[發明專利]棉花捆直徑可調的高密度不停機棉花打捆成形機及方法

有效

• 申請號: 202210104072.5
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114408256B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 尤泳;祝露;孫顯順;劉亮東;王德成;張學寧;廖洋洋;李思標
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B65B13/18
• 分類號: B65B13/18;B65B13/22;A01D46/14
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 李彬;徐林

1.一種棉花捆直徑可調的高密度不停機棉花打捆成形方法，其特征在于，所述方法基于棉花打捆成形機并包括如下步驟：

S1、喂棉；

棉花經采棉機氣力輸棉裝置輸送到上集棉倉(11)內，當光電傳感器(52)感應到棉花堆積至一定高度時，向PLC控制系統發出信號，PLC控制系統啟動直流電動推桿(51)，將集棉倉門(53)開啟，棉花在重力作用下進入到下集棉倉(14)內；撥棉輥開松裝置(4)將棉花撥到第一輸棉帶(21)上，在第一輸棉帶(21)和壓棉裝置(3)的共同作用下，將棉花均勻地撥至第二輸棉帶(22)，輸送到成形裝置(8)的入口處；

S2、打捆成形；

在棉花未進入打捆成形空間的入口前，張緊輥(805)處于絲杠(806)最頂端的初始位置，成形驅動電機驅動成形輥(811)轉動，成形皮帶(810)與第二輸棉帶(22)反向轉動；棉花隨第二輸棉帶(22)進入打捆成形空間的入口后與成形皮帶(810)接觸，在第二輸棉帶(22)和成形皮帶(810)的相互作用下，棉花被壓縮成棉花捆(816)并逐漸變大，成形皮帶(810)逐步被張緊；當皮帶張緊力傳感器(814)檢測的壓力達到設定值時，皮帶張緊力傳感器(814)向PLC控制系統發出信號，PLC控制系統控制絲杠步進電機(808)正向旋轉一定時間后停止，使張緊輥(805)下降一定距離，進而使成形皮帶(810)的張緊力減小，成形皮帶(810)和第二輸棉帶(22)繼續壓縮進入打捆成形空間的棉花；在成形皮帶(810)再次達到預設張緊力時，PLC控制系統再次根據皮帶張緊力傳感器(814)發出的信號控制絲杠步進電機(808) 正向旋轉一定時間后停止，如此循環往復，直至張緊輥(805)到達絲杠(806)的最底端，觸碰到下限位傳感器(801)后，PLC控制系統控制絲杠步進電機(808)停止運轉；成形皮帶(810)和第二輸棉帶(22)繼續壓縮進入打捆成形空間的棉花，棉花捆(816)對各成形輥(811)的擠壓作用持續增大，直至壓力傳感器(91)檢測的壓力達到設定值時，壓力傳感器(91)向PLC控制系統發出信號，PLC控制系統控制直流電動推桿(51)，將集棉倉門(53)關閉，撥棉步進電機(43)和第二輸棉電機停止工作；

S3、纏網切網；

PLC控制系統控制送網直流電機(709)間歇式工作，將網(705)間歇地送入打捆成形空間，在第二輸棉帶(22)和成形皮帶(810)的相互作用下，網(705)被緊實地包覆于棉花捆(816)的外側；纏網完成后，PLC控制系統控制送網直流電機(709)停止工作，同時啟動電熱絲(608)和曲柄滑塊機構，動刀(607)與靜刀(609)接觸，完成切網作業；隨后，PLC控制系統控制第二輸棉電機和成形驅動電機停止工作；

S4、卸捆、復位；

PLC控制系統控制液壓裝置(9)執行伸出動作，將成形后的棉花捆(816)從打捆成形倉(13)中取出；出倉后，液壓裝置(9)收回，關閉后開合倉(132)；同時絲杠步進電機(808)開始反向運轉，張緊輥(805)回復至絲杠(806)最頂端的初始位置，重復步驟S1～S4；

步驟S1～S4過程中，采棉機氣力輸棉裝置不停機持續工作；

所述棉花打捆成形機包括殼體(1)、輸送裝置(2)、壓棉裝置(3)、撥棉輥開松裝置(4)、棉花收集釋放裝置(5)、切網裝置(6)、纏網送網裝置(7)、成形裝置(8)和液壓裝置(9)；

所述殼體(1)按作業工序依次分為集棉倉、壓棉輸送倉(12)和打捆成形倉(13)；

所述集棉倉的頂端設有棉花入口(111)；所述打捆成形倉(13)為通過液壓裝置(9)控制開啟和關閉開合結構，分為前固定倉(131)和后開合倉(132)；所述液壓裝置(9)上設有壓力傳感器(91)，用于檢測后開合倉(132)向后開啟的張力；

所述棉花收集釋放裝置(5)包括直流電動推桿(51)、光電傳感器(52)和集棉倉門(53)；所述集棉倉門(53)能夠水平滑動地設置在集棉倉的中部，將集棉倉分隔為上集棉倉(11)和下集棉倉(14)；所述直流電動推桿(51)與集棉倉門(53)連接，控制集棉倉門(53)的關閉與開啟；所述光電傳感器(52)設置在上集棉倉(11)的側壁上，用于感知上集棉倉(11)內棉花的高度；

