浅谈钢管全自动打捆成套设备

摘 要：钢管全自动打捆装置实现了钢管自动根数分选，钢管接箍错位对齐，钢管自动六角码垛并最终实现钢带自动打捆。

关键词：钢管；自动打捆；设备

1 概述

钢管全自动打捆成套设备由输送系统，控制系统，自动打捆主机，自动打捆辅机等系统组成，由于设备复杂，技术要求高，一直以来多为成套进口，价格及维护成本高昂。现今国内钢管厂，大力推进此项设备的国产化，采用成熟可靠的先进工艺和设备，产品质量、生产成本、各项消耗指标和劳动生产率等均应达到国内外先进水平。

钢管全自动打捆成套设备包括：钢管收集台架、钢管拨料装置、钢管接箍错位对齐装置、钢管计数装置、管层成形、电磁吊、升降托架、输送小车、钢管自动打包机、相应的辅助设备以及配套的液压、润滑、气动、电气控制系统等，以满足钢管自动成形、自动打捆的要求。其常用的工艺流程为：钢管经过烘干炉输送链进入收集台架——单根拨管——单根对齐——一层钢管计数——层对齐（管层）（相邻层错位）——管层移位（磁盘吊）——管层码放——管捆移送至打捆工位（移送小车）——自动打捆（打捆装置移动至打捆位）——打捆完成后自动打捆装置离开——打捆行车（下料）。

2 设备要求

2.1 设备的总体要求

（1）噪音要求：距离设备1米处噪音值≤85dBA。

（2）成套设备均有安全防护措施，避免安全事故的发生。

（3）成套设备应充分考虑保护钢管表面只是达到表干的油漆。

不能出现掉漆现象。

（4）设备安装区域为防腐漆喷涂区域，其中稀释剂为易燃易爆物品。成套设备必须杜绝出现火花、火星等情况，防止引起火灾。

（5）成套设备包括所有的电气设备：配电柜、MCC柜、变频柜、操作台、端子盒、HMI及HMI柜（现场型）、2套检修电源箱等所有现场需使用的电气设备。

2.2 设备的具体参数

（1）钢管自动打捆装置由行走机构、导带机构、钢带收紧机构、锁紧机构以及与之配套的电气系统、液压系统、气动系统、润滑系统等组成。

（2）打捆机必须采用锁扣形式，打捆后锁扣处抗拉强度不小于钢带母材的75%。

（3）成套设备能满足每168秒完成1捆（1捆按打10条钢带计）。

（4）钢管六角成形必须配置HMI，可在HMI中设置钢管、打捆参数。也可与L2计算机通讯直接调取钢管参数。

（5）输送小车由行走机构、可开合六角捆托架及相应的电气系统、液压系统、气动系统、润滑系统等组成。并且输送小车及可开合六角捆托架的管捆支撑开口度调节采用电动调节方式。

（6）成套打捆装置能够满足支架包装要求。即在支架包装时，支架需放置在输送小车上，由电磁吊将一层钢管放置在支架上，以此类推完成支架包装钢管成形，最终由人工采用打捆行车完成支架包装。在支架包装时，由于人员需进入设备中，设备充分考虑了支架包装时人员的安全性。

（7）钢带采用复绕式。

（8）电气设备包括操作台、变频柜、MCC柜、配电柜等所有设备均放置在现场。投标方需充分考虑这些设备的防护等级及冷却方式。

（9）操作方式：自动操作、半自动操作、手动检修操作、支架包装。

（10）电气控制系统。a.电气控制系统采用西门子S7-300 PLC；b.PLC配置以太网卡，通讯协议采用TCP/IP；c.驱动电磁阀的输出板通过中间继电器隔离；d.输入/输出点10%装机备用，备用点引至接线端子；e.输入模块和输出模块通过分路开关分别供电；f.电气柜内部可以使用每芯1.5mm2的信号电缆，颜色为黑色、灰色或蓝色；g.开关量信号：DC24V；h.模拟量信号：0-10V或4～20mA。

（11）机旁设置1个操作面板。

（12）软件：应包括设备正常运转的所有软件和满足产品大纲要求的程序，所有软件必须是授权软件，所有应用软件不能加密。

（13）电气设备均安装于现场，防护等级≥IP54。

（14）电缆：电缆（含电缆接头附件），包括光缆、双绞线、编码器电缆等。拖链上所有的电缆（带有标准航空插头的专用电缆除外），电缆在拖链的入口端设置接线箱，以便于今后的维护。经过拖链的电缆全部使用拖链专用软电缆。

