包络分布的多辊式打捆机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及包络分布的多辊式打捆机，包括机身，机身的尾部设有打捆室和液压控制系统，打捆室分为活动仓和固定仓，打捆室的内部设有多组辊筒，辊筒在打捆室的内部包络分布构成成捆室，相邻的辊筒之间设有与液压控制系统相连通的液压传感器，打捆室的顶部还设有与液压控制系统相连通的第一伸缩式液压油缸，活动仓的侧壁设有与液压控制系统相连通的第二伸缩式液压油缸，成捆室的端口与活动仓之间还设有固定活塞和旋转活塞。该包络分布的多辊式打捆机对现有打捆机进行优化设计，避免辊筒发生弯曲变形，打捆结束后的草捆能自动排出，打捆时间短，打捆效率高，利于后续打捆、后续草捆压力控制及自动排料控制，有效改善辊筒受力不均的缺陷。
【专利说明】
包络分布的多辊式打捆机
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种打捆机，尤其涉及包络分布的多辊式打捆机。
【背景技术】
[0002]农作物秸杆在农业生产中是和农产品的产量成正比的衍生品。近年来我国秸杆焚烧、废弃及其所造成的环境污染、土壤矿化、资源浪费现象严重。在对秸杆的综合利用过程中，收集和储运成为急需解决的首要问题。但秸杆收集是一项比较繁琐的作业项目，由于秸杆密度较低且具有分散性，收集困难、储存和运输的成本高，这些成为秸杆大规模工业化与商品化发展的难题。根据实际需要，把秸杆打成高密度的捆包后再储存或运输，是降低秸杆原料收集储运成本、促进秸杆规模化工业利用的关键。
[0003]我国的牧草收获机械起步较晚，国内研究开发打捆机起步也较晚，并且研发机型也主要集中于小方捆打捆机。而圆捆打捆机国内加工制造水平与国外具有一定差距，很大程度上制约了的圆捆打捆机的开发。
[0004]现有圆捆打捆机，打捆室内进行秸杆成型、放网捆绑、草捆放出等动作，其中打捆室内设置有多组由多组辊筒组成的成捆室，秸杆经过输送机构送入成捆室内对秸杆挤压成型。由于成捆室内的辊筒仅能对秸杆进行有效挤压，不能对秸杆进行有效破碎，当成捆室在进行打捆工作时，由于秸杆长度、粗细、硬度、进料量各不相同，由秸杆制成的草捆对不同位置的辊筒挤压时造成的压力各不相同，使得不同的辊筒受到的挤压力各不相同，不利于后续打捆及后续草捆压力控制，给草捆的自动放料带来困难;并且由于辊筒受力不均，易导致部分辊筒发生弯曲变形，不但使得成捆室内部压力进一步失去控制，还降低辊筒的使用寿命O
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术存在的不足，提供了包络分布的多辊式打捆机，具体技术方案如下:
包络分布的多棍式打捆机，包括机身，机身的尾部设置有打捆室和液压控制系统，打捆室分为活动仓和固定仓，活动仓的顶部和固定仓的顶部相互铰接，所述打捆室的内部设置有多组辊筒，所述辊筒在打捆室的内部包络分布构成成捆室，相邻的辊筒之间设置有与液压控制系统相连通的液压传感器，液压传感器与辊筒之间设置有间隙，液压传感器的感应端设置在成捆室的内部;所述打捆室的顶部还设置有与液压控制系统相连通的第一伸缩式液压油缸，第一伸缩式液压油缸的伸缩杆通过铰接件与活动仓的顶部活动连接，第一伸缩式液压油缸的缸筒与固定仓的顶部固定连接;所述活动仓的侧壁设置有与液压控制系统相连通的第二伸缩式液压油缸，第二伸缩式液压油缸的缸筒与活动仓的侧壁固定连接，所述成捆室的端口与活动仓之间还设置有固定活塞和旋转活塞，固定活塞和旋转活塞均设置在成捆室的中轴线下方，旋转活塞的直径大于或等于固定活塞的直径，旋转活塞和固定活塞活动连接，第二伸缩式液压油缸的伸缩杆与固定活塞固定连接。
