CN103803306A - 一种打捆机用翻转电磁铁系统 - Google Patents

Abstract

提供一种打捆机用翻转电磁铁系统，其包括传送链条（1）、支撑架（2）、链条挡块（3）、电磁铁（4）、吸盘挡块（5）、打捆平台（6）和液压装置（7）；电磁铁（4）、吸盘挡块（5）、承载托板（8）与转动轴（9）通过键连接且使用螺栓固定。其应用于钢铁制造行业中的打捆机用翻转电磁铁系统，尤其是对于H型钢、角钢、扁钢，以及槽钢的打捆包装。本发明解决了钢厂打捆过程中，钢材的吸附以及平稳反向释放问题，以及集中控制功能的实现。具备了空间节约，吸料牢固，放料迅速平稳，集成控制，容易操作，便于维护，安全可靠等诸多优点。

Description

一种打捆机用翻转电磁铁系统

技术领域

本发明属于磁性转运机械领域，具体涉及打捆机用翻转电磁铁系统，其适用于处理量大的钢铁制造行业中的钢材转运系统，特别针对于H型钢、角钢、以及槽钢的包装过程的打捆机而设计的翻转电磁铁系统。

背景技术

随着磁性转运设备越来越多的应用于调运领域，磁性转运设备在近年来得到广泛的应用。在钢铁制造行业中，对于H型钢、角钢、扁钢、以及槽钢等钢材的运送、吊运、打捆、包装整个过程，一直是利用常规起重电磁铁来进行吊运和放置。但是传统的吊运装置即磁性吊运设备无法保证对接交替摆放；并且传统磁性吊运设备吸料以及放料过程中因励磁及能量释放的因素导致时间较长，严重影响了生产效率，同时占据了大量现场空间，耗费人力财力。此外，现场必需操作者进行电磁铁操控以及钢材辅助摆放，无形中存在巨大安全隐患。

目前，传统电磁吊运设备在实际应用中一直受到以下两大难题的困扰，这两大难题一直是钢材打捆前的摆放吊运过程中所面临的困扰：1钢材的吊运以及释放依赖起重电磁铁，占据过多现场空间，且调运过程不平稳、放置方式无法控制，不能实现连贯性和集控性，需要大量人工，事倍功半，造成资源浪费，且设备不易维护，存在安全隐患；2部分使用的翻转式电磁铁，即使保证放置方式可控，但由于旋转过程中，磁场不稳造成钢材脱落，以及放置时磁能消耗缓慢，放料延时，造成生产效率低，线圈以及控制元器件触点极易损坏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人针对上述现有技术的不足，经过多次设计和研究，提出了一种打捆机用翻转电磁铁系统，其使用于H型钢、角钢、扁钢、以及槽钢等钢材打捆机用翻转电磁铁系统。

依据本发明的技术方案，一种打捆机用翻转电磁铁系统包括传送链条1、支撑架2、链条挡块3、电磁铁4、吸盘挡块5、打捆平台6和液压装置7，其中电磁铁4、吸盘挡块5、承载托板8与转动轴9通过键连接且使用螺栓固定；当钢材放置于传送链条1上时，传送链条1上的链条挡块3将钢材堆积整齐，同时传送链条1带动钢材开始传动；当链条挡块3到达吸盘挡块5的位置时，传送链条1停止传动，电磁铁4通电励磁，将钢材牢牢吸住，并通过翻转机构实现电磁铁4的180°翻转，电磁铁4带动钢材翻转180°后，电磁铁4断电退磁，将钢材释放到打捆平台上；液压装置7根据钢材尺寸适当调整固定宽度，电磁铁4根据钢材的不同外形特点进行交替吸放。

优选地，电磁铁4、吸盘挡块5、承载托板8与转动轴9共同组成翻转机构，承载托板8与转动轴9采用键连接方式固定，翻转机构实现电磁铁4翻转复位。

优选地，利用线圈的通断电来实现电磁铁4对钢材的吸放过程。

进一步地，通电时，首先令开关KM2断开、开关KM1闭合10秒，并利用变压器T1以及整流模块获得偏高压电压；再令开关KM1断开、开关KM2闭合，利用变压器T2以及整流模块获得正常工作电压约220V。

更近一步地，电磁铁的放料电路采用IGBT电路，驱动块驱动IGBT电路；当电磁铁4的线圈断电时，IGBT电路提供了释放能量的回路。偏高压电压为约290V。

优选地，根据现场钢材情况，可选择单组打捆机用翻转电磁铁系统使用或者多组打捆机用翻转电磁铁系统联用；如果钢材长度小于或等于2米较短，选择1～5组打捆机用翻转电磁铁系统使用；如果钢材长度长于2米较长，选择6～10组打捆机用翻转电磁铁系统联用。

本发明的打捆机用翻转电磁铁系统可摆脱常规起重电磁铁高空吊运方式，与翻转机构配合使用可实现钢材的转运，电气配套集控系统实现机电一体化，现场无需辅助人员。最终实现恒定吸力、平稳释放、吸放迅速、远程集控，以及作业现场安全可靠、免维护。

