CN102227292A - 用于改进削片机刀片的固定装置的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进削片机(1)刀片(6)的固定装置的方法，所述削片机(1)包括大致圆柱形的刀盘(5)，所述刀盘(5)的一个端表面(5b)设有相对于刀盘(5)大致沿径向延伸的一个或多个刀片(6)，并且为了支撑该一个或多个刀片(6)，布置有磨损段(9)，所述削片机(1)设有在刀片之后的磨损表面(3)，用于抵抗由原木在削片机中被削片引起的应力。在该方法的实践中，至少一个刀片段(29)布置成支撑到刀片(6)和磨损段(9)上，该至少一个刀片段(29)的上表面(29b)形成磨损表面(3)的期望部分(3b)，并且涂层(10)形成在上表面(29b)上以抵抗所述应力。

Description

用于改进削片机刀片的固定装置的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于改进削片机刀片的固定装置的方法，所述削片机包括大致圆柱形的刀盘，该刀盘的一个端表面设有相对于刀盘大致沿径向延伸的一个或多个刀片，并且为了支撑该一个或多个刀片，布置有磨损段，该磨损段的上表面设有涂层，用于抵抗由原木在削片机内被削片引起的应力。本发明还涉及实施该方法的装置。

背景技术

用于造纸和纸浆工业需求的木片通常使用盘式削片机来生产。削片机具有刀盘，该刀盘支撑在机架内的轴承上，该轴承可围绕其轴旋转，并且多个刀片略微偏离刀片半径方向地适配至刀盘。刀片被布置成在刀盘旋转时在与所期望的刀片间距相对应的距离处经过对刃的刃部。在对木材进行削片时，刀盘的刀片撞击正被削片的原木，该原木的相对侧又支撑在对刃上。

利用削片机，引入削片机中的木材原木被削片成形成所需尺寸的木片，以便进一步处理。在操作过程中，刀盘及其部件遭受导致磨损的强应力，包括机械应力和化学应力，以及其它应力。特别地，这种情况也适用于刀盘和布置成用于固定和支撑刀盘的部件。通常使用所谓的嵌入刀片装置，由此被插入刀盘的刀片尤其在径向方向上被用磨损段部件支撑。刀片的一个上侧和磨损段部件的上侧以根据每一种具体情况而确定的方式形成连续的表面或平面或至少形成该表面或平面的主要部分。该表面延伸至后面的刀片开口。在本专利申请中，在木材经过的方向上介于刀片和后面的刀片开口之间的表面通常被称为磨损表面。通过刀片被切削的木材(通常为原木)一般经过在该磨损表面侧上的装置，并且进一步朝着下一刀片传送。磨损段部件由基材(通常为高强度结构钢)制成的一个厚重件形成。

为了硬化磨损段部件的上表面和为了增加其耐磨性，在其上表面喷涂硬涂层。这类现有技术耐磨涂层的形成需要烧结。因此，通过将基材温度增加到约1000℃的范围来在基材表面上形成涂层。典型地，加热是在炉内进行。

然而，考虑到要处理部件的基材，该方法导致若干缺点。首先，基材因烧结而变软。所导致的缺点是材料的荷载承受能力变弱，从而不能如所期望地支撑刀片。磨损段部件不足的强度特性将通过磨损段的厚重并因此耗空间的尺寸来补偿。磨损段部件的质量典型地在200kg的范围内。另外，磨损段部件的耐磨性不足。此外，由于强度特性，有时刀片本身必须不必要地被形成为厚的。

另一个显著的缺点是，在烧结这类大的部件时，其尺寸不可避免地被改变，一种典型现象是出现弯曲。与烧结相关的部件变形通常需要在涂布之后重新加工。这既产生对生产技术的额外需求，又增加了生产成本。相似地，在同时考虑设备部件的尺寸公差和其相互位置时，对于应用目的来说，部件本身及其尺寸的适配变得明显更加复杂。

