圆捆机轴向变腔式卷捆机构

1.本发明属于圆捆机技术领域，特别涉及一种圆捆机轴向变腔式卷捆机构。


背景技术：

2.圆捆打捆机(简称圆捆机)，因结构简单、配套动力小、效率高，20世纪中叶发明的圆捆机得到超越发展。我国研制的钢辊式圆捆机存在秸秆适应性差等问题。卷捆机构是秸秆圆捆机的核心工作机构，钢辊式圆捆机卷捆机构沿圆周方向配置一组钢辊、沿轴向端侧方向配置固定壁板。钢辊式圆捆机在秸秆充满卷捆室前，因周向配置的钢辊驱动进入卷捆室的秸秆卷绕上升的主动力仅为外周向较弱的(摩擦)卷绕牵引力，其形成的转矩难以确保秸秆及时卷绕上升，在卷捆室下部易产生堆积拥堵堵塞；同时，草芯在充满卷捆室后才受卷压力作用，致使形成的草捆内松外紧，致卷捆密度较低；而且轴向端侧固定壁板对秸秆卷捆过程产生滑动摩擦阻力，其形成的阻力矩随卷压力增加，致卷捆能耗增大。
3.公告号cn109511386b的发明公开了一种钢辊式圆捆打捆机，主要包括弹齿式捡拾机构、卷捆机构、捆绳机构、卸捆机构、传动机构、行走轮、控制系统，在圆捆打捆机前侧下方部位处安装弹齿式捡拾机构，在捡拾机构后上方布置有卷捆机构，卷捆机构由沿卷捆室圆周方向布置的钢辊以及安装在卷捆机构底部的气吹装置组成，卸捆机构安装在卷捆机构上方，捆绳机构安装在卷捆机构前上方，行走轮位于卷捆机构下方；该发明根据草捆形成过程中对压缩空气需求情况，接通和截断压缩空气气流，打捆作业时使秸秆顺利形成旋转草芯，避免打捆机堵塞或缠辊等问题，然而其并不能实现轴向变腔。
4.公告号cn215122263u的实用新型公开了一种螺纹双圆盘差速式圆捆打捆机，其技术方案要点包括外壳，外壳具有支撑底轮和支撑杆，外壳的前侧下方部分设置有弹齿捡拾装置，卷捆室的上方安装有液压放捆机构，卷捆室的前侧上方设置捆绳机构；卷捆室沿着钢辊轴线方向的两侧室壁分别转动安装有主动螺纹圆盘和从动螺纹圆盘，主动螺纹圆盘和从动螺纹圆盘的盘面正对设置，两者正对的盘面上均设置有变螺距螺纹凸起结构，主动螺纹圆盘和从动螺纹圆盘的转动轴线重合，主动螺纹圆盘连接传动结构，其由传动结构驱动转动，主动螺纹圆盘的转动方向和钢辊的转动方向相反，主动螺纹圆盘的圆周线速度大于钢辊的圆周线速度；该实用新型侧重于快速形成草芯，实现顺利形成草捆、卷捆密度更紧的效果，然而并不能实现变腔卷捆。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种圆捆机轴向变腔式卷捆机构，避免打捆堵塞故障发生，保证秸秆打捆作业时机具工作的可靠性及生产效率，提高其作业的经济性。
6.为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：圆捆机轴向变腔式卷捆机构，包括前机体、后机体、钢辊和芯腔，后机体可转动地套接在前机体上，且前、后机体两侧均设有端侧壁板并与前、后机体形成卷捆室，而卷捆室
的前侧下方还设有卷捆室入口，钢辊沿圆周方向配装于卷捆室内，芯腔沿轴向配装于卷捆室端侧壁板中心部位处，所述芯腔为可变圆锥体结构，芯腔内对称布设有圆形顶板、内环滚动单元和中环滚动单元，圆形顶板相应配装于芯腔心部并通过沿轴向固设于圆形顶板外侧的导杆与设于端侧壁板外侧的液压系统控制连接，而内环滚动单元配设于圆形顶板的内侧；圆形顶板的圆周方向上还相应依次交叉设有倾斜设置的第一伸缩体和第二伸缩体并构成可变圆锥体结构的圆锥面，而第一伸缩体和第二伸缩体的首端部分别与圆形顶板的端部转动连接，第一伸缩体和第二伸缩体的末端部分别与端侧壁板端部转动连接，且中环滚动单元相应配设于第二伸缩体上；端侧壁板的两侧内壁上还相应固设有沿周向布置的外环滚动单元，且外环滚动单元设于可变圆锥体结构的径向外侧。