附图说明

附图1是打捆机用翻转电磁铁系统的示意图。

附图2是翻转机构示意图。

附图3是IGBT以及反向去磁的电气原理图。

附图4是实现远程集控功能的电气控制图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。

本发明的打捆机用翻转电磁铁系统主要包括传送链条1、支撑架2、链条挡块3、电磁铁4、吸盘挡块5、打捆平台6、液压装置7、承载托板8、以及转动轴9。其中承载托板8与转动轴9共同组成翻转机构，承载托板8与转动轴9采用键连接方式固定，电磁铁4、吸盘挡块5、承载托板8与转动轴9通过键连接且使用螺栓固定。当钢材放置于传送链条1上时，传送链条1上的链条挡块3将钢材堆积整齐，同时传送链条1带动钢材开始传动，当链条挡块3到达吸盘挡块5的位置时，传送链条1停止传动，同时，电磁铁4通电励磁，将钢材牢牢吸住，并通过翻转机构实现电磁铁4的180°翻转，电磁铁4带动钢材翻转180°后，电磁铁4断电退磁，将钢材释放到打捆平台上，液压装置7结合钢材尺寸适当调整固定宽度，为后续打捆环节做准备，并可以根据板材的不同外形特点进行交替吸放，实现了对于H型钢、角钢、扁钢、或槽钢等特殊外形钢材的有效对接，大大节约了空间和成本。之后，翻转机构实现电磁铁4翻转复位，准备进行下一次工作，以此往复。

具体参考图3-4所示，本发明的电磁铁4利用线圈的通断电来实现钢材的吸放过程。其利用合理电路设计来实现励磁稳定，且吸料及时迅速。通电时，首先令KM2断开、KM1闭合10秒，并利用变压器T1以及整流模块获得偏高压电压约290V，这种持续短暂的偏高电压可以保证电磁铁4的线圈快速励磁。再令KM1断开、KM2闭合，利用变压器T2以及整流模块获得正常工作电压约220V，保证了线圈磁场稳定不削弱。该设计保证了电磁铁4的励磁迅速、磁场稳定，钢材在翻转过程中不会掉落。电磁铁的放料采用IGBT电路，驱动块驱动IGBT，当电磁铁4的线圈断电时，IGBT提供了释放能量的回路，继而保证了元器件以及电磁铁4的使用寿命，断电瞬间退磁迅速，快速定位，安全平稳释放钢材，极大程度上降低损耗，从而节约时间，易维护。

本发明的打捆机用翻转电磁铁系统具备现场操作与集控功能，且集控功能可以添加在整个翻转系统中，并结合现场物料速度以及翻转机构特性，人为调节翻转参数，从而保证自动连贯运行。当选择打捆机用翻转电磁铁系统的集控功能时，PLC内部程序将实现外部所需的吸料、放料功能，且无需人工操作，所具备的运行反馈信号，可实时监测现场设备运行情况。此外，根据现场钢材情况，可选择单组打捆机用翻转电磁铁系统使用或者多组打捆机用翻转电磁铁系统联用，如果钢材长度较短（钢材长度小于或等于2米），选择1～5组打捆机用翻转电磁铁系统结合现场情况而定使用；如果钢材长度较长（长度长于2米，但不超过12米），选择6～10组打捆机用翻转电磁铁系统联用。因此，打捆机用翻转电磁铁的集控系统实现了易操作、免维护、节约能源、现场无人工、机电一体化等功能。

具体参考附图进一步说明。根据附图1可见，该打捆机用翻转电磁铁系统主要由传送链条1、支撑架2、链条挡块3、电磁铁4、吸盘挡块5、打捆平台6，以及液压装置7共同组成。根据附图2可见，翻转机构主要由电磁铁4、吸盘挡块5、承载托板8，以及转动轴9共同组成。在180°翻转机构上固定电磁铁，且电磁铁磁极朝上。针对于H型钢、角钢、扁钢、或槽钢等高温钢材，利用传送链条向前匀速传送，钢材前方有固定于链条的链条挡块，可以将刚才自动贴紧摆齐。当钢材到达电磁铁上方时，传送链条停止传动，同时，钢材与电磁铁上方吸盘挡块相接触，电磁铁吸料准备。电磁铁线圈即刻得电，迅速励磁到预设场强，牢牢吸住钢材，再通过下方的翻转机构平稳旋转180°，磁极和钢材竖直朝下，稳定后线圈立刻失电，在断电瞬间，如果没有特殊电路保护，线圈产生巨大的电感反向电压，极易击穿元器件和电磁铁线圈，打捆机用翻转电磁铁系统利用IGBT作为主要开关器件，在该瞬间利用其自身微秒级通断特性，IGBT最先导通并释放部分电感能量，其短时导通解决了大电压对元器件触点的损坏问题。反向去磁回路保证了线圈快速去磁、安全放料，放料时间结合现场可进行合理调试，最终保证钢材平稳安放于打捆平台上，再通过液压装置，调节钢材夹具宽度，为后续环节做准备。根据现场钢材的外形特点，以及利用电磁铁带料翻转特性进行钢材交替对接放置，继而翻转并恢复磁极向上状态，如此往复，完成了钢材运送的过程。

