管庆磊

（郑州科技学院院办公室，郑州 450064）

钢排钉几种成排技术的研究与分析

管庆磊

（郑州科技学院院办公室，郑州 450064）

本文主要分析了钢排钉成排系统目前常见的几种形式（包括：振动转盘式，锥形转筒式和磁吸式）并对其原理、特点等进行了分别阐述。

钢排钉；自动成排系统；原理；特点

1 引言

现代生活的进步，使人们对生活质量的追求也逐渐提高，室内外家居建材的大量使用促进了传统钢钉技术的革新，催生了钢排钉市场的发展。钢排钉在传承了原有钢钉固定效果的同时，兼具了传统钢钉所不具有的快捷高效。由于钢排钉这一显而易见的优势，在越来越多的场合已经取代传统钢钉。钢排钉是由生产出来的散状钢钉，经淬火处理后，通过人工或机械排钉排制而成[1]。这其中，如何将散钉按照同一方向和顺序排列，即成排技术，便是研究的关键。钢排钉自动成排系统目前有据可查的大概有三种：锥形转筒式，振动转盘式和磁吸式。

2 锥形转筒式自动成排系统

2.1 原理

锥形转筒式自动成排系统由一个锥形料筒和狭槽组成。锥形料筒内壁沿圆周均布料斗，钢钉在其中随着料筒一同转动，当转动到上端近垂直位置时，料斗内的钢钉脱离束缚坠落下来。料筒内，在钢钉坠落轨迹的下部，设有两块接料板，板间有一狭槽，狭槽直径设置规则与转盘式凹槽宽度设置规则相似，接料板左右可辅设V形挡板，帮助钢钉掉入狭槽。落入的钢钉由于钉头无法进入狭缝而自动按照统一朝向整理，并在斜槽的作用下滑出料筒。此时需人工介入，用手指挡住整理后滑下的散钉，待排成一排后方可放其进入刷胶工序，自动成排过程结束。

2.2 特点

技术日臻成熟，较手动排钉自动化程度高，减轻了工人繁重的工作量，提高了排钉效率，适合T形钢钉大批量的成排生产。

2.3 适用范围

适用于T形钢钉的大批量成排生产，在个别地区已经广泛推广和商用。

3 振动转盘式自动成排系统

3.1 原理

该成排系统的核心部分由上料装置和定向装置组成。其中上料装置选用电磁振动上料器，上料器中的板弹簧受电磁力吸引而向其移动。由于线圈通入交流电，固电磁吸引力会周期性产生和消失，当吸引力消失，板弹簧在弹力作用下迅速反向退回，完成一次周期运动[2]。机构以此方式运转，产生预定振动动作，将钢钉沿料道螺旋向上运送。接下来的工作由定向装置完成，它连接在上料器料道的出口处，分槽形料道、弧形料道和滑道三部分。当钢钉通过上料器传送至出口处，首先将沿槽形料道行进。而后在重力的作用下经弧形料道滑向料道的底部，在此过程中钢钉变为平行于料道方向。钢钉最后将通过滑道，滑道前半段是一条由浅到深的凹槽，后半段为无底空槽。当钢钉通过时，钉尖落入凹槽，由于凹槽的宽度比钢钉直径略大一些，无法同时并列容纳两个钢钉，所以随着进一步的推进，钢钉自动排成一排，呈现出钉尖朝下，钉头朝上的统一姿态，成为整齐规则的钉排[3]。

3.2 特点

振动转盘式自动成排系统由一种高效的电磁振动上料装置与凹槽滑道组成，结构简单，能量消耗小.工作可靠平稳，可进行钢排钉的大批量自动化生产，通用性较好。

3.3 适用场合

目前此种成排系统，适用于T形钢钉的全机械化成排。

4 磁吸式自动成排系统

4.1 原理

磁吸式自动成排系统主要分为定向装置和排列装置。其中定向装置的主要工作部件是由两条传送带组成：一条传送带运行速度较慢，用来传送电磁振动供料器分离出的钢钉；而另一条则以较快速度运行，其上规则排列固定有磁性很强的磁钢，用来产生磁场力，根据钢钉钉尖和钉头受到的吸引磁力不同（钉尖受力小，钉头受力大），促使钢钉按照一定的顺序摆放——钉尖向前或向后[4]。排列装置的主要功能由一条槽型滑道来实现，在传送道的作用下，钢钉以一定的速度前行至滑道，钉尖会在重力的作用下进入凹槽内，从而促使钉头朝上钉尖朝下，完成钢钉自动成排。钉尖没有进入凹槽的将会落回料斗底部，重新进入循环过程。

4.2 特点

磁吸式成排系统自动化程度高，结构紧凑，在钢钉定向过程中成功采用了电磁技术，颇具创新性，弥补了现有排钉机排钉技术的不足，为钢钉成排技术的发展提供了新的思路。

4.3 应用范围

可满足不同生产要求下的钢排钉生产，对表面要求高的钢钉，成排效果更加显著。

5 结束语

综上所述，几种自动成排系统的典型形式各有特点。

锥形转筒式成排系统，解决了人工排钉工作量大效率低的问题，很好的实现了T形钢排钉的半自动化成排。缺点是：自动化程度相对较低，工人的熟练程度对排钉效果影响仍然存在，钢钉落入狭缝，属于随机的小概率事件，重复次数过多容易造成钢钉表面镀层破坏，影响钢钉的防锈性能。

振动转盘式自动成排系统，很好的利用了电磁振动上料器简单高效的特点，在生产过程中一定程度的降低了钢钉的磨损，完全剔除了手工操作，提高了自动化程度。缺点是：定向装置结构设计不太合理，钢钉的定向缺乏足够的动力，很大程度上取决于钢钉的重力及轨道的摩擦阻力。如果阻力太大，钢钉就不能向前运行。尤其是排列装置，钢排钉所用的T形钉头，都是矩形的，不是圆的，而且宽度与钢钉直径相同，采用常规的滑道方式挂住钉头，非常困难。

磁吸式自动成排系统，自动化程度高，适用于多种类型的钢钉成排生产；克服了现有排钉技术磨损严重的缺点，创新性地采用磁力协调钢钉朝向，将钢钉在成排过程中所受到的损伤降到了最低；同时也采用了电磁振动式上料器，使整机结构合理紧凑。缺点是：造价稍高。随着机械及自动化技术的发展，钢排钉技术有望实现更大的突破。

[1]阳大志，孔凡国.工业排钉机方案创新设计理论与方法研究[J].机械设计与研究,1998（03）.

[2]宋尔涛主编.包装自动控制原理及过程自动化[M].北京：印刷工业出版社,1998（09）.

[3]阳大志.QZD型排钉机创新设计[J].新技术新工艺,2002（03）.

[4]王文堂，刘存祥.生产过程中钢排钉自动成排技术的研究[J].轻工机械,2007（04）.