一种棉纱换芯机的制作方法

本实用新型涉及纺织机械领域，尤其涉及一种棉纱换芯机。

背景技术：

棉纱的用途非常广泛，常见用于生产日常用品，例如床单、衣服、书包等。在棉纱的制作过程中，棉纱被缠绕在棉纱筒芯上，由于生产过程中棉纱缠绕过紧，不便于后续的染色工艺，所以需要将棉纱筒芯更换为直径较小的筒芯，这样棉纱变得松软后便于染色。

目前换筒芯的方法是：工人利用工装夹具手动更换筒芯，且每次只能换一个筒芯，劳动强度极大、效率极低的同时安全性得不到保障。

有文献提出了一种半自动棉纱换芯机，包括包括棉纱输送部件、棉纱筒芯输送部件、整体输送部件、换筒芯部件及成品输送部件。操作工人将棉纱筒和棉纱新筒芯分别放在棉纱筒输送带和棉纱筒芯输送带上，传送带将它们输送到到指定位置，然后棉纱输送部分气缸将五个棉纱筒顶起，此时整体输送部分的手指气缸将棉纱筒抓住，与此同时，机架上的漏斗下降到指定位置，棉纱新筒芯输送部分将需要更换的筒芯推入漏斗，新筒芯通过漏斗正好掉到待更换筒芯的棉纱筒的中心位置，然后漏斗整体上移，手指气缸沿着滑轨将棉纱筒以及新筒芯运送到指定位置。同时，手指气缸上的推杆将上一周期已经换好筒芯的棉纱筒推到成品输送带上，并输送到指定位置；随后，机架下面的保压气缸上升托住棉纱筒，手指气缸松开并后退，同时，保压气缸缓慢下移，使棉纱筒平稳的落到指定工位，压机开始工作，完成换壳动作，被挤出的旧筒芯则通过漏斗滑到指定位置。该技术的问题是：首先棉纱输送部分包括传送带v1、传送带v2、过渡支撑板，运行时棉纱通过过渡支撑板时易出现倾倒现象，影响设备运行的稳定性；其次新筒芯通过漏斗正好掉到待更换筒芯的棉纱筒的中心位置，这一过程经常出现对心不准的现象，必须停机处理，影响设备产能；再次在换筒芯部件中，多个棉纱采用一个气缸将筒芯压出，由于设备跨度大，气缸两边起导向的导杆容易卡死。

因此，亟需一种棉纱换芯机解决现有的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型采用差速皮带的输送形式提高棉纱输送的稳定性，并采用新筒芯与棉纱同时输送的方式替换原有的筒芯通过漏斗掉落的方式，进一步提高设备的稳定性。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的。

一种棉纱换芯机，包括棉纱输送装置、顶起装置、横移夹持装置和筒芯更换装置，其中，所述棉纱输送装置包括前段输送装置、中间输送装置和后段输送装置；所述中间输送装置交错布置在所述前段输送装置和所述后段输送装置之间。

所述后段输送装置包括后段从动轴；所述后段从动轴的一端固定安装有主动链轮；所述中间输送装置包括中间段主动轴；所述中间段主动轴的一端安装有从动链轮；所述从动链轮与所述主动链轮上套有链条。

进一步地，所述后段输送装置的输送速度高于所述前段输送装置的输送速度。

当后段输送装置运行时，所述后段从动轴转动；所述后段从动轴通过驱动主动链轮及链条来驱动从动链轮转动，所述从动链轮转动时带动中间段主动轴转动；所述中间段主动轴带动中间段输送带运动；这样将所述后段输送装置的动力传递给中间输送装置。

所述前段输送装置，包括两根前段输送带；所述两根前段输送带与两根后段输送带对接且并排布置；所述中间段输送带设置在两根后段输送带和两根前段输送带之间。

这样棉纱在从前段输送装置向后段输送装置输送时，中间输送装置起到过渡作用；由于所述中间输送装置与前段输送装置和后段输送装置交错布置；棉纱在过渡输送过程中，更加平稳。

