CN2406924Y - 一种新型纤维液压打包机 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种新型纤维液压打包机,在耙料器的曲柄轴上装有发讯信号盘对液压缸进行电液工作控制,液压缸内具有增速机构和补液装置,它使耙料预压缩和成包顶压在一个工位完成,使该打包机宽度缩为一半,高度降为2/3左右,主缸行程缩短,工作效率提高,大大降低制造成本外还具有高效、经济的使用特点。

Description

一种新型纤维液压打包机

本实用新型一种新型纤维液压打包机，特别适用于生产线上大包型皮棉、化纤等的压缩打包加工。

现有技术的在线纤维液压打包机采用双箱转箱式，必备提、落、转箱等装置，机构复杂，体积大，且喂料、踩压与顶压成包分别在两个工位进行，其踩压工位采用“带料耙的链条踩压机”进行机械式踩压，喂料方便但预压缩力不足，主机很高；采用液压踩压，压力虽大，但喂料机构很复杂并且其顶压工位的成包速度直接依靠供油泵的输油量、速度慢(参阅《棉纤维打包技术与设备》，赵应樾编著，P9～P11，P31～P39，P216～P247，1992年，上海交通大学出版社，全国科技新书目第265～291号)。

本实用新型的目的是提供一种能胜任工作任务，采用耙式喂料、液压踩压与成包顶压在同一工位进行的较小体积的单箱下压式经济、高效的纤维液压打包机。

本实用新型一种新型纤维液压打包机，包括油箱(1)、液压泵(2)、液压缸(3)、曲柄摇杆式耙料器(4)、机架(10)、压块(20)、压块导向杆(28)、包箱(23)，其特征在于：a.在耙料器(4)的曲柄轴(5)上固接着一个信号盘(17)及其附着的信号元件(17′)、(17″)，在信号元件(17′)、(17″)对应作用区域分别安装着传感器(18)、(19)，传感器(18)、(19)的触点(FeJ18)、(FeJ19)连接在控制方向阀(24)动作的电路中，运行时信号元件(17′)、(17″)向传感器发出设定的通或断的信号来操纵方向阀(24)的换向，从而实现对柱塞(33)及压块(20)相应的停止、下行和上行的工作控制；b.液压缸(3)的上缸体外端连接着制有中心通油孔(A)和侧位通油孔(C)的密封压盖(3′)，密封压盖(3′)的内端面中心处联接着导管(34)、制有盲孔的柱塞(33)、柱塞(33)与导管(34)间的密封圈(39)所构成的增速缸结构；c.中心通油孔(A)，其外接油道(A′)、液压方向阀(24)与液压泵(2)连接而成的增速管系，侧位通油孔(C)、其外接油道(C′)、补液阀(29)与油箱(1)连接而成的环形腔管系以及两管系间跨接在外接管道(A′)、(C′)之间的液压控制阀(31)所组成的补液装置。

本实用新型的控制电路中，耙料器电动机(12)的接触器1C的常开触点、传感器(18)的常开触点(FeJ18)、踩压下行限位开关1HC的常闭触点、踩压上行继电器2J的互锁触点及踩压下行继电器线圈1J相互串联后跨接在X₁₁、X₀之间，顶压下行限位开关3HC的常闭触点、线圈1J的常开触点与换向阀(24)下行工作电磁铁线圈1CT也串联并跨接在X₁₁、X₀之间，而1J常开触点的前端(60)与(62)间连有顶压下行停止按钮3TA，(62)通过顶压下行启动按钮3QA及中间继电器3J接在X₀上，3J自保触点3J₂与3QA并联，常开触点3J₁接在(63)、(61)间，由此构成踩压、顶压下行控制电路③；踩压上行继电器线圈2J与踩压上行限位开关2HC的常闭触点也跨接在X₁₁、X₀之间，且该两元件间并联着四条支路，每条支路中分别接入踩压下行限位开关1HC的常开触点、传感器(19)的常开触点(FeJ19)、耙料电机接触器1C的常闭辅助触点和线圈2J的自保触点，线圈2J的另一常开触点、顶压上行限位开关4HC的常闭触点、3J线圈的常闭触点3J3以及换向阀(24)上行工作电磁铁线圈2CT串联后也跨接在X₁₁、X₀之间，而顶压上行按钮4QA常开触点两端分别按在4HC后面(68)和2CT前(70)的线路中，此外，接自X₁₁的控制电源由钮子开关NK导入，由此构成踩压、顶压上行控制电路④，电路③④及①②协同完成喂料、踩压、顶压的下压、上行、停止及换向的控制任务。

