CN105265113A - 盘式切割机切割机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切割设备的切割机构，具体涉及一种盘式切割机切割机构，包括表面设有动刀的刀盘、位于刀盘中心的轴心孔和轴心孔外周均布的通孔，刀盘上以轴心孔的中心为圆心设有至少两环动刀，且每一环上至少设有两把动刀，每一环上的动刀均布在刀盘的圆周上；相邻两环的动刀之间不处于刀盘的同一径向上，且内环的动刀刀刃的外侧与外环动刀刀刃的内侧处于同一圆周上；所述动刀的刀刃为等滑切角曲线刀刃；滑切角为37o～45o；动刀的楔角为30°～40°。本发明能够实现切割的连续性，提高切割效率；切割时动刀受到的阻力矩平稳，从而降低了功耗和振动，稳定性高；还具有切割过程中动刀不易被农作物秸秆缠绕，作业质量获得提高、动刀磨损率低等优点。

Description

盘式切割机切割机构

技术领域

本发明涉及一种切割设备的切割机构，具体涉及一种盘式切割机切割机构。

背景技术

农作物秸秆切割机是用以将茅草、玉米秆、高梁秆等纤维质秆状物料进行切片或切割的机械，进行切割的主要部件是其切割机构，切割机构的结构影响切割机的切割性能。

盘式切割机属于农作物秸秆切割机的一种，目前常用的盘式切割机的切割机构如图3所示，包括可旋转的刀盘（1）、刀盘（1）上设有用于穿过主轴的轴心孔（4）、均布在轴心孔外周的用于穿过锤片连杆的通孔（2），还包括沿径向分布在刀盘（1）的表面的动刀（3），动刀（3）的刀刃为直线刀刃。

切割机构在进行切割工作时，刀盘转动，由刀盘上的动刀对秸秆进行切割。按动刀切入秸秆的方向不同，切割方式分为正切（指动刀的绝对运动方向垂直于刀刃口的切割方式）和滑切（指动刀的绝对运动方向既不垂直又不平行于动刀刀刃口的切割方式）。在盘式切割机中，动刀是以刀盘的中心进行回转的，从而形成的切割方式为滑切。

动刀在对秸秆进行切割时，必然受到秸秆对其施加的阻力。直线刀刃的动刀在进行滑切时，随着刀刃的刃口远离回转中心（刀盘的中心），滑切角（刃口曲线上任意一点的法线与该点运动速度方向之间的夹角）在减小，进行切割工作时受到的阻力矩变化大，切割机工作时振动加剧，且切割费力、功能消耗高。

盘式切割机在切割农作物秸秆时，一把动刀要切割农作物秸秆的整个端面，当第一把动刀离开秸秆后，需要间隔一段时间第二把动刀才开始切削、切割，这样的切割方式存在以下缺陷，电机载荷不稳定，导致切割力变化不均匀，使盘式切割机产生的振动很大，稳定性低，容易导致盘式切割机其它结构的位置发生变化，进而影响盘式切割机的性能；同时还发出很大噪声，对环境造成噪声污染，且严重影响工作人员的健康。

进年来，已有研究人员对盘式切割机的切割机构做了大量研究：有的在刀盘上增加动刀的数量，达到缩短动刀之间切割工作的间隔时间的目的，实现降低振动的效果，但是，由于所有动刀处于同一圆周上，动刀之间的间隔空间变小，这样容易导致切割后的秸秆没来得及从刀盘上滑落，便有后切割的秸秆产生，进而导致动刀之间聚集过多切割后的秸秆而堵塞，使得切割机不能正常工作，需停机清理，影响切割工作的连续进行；也有的改变刀盘的结构，将平整的圆状刀盘改变为螺旋面刀盘，盘式切割机的稳定性得到改善，但是这样的刀盘加工成本太高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种盘式切割机切割机构，此切割机构能提高盘式切割机的稳定性，同时还可使切割工作能连续进行。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：盘式切割机切割机构，包括表面设有动刀的刀盘、位于刀盘中心的轴心孔和轴心孔外周均布的通孔，刀盘上以轴心孔的中心为圆心设有至少两环动刀，且每一环上至少设有两把动刀；相邻两环的动刀之间不处于刀盘的同一径向上，且内环的动刀刀刃的外侧与外环动刀刀刃的内侧处于同一圆周上；动刀的刀刃为等滑切角曲线刀刃。