烧结引起的变形对实际涂层的最终厚度(尤其是对涂层的均匀度)具有不利影响。由于在烧结之后不可能重新加工已被涂覆的表面，因此变形使得涂层厚度发生改变。涂层厚度通常在1mm的范围内，从而使涂层厚度的公差非常小。

此外，在被烧结件的其它表面上留有用于加工的容差，从而可以通过适当的加工将涂层在设备内的位置布置至正确的位置。这类适配和尺寸加工使制造复杂，并且需要一定的精度，以使被涂覆的磨损表面确切地达到正确的水平和处于正确的方向。

除了上述炉加热之外，在烧结过程中，待被涂覆的区域也会被火焰加热。在炉加热一方面产生更均匀的加热，但另一方面降低材料的性能的同时，火焰加热允许将热量更精确地集中在待涂覆的区域，但同时存在下述缺点：部件由于受热不均匀，主要是由于单侧受热并因此产生的单侧热分布而产生的弯曲度增加，以及导致的上文所讨论的类型的问题。

已经尝试通过使用下述装置来解决这些问题，在所述装置中，通过具有良好强度特性的布置在刀片后面的支承件来支撑刀片，该支承件主要是板状部件。因此，由于支承件主要在其行进方向为刀片提供了抵抗由原木产生的应力的增加的反力支撑，所以可以降低对实际磨损段部件的材料的要求。

另外，在支承件之后的原木行进方向上，磨损段的表面主要通过上述烧结方法而设有耐磨涂层。然而，这种装置具有以下缺点：被朝向刀片定位的涂层的边缘必须与刀片和支承件保持一定距离。这是因为，否则，在不中断刀片因荷载而产生的轻微弹性运动(其发生在其定位成抵靠支承件的突出状边缘的区域内的磨损段中)的情况下，涂层将无法承受。由于支承件不能够通过烧结而设置有抵抗磨损的涂层，所以支承件本身也磨损。

这导致另外的问题，即该未涂覆的条带和支承件在操作过程中开始磨损，并在刀片和涂层之间的磨损段内形成“洞”。结果，涂层本身的边缘完全暴露于磨损应力，涂层边缘的粘合力减小，并且涂层将最终开始从基材剥落。

发明内容

本发明的作用和解决方案

本发明的目的是提供一种解决方案，以允许减少或完全避免现有技术的上述问题。本发明的作用是为上述问题给出解决方案，通过该解决方案使刀片后面的磨损表面抵抗其所遭受的应力。为了实现这个任务，公开了一种方法，该方法的特征在于权利要求1的特征部分所提出的特征。实施本发明的装置的方法典型特征又在权利要求6的特征部分中公开。另外，由从属权利要求知道本发明的一些优选实施例。

本发明的中心思想是为刀片提供一种有效的支撑装置，该支撑装置同时抵抗原木的磨损作用。良好而坚实的支撑允许使刀片制造得更薄，并降低了成本。同时，支撑装置的布置方式使得：在不对基材的性能产生上述不利影响的情况下，得到了支撑装置的磨损表面的良好耐磨性。同时，该目的是使磨损段部件的其它部分的构造简单且便宜。

根据本发明的基本解决方案采用模块式装置，其中磨损段仍然由厚重的基本元件形成。与先前的不同，与磨损段分离的耐腐蚀且结实的部件在这里被布置在刀片后面以支撑刀片，该部件在这里称为刀片段。直接布置在刀片后面以支撑刀片的该元件为具有例如梯形横截面的横梁状，如图3所示。刀片段被布置成用于支撑刀片，同时其本身又直接或通过中间件支撑到磨损段部件或刀盘上。刀片段的横截面优选地以期望的程度朝着刀盘的中心轴线减小。因此，当在刀盘的轴向方向上观察时，其形状或多或少地呈扇形。另一方面，也能够对横截面采取等尺寸加工。在这种情况下，在刀片段的整个长度处，即在刀片段在刀盘半径方向上的延伸中，横截面保持大致恒定。这类横梁状元件和磨损段的生产同时进行