由于后段输送装置的输送速度高于前段输送装置的输送速度，棉纱在进入中间输送装置后被加速，使得棉纱之间的间距拉大，便于后续工序进行处理。

进一步地，所述中间输送装置安装有用于将棉纱分组的前端阻挡装置；所述后段输送装置上固定安装有用于对每个棉纱进行初定位的后端阻挡装置。

所述若干个棉纱为一组，由传感器进行计数，通过若干个棉纱后，前端阻挡装置将所述前段输送装置输送过来的棉纱阻挡住，避免干扰后续工序处理。

同时，当棉纱输送至后段输送装置上时，所述后端阻挡装置分别阻挡住若干个棉纱，用于对每个棉纱进行初定位。

所述顶起装置包括顶锥、顶锥安装板、顶起气缸和顶起导向单元；所述若干顶锥固定安装在顶锥安装板上；所述顶锥安装板中部与顶起气缸的输出端连接，两端与所述顶起导向单元固定。

当所述后段输送装置上的后端阻挡装置将棉纱分别阻挡后，所述顶起装置中的顶锥将棉纱顶起，在顶起过程中，由于顶锥为锥形，可以对棉纱再一次进行精确定位，以确保后续工序正常运行。

所述横移夹持装置，包括横移气缸、横移推板、夹持气缸、保持装置、横移导向装置；所述横移气缸固定安装在机架上；所述横移推板的中间位置固定安装在的横移气缸输出端；所述横移推板的两端与所述横移导向装置连接；所述横移导向装置在所述横向气缸将横移推板推出时起导向作用；所述与棉纱数量一致的若干个夹持气缸固定安装在所述横移推板上；所述夹持气缸为两端具有输出功能的气动元件；在所述夹持气缸的两输出端分别安装有夹板，所述夹持气缸的两个输出端收回时，所述夹板可夹住棉纱。

所述保持装置，固定安装在所述横移推板上；所述保持装置包括保持支架和保持气缸；所述保持支架一端固定安装在所述保持气缸的输出端，另一端做成环状并设置在所述小筒芯上部空间；当所述夹持气缸通过夹板夹住棉纱后，所述保持气缸驱动保持支架下降套住所述小筒芯，防止所述小筒芯在横移过程中掉落。

所述筒芯更换装置包括下压气缸、压台、上顶气缸和顶柱；所述下压气缸的输出端安装有压板；所述顶柱设置在所述压台下方并固定安装在所述上顶气缸的输出端；所述压台上加工有与棉纱数量一致的通孔。

进一步地，所述筒芯更换装置包括踢筒气缸、转轴和踢筒杆；所述踢筒气缸尾部固定安装在所述压台上，输出端通过气缸座与转轴连接；所述转轴两端通过轴承座固定安装在所述压台上；所述踢筒杆固定安装在所述转轴上。

所述横移夹持装置将棉纱放在所述压台上，并与通孔保持同心；所述下压气缸驱动所述压板向下运动将小筒芯向下压，所述小筒芯将所述大筒芯从棉纱中压出，从通孔下方下落，同时小筒芯进入棉纱内。

为了让棉纱均匀的分布在小筒芯上，所述筒芯更换装置，还包括上顶安装板、上顶气缸和顶柱；所述顶柱设置在所述通孔下端；所述顶柱固定安装在所述上顶气缸的输出端；所述上顶气缸固定安装在所述上顶安装板上。

当大筒芯从棉纱中压出并通过通孔下落时，落在了所述顶柱上；当大筒芯被完全压出时，所述上顶气缸驱动顶柱向上顶，此时下压气缸依然压住棉纱，所述压板上加工有孔，以避开小筒芯；所述顶柱上也加工有孔，以避开小筒芯；所述下压气缸和所述上顶气缸的力全部加在棉纱上，并保持s；使得棉纱发生横向变形，其中心孔变小，最终实现棉纱均匀的分布在所述小筒芯上。