本发明的工作原理及有益效果为：

本方案中的动刀相对现有技术中的动刀较短，将现有技术中的一把长动刀替换为几把相对较短的动刀，且在切割刀盘上设置多环动刀，相邻两环的动刀之间不处于刀盘的同一径向上，内环动刀的外侧刀刃与处于外环动刀的内侧刀刃位于同一圆周上，在对农作物秸秆进行切割时，以刀盘的中心向外，第一环动刀切出时，第二环动刀切入，第二环动刀切出时，第三环动刀切入，以此规律进行，采用多把动刀连续性切割秸秆的端面，每把动刀的切割宽度保持一致，从而能使载荷的变化均匀、稳定，减小盘式切割机产生的振动，提高工作状态的稳定性；因为切割同一端面的所有动刀不处于同一圆周上，且相邻两环的动刀之间不处于刀盘的同一径向上，形成了足够大的能让切割后的秸秆从刀盘上落下的空间，避免了切割秸秆聚集、堵塞情况的发生，实现切割工作的连续进行。

每把动刀的刀刃为等滑切角曲线刀刃，形成的滑切方式，相对于直线刀刃的滑切方式而言，等滑切角曲线刀刃各点的滑切角相等，进行切割工作时，动刀受到的阻力矩变化小，可降低切割机的振动频率，同样实现了提高盘式切割机工作状态稳定的有益效果；同时切割时阻力矩平稳也能使切割机的功耗降低，进而还达到了节约能源的效果。

本发明通过对现有技术进行三方面的改善：一、将现有技术中的长动刀改为相对较短的动刀，且重新布置动刀的排列方式；二、对刀盘上动刀的布置调整为刀盘上以轴心孔的中心为圆心设有至少两环动刀，且每一环上至少设有两把动刀；三、动刀的刀刃改为等滑切角曲线刀刃。通过以上三方面的改善，解决了现有技术中存在的技术问题，实现了盘式切割机进行连续切割的效果，且从三方面的改善来解决降低盘式切割机的振动问题，显著的提高了盘式切割机的稳定性。

进一步优化，所述每一环上的动刀均布在刀盘的圆周上。这样能使切割刀盘的重心平衡，避免切割时切割刀盘出现偏移现象而影响盘式切割机的切割性能。

进一步优化，所述等滑切角曲线刀刃的等滑切角为37o～45o。滑切角的大小关系到切割的效率和机器的性能，滑切角曲线刀刃的滑切角大小与切割对象的硬度有关。本发明盘式切割机主要用于切割农作物秸秆，硬度介于树枝和杂草之间。本方案选用本领域常用的滑切角范围（35o～50o）的动刀进行多次实验，实验得出：用于切割农作物秸秆的动刀，滑切角的大小范围在37o～45o时，动刀的切割性能相对于此范围外的动刀的切割性能好，包括对农作物秸秆切割率提高，不存在切割不彻底的情况；不出现农作物秸秆缠绕动刀的现象等。滑切角大于45o的动刀，受到的切割阻力增大，动刀对农作物秸秆的作用减小，农作物秸秆断裂不彻底；滑切角小于37o的动刀，则刀易被农作物秸秆缠绕，降低了作业质量。

进一步优化，所述动刀的楔角为30°～40°。在农作物秸秆的切割工作中，动刀磨损是一种普遍存在的现象。动刀的磨损与磨损状态直接影响着切割机的工作效率及经济效益。楔角作为动刀的一个重要参数，对动刀磨损过程及最终磨损量产生着重要的影响。本方案对不同楔角的动刀进行对比研究，探索刀刃磨损状态的差异，采用多柄不同楔角的动刀，切割同样长度的农作物秸秆，动刀楔角越大，磨损量越小；又因为动刀楔角的大小还影响到切割工作中动刀产生的热量大小，楔角越大，发挥切割作用的部分受到的阻力越大，完成相同量的切割工作所用时间越长，从而影响到切割工作的效率，所以经过多次对比得出：楔角大于40°时，动刀磨损相对较小，但是完成相同切割工作所用的时间相对楔角在30°～40°的动刀所用的时间多出1.3～1.5倍，楔角小于30°时，完成相同量切割工作所用的时间相对缩短，但是动刀的磨损量比楔角大于30°的动刀的磨损量高，所以本方案综合经济效益考虑，选择动刀的楔角范围是30°～40°，此范围内，动刀的磨损量相对较低，切割效率相对较高，达到最大经济效益。