所述撥棉輥開松裝置(4)包括設置在下集棉倉(14)中的第一輸棉導板(41)、擋板(42)、撥棉步進電機(43)、撥棉輥(44)和第二輸棉導板(45)；

所述第一輸棉導板(41)傾斜地布置在集棉倉門(53)下方，用于將從上集棉倉(11)掉落的棉花輸送至撥棉輥(44)上；所述擋板(42)固接在第一輸棉導板(41)低端的相對側的下集棉倉(14)的側壁上；所述撥棉輥(44)設置在第一輸棉導板(41)的低端與擋板(42)之間；所述第二輸棉導板(45)傾斜地布置在撥棉輥(44)的下方，用于將從撥棉輥(44)掉落的棉花輸送至輸送裝置(2)上；

所述撥棉輥(44)上設有多排沿撥棉輥(44)周向均勻布置的撥棉齒釘排，每排撥棉齒釘排包括多個沿撥棉輥(44)軸線等間距的撥棉齒釘(46)；

所述擋板(42)上設有多個與撥棉齒釘排的撥棉齒釘(46)一一對應的間隙，所述間隙與撥棉齒釘(46)相配合，將棉花開松并均勻地撥落至第二輸棉導板(45)上；

所述撥棉步進電機(43)的動力輸出軸與撥棉輥(44)的轉軸通過聯軸器連接；

所述輸送裝置(2)包括依次水平布置在壓棉輸送倉(12)內的第一輸棉帶(21)和第二輸棉帶(22)，用于將棉花輸送至打捆成形倉(13)；

所述第一輸棉帶(21)位于撥棉輥(44)的下方，通過第一輸棉電機驅動；所述第二輸棉帶(22)位于第一輸棉帶(21)的后部下方，通過第二輸棉電機驅動；

所述壓棉裝置(3)包括水平并列布置在第一輸棉帶(21)的后部上方的多個喂棉羅拉，用于碾壓第一輸棉帶(21)上運輸的棉花，將棉花碾壓為厚度均勻的帶狀；

所述纏網送網裝置(7)和切網裝置(6)布置在第二輸棉帶(22)的上方；所述纏網送網裝置(7)包括第一送網輥(701)、第二送網輥(702)、網捆(706)、送網傳動鏈(707)、送網主動鏈輪(708)、送網直流電機(709)和送網從動鏈輪(710)；

纏繞有網(705)的網捆(706)可拆卸地安裝在壓棉輸送倉(12)的上部，所述第一送網輥(701)和第二送網輥(702)并列且間隔一定距離地布置在網捆(706)的下方，第一送網輥(701)的輥軸上設有第一傳動齒輪(711)，第二送網輥(702)的輥軸上設有第二傳動齒輪(712)和送網主動鏈輪(708)，所述第一傳動齒輪(711)與第二傳動齒輪(712)相互嚙合，所述送網主動鏈輪(708)通過送網傳動鏈(707)與固接在送網直流電機(709)的動力輸出軸上的送網從動鏈輪(710)連接；所述網(705)從第一送網輥(701)與第二送網輥(702)之間的間隔穿過；所述第一送網輥(701)與第二送網輥(702)之間的間隔距離小于網(705)的厚度；

所述切網裝置(6)包括動刀(607)、靜刀(609)和曲柄滑塊機構；

所述靜刀(609)和動刀(607)分別設置在第一送網輥(701)和第二送網輥(702)的正下方，靜刀(609)的兩端固接在壓棉輸送倉(12)的左右側板上，動刀(607)上的裝有電熱絲(608)，動刀(607)可控地通過曲柄滑塊機構與靜刀(609)接觸，完成切網作業；

所述成形裝置(8)包括下支撐輥(802)、張緊輥(805)、上支撐輥(809)、成形皮帶(810)、成形輥(811)和張緊輥驅動機構；

所述上支撐輥(809)、下支撐輥(802)、張緊輥(805)以及多個成形輥(811)安裝在打捆成形倉(13)的左右側板上，其中，所述上支撐輥(809)和下支撐輥(802)上下間隔地布置于前固定倉(131)的前部，張緊輥(805)通過張緊輥驅動機構可上下移動地布置于前固定倉(131)的中部；多個成形輥(811)呈圓周分布地布置于前固定倉(131)的后部和后開合倉(132)內，構成一圓柱形打捆成形空間，所述打捆成形空間的入口位于第二輸棉帶(22)的末端；所述成形皮帶(810)繞上支撐輥(809)的上方、下支撐輥(802)的下方、張緊輥(805)的上方后包覆于打捆成形空間的外側；所述成形輥(811)設有成形輥鏈輪，各成形輥(811)的成形輥鏈輪通過成形傳動鏈條連接，并通過成形驅動電機驅動同步旋轉；棉花捆成形過程中，通過張緊輥驅動機構調節張緊輥(805)的高度，控制打捆成形空間內棉花捆的直徑；所述成形皮帶(810)的表面設有皮帶張緊力傳感器(814)，用于檢測成形皮帶(810)張緊力的大小。