[0006]作为上述技术方案的改进，所述辊筒的左右两端分别设置有与辊筒相配合的封盖，所述辊筒的中央设置有贯穿辊筒的的通轴，封盖的中央设置有供通轴进出的第一安装孔，通轴与封盖之间固定连接;所述封盖的外部设置有四根加强筋，四根加强筋在封盖的外部构成“十”字形结构，加强筋的顶端与辊筒的内壁固定连接，加强筋的底端与通轴固定连接，加强筋的内侧与封盖固定连接;所述辊筒的内部设置有多个与辊筒相配合的支撑板，相邻的支撑板之间设置有间隙，支撑板的中央设置有供供通轴进出的第二安装孔，通轴与支撑板之间固定连接，支撑板与辊筒之间的配合为过盈配合;所述辊筒的外部曲面上设置有多组螺旋状的棘齿组，相邻的棘齿组之间设置有间隙，棘齿组由若干个棘齿组成，相邻的棘齿之间设置有间隔。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述棘齿与辊筒之间为一体式结构，棘齿通过冷拉工艺制成。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述辊筒和棘齿均由45号钢制成。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述通轴与封盖之间的固定连接方式为满焊连接，所述封盖与辊筒之间断续点焊连接，点焊连接时，相邻焊接点之间的间距相等。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述辊筒和棘齿的表面均进行淬火处理，淬火温度在840?850°C，淬火液为质量分数为11.5%的亚硫酸钠溶液，淬火液的初始温度为25?30°C ;辊筒和棘齿经过淬火处理后再进行喷沙处理，经过喷沙处理后的辊筒和棘齿的表面上均电镀有一层铬镀层，铬镀层的厚度为50?ΙΟΟμπι。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述棘齿与辊筒上的轴线之间的夹角为α，1°<α<
10。。
[0012]本发明的有益效果:本发明所述包络分布的多辊式打捆机对现有打捆机进行优化设计，不但避免辊筒发生弯曲变形，而且打捆结束后的草捆能自动排出，打捆时间短，打捆效率高;辊筒表面设计有若干个棘齿，对秸杆进行有效挤压和破碎，利于后续打捆、后续草捆压力控制及自动排料控制，有效改善辊筒受力不均的技术缺陷;辊筒表面硬度高、耐磨性好，使用寿命高，辊筒各部件装配简单、易操作，实施效果好，应用价值高。
【附图说明】
[0013]图1为本发明所述包络分布的多辊式打捆机结构示意图；
图2为本发明所述成捆室结构示意图；
图3为本发明所述成捆室和第二伸缩式液压油缸示意图；
图4为本发明所述辊筒结构示意图；
图5为本发明所述辊筒结构示意图(侧视状态)；
图6为本发明所述辊筒结构示意图(俯视状态)。
【具体实施方式】
[0014]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015]如图1?3所示，所述打捆机的高可靠通轴式辊筒，包括机身I，机身I的尾部设置有打捆室和液压控制系统2，打捆室分为活动仓4和固定仓5，活动仓4的顶部和固定仓5的顶部相互铰接，所述打捆室的内部设置有多组辊筒20，所述辊筒20在打捆室的内部包络分布构成成捆室10，相邻的辊筒20之间设置有与液压控制系统2相连通的液压传感器14，液压传感器14与辊筒20之间设置有间隙，液压传感器14的感应端设置在成捆室10的内部;所述打捆室的顶部还设置有与液压控制系统2相连通的第一伸缩式液压油缸3，第一伸缩式液压油缸3的伸缩杆通过铰接件与活动仓4的顶部活动连接，第一伸缩式液压油缸3的缸筒与固定仓5的顶部固定连接;所述活动仓4的侧壁设置有与液压控制系统2相连通的第二伸缩式液压油缸30，第二伸缩式液压油缸30的缸筒与活动仓4的侧壁固定连接，所述成捆室10的端口与活动仓4之间还设置有固定活塞31和旋转活塞32，固定活塞31和旋转活塞32均设置在成捆室10的中轴线下方，旋转活塞32的直径大于或等于固定活塞31的直径，旋转活塞32和固定活塞31活动连接，第二伸缩式液压油缸30的伸缩杆与固定活塞31固定连接。