就涂层而言，根据本发明的一个优选实施例，可以采用HVOF方法(超音速火焰喷涂)，其中通过超音速火焰喷涂将涂层涂敷在基材表面上。基本元件不一定被加热，这样允许避免由烧结方法引起的上述不利影响。这样得到了具有均匀厚度且制备迅速并且带良好粘性的耐用涂层。在本申请中，涂层既指通过合适方法涂敷在表面基材的表面的涂层，也指通过合适方法获得且具有不同于基材的特性的表面结构。

本发明的优点

通过利用根据本发明的刀片段得到若干优点，其中该刀片段优选地位于在磨损段和刀片之间的刀片的上部区域内，并且同时形成磨损段的初期的总体积的一部分。由于布置在刀片上部区域内的支承件起最大的作用，所以足够的是，仅在该区域内用于支撑的元件具有尤其良好的强度特性。其仅仅是通过刀片段布置用于刀片的支撑件的区域。相反，在下部，常规磨损段的性能是足够的，因此对磨损段的其它区域没有特殊要求。因此，刀片段不必延伸到刀盘。

刀片段的上表面的起抵抗磨损作用的表面构造或涂层仍然可以优选地由碳化物制成。例如，可以提及碳化钨或碳化铬，但不对这些可选材料做任何限制。根据本发明的一个高度优选的实施例，可以由此利用所谓的超音速火焰喷涂方法(即HVOF方法)形成涂层。该方法采用非常高的涂层粒子进给速度(甚至为1200m/s)。结果是，很好地附接到基材的涂层是耐磨的且制备迅速。

现在已经注意到，此类涂层尤其适用于削片机的遭受非常高的磨损应力的磨损表面。通过对削片机实施根据本发明的HVOF方法，得到无需进行任何进一步处理的薄的且高度耐磨的涂层。这非常有利于设备的生产并降低生产成本。同时，可以使固定装置的整体构造比此前的显著简化，并且具有更经济的花费。

附图说明

在下文中，结合附图更详细地公开本发明，在附图中：

图1以局部剖面图示出现有技术盘式削片机刀片的固定装置；

图2以类似于图1的方式示出另一种现有技术盘式削片机刀片和对刃的改进装置；

图3以类似于图1的局部剖面图方式示出根据本发明的刀片和对刃的装置；

图4示出根据本发明的高度优选的实施例。

具体实施方式

图1以大致切向的剖面图示出用于生产木片的盘式削片机1的细节。削片机1具有刀盘5，该刀盘5布置在削片机机架(未示出)内用于围绕其轴旋转。木材通过刀片6进行削片，该刀片6通常略微偏离半径方向地适配于刀盘5，图1仅示出刀片6中的一个。传统上，固定刀片时，采用所谓的嵌入刀片装置，其中，插入刀盘中的刀片6尤其在径向方向上通过磨损段部件9支撑并且从前侧通过刀架11支撑，磨损段部件9在刀盘5内布置成抵靠刀盘5的端表面5b，直接或间接与该端表面5b接触。

刀片6被布置成在刀盘旋转时在与所期望的刀片间距相对应的距离处经过对刃(未示出)的刃部。刀片6刺穿正被削片的原木，该原木的相反侧支撑在对刃上。通过刀片生产的木片经刀片开口穿过刀盘并进一步传递到削片机的出口(未示出)。原木又进一步朝后面的刀片前进。同时，原木接触由刀片6的另一侧6b和磨损段部件的外表面9b形成的通常大致连续的表面或平面7。表面7的在刀片6之后的部分，磨损表面3，在操作过程中遭受大的磨损应力，因而需要坚实且耐磨的工具。因此，这里磨损表面3是指刀片6之后暴露于原木的区域。通常，至少该表面的主要部分由磨损段9的上表面9b形成。因此，磨损表面3在刀片6和刀片开口17之间延伸并终止于刀片开口17。