电路①②分别为耙料电机及液压泵电机启动、停车用的公知典型简要电路。

本实用新型一种新型纤维液压打包机(以下简称打包机)有如下附图：

图1是本案打包机正视图；

图2是本案打包机中表达耙料器结构的侧视图；

图3是本案打包机中补液装置和增速缸装配结构示意图；

图4是本案打包机的控制电路；

图5是传统双箱式纤维液压打包机的外观结构。

上述图中：

1-油箱；2-液压泵；3-活塞式液压缸；4-曲柄摇杆式耙料器；4′-耙料器箱架；4″-耙料器箱架盖板；5-曲柄轴；6-曲柄；7-连杆；8-摇杆；9-摇杆铰销；9′-铰销座；10-机架；11-齿耙体；12-电动机；13-齿轮减速机构；13′-传动副；14-制动机构；15-铰销；16-铰销；17-信号盘；17′、17″-信号元件；18-踩压下行用接近开关；19-踩压上行用接近开关；20-(活塞杆)压块；21-淌料道；22-螺钉；23-包箱；23′-箱网；24-换向阀；26-液压泵电机；28-压块导向杆；28′-撞块；29-补液阀；30-补液箱；31-液压控制阀；33-柱塞；34-导管；35-密封压盖；36-衬管；37-螺钉；38、39-密封圈

A-中心通油孔；A′-A孔外接油道；B-柱塞上行工作油管；

C-侧位通油孔；C′-C孔外接油道(补液油道)；

D——顶压成包工作油管；G——增速缸内腔；H——主缸成包工作环形压力腔；p——液压系统低压控制源；

①-耙料器启动、停止控制电路；②-液压泵启动、停止控制电路；③-踩压下行和顶压下行控制电路；④-踩压上行和顶压上行控制电路

1QA、1TA、1C——分别为耙料器电机(12)的启动按钮、停止按钮和交流接触器。

2QA、2TA、2C——分别为液压泵电机(26)的起动按钮、停止按钮和交流接触器。

3QA、3TA——分别为顶压下行启动、停止按钮。

4QA——顶式上行手动按钮。

NK——钮子开关或推拉开关(用于上行过程中停)。

YJ——液压继电器；

(FeJ18)、(FeJ19)——分别为接近开关(18)、(19)的触点。

1J、2J——分别为踩压下行、踩压上行控制用中间继电器；

3J——顶压下行控制用中间继电器；

1CT、2CT-分别为换向阀(24)的下行、上行电磁铁线圈；

1HC、2HC-分别为踩压下行限位开关、上行限位开关。

3HC、4HC——分别为顶压下行限位开关、顶压上行限位开关。

现在结合实施例进一步阐述本实用新型的细节特点、工作原理与动作过程。

一只带制动装置的曲柄摇杆机构耙料器4，可以是公知技术“带料耙的链条踩压机”中去掉链条和踩压机构而成。可以将该耙料器箱架4′，类同于传统方法，直接安装在液压缸3前耙料部位的机架10上，也可以如附图1、附图2所示，将箱架4′缩小成主要包含曲柄轴5的盒形结构固结在液压缸3上；而根据联接需要可以弯成图1所示的“Z”形的摇杆8与液压缸3上固接或焊接的铰座9′用销9铰接起来；其余联接及连杆7、加接的齿耙体11等结构均如常规。附图1、附图2中驱动曲柄轴5的方案是：在箱架4′上立式固接着减速器13，减速器输入端固接着自身带制动装置14的市售ZD型锥形转子电动机，减速器13的输出轴用传动副13′去驱动曲柄轴5，即可得到工作所需5～14rpm的低速转动。减速器13可以是摆线针轮式或渐开线少齿差式，也可以是蜗轮副式，该减速器—电机组也可水平、侧置式地固装在箱架4上，以降低安装总高度。包含在减速机构内的传动副可用齿轮副、链轮副甚至带传动替代。