本发明打捆机用翻转电磁铁系统颠覆了常规起重电磁铁的吊运方式，而是采用电磁铁磁极朝上，固定于180°翻转机构上，当钢材通过传送链条到达电磁铁附近，链条挡块使传送链条停止传送，同时，钢材与电磁铁上方挡块相接触，电磁铁得电立刻吸住钢材，随后依靠翻转机构，牢固吸住钢材旋转180°，稳定后，断电退磁迅速释放钢材于打捆平台上。利用这一翻转特性，根据现场钢材外形特点进行交替平稳摆放，实现了设备和钢材有效空间的节约。此外，可单组打捆机用翻转电磁铁系统使用或多组打捆机用翻转电磁铁系统联用，具备集中控制系统，通过远程即可控制电磁铁励磁的启停功能，且可以根据钢材链条传送速度以及翻转、释放过程时间，合理调节电磁铁集控程序，保证打捆机用翻转电磁铁系统运行的连贯性，实现真正意义的机械电气一体化，集控系统中具备运行反馈信号，可实时监测现场设备运行情况，同时节约了人力物力，提升生产效率和现场安全性，这就解决了第一个难题。

由于不同于常规起重电磁铁吊运过程，打捆机用翻转电磁铁系统在带料翻转的同时，不仅要保证迅速励磁，还需要保证场强足够大且持久稳定，从而保证牢固吸住钢材。电磁铁特殊的电路设计，变压、整流、调磁、励磁回路以及双玻璃丝包漆包扁铝线、扁铜线的线圈材质，保证了电磁铁在通电时即刻励磁到预设场强。线圈散热结构以及隔热层保证了温升不会影响场强大小，保证翻转时钢材被牢固吸住。断电时，特殊的反去磁回路设计和IGBT核心高频通断器件，保证快速去磁、瞬时放料，用最短时间完成了钢材运送的过程，这就解决了第二个难题，同时也保证了电磁铁的耐用性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。

Claims (7)

1.一种打捆机用翻转电磁铁系统，该打捆机用翻转电磁铁系统包括传送链条（1）、支撑架（2）、链条挡块（3）、电磁铁（4）、吸盘挡块（5）、打捆平台（6）和液压装置（7），其特征在于，电磁铁（4）、吸盘挡块（5）、承载托板（8）与转动轴（9）通过键连接且使用螺栓固定；

当钢材放置于传送链条（1）上时，传送链条（1）上的链条挡块（3）将钢材堆积整齐，同时传送链条（1）带动钢材开始传动；当链条挡块（3）到达吸盘挡块（5）的位置时，传送链条（1）停止传动，电磁铁（4）通电励磁，将钢材牢牢吸住，并通过翻转机构实现电磁铁（4）的180°翻转，电磁铁（4）带动钢材翻转180°后，电磁铁（4）断电退磁，将钢材释放到打捆平台上；液压装置（7）根据钢材尺寸适当调整固定宽度，电磁铁（4）根据钢材的不同外形特点进行交替吸放。

2.根据权利要求1所述的打捆机用翻转电磁铁系统，其特征是，电磁铁（4）、吸盘挡块（5）、承载托板（8）与转动轴（9）共同组成翻转机构，承载托板（8）与转动轴（9）采用键连接方式固定，翻转机构实现电磁铁（4）翻转复位。

3.根据权利要求1所述的打捆机用翻转电磁铁系统，其特征是，利用线圈的通断电来实现电磁铁（4）对钢材的吸放过程。

4.根据权利要求3所述的打捆机用翻转电磁铁系统，其特征是，通电时，首先令开关KM2断开、开关KM1闭合10秒，并利用变压器T1以及整流模块获得偏高压电压；再令开关KM1断开、开关KM2闭合，利用变压器T2以及整流模块获得正常工作电压（约220V）。

5.根据权利要求3所述的打捆机用翻转电磁铁系统，其特征是，电磁铁的放料电路采用IGBT电路，驱动块驱动IGBT电路；当电磁铁（4）的线圈断电时，IGBT电路提供了释放能量的回路。

6.根据权利要求3所述的打捆机用翻转电磁铁系统，其特征是，所述偏高压电压为约290V。

7.根据权利要求1所述的打捆机用翻转电磁铁系统，其特征是：根据现场钢材情况，可选择单组打捆机用翻转电磁铁系统使用或者多组打捆机用翻转电磁铁系统联用；如果钢材长度小于或等于2米（较短），选择1～5组打捆机用翻转电磁铁系统使用；如果钢材长度长于2米（较长），选择6～10组打捆机用翻转电磁铁系统联用。

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