[0016]如图4?6所示，所述辊筒20的左右两端分别设置有与辊筒20相配合的封盖23，所述辊筒20的中央设置有贯穿辊筒20的的通轴21，封盖23的中央设置有供通轴21进出的第一安装孔，通轴21与封盖23之间固定连接;所述封盖23的外部设置有四根加强筋24，四根加强筋24在封盖23的外部构成“十”字形结构，加强筋24的顶端与辊筒20的内壁固定连接，加强筋24的底端与通轴21固定连接，加强筋24的内侧与封盖23固定连接;所述辊筒20的内部设置有多个与辊筒20相配合的支撑板22，相邻的支撑板22之间设置有间隙，支撑板22的中央设置有供供通轴21进出的第二安装孔，通轴21与支撑板22之间固定连接，支撑板22与辊筒20之间的配合为过盈配合;所述辊筒20的外部曲面上设置有多组螺旋状的棘齿组25，相邻的棘齿组25之间设置有间隙，棘齿组25由若干个棘齿251组成，相邻的棘齿251之间设置有间隔。
[0017]当辊筒20在工作受到挤压时，通轴21的保证了辊筒20的同轴度，在支撑板22的作用下，使得辊筒20表面受力均匀；当辊筒20局部受到过高的挤压力时，在通轴21和支撑板22协同作用，将辊筒20局部过高的挤压力分散，避免辊筒20局部过高的挤压力使得辊筒20发生弯曲变形。
[0018]棘齿251能对秸杆进行有效挤压和破碎，使得秸杆分散均匀，利于后续打捆及后续草捆压力控制；由若干个棘齿251组成的棘齿组25在辊筒20的外部曲面上螺旋分布，使得秸杆更容易被卷入。为使得棘齿251更方便撕裂秸杆，所述棘齿251与辊筒20上的轴线之间的夹角为α，1°<α<10° ;该结构的棘齿251对秸杆产生的拉力与辊筒20上的轴线不垂直，使得秸杆更易被棘齿251撕裂、破碎，根据秸杆的材质调整α的大小，秸杆材质硬的，α值取上限。
[0019]为方便加工棘齿251，所述棘齿251与辊筒20之间为一体式结构，棘齿251通过冷拉工艺制成，即在常温条件下，以超过辊筒20屈服点强度的拉应力，强行拉伸辊筒20，使辊筒20产生塑性变形制成棘齿251，达到提高辊筒20屈服点强度和节约材料的目的。冷拉后的棘齿251具有“加强肋”的作用，进一步提高辊筒20的强度;为保证辊筒20和棘齿251有足够的机械强度，所述辊筒20和棘齿251均由45号钢制成，45号钢是中碳结构钢，冷热加工性能优良，机械性能较好，且价格低、来源广。
[0020]为提高辊筒20和棘齿251的机械强度和耐磨性，所述辊筒20和棘齿251的表面均进行淬火处理，淬火温度在840?850 °C，淬火液为质量分数为11.5%的亚硫酸钠溶液，淬火液的初始温度为25?30°C;辊筒20和棘齿251经过淬火处理后再进行喷沙处理，经过喷沙处理后的辊筒20和棘齿251的表面上均电镀有一层铬镀层，铬镀层的厚度为50?ΙΟΟμπι。
[0021]利用淬火进一步提高截面较大的辊筒20、棘齿251的硬度，45号钢的淬火温度一般在820?840度左右，辊筒20和棘齿251的淬火温度在840?850 °C，偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。由于45号钢淬透性低，故应采用冷却速度大的质量分数为11.5%的亚硫酸钠溶液。亚硫酸钠中的阴离子能进一步改善淬火时晶粒氧化脱碳的弊病，提高淬火质量;并且由于棘齿251通过冷拉工艺制成，棘齿251和辊筒20的结合部结构紧密程度降低，更易被淬火液渗入，因此质量分数为11.5%的亚硫酸钠溶液解决了辊筒20和棘齿251的淬透性差的弊病，使得辊筒20和棘齿251的硬度均达到HRC56?59。电镀铬时，保证辊筒20表面铬镀层的完整性，电镀液充满辊筒20的内部;铬镀层具有优良的耐热性，常温下硬度高，耐磨性好的优点，进一步提高辊筒20和棘齿251的硬度和耐磨性。喷沙处理提高了铬镀层与景观淬火后的表面结合力。
