[发明专利]棉花捆直径可调的高密度不停机棉花打捆成形机及方法

权利要求书

1.一种棉花捆直径可调的高密度不停机棉花打捆成形方法，其特征在于，所述方法基于棉花打捆成形机并包括如下步骤：

S1、喂棉；

棉花经采棉机气力输棉装置输送到上集棉仓(11)内，当光电传感器(52)感应到棉花堆积至一定高度时，向PLC控制系统发出信号，PLC控制系统启动直流电动推杆(51)，将集棉仓门(53)开启，棉花在重力作用下进入到下集棉仓(14)内；拨棉辊开松装置(4)将棉花拨到第一输棉带(21)上，在第一输棉带(21)和压棉装置(3)的共同作用下，将棉花均匀地拨至第二输棉带(22)，输送到成形装置(8)的入口处；

S2、打捆成形；

在棉花未进入打捆成形空间的入口前，张紧辊(805)处于丝杠(806)最顶端的初始位置，成形驱动电机驱动成形辊(811)转动，成形皮带(810)与第二输棉带(22)反向转动；棉花随第二输棉带(22)进入打捆成形空间的入口后与成形皮带(810)接触，在第二输棉带(22)和成形皮带(810)的相互作用下，棉花被压缩成棉花捆(816)并逐渐变大，成形皮带(810)逐步被张紧；当皮带张紧力传感器(814)检测的压力达到设定值时，皮带张紧力传感器(814)向PLC控制系统发出信号，PLC控制系统控制丝杠步进电机(808)正向旋转一定时间后停止，使张紧辊(805)下降一定距离，进而使成形皮带(810)的张紧力减小，成形皮带(810)和第二输棉带(22)继续压缩进入打捆成形空间的棉花；在成形皮带(810)再次达到预设张紧力时，PLC控制系统再次根据皮带张紧力传感器(814)发出的信号控制丝杠步进电机(808) 正向旋转一定时间后停止，如此循环往复，直至张紧辊(805)到达丝杠(806)的最底端，触碰到下限位传感器(801)后，PLC控制系统控制丝杠步进电机(808)停止运转；成形皮带(810)和第二输棉带(22)继续压缩进入打捆成形空间的棉花，棉花捆(816)对各成形辊(811)的挤压作用持续增大，直至压力传感器(91)检测的压力达到设定值时，压力传感器(91)向PLC控制系统发出信号，PLC控制系统控制直流电动推杆(51)，将集棉仓门(53)关闭，拨棉步进电机(43)和第二输棉电机停止工作；

S3、缠网切网；

PLC控制系统控制送网直流电机(709)间歇式工作，将网(705)间歇地送入打捆成形空间，在第二输棉带(22)和成形皮带(810)的相互作用下，网(705)被紧实地包覆于棉花捆(816)的外侧；缠网完成后，PLC控制系统控制送网直流电机(709)停止工作，同时启动电热丝(608)和曲柄滑块机构，动刀(607)与静刀(609)接触，完成切网作业；随后，PLC控制系统控制第二输棉电机和成形驱动电机停止工作；

S4、卸捆、复位；

PLC控制系统控制液压装置(9)执行伸出动作，将成形后的棉花捆(816)从打捆成形仓(13)中取出；出仓后，液压装置(9)收回，关闭后开合仓(132)；同时丝杠步进电机(808)开始反向运转，张紧辊(805)回复至丝杠(806)最顶端的初始位置，重复步骤S1～S4；

步骤S1～S4过程中，采棉机气力输棉装置不停机持续工作；

所述棉花打捆成形机包括壳体(1)、输送装置(2)、压棉装置(3)、拨棉辊开松装置(4)、棉花收集释放装置(5)、切网装置(6)、缠网送网装置(7)、成形装置(8)和液压装置(9)；

所述壳体(1)按作业工序依次分为集棉仓、压棉输送仓(12)和打捆成形仓(13)；

所述集棉仓的顶端设有棉花入口(111)；所述打捆成形仓(13)为通过液压装置(9)控制开启和关闭开合结构，分为前固定仓(131)和后开合仓(132)；所述液压装置(9)上设有压力传感器(91)，用于检测后开合仓(132)向后开启的张力；

所述棉花收集释放装置(5)包括直流电动推杆(51)、光电传感器(52)和集棉仓门(53)；所述集棉仓门(53)能够水平滑动地设置在集棉仓的中部，将集棉仓分隔为上集棉仓(11)和下集棉仓(14)；所述直流电动推杆(51)与集棉仓门(53)连接，控制集棉仓门(53)的关闭与开启；所述光电传感器(52)设置在上集棉仓(11)的侧壁上，用于感知上集棉仓(11)内棉花的高度；

