ir pjovimas pašalina rankinius veiksmus.
- Efektyvumas: Sumažina ciklo laiką ir darbo poreikį.
- Konsistencija: Užtikrina vienodą vyniojimo kokybę ir medžiagų panaudojimą.
- Saugumas: Sumažina operatoriaus sąveiką su judančiomis dalimis.
- Pageidaujama sąranka: Pjovimui dažnai naudoja pneumatines žirkles ir tiksliai valdomas pavaras (cilindrus, variklius) padavimo svirties judėjimui.
Ši automatizuota sistema idealiai tinka integruoti ritinių vyniojimą į nuolatines gamybos linijas, didinant pralaidumą ir saugumą.
5. Pagrindinis ritės vyniotuvas
Pagrindiniai ritinių vyniotuvai yra didelės apkrovos mašinos, skirtos labai didelėms ir sunkioms ritėms, pvz., randamoms metalo aptarnavimo centruose ir gamyklose, pakuoti.
5-1 pav. Pagrindinė ritės vyniojimo mašina
5.1 Komponentų apžvalga:
- (1) Juostos dozatoriai: Vienas ar daugiau vienetų, naudojant vyniojamąją medžiagą.
- (2) Lanksti orbita: Takelis (dažnai grandinė arba diržas), nukreipiantis juostos dozatorius aplink ritę.
- (3) Rėmas / arka: Pagrindinė struktūra, apimanti vyniojimo sritį.
- (4) Medžiagos laikiklis: Palaiko vyniojamosios medžiagos ritinius.
- (5) Traukos vienetas: Varo lanksčią orbitą (dažnai ji yra už lanko, kad būtų lengviau pasiekti).
- (6) Tilto atkarpa: Rėmo/arkos dalis, kuri atsidaro ritės pakrovimui/iškrovimui.
- (7) Mobiliojo palaikymo krepšelis / vežimėlis (12): Gabena ritę į vyniojimo stotį / iš jos išilgai bėgių.
- (8) Pagalbiniai ritiniai: Esate ant vežimėlio, vyniodami pasukite ritę.
- (9) Valdymo sistema: Koordinuoja visus mašinos judesius ir parametrus.
- (10) Servos: Varikliai, užtikrinantys tikslų judesių valdymą.
- (11) Platforma: Besisukantis pagrindas ant vežimėlio, laikantis ritę.
- (13) Padėties jutikliai: Aptikti ritės / vežimėlio vietą automatizavimui.
- (14) Užrakinimo mechanizmas: Eksploatacijos metu apsaugo lanksčią orbitą/tiltą.
- (15) Grandinė arba diržas: Elementas, sudarytas iš lanksčios orbitos.
5.2 Išsamus veikimas ir dizainas:
Pagrindinės ritės įvyniokliams naudojami juostos dozatoriai, sumontuoti ant vežimėlio, kuris juda lanksčia orbita (grandine arba diržu), vadovaujama mašinos rėmo / arkos. Ši orbitinė sistema sandariai apvynioja medžiagą aplink didelę ritę. Mažos trinties orbitos konstrukcija užtikrina sklandų judėjimą ir patikimumą.
5.3 Tiltas ir pakrovimo sistema:
Pagrindinė ypatybė yra atidaroma rėmo / arkos tilto dalis, leidžianti efektyviai pakrauti / iškrauti didelius ritinius. Šis tiltas gali atsidaryti hidrauliškai, pneumatiškai arba elektra, dažnai atsitraukiant, kad būtų galima laisvai patekti. Po pakrovimo / iškrovimo tiltas užsidaro, o lanksti orbita vėl užsifiksuoja automatiškai.
Ritės paprastai gabenamos ant bėgių judančiu mobiliu atraminiu vežimėliu (vežimėliu). Ritė remiasi į varomus atraminius ritinėlius ant vežimėlio, kurie jį sukasi vyniojant, kad užtikrintų tolygų medžiagos panaudojimą.
5.4 Valdymas ir sinchronizavimas:
Sudėtinga valdymo sistema (dažnai PLC pagrindu su HMI) sinchronizuoja orbitos greitį, ritės sukimosi greitį, vežimėlio judėjimą ir tiltelio veikimą. Operatoriai gali nustatyti apvyniojimo persidengimo, įtempimo ir ciklo žingsnių parametrus. Servos ir jutikliai užtikrina tikslų komponentų, pvz., tiltelio ir orbitos, padėties nustatymą ir užrakinimą prieš apvyniojimą ir jo metu.
5.5 Universalumas ir pritaikymas:
Nors daugiausia naudojamas didelėms metalinėms ritėms, šis principas gali būti taikomas ir kitiems dideliems, sunkiems cilindriniams arba toroidiniams gaminiams. Sinchronizuotas ritės sukimasis ir vyniojimo galvutės judėjimas užtikrina nuoseklų, šiek tiek persidengiantį įvyniojimą, kad būtų užtikrinta visapusiška apsauga. Pati vyniojimo stotis gali būti sumontuota ant vežimėlio, kad būtų galima tiksliai išlyginti.
5.6 Patobulintas automatizavimas:
Padėties jutikliai vežimėlyje seka ritės vietą, todėl galima automatiškai sustoti pakrovimo, vyniojimo ir iškrovimo vietose. Fiksavimo mechanizmai užtikrina, kad lanksti orbita ir tiltelis būtų saugiai pritvirtinti greito vyniojimo proceso metu, o tai padidina saugumą ir veikimo vientisumą.
Išvada
Ritinių vyniojimo mašinos yra gyvybiškai svarbios norint apsaugoti vertingus suvyniotus produktus įvairiose pramonės šakose. Nuo pusiau automatinių vertikalių ir horizontalių agregatų, tinkančių įvairiems ritinių dydžiams ir svoriams, iki visiškai automatizuotų sistemų su vežimėlio pakrovimu ir automatiniu plėvelės tvarkymu, ši technologija suteikia didelę naudą efektyvumo, gaminių apsaugos ir darbo taupymo srityse. Pagrindiniai ritės įvyniojimai atitinka reikalavimus, susijusius su labai didelių, sunkių ritinių tvarkymu pramoninėmis sąlygomis. Kiekvieno tipo specifinių savybių, komponentų ir veikimo principų supratimas leidžia įmonėms pasirinkti optimalų ritinių pakavimo sprendimą, kuris atitiktų gamybos reikalavimus ir užtikrintų produkto vientisumą visoje tiekimo grandinėje.