[0022]所述通轴21与封盖23之间的固定连接方式为满焊连接，所述封盖23与辊筒20之间断续点焊连接，点焊连接时，相邻焊接点之间的间距相等。由于需要保护铬镀层，避免在电焊焊接时破坏铬镀层，所以通轴21与封盖23之间、封盖23与辊筒20之间先焊接，焊接完成后才能电镀铬镀层。所述通轴21与封盖23之间的固定连接方式为满焊连接，保证通轴21与封盖23之间有较高的结合强度。封盖23与辊筒20之间断续点焊连接使得封盖23与辊筒20之间在热膨胀时易产生微小缝隙，并且支撑板22与辊筒20之间的配合为过盈配合，支撑板22与辊筒20之间在热膨胀时易产生微小缝隙，便于辊筒20内的电镀液流出，同时避免开孔带来封闭性差的缺陷；其中，支撑板22与辊筒20之间的配合为过盈配合还使得支撑板22更易分担辊筒20受到的挤压力；相邻焊接点之间的间距相等，使得封盖23与辊筒20之间受力均匀。通轴21与封盖23之间、封盖23与辊筒20之间、支撑板22与辊筒20之间装配简单，安装方便。
[0023]四根加强筋24在封盖23的外部构成“十”字形结构，进一步提高了通轴21与辊筒20之间的结合力。当封盖23与辊筒20之间断续点焊连接，还能保证通轴21、封盖23和辊筒20三者之间的结合稳固。
[0024]在在辊筒20的作用下，秸杆在成捆室10内做离心运动，进入成捆室10的秸杆在辊筒20和棘齿251的作用下，进行有效挤压和破碎，使得秸杆分散均匀；当秸杆进入成捆室10时，秸杆对液压传感器14产生压力，液压控制系统2收到液压传感器14传送过来的液压信号，在液压控制系统2的控制下，第二伸缩式液压油缸30开始工作，第二伸缩式液压油缸30的往复式推动固定活塞31和旋转活塞32，旋转活塞32轴向挤压处于旋转状态的秸杆，使得成捆室10内秸杆处于预压紧状态，在旋转活塞32的轴向推动下，更进一步对秸杆进行有效破碎，使得成捆室10内的秸杆分布均匀，便于后续压力控制，而且还避免破碎的秸杆阻碍新的秸杆进入成捆室10内，缩短了打捆机打捆时间，提高功效。当秸杆充满成捆室10内部时，成捆室10内的秸杆对液压传感器14产生压力达到设定值，液压控制系统2收到液压传感器14传送过来的液压信号，在液压控制系统2的控制下，第二伸缩式液压油缸30停止工作并且将固定活塞31和旋转活塞32从成捆室10内部抽出，此时外部的秸杆继续进入成捆室10内直至秸杆对液压传感器14产生压力达到极限值，液压控制系统2收到液压传感器14传送过来的液压信号，在液压控制系统2的作用下，第一伸缩式液压油缸3开始动作，带动活动仓4向上转动，打捆室被打开，在惯性的作用下，完成打捆的草捆从固定仓5甩出，在重力的作用下落到地面上;然后活动仓4在重力和第一伸缩式液压油缸3双重作用下缓慢关闭，进行下一轮打捆工作。
[0025]由于进入成捆室10的秸杆在辊筒20和棘齿251的作用下，进行有效挤压和破碎，使得秸杆分散均匀，使得每个液压传感器14收到的压力信号相差小，便于液压控制系统2分析和控制，液压传感器14设置在相邻辊筒20之间，便于收集压力信号，检测灵敏度高。其中，旋转活塞32和固定活塞31活动连接，即旋转活塞32能沿着固定活塞31的中心转动，使得当旋转活塞32轴向推动秸杆时，旋转活塞32自身也在随着秸杆旋转运动，避免运动中的秸杆大量缠绕在旋转活塞32上，固定活塞31具有缓冲作用，避免直径较小的第二伸缩式液压油缸30的伸缩杆直接对直径较大的旋转活塞32造成连接不稳定的缺陷。旋转活塞32的直径大于或等于固定活塞31的直径进一步避免旋转的秸杆缠绕在固定活塞31上。如果将固定活塞31和旋转活塞32均设置在成捆室10的中轴线上方，当固定活塞31和旋转活塞32轴向挤压秸杆时，会使得部分破碎的秸杆发生脱离并在重力的作用下落到成捆室10的下部(成捆室10的中轴线下方位置)，使得成捆室10内部压力发生变化;并且当活动仓4打开时，由于旋转活塞32发生的位移小，旋转活塞32会给草捆的排出带来阻碍;因此，当固定活塞31和旋转活塞32均设置在成捆室10的中轴线下方时才能避免上述缺陷。