所述拨棉辊开松装置(4)包括设置在下集棉仓(14)中的第一输棉导板(41)、挡板(42)、拨棉步进电机(43)、拨棉辊(44)和第二输棉导板(45)；

所述第一输棉导板(41)倾斜地布置在集棉仓门(53)下方，用于将从上集棉仓(11)掉落的棉花输送至拨棉辊(44)上；所述挡板(42)固接在第一输棉导板(41)低端的相对侧的下集棉仓(14)的侧壁上；所述拨棉辊(44)设置在第一输棉导板(41)的低端与挡板(42)之间；所述第二输棉导板(45)倾斜地布置在拨棉辊(44)的下方，用于将从拨棉辊(44)掉落的棉花输送至输送装置(2)上；

所述拨棉辊(44)上设有多排沿拨棉辊(44)周向均匀布置的拨棉齿钉排，每排拨棉齿钉排包括多个沿拨棉辊(44)轴线等间距的拨棉齿钉(46)；

所述挡板(42)上设有多个与拨棉齿钉排的拨棉齿钉(46)一一对应的间隙，所述间隙与拨棉齿钉(46)相配合，将棉花开松并均匀地拨落至第二输棉导板(45)上；

所述拨棉步进电机(43)的动力输出轴与拨棉辊(44)的转轴通过联轴器连接；

所述输送装置(2)包括依次水平布置在压棉输送仓(12)内的第一输棉带(21)和第二输棉带(22)，用于将棉花输送至打捆成形仓(13)；

所述第一输棉带(21)位于拨棉辊(44)的下方，通过第一输棉电机驱动；所述第二输棉带(22)位于第一输棉带(21)的后部下方，通过第二输棉电机驱动；

所述压棉装置(3)包括水平并列布置在第一输棉带(21)的后部上方的多个喂棉罗拉，用于碾压第一输棉带(21)上运输的棉花，将棉花碾压为厚度均匀的带状；

所述缠网送网装置(7)和切网装置(6)布置在第二输棉带(22)的上方；所述缠网送网装置(7)包括第一送网辊(701)、第二送网辊(702)、网捆(706)、送网传动链(707)、送网主动链轮(708)、送网直流电机(709)和送网从动链轮(710)；

缠绕有网(705)的网捆(706)可拆卸地安装在压棉输送仓(12)的上部，所述第一送网辊(701)和第二送网辊(702)并列且间隔一定距离地布置在网捆(706)的下方，第一送网辊(701)的辊轴上设有第一传动齿轮(711)，第二送网辊(702)的辊轴上设有第二传动齿轮(712)和送网主动链轮(708)，所述第一传动齿轮(711)与第二传动齿轮(712)相互啮合，所述送网主动链轮(708)通过送网传动链(707)与固接在送网直流电机(709)的动力输出轴上的送网从动链轮(710)连接；所述网(705)从第一送网辊(701)与第二送网辊(702)之间的间隔穿过；所述第一送网辊(701)与第二送网辊(702)之间的间隔距离小于网(705)的厚度；

所述切网装置(6)包括动刀(607)、静刀(609)和曲柄滑块机构；

所述静刀(609)和动刀(607)分别设置在第一送网辊(701)和第二送网辊(702)的正下方，静刀(609)的两端固接在压棉输送仓(12)的左右侧板上，动刀(607)上的装有电热丝(608)，动刀(607)可控地通过曲柄滑块机构与静刀(609)接触，完成切网作业；

所述成形装置(8)包括下支撑辊(802)、张紧辊(805)、上支撑辊(809)、成形皮带(810)、成形辊(811)和张紧辊驱动机构；

所述上支撑辊(809)、下支撑辊(802)、张紧辊(805)以及多个成形辊(811)安装在打捆成形仓(13)的左右侧板上，其中，所述上支撑辊(809)和下支撑辊(802)上下间隔地布置于前固定仓(131)的前部，张紧辊(805)通过张紧辊驱动机构可上下移动地布置于前固定仓(131)的中部；多个成形辊(811)呈圆周分布地布置于前固定仓(131)的后部和后开合仓(132)内，构成一圆柱形打捆成形空间，所述打捆成形空间的入口位于第二输棉带(22)的末端；所述成形皮带(810)绕上支撑辊(809)的上方、下支撑辊(802)的下方、张紧辊(805)的上方后包覆于打捆成形空间的外侧；所述成形辊(811)设有成形辊链轮，各成形辊(811)的成形辊链轮通过成形传动链条连接，并通过成形驱动电机驱动同步旋转；棉花捆成形过程中，通过张紧辊驱动机构调节张紧辊(805)的高度，控制打捆成形空间内棉花捆的直径；所述成形皮带(810)的表面设有皮带张紧力传感器(814)，用于检测成形皮带(810)张紧力的大小。