CN102972143A - 切割线及装配该切割线的打草机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切割线，可装设于打草机上旋转以切割植被，切割线由复合材料制成，复合材料包括基体和增强材料，基体是热塑性树脂。将耐磨性能好的增强材料加入到以热塑性树脂为基体的材料中，所制得的复合材料的强度、耐磨性得到显著的提高，以这种复合材料制成的切割线，强度与耐磨性能都大大提高了，从而延长了切割线的使用寿命，降低了打草过程中的换线频率，同时在一定程度上降低了打草机的制造成本。

Description

切割线及装配该切割线的打草机

技术领域

本发明涉及一种切割线，还涉及一种装配该切割线的打草机。

背景技术

通常，打草机等户外园艺类切割工具上都设置有切割刀锯用于对枝叶、草坪等进行修整，但切割刀锯一般由金属制成，重量较大，不方便用户握持和操作，为了改善这一不足，目前市场上的打草机大多采用尼龙制成切割线来替换常规的金属刀片。在打草头高速旋转状态下，切割线作为刀锯使用来对草进行切割，这样不仅减轻了打草机的自身重量，使操作者在切割时不容易疲劳，同时也降低了打草机成本。但是，用纯尼龙切割线替代金属刀片也存在不足，主要在于尼龙材料本身的强度不高、耐磨性差，导致打草过程中经常出现切割线磨损、断裂的现象，频繁的换线令用户不胜其烦。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种强度及耐磨性提高的切割线，在打草机上应用这种切割线，能够大大降低打草过程中切割线发生断裂或磨损的机会，从而延长切割线的使用寿命，减小打草机用户的换线频率，同时在一定程度上降低制造成本。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种切割线，装设于打草机上旋转以切割植被，所述切割线由复合材料制成，复合材料包括基体和增强材料，基体是热塑性树脂。

本发明的有益效果是：以复合材料制成的切割线的强度和耐磨性较之纯尼龙有明显的改善，大大降低了打草机在切割过程中的磨损、断线的发生频率。

优选地，增强材料包括玻璃纤维。

由于玻璃纤维的拉伸强度高，因此作为填充材料被置于热塑性树脂基体中后，玻璃纤维使可变形的或弹性的树脂变得更坚硬，制备出的热塑性树脂基复合材料可克服纯尼龙强度不高的缺陷，另外，玻璃纤维增强后的热塑性树脂的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是增强前的2.5倍。

优选地，玻璃纤维在复合材料中的含量在30％至35％之间。

优选地，增强材料包括聚四氟乙烯。

优选地，增强材料包括含有碳纳米管的聚四氟乙烯复合材料。

聚四氟乙烯本身具有自润滑性能，加入聚四氟乙烯能够在一定程度上降低原基体材料的摩擦与磨损，而碳纳米管具有超强的力学性能和极高的纵横比，采用其作为增强材料制备聚四氟乙烯复合材料，再将含有碳纳米管的聚四氟乙烯复合材料作为耐磨材料制备热塑性树脂基复合材料，可以使材料的耐磨性得到显著的提高，克服纯尼龙材料耐磨性差的缺陷。用这种复合材料制成的切割线能够经受的磨损时间明显加长，大大降低了用户的换线频率。

优选地，碳纳米管在聚四氟乙烯复合材料中按体积比含量为10％至20％之间。

优选地，所述聚四氟乙烯在复合材料中的含量在8％至12％之间。

优选地，增强材料包括金属丝，优选地，所述金属丝包括记忆金属丝。记忆金属丝包括钛镍合金纤维。钛镍合金纤维具有极强的抗拉强度和延伸度，且变形回复率高。含有所述钛镍合金纤维的复合材料的强度和弹性得到明显的增强。将含有所述钛镍合金的复合材料制成切割线，切割线不易被拉断，抗变形能力显著提高，有效延长了切割线的使用寿命。优选地，所述钛镍合金纤维在所述复合材料中的含量在3％至5％之间。

优选地，增强材料包括铝、钛、镍、铬金属粉末，且金属粉末在所述复合材料中的含量总和3％-5％之间。金属粉末作为增强材料加入到基体材料中，能够明显增强材料的强度和耐磨性，令其制成的切割线更加耐磨耐用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将耐磨性能好的增强材料加入到以热塑性树脂为基体的材料中，所制得的复合材料的强度、耐磨性得到显著的提高，以这种复合材料制成的切割线，强度与耐磨性能都大大提高了，从而延长了切割线的使用寿命，降低了打草过程中的换线频率，同时在一定程度上降低了打草机的制造成本。