（15）钢管自动打捆装置：自动、半自动、手动及支架包装模式，四种操作方式。

自动：设备能够按照选定的模式，在不需要人工干预的情况下完成该管捆的打捆工作的操作模式。该模式需要所有的传感器、控制信号都完好。并且在打捆完成后，由人工将管捆采用打捆行车吊走，并需按完成确认按钮。

半自动：半自动模式将自动的加工过程按照工艺等原则分成几个阶段，每个加工阶段都需要人工确认来启动，在启动后，能够自动完成该阶段的工作。该模式需要对每个阶段的加工结果进行确认。该模式也可控制整个加工过程的一次循环。

手动：每个机械部件的动作都需要人工点动一次按钮，PLC即

可保持输出，直至一个机械动作完成的生产操作模式。

支架包装：在该模式情况下，输送小车需由人工控制才能运行，钢管自动打捆装置完全处于锁死状态。

3 原料及成形要求

3.1 原料情况（以国内某钢厂生产实绩为例）：

直径：Ф60.32～177.8mm

生产线代表规格：Ф88.9mm

单根重量：40～800kg

油套管长度：6～13.5m

钢管平均长度：9.1m

壁厚：4.24～22.22mm

端部弯曲程度：小于3mm/m

外径公差：外径≤100mm ±0.79mm

外径>100mm -0.5%D～+1%D

壁厚公差：±12.5%t（t为名义壁厚）

管接箍：

管接箍直径：Ф73.02～197mm

管接箍代表规格：Ф114.3mm

单个管接箍重量：1.28～30kg

管接箍长度：141.2～280mm

3.2 钢管成形要求

钢管管捆采用六角形状打包，不同规格6角支数不一样，常见管捆支数为19支、14支、10支、7支、5支、3支。详见表1。

同一排钢管接箍之间断面对齐，接箍与接箍相接触；相邻排钢管接箍之间错开约一个接箍长度，相邻排接箍之间相互不接触。典型钢管六角包形状如图1所示。通常的钢带位置要求见表2及图2。

说明：R1指钢管长度范围为：6～7.62m

R2指钢管长度范围为：7.62～10.36m

R3指钢管长度范围为：10.36～13.5m

上表中，2、3内部每道次间隔最小在100mm，2与1、3与1及3与2之间间隔最小在600mm。

支架包装

除了主品钢管需要6角成形包装外，在实际生产经营中个别合同还需要进行支架包装，支架包装大致占整个成品的5%（2014年宝钢股份钢管厂数据）。支架包装分为：钢带式塑钢架包装、螺栓式支架包装。

3.2.1 钢带式塑钢架包装：对于不同长度范围的成品管包装要求如下。

（1）Ⅱ级长度范围（小于10.36m）：每捆采用3组塑钢支架，6道钢带。

示意图如图3：

（2）Ⅲ级长度范围（大于10.36m）：每捆采用4组塑钢支架，8道钢带。

示意图如图4：

钢带式支架包装最大宽度不大于712mm，最大高度不大于677mm。

钢带式支架包装要求：a.塑钢支架与钢带之间距离为400±

50mm，以便管捆之间相互叠放。b.塑料编织带只在9Cr及以上高合金管料上使用，普通产品不需要使用。塑料编织带至少保证两层厚度以上。c.示意图中钢带之间的距离可以根据实际管捆状态进行适当调整。d.对非标准的二级长度、三级长度，按交货公差范围的平均值来计算支架包装组数（注意在具体包装时支架的位置要做相应的调整）。

3.2.2 螺栓式支架包装

螺栓支架宽度（带两侧螺栓）应小于等于675mm，成捆高度应小于等于670mm，单捆重量应小于等于4.5吨。具体数据见表3。

支架包装要求：支架包装时钢管单层自动给料，给完料后由人工去放置支架，往复循环直至完成支架成形，然后由人工打捆或紧固螺栓。整个过程由人工操作完成。

4 结束语

本文主要从现场的公用条件，设备的总体要求、具体参数，原料及成型要求几方面对钢管全自动打包机设备进行了综述。在当今钢铁产能过剩的大环境下，实施生产设备自动化、国产化，提高生产现场的生产效率、降低生产成本，进而提升产品的市场竞争力势在必行！