7.所述第一伸缩体包括相对伸缩设置的上板和下板，且位于搭接侧的下板下方还延伸设有导轮，而上板穿过下板与导轮间的空隙并滑动搭设于导轮上，位于搭接侧的上板和下板还均凸设有相对设置的限位块，上板的另一端与圆形顶板端部转动连接，下板的另一端与端侧壁板的端部转动连接。
8.所述第二伸缩体包括相对伸缩设置的上轴和下轴，且下轴上沿轴向开设有用于插设上轴的连接孔，连接孔中还配设用弹簧且弹簧一端与下轴连接，另一端与上轴连接；中环滚动单元为圆锥体结构并套设于下轴上且通过限位凸台限位。
9.所述外环滚动单元包括第一支撑座以及设于第一支撑座上的多列多排滚动元结构，且第一支撑座固设于端侧壁板上；所述多列多排滚动元结构包括若干单列单排滚动元结构，且相邻的单列单排滚动元结构之间设有隔板，而单列单排滚动元结构包括滚动元轴以及转动套设在滚动元轴上的滚动元，滚动元轴穿过隔板并固设于第一支撑座上。
10.所述内环滚动单元包括第二支撑座以及设于第二支撑座上的单列单排滚动元结构，且第二支撑座固设于圆形顶板上。
11.所述液压系统包括液压阻尼油缸以及配装在液压阻尼油缸上的位移传感器，且位移传感器与液压阻尼油缸控制连接。
12.所述端侧壁板还相应设有加强板，液压阻尼油缸固定设于加强板上。
13.所述外环滚动单元采用两列两排滚动元结构。
14.所述中环滚动元采用锥面倾斜5
°
~10
°
的圆锥体，并采用尼龙材料制成。
15.本发明的有益效果是：（1）该圆捆机轴向变腔式卷捆机构，通过在卷捆室周向配装钢辊，轴向配装可移动的芯腔，轴向端侧设置内环滚动单元、中环滚动单元和外环滚动单元，构成轴向变腔式卷捆机构，秸秆喂入轴向变腔式卷捆机构卷捆室后，经沿圆周方向配置在卷捆室内的钢辊、沿卷捆室轴向配置的可移动芯腔，以及轴向端侧(面)配置的滚动单元的组合作用能保证加快形成滚动卷捆过程，提高卷捆密度和作业效率，对各类秸秆的打捆性能有大幅提高，避免打捆堵塞故障发生，保证秸秆打捆作业时机具工作的可靠性及生产效率，提高其作业的经济性。
16.（2）本发明分别在轴向端侧外环均匀配置由多列多排滚动元构成的滚动单元，中环和内环均匀配置由单列单排滚动元构成的滚动单元，以实现轴向支撑滚动卷捆；轴向配
置随卷捆进程由变力推动的芯腔，以实现连续施加卷压力、持续增加预压力的变腔卷捆，由此提供适应性强、卷捆密度高、能耗低的秸秆卷捆机构，促进秸秆圆捆机创新发展。
附图说明
17.图1是本发明的主视图；图2是本发明的a-a向断面图；图3是外环滚动单元的结构示意图；图4是内环滚动单元的结构示意图；图5是内环滚动单元的侧视图；图6是中环滚动元的结构示意图；图7是第二伸缩体的结构示意图；图8是第一伸缩体的结构示意图；图9是第一伸缩体的剖视图；图10是下板的主视图；图11是下板的俯视图；图12是上板的主视图；图13是上板的俯视图；图中标号说明：1、前机体，2、内环滚动单元，3、钢辊，4、外环滚动单元，5、后机体，6、中环滚动单元，7、伸缩板，8、圆形顶板，9、上连接耳板，10、压力传感器，11、液压阻尼油缸，12、位移传感器，13、上支撑耳板，14、下连接耳板，15、加强板，16、导杆，17、伸缩板下连接耳板，18、外环滚动元轴，19、外环滚动元，20、外环滚动单元连接孔，21、隔板，22、内环滚动元轴，23、内环滚动元，24、内环滚动单元连接孔，25、中环滚动元，26、下轴孔，27、下轴，28、上轴，29、弹簧，30、下板，31、上板，32、导轮，33、下板销连套，34、上板销连套，35、芯腔，36、卷捆室，37、卷捆室入口，38、上轴孔，39、端侧壁板，40、限位块。
具体实施方式
18.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
19.本发明提供了圆捆机轴向变腔式卷捆机构，如图1至图13所示。