本发明还提供了一种装配该切割线的打草机：一种打草机，包括纵向延伸的操作杆，设置于所述操作杆的手柄，设置于操作杆端部的工作头，驱动工作头旋转的电机，打草机还包括如上所述的切割线，切割线连接于所述工作头。装配有强度及耐磨性都提高的切割线的打草机，在操作中不用频繁换线，为用户节省了时间和精力，提高了操作的舒适度和愉悦感。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是打草机的主视图；

其中：1、操作杆；    2、主手柄；    3、副手柄；

      4、工作头；    5、护罩；      6、风扇；

      7、切割线；    8、壳体；      10、连接导线。

具体实施方式

本发明公开揭示了一种适用复合材料作为切割线的打草机装置，由于该打草机采用复合材料切割线，该切割线的寿命比普通尼龙切割线的寿命长，因此用于连接切割线的绕线盘可以做得较小，或者不设绕线盘就可以方便的执行切割操作，现以具体实施例进行说明。

参照图1所示，是一种电动打草机，包括纵向延伸的操作杆1，操作杆1的一个端部设置一主手柄2，操作杆1上靠近于主手柄2的位置枢轴设置了一副手柄3，主手柄2的尾部设置了连接导线10用于连接供电电源，操作杆1的另一端部设置了工作头4，工作头4包括容纳电机(图中未示出)的壳体8，护罩5连接于壳体8并提供一个半环形的罩区，风扇6与电机轴相连接并由电机驱动旋转，切割线7连接于风扇6的下端。

上述的切割线由复合材料制成，所述复合材料包括基体和增强材料，所述基体是热塑性树脂，优选尼龙，其中，优选地以尼龙6/66的共聚物作为所述复合材料的基体。所述复合材料的增强材料包括玻璃纤维，优选地，所述玻璃纤维在所述复合材料中的含量在30％-35％之间。

作为本发明的一种实施例，玻璃纤维增强尼龙基复合材料的制成方式如下：将适量的尼龙加入双螺杆挤出机中熔融，接着从所述双螺杆挤出机的玻纤入口加入相当于尼龙重量一半的玻璃纤维，一起挤出，制备得到的玻璃纤维复合材料的强度得到显著增强，同时，由于玻璃纤维的加入使得基体材料的弹性模量和硬度增加，复合材料表现出良好的耐磨性。

优选地，所述增强材料包括聚四氟乙烯。优选地，所述增强材料包括含有碳纳米管的聚四氟乙烯复合材料。当碳纳米管在聚四氟乙烯复合材料中按体积比含量为10％至20％之间时，聚四氟乙烯复合材料的耐磨性能比原来提高150-200倍。所述聚四氟乙烯或所述聚四氟乙烯复合材料在尼龙基复合材料中的含量在8％-12％之间。

作为本发明的另一种实施例，聚四氟乙烯增强尼龙基复合材料的制成方式如下：将适量的所述尼龙加入双螺杆挤出机中熔融，接着将约为尼龙重量的1/9的聚四氟乙烯或含有碳纳米管的聚四氟乙烯复合材料通过相应入口加入到熔融的尼龙基体中，一起挤出，由此制备的复合材料的耐磨强度显著增强。用这种复合材料制成的切割线能够经受的磨损时间明显加长，大大降低了用户的换线频率。

优选地，所述增强材料包括金属丝，所述金属丝包括记忆金属丝。所述记忆金属丝优选为钛镍合金纤维。

所述钛镍合金纤维的制法如下：首先，钛线缠在镍箍上，制作钛和镍的配合比为1∶1的镍钛包覆线，这里用数十支至数百支集束包装材包上径5-10mm的集束单线，通过拉模拔丝加工制造线径细达0.1-0.5mm的集束轴心线。进一步将另外数十支到数百支集束包装材包再一次拔丝加工径0.1-0.5mm或两次集束轴心线，在比镍和钛的熔点低1000°的温度热处理，镍和钛在固相状态扩散合金化，然后除去包装材，得到钛镍合金纤维。用此法制成的钛镍合金纤维具有极强的抗拉强度和延伸度，且变形回复率为80％以上。将所述钛镍合金纤维通过双螺杆挤出机的相应入口加入到熔融的尼龙基体中，制备的复合材料的强度和弹性得到明显的增强。将含有所述钛镍合金的复合材料制成切割线，切割线不易被拉断，也不易变形，从另一个角度延长了切割线的使用寿命，降低了用户的换线频率。

作为本发明的又一个实施例，将适量的金属丝特别是含有钛镍合金的金属丝作为增强相加入到熔融的尼龙基体中，通过双螺杆挤出机挤出所制备的复合材料具有良好的很高强度，同时抗变形能力强，用其制成打草机的切割线，可以有效抵抗切割线的变形及磨损，延长切割使用寿命。优选地，所述金属丝在所述复合材料中的含量在2％-5％最佳。