完成上述动作后，所述上顶气缸及下压气缸回撤；所述顶柱带着所述大筒芯下落；为了将所述大筒芯从所述顶柱上踢出，所述筒芯更换装置，还包括，踢筒气缸、转轴和踢筒杆；所述踢筒气缸尾部固定安装在所述压台上，输出端通过气缸座与转轴连接；所述转轴两端通过轴承座固定安装在所述压台上；所述转轴在轴承座上旋转；所述踢筒杆固定安装在所述转轴上。

所述踢筒气缸驱动所述转轴转动，所述转轴带着所述踢筒杆转动，踢筒杆转动时将所述顶柱上的所述大筒芯踢倒下落。

所述大筒芯输送装置，包括大筒芯滑板、斜筋条皮带输送机和固定安装在所述斜筋条皮带输送机上的大筒芯护板；所述大筒芯滑板设置在所述踢筒杆下方，一端安装在机架上，一端固定安装在斜筋条皮带输送机上。

所述大筒芯被踢筒杆踢下时，所述大筒芯落在大筒芯滑板上；通过大筒芯滑板进入斜筋条皮带输送机的直段，所述大筒芯护板防止大筒芯掉出斜筋条皮带输送机；所述大筒芯通过所述斜筋条皮带输送机的斜段提升后落入大筒芯收集箱。

所述成品输送装置，包括成品输送机、外侧护板及成品滑板；所述成品输送机固定安装在机架上；所述外侧护板固定安装在所述成品输送机外侧；所述成品滑板一端固定安装在机架上，另个一端固定安装在所述成品输送机上。

更换成小筒芯的棉纱放置在所述压台上；所述横移夹持装置夹持着棉纱将所述更换成小筒芯的棉纱推下所述压台；所述棉纱通过成品滑板落入成品输送机；所述外侧护板防止棉纱掉出所述成品输送机；所述成品输送机将棉纱输送至成品收集箱。

所述控制系统，包括工业触摸屏；所述工业触摸屏固定安装在棉纱输送装置上；控制系统控制整个设备的自动运行，通过传感器检测设备的运行情况，及棉纱生产的产量；工人通过工业触摸屏设置生产参数，并启动或停止设备运行，查看生产记录。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型采用自动化的生产设备实现设备自动换芯，大大节省劳动强度及提高生产效率；

2)本实用新型在两段输送装置之间交错布置中间输送装置，使物料过渡更加平稳；并且后段输送装置的速度高于前段输送装置，而中间输送装置的动力借用后段输送装置的动力，且与后段输送装置同速，在实现平稳过渡的同时将棉纱的间距拉开；

3)本实用新型采用与棉纱数量一致的下压气缸和上顶气缸来实现换芯，大大降低了加工装配的难度，同时也避免了导向导杆容易卡死的问题，使设备运行稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型的三维示意图

