在化纤生产行业，打包机是一种重要的设备，它将切断后输入其中的化学纤维压实，然后捆扎成大小、重量一定的纤维包，以便于存储运输。针对絮状、颗粒状等棉纤产品打包效率低、成包密度低、运输成本高、打包过程时间长、能耗高、设备投资大等突出问题，研发生产集PLC自动控制的液压打包设备，将同体积打包的重量提高了两倍以上，极大地提高打包效率、降低运输成本及设备投资成本、降 低打包能源消耗。

1 存在的问题

目前国内絮状、颗粒状打包机多采用双箱转箱式半自动打包和风送进料系统技术，打包机体积大、打包过程时间长、风送系统能耗高噪声大、设备投资大、效率低、污染重。同时打包成型次数一般在4~5次，打包重量一般为220kg。

大部分打包机还是采用传统的继电控制，设备的自动化低程度，电气柜中的元件及线路的布置繁琐，操作与排除故障很不方便，打包效率慢；安全性能差，安全保护设施少，不能实现自动报警，不能保证人身和设备安全；故障率高，在整个生产线打包机故障停机的时间约占设备的总故障时间的8%。

2 新型打包机的设计

2.1 技术原理

本机为二次压紧成型打包机。

(1)第一次成型。初始状态下，由支提升油缸控制料箱在下限位置、主压油缸控制压头在上限位置，进料梭槽伸缩机构缩到上限；开始工作时启动自动循环打包按钮，梭槽伸缩油缸将梭槽伸出到下限，由进料计量输送机构控制第一次进料达到设定重量时，停止进料，梭槽自动缩回到上限位置，主压油缸带动压头下降压缩纤维；当压机压力到达设定值时，由压力继电器控制主压油缸停止压缩；压头上升达到上限位置，第一次压缩完成。

(2)第二次成型。压头上升达到上限位置由行程开关控制自动启动梭槽伸缩油缸将梭槽次伸出到下限位置，当第二次进料达到设定 重量时停止进料，梭槽缩回到上限位置，压头第二次压下，达到设定压力后由液压双向锁将主压油缸锁紧保压，然后启动举升油缸将料箱提起达到上限位置，并由液压双向锁将举升油缸锁紧避免料箱下滑，打包完成；最后人工包包布、穿包带、捆包。

(3)出包。捆包完后，手动按出包按钮， 压头升到上行程高度，同时物料翻转传输机构接包并自动输送到计量平台上。小车退出打包 区域后人工放包布，铺完包布两人都按下复位按钮后，主压头上升到上限、料箱下降到下限位置，打包机进入下一循环。人工按复位按钮后查看包量、记录、写标签后按卸包按钮，成包从计量平台自动输送到斜辊道上暂时储存。

以上操作过程除按上述程序自动运行外， 还可通过转换开关实现手动单步运行。

2.2 技术特点

该打包机液压系统以变量柱塞泵为动力使油缸带动打包机，并采用自主创新技术单箱提箱式、伸缩进料机构、二次压缩成型和实时进 料监控，以完成对絮状物的压紧及打包工作。

该打包机液压系统主要由油泵、主压油缸、井字形机架、安装板、液压站及电气控制箱等 组成，整机结构紧凑，布置合理。

打包机液压系统是由变量柱塞泵供给压力油，压力油经电磁换向阀、节流阀使打包油缸产生运动，以带动打包机不锈钢压板上下往复运动，从而完成打包工作，工作平稳可靠。在液压系统中设有溢流阀、节流阀、平衡阀等元件，以防止过载、油管破裂等所引起的意外事故的发生。

自动控制系统由自动控制柜、现场传感器、油路控制阀、称重系统组成。实现了原料的进料、打包、出包、称重的全自动过程。

打包机的控制核心采用德国西门子S7200系列最为先进的PLC对整个过程进行自动控制，极大程度上提高了控制系统的稳定性和可靠性。

2.3 打包机结构

打包机结构如图1所示，三维造型如图2所示，包括了以下部件设计。

(1)改双箱转箱式为单箱提箱式料箱设计提升贯通式料箱。

常见的开门式料箱的开关都需要手动操作，增加人力成本，过程比较复杂，取包也不方便，在此可以设计成一种上下开口的同时可以上下运动的"筒"状料箱，以液压站提供动力，来"举起"该料箱。

(2)自动落料梭槽伸缩进料机构

设计一个供料机构。由于打包机主要是对短纤维、颗粒状原材料等进行打包，原材料是连续给料，所以需要设立一个供料机构，控制供料的过程。

(3)压缩装置

设计带有穿包带槽的主压头。由于打包过程需要穿包带，所以在主压头受力面必须切开数条通槽，为包带的顺利捆扎提供有利条件。

(4)带翻转叉头有轨小车卸包装置

打包动作完成后，由于成包尺寸大、压缩密度高、重量大，人力无法出包，必须设计出—个出包装置，可以设计一个带有翻转叉杆的小车，小车的翻转动力也可以由液压站提供，翻转过程的控制依然靠PLC来控制。

(5)液压系统

液压系统采用大流量的压力反馈变量柱塞 泵来实现本机的低压快进和高压慢进，可以减小功率损失和液压油的温升，低压小流液压元件采用力士乐牌，保证运行的安全可靠。

(6)出包称重装置

在打包完成后打包机提供了一套电子称量设备，可称量出最后出包的准确重量。

(7)打包机的电气系统

打包机控制核心采用PLC对整个过程进行自动控制，并保证控制系统的稳定性与可靠性。

2.4 自动控制过程工艺流程设计

自动控制过程流程如图3所示。

3 结束语

新型打包机摒弃了现有双箱转箱式打包机前述缺点，新设计独立单箱提箱不转箱，二次压缩成型不多次压缩，实时进料监控系统，提高了效率和打包精度，并使包体的密度增加一倍，减少了运输成本以及运输效率。