20.圆捆机轴向变腔式卷捆机构，包括前机体1、后机体5、钢辊3和芯腔35，后机体5可转动地套接在前机体1上，且前、后机体两侧均设有端侧壁板39并与前、后机体形成卷捆室36，而卷捆室36的前侧下方还设有卷捆室入口37，钢辊3沿圆周方向配装于卷捆室36内，芯腔35沿轴向配装于卷捆室端侧壁板39中心部位处。
21.所述芯腔35为可变圆锥体结构，芯腔35内对称布设有圆形顶板8以及内环滚动单元2和中环滚动单元6，圆形顶板8相应配装于芯腔35心部并通过沿轴向固设于圆形顶板外侧的导杆16与设于端侧壁板39外侧的液压系统控制连接，内环滚动单元2配设于圆形顶板8的内侧。
22.圆形顶板8的圆周方向上还相应依次交叉设有倾斜设置的第一伸缩体和第二伸缩
体并构成可变圆锥体结构的圆锥面，而第一伸缩体和第二伸缩体的首端部分别与圆形顶板8的端部转动连接，第一伸缩体和第二伸缩体的末端部分别与端侧壁板39的端部转动连接，且中环滚动单元6相应配设于第二伸缩体上；端侧壁板39的两侧内壁上还相应固设有沿周向布置的外环滚动单元4，且外环滚动单元4设于可变圆锥体结构的径向外侧。
23.工作时，圆形顶板在液压系统以及第一伸缩体和第二伸缩体的共同作用下，可压缩移至端侧壁板面处，或舒展至卷捆室心部，实现芯腔可变。
24.本实施例中，所述第一伸缩体包括相对伸缩设置的上板31和下板30，且位于搭接侧的下板30下方还延伸设有导轮32，而上板31穿过下板30与导轮32间的空隙并滑动搭设于导轮32上，位于搭接侧的上板31和下板30还均凸设有相对设置的限位块40，上板31的另一端与圆形顶板8端部转动连接，下板30的另一端与端侧壁板39中心部位圆孔端部转动连接。
25.所述第二伸缩体包括相对伸缩设置的上轴28和下轴27，且下轴27上沿轴向开设有用于插设上轴的连接孔，连接孔中还配设用弹簧29且弹簧29一端与下轴27连接，另一端与上轴28连接。
26.中环滚动单元设为圆锥体结构并套设于下轴27上且通过限位凸台限位，本实施例中，所述中环滚动元采用锥面倾斜5
°
~10
°
的圆锥体，并采用尼龙材料制成。
27.所述外环滚动单元4包括第一支撑座以及设于第一支撑座上的多列多排滚动元结构，且第一支撑座固设于端侧壁板39上；而多列多排滚动元结构包括若干单列单排滚动元结构，且相邻的单列单排滚动元结构之间设有隔板21，而单列单排滚动元结构包括滚动元轴以及转动套设在滚动元轴上的滚动元，滚动元轴穿过隔板21并固设于第一支撑座上。本实施例中，外环滚动单元采用两列两排滚动元结构。
28.所述内环滚动单元2包括第二支撑座以及设于第二支撑座上的单列单排滚动元结构，且第二支撑座固设于圆形顶板8上。
29.所述液压系统包括液压阻尼油缸11以及配装在液压阻尼油缸11上的位移传感器12，且位移传感器12与液压阻尼油缸11控制连接。优选的，所述端侧壁板39还相应设有加强板15，液压阻尼油缸11固定设于加强板15上；液压阻尼油缸11的阻尼力依据位移传感器12检测的导杆16在液压阻尼油缸11内的位置而设定的逐渐增加的变压力函数确定，使圆捆内外层密度均匀，液压系统实现即时控制。
30.下面结合附图对本发明的实施方案进行详细描述。轴向变腔式卷捆机构包括配装在前机体1、后机体5内的钢辊3、端侧壁板39和芯腔35，并形成卷捆室36，卷捆室入口37位于卷捆室36前下方部位处；所述的钢辊3沿圆周方向配装在卷捆室36内；所述的芯腔35为可变圆锥体结构配装在卷捆室轴向端侧壁板39的中心处、前机体1上，芯腔35配装圆形顶板8、导杆16、伸缩板7、中环滚动单元6、内环滚动单元2、压力传感器10，圆形顶板8配装在芯腔35上部，导杆16固定连接在圆形顶板8的下方，圆形顶板8的下方固定连接上连接耳板9、上支撑耳板13，中环滚动单元6、伸缩板7倾斜地配装在芯腔35的锥体面上；所述的伸缩板7为下板30、上板31组成的可伸缩的板件，可转动地销连在圆形顶板8下方的上连接耳板9上、端侧壁板39上的伸缩板下连接耳板17上，下板30上配装尼龙材料的导轮32；所述的中环滚动单元6配装可伸缩轴、中环滚动元25，可转动地托在圆形顶板8下方的上支撑耳板13上、销连在端侧壁板39上的下连接耳板14上，中环滚动单元6可伸缩轴为下轴27、上轴28、弹簧29组成的可伸缩的轴件，中环滚动元25为锥面倾斜5