图2为本实用新型中棉纱的结构示意图

图3为本实用新型的部分结构三维示意图

图4为本实用新型中棉纱输送装置三维示意图

图5为本实用新型中棉纱输送装置俯视图

图6为图4的a部局部放大视图

图7为图5的b部局部放大视图

图8为本实用新型顶起装置的三维示意图

图9为本实用新型中横移夹持装置的三维示意图

图10为本实用新型中横移夹持装置另一个角度的三维示意图

图11为本实用新型中筒芯更换装置的三维示意图

图12为本实用新型中大筒芯输送装置的三维示意图

图13为本实用新型中的成品输送装置三维示意图

图中：1、棉纱输送装置；2、顶起装置；3、横移夹持装置；4、筒芯更换装置；5、成品输送装置；6、机架；7、控制系统；8、大筒芯输送装置；105、棉纱；106、小筒芯；107、大筒芯；11、前段输送装置；12、中间输送装置；15、后段输送装置；151、后段主动轴；152、后段输送带；153、后段从动轴；121、主动链轮；122、从动链轮；123、中间段主动轴；124、中间段从动轴；125、中间段输送带；126、链条；111、前段输送带；13、前端阻挡装置；14、后端阻挡装置；21、顶锥；22、顶锥安装板；23、顶起气缸；24、顶起导向单元；31、横移气缸；32、横移推板；33、夹持气缸；34、保持装置；35、横移导向装置；36、夹板41、下压安装板；42、下压气缸；43、压台；45、上顶安装板；46、上顶气缸；47、顶柱；48、踢筒气缸；49、转轴；50、踢筒杆；81、大筒芯滑板；82、斜筋条皮带输送机；83、大筒芯护板；51、成品输送机；52、外侧护板；53、成品滑板。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1-3所述，一种棉纱换芯机，包括棉纱输送装置1、顶起装置2、横移夹持装置3、筒芯更换装置4、成品输送装置5和机架6、控制系统7、大筒芯输送装置8；所述顶起装置2设置在棉纱输送装置1后端，并固定安装在棉纱输送装置1下部；所述机架6设置在棉纱105输送机1后端；所述横移夹持装置3、筒芯更换装置4和成品输送装置5固定安装在所述机架6上；所述大筒芯输送装置8设置在机架6外侧；所述控制系统7固定安装在所述棉纱输送装置上；人工将棉纱105放置在所述棉纱输送装置1上，再将小筒芯106放置在棉纱105上，并与所述棉纱105上的大筒芯107同心；所述棉纱输送装置1将棉纱105及小筒芯106输送至所述顶起装置2处，所述顶起装置2将棉纱105及小筒芯106顶起，到位后，所述横移夹持装置3夹住棉纱105，并将棉纱105及小筒芯106送至所述筒芯更换装置4处，所述筒芯更换装置4将所述小筒芯106压入棉纱105内，同时所述小筒芯106将所述大筒芯107顶出；所述成品输送装置5将换好芯的棉纱105送出机架6；所述大筒芯107由大筒芯输送装置8输送至大筒芯收集箱104。

如图4-7所述，所述棉纱输送装置1，包括前段输送装置11、中间输送装置12和后段输送装置15；所述中间输送装置12布置在前段输送装置11和后段输送装置15之间，并与前段输送装置11和后段输送装置15交错布置；所述前段输送装置11的输送速度低于所述后段输送装置15的速度，所述中间输送装置12的动力由所述后段输送装置15提供。

所述后段输送装置15包括后段主动轴151、后段输送带152和后段从动轴153；所述两根后段输送带152套在所述后段主动轴151和后段从动轴153上；所述后段主动轴151由电机驱动带动后段输送带152运动，实现输送棉纱105的目的。所述后段从动轴153由所述后段输送带152驱动旋转。

所述后段从动轴153的一端固定安装有主动链轮121。

所述中间输送装置12，包括中间段主动轴123、中间段从动轴124和中间段输送带125；所述中间段输送带125套在所述中间段主动轴123和中间段从动轴124上。

所述中间段主动轴123的一端安装有从动链轮122。

所述从动链轮122与所述主动链轮121上套有链条126。

当后段输送装置15运行时，所述后段从动轴153转动；所述后段从动轴153通过驱动主动链轮121及链条126来驱动从动链轮122转动，所述从动链轮122转动时带动中间段主动轴123转动；所述中间段主动轴123带动中间段输送带125运动；这样将所述后段输送装置15的动力传递给中间输送装置12。

所述前段输送装置11，包括两根前段输送带111；所述两根前段输送带111与两根后段输送带152对接且并排布置；所述中间段输送带125设置在两根后段输送带152和两根前段输送带111之间。

这样棉纱105在从前段输送装置11向后段输送装置15输送时，中间输送装置12起到过渡作用；由于所述中间输送装置12与前段输送装置11和后段输送装置15交错布置；棉纱105在过渡输送过程中，更加平稳。