耙料器也可用低速大扭矩液压马达直接驱动其曲柄轴。

附图1、附图2中用键固接在曲柄轴5上的信号器17是由铝合金或塑料等非铁磁材料制成的圆盘，其工作作用的内端面或圆柱表面制有两道等宽的环槽，环槽中嵌着矽钢片或铁片加工成的弧形信号元件17′、17″，信号器上也可不加工环槽而直接将弧形片17′、17″用螺钉、焊接或粘结方法附着在信号器17中的设定区位。位于17′、17″两条作用环带区在同一条半径线上(为便于调整)通过支架固装着市售3SG、LXJ等型接近开关18、19(图1、图2中所示半径线即为过圆心的铅垂线)。由N-N′所示信号元件配位图，对应于耙料器齿端O₅-O₁-O₂-O₃-O₄轨迹，信号器17转角弧度为O′₅-O′₁-O′₂-O′₃-O′₄。信号盘O′₅-O′₁弧区转过铅垂线时，耙料器对踩箱机喂料，压块20应处于上止点停止状态；O′₁→K→O′₅转过铅垂线时，压块应完成下行踩压和上行回程的任务。压块下行、上行时间的合理分配需对应液压缸的速度比，本实用新型推荐比值≥2，即信号器中弧度(O′₁-O′₃-K)≥2(K-O′₅)，式中K为N-N′图所示的上、下行切换点。

信号盘也可用铁质材料，但内端面或圆柱表面上附装的弧形铁片元件17′、17″要加大厚度，固结在盘体上时必须凸出一个高度，使得凸出的元件对接近开关产生作用，而盘体本身则不对接近开关发生作用。

信号盘17用铁质材料制成时也可以不加元件17′、17″，而在原附着元件的表面安装一层用铜、铝等非铁磁材料制成的隔绝膜板，该膜板上镂刻露出元件17′、17″的铁质弧形环带，产生相同的发讯效果。

液压缸缸体的工作表面加工精度及表面粗糙度与现用打包机要求一致。缸体与缸盖3′用调质热处理过的45号钢或40铬钢制成的螺栓22进行联接(箱架盖4″也可借用螺栓22固接)，缸盖3′所用材料与缸体类同。缸盖3′上的孔A，采用法兰或管螺纹与油道A′相接通，内端则用管螺纹、或法兰或焊接等刚性连接的方法以及软管套接、万向球铰式等挠性方法联接着导管34。柱塞33用铸铁制成或用钢管焊接而成。在柱塞33铸造过程中为提高冷却速度使其金相组织细化而提高材料强度，也可在柱塞33的盲孔中加设衬管36。补液管C′多用钢管制成三通式，其一端接通管C，另一端联接补液阀29的出口，补液阀29的进口油管装设在补液箱30的油面内，C′的第三端则多用法兰与跨接在管A′、C′间的液压控制阀31的主出口相联接。

柱塞33盲孔上端缩颈处可直接加工出孔槽以安装密封圈39(见图3中液压缸轴心线右侧部位)。将导管34穿过密封圈39，套入柱塞33的孔中，把压盖3′连接在液压缸3的上缸体外端，即完成增速缸的结构。若导管34较细，也可将柱塞制成组合式，即将带密封圈39的柱塞上端与柱塞主体用螺钉37固结为完整的柱塞(见图3)。补液箱30可用吊耳、撑杆之类就近固装在液压缸3上或框架10上。此外，与缸体3连通的B管可采用管螺纹或法兰式联接。

本实用新型中充液阀29、换向阀24、液压控制阀31均选购市售滑阀或插装阀，阀31可选用市售单向顺序阀或位置控制阀。密封圈38、39均为市售标准件，根据工况可选用V型、YX型、O型或复合型等。

附图4所示控制电路中均用市售电器元件，包括交流接触器1C、2C，液压继电器YJ等。限位开关及撞块28′的固装方式与一般打包机中所用相同。

下面结合附图1、2、3和附图4将本实用新型电气——液压——机械三者动作过程、工作原理进一步阐明如下：

1.启动(合上NK)

液压泵先行启动：按动2QA，液压泵电动机26的接触器2C线圈通电并自保，液压泵2启动运转，输出油流自阀24的M型中位卸荷，如图3状态。

耙料器启动：按动1QA，耙料器电动机12的交流接触器线圈2C通电并自保，制动器14松脱，电动机12通电运转，同时1C的两辅助触点分别动合(FeJ18前)和动断(FeJ19下面支路)，电动机12通过减速机构13驱动曲柄轴5，耙料器开始工作，信号器17与曲柄6同轴转动。

2.耙料入箱、踩压停位

耙料器及信号器17自图2所示位置运转(以铅垂线为参考基准)，耙齿端自O₅→O₁，即从淌棉道耙料入箱，此时信号器(O′₅-O′₁)休止弧角转过铅垂线，元件17′、17″均不发讯，接近开关触点(FeJ18)、(FeJ19)均断开，线圈1J、1CT和2J、2CT均未通电，阀24处于中位，泵2卸荷运行，液压缸3的压块20因为此前上行回程结束，已处于上止点位置，故停位不动。