[0026]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.包络分布的多棍式打捆机，包括机身(I)，机身(I)的尾部设置有打捆室和液压控制系统(2)，打捆室分为活动仓(4)和固定仓(5)，活动仓(4)的顶部和固定仓(5)的顶部相互铰接，所述打捆室的内部设置有多组辊筒(20)，其特征在于:所述辊筒(20)在打捆室的内部包络分布构成成捆室(10)，相邻的辊筒(20)之间设置有与液压控制系统(2)相连通的液压传感器(14)，液压传感器(14)与辊筒(20)之间设置有间隙，液压传感器(14)的感应端设置在成捆室(10)的内部;所述打捆室的顶部还设置有与液压控制系统(2)相连通的第一伸缩式液压油缸(3)，第一伸缩式液压油缸(3)的伸缩杆通过铰接件与活动仓(4)的顶部活动连接，第一伸缩式液压油缸(3)的缸筒与固定仓(5)的顶部固定连接;所述活动仓(4)的侧壁设置有与液压控制系统(2)相连通的第二伸缩式液压油缸(30)，第二伸缩式液压油缸(30)的缸筒与活动仓(4)的侧壁固定连接，所述成捆室(10)的端口与活动仓(4)之间还设置有固定活塞(31)和旋转活塞(32)，固定活塞(31)和旋转活塞(32)均设置在成捆室(10)的中轴线下方，旋转活塞(32)的直径大于或等于固定活塞(31)的直径，旋转活塞(32)和固定活塞(31)活动连接，第二伸缩式液压油缸(30)的伸缩杆与固定活塞(31)固定连接。2.根据权利要求1所述的包络分布的多辊式打捆机，其特征在于:所述辊筒(20)的左右两端分别设置有与辊筒(20)相配合的封盖(23)，所述辊筒(20)的中央设置有贯穿辊筒(20)的的通轴(21)，封盖(23)的中央设置有供通轴(21)进出的第一安装孔，通轴(21)与封盖(23)之间固定连接;所述封盖(23)的外部设置有四根加强筋(24)，四根加强筋(24)在封盖(23)的外部构成“十”字形结构，加强筋(24)的顶端与辊筒(20)的内壁固定连接，加强筋(24)的底端与通轴(21)固定连接，加强筋(24)的内侧与封盖(23)固定连接;所述辊筒(20)的内部设置有多个与辊筒(20)相配合的支撑板(22)，相邻的支撑板(22)之间设置有间隙，支撑板(22)的中央设置有供供通轴(21)进出的第二安装孔，通轴(21)与支撑板(22)之间固定连接，支撑板(22)与辊筒(20)之间的配合为过盈配合;所述辊筒(20)的外部曲面上设置有多组螺旋状的棘齿组(25 )，相邻的棘齿组(25 )之间设置有间隙，棘齿组(25 )由若干个棘齿(251)组成，相邻的棘齿(251)之间设置有间隔。3.根据权利要求2所述的包络分布的多辊式打捆机，其特征在于:所述棘齿(251)与辊筒(20)之间为一体式结构，棘齿(251)通过冷拉工艺制成。4.根据权利要求3所述的包络分布的多辊式打捆机，其特征在于:所述辊筒(20)和棘齿(251)均由45号钢制成。5.根据权利要求4所述的包络分布的多辊式打捆机，其特征在于:所述通轴(21)与封盖(23 )之间的固定连接方式为满焊连接，所述封盖(23)与辊筒(20)之间断续点焊连接，点焊连接时，相邻焊接点之间的间距相等。6.根据权利要求5所述的包络分布的多辊式打捆机，其特征在于:所述辊筒(20)和棘齿(251)的表面均进行淬火处理，淬火温度在840?850°C，淬火液为质量分数为11.5%的亚硫酸钠溶液，淬火液的初始温度为25?30°C;辊筒(20)和棘齿(251)经过淬火处理后再进行喷沙处理，经过喷沙处理后的辊筒(20)和棘齿(251)的表面上均电镀有一层铬镀层，铬镀层的厚度为50?ΙΟΟμπι。7.根据权利要求2所述的包络分布的多辊式打捆机，其特征在于:所述棘齿(251)与辊筒(20)上的轴线之间的夹角为α，1°<α<10°。
【文档编号】A01F15/07GK105900616SQ201610229284
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】章高伟, 夏萍, 蓝天
【申请人】安徽艾格瑞智能装备有限公司