削片机的磨损段部件9由基材(通常为高强度结构钢)制成的一个厚重件形成。这类材料不承受原木引起的大磨损应力，因而在磨损段部件的表面上喷涂硬涂层10，用于硬化磨损段部件，该涂层是炉烧结的。为清楚起见，涂层10的厚度在图中被夸大。

然而，获得的耐磨性有限。此外，由于上面指明的原因，磨损段部件的强度特性被削弱。由于例如该原因，刀片本身必须形成为厚的，以达到所需强度。该装置的缺点也是磨损段部件的重量较大(通常大约200kg)。

图2示出另一个现有技术解决方案，该方案采用用于支撑刀片的支承元件4。从而，刀片本身可以比之前更薄。磨损段也由厚重的磨损段部件9构成。

紧跟在支承元件4之后形成另外的耐磨碳化物层。碳化物层的厚度通常小于1mm。虽然碳化物涂层提供了非常耐磨的表面，但仍然存在上述磨损问题，尤其是在涂层和支承元件之间的区域12内和在支承元件4本身内。由于上面指明的原因，考虑到耐用性，未保护的带区12必须留得足够大，通常超过15mm。因此，原木的磨损作用能够对该区域产生不利影响。另外的缺点是由变形和适配引起的涂层10的厚度的波动。

替代地，图3示出了根据本发明的基本的解决方案。该图还以大致切向的局部剖面图形式示出刀盘5。实际磨损段仍然由形成基架的厚重的磨损段部件9形成，该部件被布置成抵靠刀盘5的端表面5b。另外，刀片的前侧设有用于在另一侧支撑刀片6的合适的刀架11。首先，在磨损段部件9和刀片6之间设有耐腐蚀的且坚实的刀片段29以支撑刀片。该刀片段可由例如高合金强耐腐蚀材料形成。

根据本发明的基本思想，在刀片段29的上表面29b上布置有耐磨表面构造或涂层，优选地为碳化物层10。刀片段的涂层因而形成磨损表面3的一部分3b。可根据需要来选择刀片段的宽度(因此这里对应于3b)和相应地磨损表面3的总宽度3的一部分。例如，该宽度可以小于磨损表面在刀盘半径的切线方向上即在圆周方向上的延伸的一半。更精确地，该宽度为在原木行进方向上的延伸。优选地，所述宽度在50-1000mm之间，最适合地在100-500mm之间。自然地，当刀片段具有扇形形状时，刀片段的该宽度沿刀盘半径变化。

尤其优选地，涂层10通过HVOF方法形成。在只有该涂层且没有任何其它精加工的情况下，该涂层足以形成抵抗原木引起的磨损应力的持久保护。现在的优点是可以将保留在涂层10和刀片6之间的带区12布置得非常窄，例如在5mm的范围内。与图2类似，为了清楚起见，带区12的尺寸被严重夸大。仅仅由刀片产生的磨损作用仍然非常小，尤其是在刀片的上表面6b被布置成略高于涂层10(例如差值在0.5mm的范围内)的情况下。相反，在刀片段的表面29b的剩余的边缘29c处，可以将涂层布置成延伸到该边缘。

同时，得到用于刀片和磨损段的其它部分的具有简单且低成本构造的固定装置，即不需要在涂覆之后重新加工和调整。

刀片段29的固定装置优选地包括固定螺栓15或对应的固定机构。它们可以布置成延伸穿过刀盘5至刀片段29。利用这些机构可以将刀片段布置成固定到刀盘的基础部分5。另外，刀片段自然地支撑到实际磨损段9上。也可以利用焊接接头固定刀片段29，此时容易将焊接接头布置在刀片段和刀盘之间，以及刀片段和磨损段之间，以被保护免于磨损影响。此外，在刀片段和磨损段9或刀盘5之间存在坚固接头，以及采用其它现有技术固定方法及其组合是可能的。