3.踩压下行、上行工作及其换向

踩压下行、上行工作：曲柄6继续运转，耙齿从O₁走向O₂、O₃点，此时信号器17中O′₁、O′₂、K弧段(即元件17′弧段)越过铅垂线，元件17′向接近开关18发讯导通，电路中(FeJ18)触点动合(前面1C触点已拍合，如前述)，线圈1J通电，动合触点1J使1CT线圈通电，阀24工作油流自P→A，进入增速缸内，腔G快速推动柱塞33、压块20向下踩压，缸3环形腔H形成真空，由补液箱30通过补液阀29快速补油，缸3下腔回油自B→阀24→回油箱，此时控制阀31中的顺序阀未工作。

曲柄(6)继续运转，K-O′₅弧段(即元件17″弧段)转过铅垂线，发讯切换为17″感应(FeJ19)、(FeJ18)触点断开，1J、1CT断电，(FeJ19)触点通电，2J、2CT线圈通电，阀24换向工作，油流自P→B，而控制压力油打开补液阀29，腔H存油返回补液箱30，腔G存油自A通过阀24通道回油箱，压块20换向转为上行。K点转过铅垂线时，理论上压块20恰好到达所需下行行程的终点，继而换向，这是曲柄动作控制液压动作的理论配位状态，由此表明：液压缸3下行到达踩压行程终点时(令行程开关1HC设置在该终点处)，缸腔所需的总流量Q₁恰好等于(O′₁-K)转过铅垂线总时间内泵(2)所提供的总流量Q_s。事实上因内泄漏等诸原因，Q_s往往不等于Q₁，当Q_s大于或甚大于Q₁时，压块20较快下行到终点，接触1HC的时间早于K点到达铅垂线的时间，则行程开关1HC动断触点(57-58)使1J、1CT失电，1HC动合触点(66-67)使线圈2J通电、自保并互锁住1J，2J动合触点(68-69)使2CT通电，阀24中电磁阀自左位切换到右位工作，液压系统工作状态如前述，油流P→B，A→T，压块20换向上行。此时，无论信号器17滞后在什么发讯阶段，液压缸继续上行直至到达上止点动断2HC触点使线圈2J、2CT断电，阀24复为中位，压块20安稳停位在上止点，等待执行下一转动中元件17′转到铅垂线时发出的下行指令(1J线圈前2J互锁触点(58-59)已恢复常闭)。

当液压油流Q_s小于Q₁时(不推荐)，若下行压块20未达下止点，1HC未动作，但信号盘17中17″元件已转到铅垂线，如前所述，阀24中电磁阀此时换为2CT通电，压块自动换向上行，液压缸3的工作完全由信号器根据转角控制，本实用新型仍能柔性地运转换向。

4.棉包到重自动停车、踩压自动停位于上止点

随耙料次数的增加，包箱23中棉料达规定数量，在踩压行程中液压系统具一规定最高压力，而致液压继电器YJ常闭触点断开，电路中1C线圈失电，耙料器因电机12断电并制动而停车，(FeJ18)前1C辅助触点恢复常开，下行电路③被切断；1C线圈断电，使电路④中2HC常闭触点(66)后的1C辅助触点(66-67)恢复常闭而自动导通2J、2CT，阀24中电磁阀右位工作，油流P→B，A→T，H→补液箱，压块20上行，直至断开2HC触点后停止于上止点。电动机12停车即制动，是防止耙料器因自重及惯性力会产生再次喂料的误动作。

5.顶压

上行放上包布：按住4QA。2CT通电，阀24中电磁阀右位工作，压块20自2HC上行至4HC停止，利用箱网23′以上此间隙高度铺放上包布(打美国式套包，则无铺放包布)。2HC到4HC距离很短，故用点动按钮4QA。

下行顶压：断开NK，按动3QA，线圈3J通电并自保(3J₂)，互锁触点3J₃断开2CT，常开触点3J₁导通1CT，阀24中电磁阀左位工作，油流自P→A；补液阀向H腔充油，B管回油，压块20向下成包压缩，因套缸直径较小，G腔压力油不断升高，达到顺序阀调定压力(一般为20MPa左右)，则控制阀31中的顺序阀打开工作，高压油自A→G的同时自D通过C进入H(补液阀29自动关闭)，压包柱塞33在H腔，G腔共同作用下，继续顶压，一直到达预定顶压的终点，断开3HC常闭触点而停止，压块20即压缩停位(中途停位，则按3TA即行)。打开箱门，拉包布捆扎。