°
~10
°
、尼龙材料的圆锥体；所述的内环滚动单元
2为由单列单排内环滚动元23组成的集合体，内环滚动单元2配装内环滚动元轴22、内环滚动元23，内环滚动单元2通过内环滚动单元连接孔24固定连接在圆形顶板8的上方；所述的传感器10配装在圆形顶板8的下方；所述的外环滚动单元4为由两列两排外环滚动元19组成的集合体，外环滚动单元4通过滚动单元连接孔20固定连接在端侧壁板39上，外环滚动单元4配装外环滚动元轴18、外环滚动元19、隔板21；液压阻尼油缸11固定连接在加强板15上，加强板15固定连接在端侧壁板39上，液压阻尼油缸11内配装导杆16，液压阻尼油缸11上配装位移传感器12；后机体5可转动地套接在前机体1上。
31.轴向变腔式卷捆机构由拖拉机动力输出轴或电动机驱动工作。作业时，秸秆不断由卷捆室入口37喂入到卷捆室36内，受沿圆周方向配装在卷捆室36内通过链传动驱动的钢辊3的导送，同时在卷捆室36的轴向端侧受到配装在卷捆室36内端侧壁板39中心处的芯腔35与钢辊3所形成的“v”形空间的挤压力，使秸秆沿芯腔35卷绕上升，在卷捆室36内形成卷草过程。在喂入的秸秆沿芯腔35上升过程中，中环滚动单元6配装的可转动套装在下轴27上的中环滚动元25能够使秸秆沿芯腔35圆锥面实现滚动卷绕上升并移向卷捆室36中部，同时伸缩板7配装的可相对移动的下板30、上板31支持秸秆沿芯腔35圆锥面上升。
32.秸秆卷捆一直受到内环滚动单元2、中环滚动单元6、外环滚动单元4的支撑而在卷捆室36轴向端侧实现滚动过程。随卷捆进程，若沿轴向由芯腔35的圆形顶板8上配装的压力传感器10检测的压力大于芯腔35配装的导杆16受到的液压阻尼油缸11的阻尼力，卷捆室36内的秸秆推动芯腔35沿轴向向卷捆室36端侧移动，此时中环滚动单元6底端绕穿过下轴27的下轴孔26、下连接耳板14的销轴转动，中环滚动单元6顶端绕穿过上轴28的上轴孔38、上支撑耳板13的销轴转动，同时上轴28压缩弹簧29向下轴27内移动，伸缩板7绕穿过下板30的下板销连套33、伸缩板下连接耳板17的销轴转动，伸缩板7绕穿过上板31的上板销连套34、上连接耳板伸缩板9的销轴转动，同时上板31通过导轮32沿下板30向内移动。
33.液压阻尼油缸11的阻尼力按着位移传感器12检测的导杆16在液压阻尼油缸11内的位置由设定的逐渐增加的变压力函数确定，使圆捆内外层密度均匀，由液压系统实现即时控制。若沿轴向由芯腔35的圆形顶板8上配装的压力传感器10检测的压力达到液压阻尼油缸11的最大阻尼力时，芯腔35的圆形顶板8移至端侧壁板39处，且中环滚动单元6、伸缩板7处于端侧壁板39面处，卷捆室36达到最大。待达到要求的圆捆密度后，经缠绳或包网，最后由液压机构驱动后机体5绕前机体1上部的转轴向后旋转打开并卸捆。
34.秸秆喂入轴向变腔式卷捆机构卷捆室后，经沿圆周方向配置在卷捆室36内的钢辊3、沿卷捆室36轴向配置的可移动芯腔35，以及轴向端侧(面)配置的滚动单元2、4、6的组合作用能保证加快形成滚动卷捆过程，提高卷捆密度和作业效率并降低卷捆能耗。因而，对各类秸秆的打捆性能有大幅提高。
35.本专利中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，上述词语并没有特殊的含义。
36.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同
物界定。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。