优选地，所述增强材料包括金属粉末，所述金属粉末包括铝、钛、镍、铬，优选地，所述金属粉末的总含量在3％-5％之间。

作为本发明的又一个实施例，金属粉末增强尼龙基复合材料的制成方式如下：将少量的铝、钛、镍、铬粉末作为增强相加入到熔融的尼龙基体中，通过双螺杆挤出机挤出，所制备的金属粉末增强尼龙基复合材料的耐磨强度得到明显提高，用所述复合材料制成打草机的切割线更加耐磨，使用寿命更长久。

综上所述，用于制成打草机切割线的复合材料的基体优先选择尼龙6/66的共聚体，所述复合材料的增强材料则可以单独是含量优选在30％～35％的玻璃纤维，也可以单独是含量优选为8％～12％的聚四氟乙烯或含有10％～20％的碳纳米管的聚四氟乙烯复合材料，也可以单独为含量在3％～5％之间的金属丝或金属粉末，这些增强材料的加入都可以增强尼龙基体的耐磨强度，所制得的尼龙基复合材料的强度和耐磨性都较之纯尼龙有显著的提高，将其制成切割线都比尼龙切割线更加耐磨耐用。

为了证明复合材料制成的切割线相对于纯尼龙切割线在耐用性上的优越性，申请人在测试电压为120V的情况下，分别将纯尼龙、玻璃纤维增强尼龙基复合材料(下表简称复合材料I)、聚四氟乙烯增强尼龙基复合材料(下表简称复合材料II)、金属丝增强尼龙基复合材料(下表简称复合材料III)和金属粉末增强尼龙基复合材料(下表简称复合材料IV)等5种材料制成的切割线安装在同一个打草机上，在同样的试验条件下，测试同等长度的各种切割线在击打同一个坚硬物体(本试验选择钢块)时，磨损长度达到同一个数值(本试验设定的磨损量为15mm)所消耗的时间。具体的试验过程这里不再赘述，试验数据记录如下述磨损长度和磨损时间，单位时间磨损量由计算公式算得。具体参见下表：

表一

当然，所述复合材料的基体材料也可以是尼龙6、尼龙66等其它类型的尼龙，也可以是PP、PE、PBT、PEI等其它种类的热塑性树脂。复合材料的增强材料可以是上述几种增强材料的任意搭配，例如适量的玻璃纤维加聚四氟乙烯，或玻璃纤维加金属丝，玻璃纤维加金属粉，也可以是适量的含碳纳米管的聚四氟乙烯复合材料加金属粉，聚四氟乙烯加金属丝、玻璃纤维加聚四氟乙烯加金属粉......总之，上述几种增强材料可以单独以一定的量添加到尼龙基体中，也可以与其它任一种或任几种增强材料搭配组合而加入到尼龙基体中，均可以达到增强、耐磨的效果。

由所述复合材料制成的切割线截面可以分别制成不同的形状，优选地，当所述切割线的横截面呈五角星或椭圆形时，切割线的割草性能最好，而且产生的切割噪音最小。当然，切割线横截面也可以是圆形、方形、菱形、三角形等等其它各种形状，如上所述的各种可能的截面形状，均是本发明在打草机上可以应用的各种复合材料切割线的形状。

Claims (10)

1.一种切割线，装设于打草机上旋转以切割植被，其特征在于：所述切割线由所述复合材料制成，所述复合材料包括基体和增强材料，所述基体是热塑性树脂。

2.根据权利要求1所述的切割线，其特征在于：所述增强材料包括玻璃纤维。

3.根据权利要求2所述的切割线，其特征在于：所述玻璃纤维在所述复合材料中含量在30％至35％之间。

4.根据权利要求1所述的切割线，其特征在于：所述增强材料包括聚四氟乙烯。

5.根据权利要求4所述的切割线，其特征在于：所述增强材料包括含有碳纳米管的聚四氟乙烯复合材料。

6.根据权利要求5所述的切割线，其特征在于：所述碳纳米管在所述聚四氟乙烯复合材料中含量在10％至20％之间。

7.根据权利要求4或5所述的切割线，其特征在于：所述聚四氟乙烯在所述复合材料中的含量在8％至12％之间。

8.根据权利要求1所述的切割线，其特征在于：所述增强材料包括金属丝，所述金属丝包括记忆金属丝，所述记忆金属丝包括钛镍合金纤维，所述钛镍合金纤维在所述复合材料中的含量在3％至5％之间。

9.根据权利要求1所述的切割线，其特征在于：所述增强材料包括铝、钛、镍、铬金属粉末，所述金属粉末在所述复合材料的含量总和在3％-5％之间。

10.一种打草机，包括纵向延伸的操作杆，设置于所述操作杆的手柄，设置于操作杆端部的工作头，驱动工作头旋转的电机，其特征在于：所述打草机还包括如权利要求1-9中任一项所述的切割线，所述切割线连接于所述工作头。

Images