附图说明

图1为本发明盘式切割机切割机构的结构示意图；

图2为本发明盘式切割机切割机构的动刀结构示意图；

图3为现有盘式切割机切割机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：

附图标记：刀盘1、通孔2、动刀3、楔角、刀刃301、刃口外侧302、刃口内侧303、轴心孔4。

实施例1：

如图1所示，刀盘1的中心设有用于穿过主轴的轴心孔4，轴心孔4的外周以其中心为圆心均布有用于穿过锤片连杆的通孔2；刀盘1的表面刀盘上以轴心孔的中心为圆心设有共四环动刀3，每一环上设有两把动刀3，每一环上的动刀3均布在圆周上；相邻两环动刀3之间不处于刀盘的同一径向上，且内环动刀3的刀刃外侧与外环动刀3的刀刃内侧位于同一圆周上。

如图2所示，动刀3的楔角为30o，动刀3的刀刃301为等滑切角曲线刀刃，且滑切角大小为45o。

实施例2：

与实施例1的区别在于：动刀3的楔角为35o，动刀3的滑切角大小为42o。

实施例3：

与实施例1或2的区别在于：动刀3的楔角为40o，动刀3的滑切角大小为37o。

以上三个实施例中不同之处在于动刀的楔角大小和动刀的滑切角大小，三者相比较，分别切割50kg同一植物的秸秆，对比切割时间和切割质量（包括被切割后的秸秆的均匀度、断面的整齐度）；另外还比较6个月内更换动刀次数的情况，结果见表1。

分析表1反映的情况，因为动刀楔角大小会影响到切割机的切割效率以及动刀本身的磨损情况，滑切角大小将影响切割质量。楔角越小，切割越快，但是容易磨损，导致更换次数增加；滑切角越小，切割粒度越均匀，断面越整齐。可根据用户自身的需求在楔角范围30o~40o，滑切角大小37o~45o范围内调整，更具上述三个实施例的对比，本使用新型正对动刀作出了优选方案，如下：

实施例4：

与实施例1~3的区别在于：动刀3的楔角为35o，动刀3的滑切角大小为42o。本方案的切割效率及写个质量较以上三者居中，切割性能整体较好，切割粒度均匀、断面整齐。

本发明通过对现有技术进行三方面较大的改善：一、将现有技术中的长动刀改为相对较短的动刀，且重新布置动刀的排列方式；二、对刀盘上动刀的布置调整为刀盘上以轴心孔的中心为圆心设有四环动刀，且每一环上设有两把动刀；三、动刀的刀刃改为等滑切角曲线刀刃。通过以上三方面的改善，解决了现有技术中存在的技术问题，实现了盘式切割机进行连续切割的效果，且从三方面的改善来解决降低盘式切割机的振动问题，显著的提高了盘式切割机的稳定性。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.盘式切割机切割机构，包括表面设有动刀的刀盘、位于刀盘中心的轴心孔和轴心孔外周均布的通孔，其特征在于：刀盘上以轴心孔的中心为圆心设有至少两环动刀，且每一环上至少设有两把动刀；相邻两环的动刀之间不处于刀盘的同一径向上，且内环的动刀刀刃的外侧与外环动刀刀刃的内侧处于同一圆周上；所述动刀的刀刃为等滑切角曲线刀刃。

2.如权利要求1所述的盘式切割机切割机构，其特征在于：所述每一环上的动刀均布在刀盘的圆周上。

3.如权利要求1所述的盘式切割机切割机构，其特征在于：所述滑切角刀刃的滑切角为37o～45o。

4.如权利要求1或2中任一项所述的盘式切割机切割机构，其特征在于：所述动刀的楔角为30°～40°。