上行：合上NK，线圈2J通电，并导通2CT，阀24电磁阀右位工作，压力油流自P→B进入缸3下腔，同时，G→A→T；H→补液箱，H腔部分存油自阀31中单向阀→A→T。压块20上行松压，断开NK，上行停止。推包出箱，然后铺下包布(或可同时铺上包布，打美国套包，则无铺放上下包布)，关合箱门，然后合上NK，压块20自动上行至踩压上行终点，断开2HC触点而停止。捆扎及出箱时间生产的纤维仍暂储于淌料道内。

6.开始新棉包的工作

触动1QA，耙料器重新工作，新棉包工作循环开始。

本实用新型将耙料、踩压和成包顶压在一个工位完成，使得传统打包机(见图5)两工位合而为一，机器宽度缩为一半；液压踩压比原机械踩压的预压缩力增高了一倍以上，整机高度可下降到2/3左右，由此缩短主缸行程，加上压块下行时先由增速缸推进，达到调整压力值后由G、H两腔共同施压，大大缩短工作时间，显著提高效率。本实用新型所提供加工包重200±10kg的中国标准I型棉包(符合ISO标准)的单箱式棉包机，每小时加工≥15包，共计≥3t皮棉，达到或超过中国目前最大的双箱式MDY315型的加工能力(本实用新型更适合加工227kg重的国际通用大型包)，而其耗材总重可自30t下降至18t左右，造价也下降一半左右。

Claims (2)

1.本实用新型一种新型纤维液压打包机，包括油箱(1)、液压泵(2)、液压缸(3)、曲柄摇杆式耙料器(4)、机架(10)、压块(20)、压块导向杆(28)、包箱(23)，其特征在于：

a.在耙料器(4)的曲柄轴(5)上固接着一个信号盘(17)及其附着的信号元件(17′)、(17″)，在信号元件(17′)、(17″)对应作用区域分别安装着传感器(18)、(19)，传感器(18)、(19)的触点(FeJ18)、(FeJ19)连接在控制方向阀(24)动作的电路中，运行时信号元件(17′)、(17″)向传感器发出设定的通或断的信号来操纵方向阀(24)的换向，从而实现对柱塞(33)及压块(20)相应的停止、下行和上行的工作控制；

b.液压缸(3)的上缸体外端连接着制有中心通油孔(A)和侧位通油孔(C)的密封压盖(3′)，密封压盖(3′)的内端面中心处联接着导管(34)、制有盲孔的柱塞(33)、柱塞(33)与导管(34)间的密封圈(39)所构成的增速缸结构；

c.中心通油孔(A)，其外接油道(A′)、液压方向阀(24)与液压泵(2)连接而成的增速管系，侧位通油孔(C)、其外接油道(C′)、补液阀(29)与油箱(1)连接而成的环形腔管系以及两管系间跨接在外接管道(A′)、(C′)之间的液压控制阀(31)所组成的补液装置。

2.根据权利要求1所述的一种新型纤维液压打包机，其特征在于控制电路中，耙料器电动机(12)的接触器1C的常开触点、传感器(18)的常开触点(FeJ18)、踩压下行限位开关1HC的常闭触点、踩压上行继电器2J的互锁触点及踩压下行继电器线圈1J相互串联后跨接在X₁₁、X₀之间，顶压下行限位开关3HC的常闭触点、线圈1J的常开触点与换向阀(24)下行工作电磁铁线圈1CT也串联并跨接在X₁₁、X₀之间，而1J常开触点的前端(60)与(62)间连有顶压下行停止按钮3TA，(62)通过顶压下行启动按钮3QA及中间继电器3J接在X₀上，3J自保触点3J₂与3QA并联，常开触点3J₁接在(63)、(61)间，由此构成踩压、顶压下行控制电路③；踩压上行继电器线圈2J与踩压上行限位开关2HC的常闭触点也跨接在X₁₁、X₀之间，且该两元件间并联着四条支路，每条支路中分别接入踩压下行限位开关1HC的常开触点、传感器(19)的常开触点(FeJ19)、耙料电机接触器1C的常闭辅助触点和线圈2J的自保触点，线圈2J的另一常开触点、顶压上行限位开关4HC的常闭触点、3J线圈的常闭触点3J₃以及换向阀(24)上行工作电磁铁线圈2CT串联后也跨接在X₁₁、X₀之间，而顶压上行按钮4QA常开触点两端分别按在4HC后面(68)和2CT前(70)的线路中，此外，接自X₁₁的控制电源由钮子开关NK导入，由此构成踩压、顶压上行控制电路④。

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