由于后段输送装置15的输送速度高于前段输送装置11的输送速度，棉纱105在进入中间输送装置12后被加速，使得棉纱105之间的间距拉大，便于后续工序进行处理。

所述中间输送装置12安装有前端阻挡装置13；所述若干个棉纱105为一组，由传感器进行计数，通过若干个棉纱105后，前端阻挡装置13将所述前段输送装置11输送过来的棉纱105阻挡住，避免干扰后续工序处理。

所述后段输送装置15上固定安装有后端阻挡装置14；当棉纱105输送至后段输送装置15上时，所述后端阻挡装置14分别阻挡住若干个棉纱105，用于对每个棉纱105进行初定位。

如图8所示，所述顶起装置2，包括顶锥21、顶锥安装板22、顶起气缸23和顶起导向单元24；所述与棉纱105数量一致的若干个顶锥21固定安装在顶锥安装板22上；所述顶锥安装板22中部与顶起气缸23的输出端连接，两边与顶起导向单元24固定；所述顶起气缸23驱动通过所述顶锥安装板22驱动顶锥21做上下往复运动。

当所述后段输送装置15上的后端阻挡装置14将棉纱105分别阻挡后，所述顶起装置2中的顶锥21将棉纱105顶起，在顶起过程中，由于顶锥21为锥形，可以对棉纱105再一次进行精确定位，以确保后续工序正常运行。

如图9-10所示，所述横移夹持装置3，包括横移气缸31、横移推板32、夹持气缸33、保持装置34和横移导向装置35；所述横移气缸31固定安装在机架6上；所述横移推板32的中间位置固定安装在的横移气缸31输出端；所述横移推板32的两端与所述横移导向装置35连接；所述横移导向装置35在所述横向气缸将横移推板32推出时起导向作用；所述与棉纱105数量一致的若干个夹持气缸33固定安装在所述横移推板32上；所述夹持气缸33为两端具有输出功能的气动元件；在所述夹持气缸33的两输出端分别安装有夹板36，所述夹持气缸33的两个输出端收回时，所述夹板36可夹住棉纱105。

所述保持装置34，固定安装在所述横移推板32上；所述保持装置34包括保持支架37和保持气缸38；所述保持支架37一端固定安装在所述保持气缸38的输出端，另一端做成环状并设置在所述小筒芯106上部空间；当所述夹持气缸33通过夹板36夹住棉纱105后，所述保持气缸38驱动保持支架37下降套住所述小筒芯106，防止所述小筒芯106在横移过程中掉落。

如图11所示，所述筒芯更换装置4，包括下压安装板41、下压气缸42和压台43；所述下压安装板41两端固定安装在机架6上；所述与棉纱105数量一致的下压气缸42固定安装在所述下压安装板41上；所述下压气缸42的输出端安装有压板44；所述压台43两端固定安装在机架6上；所述压台43上加工有与棉纱105数量一致的通孔。

所述横移夹持装置3将棉纱105放在所述压台43上，并与通孔保持同心；所述下压气缸42驱动所述压板44向下运动将小筒芯106向下压，所述小筒芯106将所述大筒芯107从棉纱105中压出，从通孔下方下落，同时小筒芯106进入棉纱105内。

为了让棉纱105均匀的分布在小筒芯106上，所述筒芯更换装置4，还包括上顶安装板45、上顶气缸46和顶柱47；所述顶柱47设置在所述通孔下端；所述顶柱47固定安装在所述上顶气缸46的输出端；所述上顶安装板45两端固定安装在所述机架6上；所述上顶气缸46固定安装在所述上顶安装板45上。