就磨损段9而言，根据本发明的又一个实施例，可以使用两个或更多个部件。图4示出由部件9、9c和9d构成的磨损段。因此，磨损段单元可以由重叠且连续的部件或其组合制成。因此，仍然可以对磨损段的上表面9b进行处理，以增强其耐磨性。通过这样以模块化方式组装磨损段，可以在涂层随时间磨损时替换形成上表面9b的磨损段部件，而不需要更换整个磨损段。相似地，刀片段的定位成抵靠刀盘5的部分以及磨损段的形成上表面9b的部分也可以根据需要由不同材料制成。

因此，刀片段也可以由单件或若干部件形成。刀片段可以例如在刀片的纵向方向上由具有相同或不同尺寸的两个或三个连续的片件形成。甚至能够在磨损表面3的整个区域内布置在其它性质和涂层10方面与刀片段类似的片件，从而使磨损段9保持在刀片段29和刀盘5之间。

Claims (10)

1.一种用于改进削片机(1)的刀片(6)的固定装置的方法，所述削片机(1)包括大致圆柱形的刀盘(5)，所述刀盘(5)的一个端表面(5b)设有一个或多个刀片(6)，所述刀片(6)相对于所述刀盘(5)大致沿径向延伸，且为了支撑所述刀片，布置有磨损段(9)，并且所述削片机(1)设有在所述刀片(6)之后的磨损表面(3)，用于针对由原木在所述削片机(1)内被削片引起的应力提供保护，其特征在于，为了支撑所述刀片(6)，布置有至少一个刀片段(29)，所述刀片段(29)支撑到所述刀片(6)和所述磨损段(9)上，所述段的上表面(29b)形成所述磨损表面(3)的期望尺寸的部分(3b)，并且在所述上表面(29b)上形成涂层(10)用于针对所述应力提供保护。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述涂层(10)通过HVOF方法(超音速火焰喷涂)形成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述涂层(10)大致由至少一个碳化物层形成。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于所述刀片段(29)由延伸穿过所述刀盘(5)的螺栓(15)，通过坚固接头、焊接接头或对应物或它们的组合固定到所述刀盘(5)。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于所述磨损段由两个或更多个连续和/或重叠的部件(9、9c、9d)形成。

6.一种削片机(1)，所述削片机(1)包括大致圆柱形的刀盘(5)，所述刀盘(5)的一个端表面(5b)设有一个或多个刀片(6)，所述刀片(6)相对于所述刀盘(5)大致沿径向延伸，且为了支撑所述刀片，布置有磨损段(9)，并且所述削片机(1)设有在所述刀片(6)之后的磨损表面(3)，用于针对由原木在所述削片机(1)内被削片引起的应力提供保护，其特征在于，为了支撑所述刀片(6)，布置有至少一个刀片段(29)，所述刀片段(29)支撑到所述刀片(6)和所述磨损段(9)上，所述段的上表面(29b)形成所述磨损表面(3)的期望尺寸的部分(3b)，并且在所述上表面(29b)上形成涂层(10)用于针对所述应力提供保护。

7.根据权利要求6所述的削片机(1)，其特征在于所述涂层(10)通过HVOF方法(超音速火焰喷涂)形成。

8.根据权利要求6或7所述的削片机(1)，其特征在于所述涂层(10)大致由至少一个碳化物层形成。

9.根据权利要求6-9中的任一项所述的削片机(1)，其特征在于所述刀片段(29)由延伸穿过所述刀盘(5)的螺栓(15)，通过坚固接头、焊接接头或对应物或它们的组合固定到所述刀盘(5)。

10.根据权利要求5-9中的任一项所述的削片机(1)，其特征在于所述磨损段由两个或更多个连续和/或重叠的部件(9、9c、9d)形成。

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