当大筒芯107从棉纱105中压出并通过通孔下落时，落在了所述顶柱47上；当大筒芯107被完全压出时，所述上顶气缸46驱动顶柱47向上顶，此时下压气缸42依然压住棉纱105，所述压板44上加工有孔，以避开小筒芯106；所述顶柱47上也加工有孔，以避开小筒芯106；所述下压气缸42和所述上顶气缸46的力全部加在棉纱105上，并保持15s；使得棉纱105发生横向变形，其中心孔变小，最终实现棉纱105均匀的分布在所述小筒芯106上。

完成上述动作后，所述上顶气缸46及下压气缸42回撤；所述顶柱47带着所述大筒芯107下落；为了将所述大筒芯107从所述顶柱47上踢出，所述筒芯更换装置4，还包括踢筒气缸48、转轴49和踢筒杆50；所述踢筒气缸48尾部固定安装在所述压台43上，输出端通过气缸座与转轴49连接；所述转轴49两端通过轴承座固定安装在所述压台43上；所述转轴49在轴承座上旋转；所述踢筒杆50固定安装在所述转轴49上。

所述踢筒气缸48驱动所述转轴49转动，所述转轴49带着所述踢筒杆50转动，踢筒杆50转动时将所述顶柱47上的所述大筒芯107踢倒下落。

如图12所示，所述大筒芯输送装置8，包括大筒芯滑板81、斜筋条皮带输送机82和固定安装在所述斜筋条皮带输送机82上的大筒芯护板83；所述大筒芯滑板81设置在所述踢筒杆50下方，一端安装在机架6上，一端固定安装在斜筋条皮带输送机82上。

所述大筒芯107被踢筒杆50踢下时，所述大筒芯107落在大筒芯滑板81上；通过大筒芯滑板81进入斜筋条皮带输送机82的直段，所述大筒芯护板83防止大筒芯107掉出斜筋条皮带输送机82；所述大筒芯107通过所述斜筋条皮带输送机82的斜段提升后落入大筒芯收集箱104。

如图12所示，所述成品输送装置5，包括成品输送机51、外侧护板52及成品滑板53；所述成品输送机51固定安装在机架6上；所述外侧护板52固定安装在所述成品输送机51外侧；所述成品滑板53一端固定安装在机架6上，另一端固定安装在所述成品输送机51上。

更换成小筒芯106的棉纱105放置在所述压台43上；所述横移夹持装置3夹持着棉纱105将所述更换成小筒芯106的棉纱105推下所述压台43；所述棉纱105通过成品滑板53落入成品输送机51；所述外侧护板52防止棉纱105掉出所述成品输送机51；所述成品输送机51将棉纱105输送至成品收集箱103。

所述控制系统7，包括工业触摸屏；所述工业触摸屏固定安装在棉纱输送装置1上；控制系统7控制整个设备的自动运行，通过传感器检测设备的运行情况，及棉纱生产的产量；工人通过工业触摸屏设置生产参数，并启动或停止设备运行，查看生产记录。

具体使用时，人工从棉纱105原料箱和小筒芯106箱内拿出棉纱105及小筒芯106；将棉纱105放置在所述棉纱输送装置1上，再将小筒芯106放置在棉纱105上，并与所述棉纱105上的大筒芯107同心；所述棉纱输送装置1将棉纱105及小筒芯106输送至所述顶起装置2处，所述顶起装置2将棉纱105及小筒芯106顶起，到位后，所述横移夹持装置3夹住棉纱105，并将棉纱105及小筒芯106送至所述筒芯更换装置4处，所述筒芯更换装置4将所述小筒芯106压入棉纱105内，同时所述小筒芯106将所述大筒芯107顶出；所述下压气缸42及上顶气缸46对棉纱105保压15s后撤回；更换成小筒芯106的棉纱105放置在所述压台43上；横移夹持装置3夹持着棉纱105将所述更换成小筒芯106的棉纱105推下所述压台43；系统进入下一个循环；所述棉纱105通过成本滑板落入成品输送机51；所述成品输送装置5将换好芯的棉纱105送出机架6后落入成品收集箱103；所述大筒芯107由大筒芯输送装置8输送至大筒芯收集箱104。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。