CN105862559A - 一种能改善刀具自转性能的预压垫片 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种路面铣刨机用的能改善刀具自转性能的预压垫片，由一个板状主体组成，板状主体的几何中心点处开有中心孔，板状主体外围边缘呈圆形，在外围边缘处设置多个沿圆周方向均匀布置的凹口，每个凹口都向板状主体3‑1的中心点方向凹陷；板状主体的中心孔处的厚度最大，厚度由中心孔向四周逐渐减小；所有凹口的最底部B点在一个径向截面的同一圆周上，该圆周是以中心点为圆心、以直径为D2的圆周，D2=（D1‑10）mm，D1是板状主体的其外围边缘直径；本发明既能够在刀具卡死时适时改善刀具的自由转动，又能减缓预压垫片与刀座间的磨损，改善刀具的受力情况，使其受力均匀，减小磨损及偏磨，保证了刀具的正常使用寿命。

Description

一种能改善刀具自转性能的预压垫片

技术领域

本发明涉及路面铣刨设备和道路截齿零部件技术领域，具体是路面铣刨机用刀具预压垫片。

背景技术

路面铣刨设备用于路面养护和路面修复，铣刨设备的核心部件是铣刨转子，铣刨转子是由滚筒、驱动组件、集料螺旋、拋料板、刀座、刀具（刀头和刀体的总称）组成，刀具安装在刀座上，在刀具与刀座之间放有预压垫片。此预压垫片不仅要利于安装，还要有提高刀具的转速、保护刀座外表面不被磨损的作用，因此，合理设计垫片的结构对提高铣刨效率和铣刨质量尤为重要。然而，现有的预压垫片都是普通的圆环状垫片，即厚度一致、四周平滑，当刀具出现卡死现象时，这种圆环状垫片无法很好地调节刀具的自由转动，进而使得刀具的刀体和刀头处受力不均匀，加剧刀体的偏磨现象；同时，由于预压垫片的中心孔周边部分在转动的过程中与刀座不断摩擦，使得厚度减小的速率较其余部分加快，而普通的圆环状垫片不能减缓此现象的发生。在铣刨设备使用过程中的磨损很大一部分都是由于刀体和刀头处受力不均匀、预压垫片的中心孔周边厚度减小这两种现象引起的，这间接造成刀具及刀座的使用寿命降低，铣刨效率和铣刨质量降低，增加了成本。

发明内容

本发明的目的是要解决路面铣刨机用刀具预压垫片的磨损问题，提出一种能改善刀具自转性能的预压垫片，减缓其摩擦速率。

本发明采用的技术方案是：本发明由一个板状主体组成，板状主体的几何中心点处开有中心孔，板状主体外围边缘呈圆形，在外围边缘处设置多个沿圆周方向均匀布置的凹口，每个凹口都向板状主体3-1的中心点方向凹陷；板状主体的中心孔处的厚度最大，厚度由中心孔向四周逐渐减小。

所有凹口的最底部B点在一个径向截面的同一圆周上，该圆周是以中心点为圆心、以直径为D2的圆周，D2=（D1-10）mm，D1是板状主体的其外围边缘直径；所述一个径向截面的外轮廓线与板状主体外围边缘相交两个端点，分别是端点A和端点C，端点A与中心点连线以及端点C与中心点连线之间的夹角是10°。

每个凹口在所述一个径向截面上的外轮廓线满足椭圆形方程，a为线段AC长度的一半，b为B点到线段AC的垂直距离。

本发明采用上述技术方案后具有的优点是：

1、本发明是一种厚度由中心孔向四周呈45°锥角过渡、凹口在垫片外围边缘均匀分布的预压垫片，既能够在刀具卡死时适时改善刀具的自由转动，又能减缓预压垫片与刀座间的磨损，结构简单、性能可靠，可以改善刀具的受力情况，使其受力均匀，减小磨损及偏磨，提高铣刨效率和铣刨质量，保证了刀具的正常使用寿命；同时，本发明生产加工方便，成本低廉，在整个装配过程中不会对安装工艺产生附加影响。

2、本发明预压垫片的四周带有均匀分布的凹口，使预压垫片的外缘呈现凹凸不平状，可以增大粗糙度。

3、本发明预压垫片中心圆孔处较四周多出的厚度可以增加摩擦余量，延长垫片的使用寿命，减小预压垫片的更换频率。

附图说明

图1是本发明一种能改善刀具自转性能的预压垫片的主视图；

图2是图1中的D-D剖视图；

图3是本发明的安装示意图；

图4是图3中本发明工作时与路面的接触受力放大示意图；

图5是本发明工作时的凹口受力放大示意图；

图中：1.刀头；2.刀体；3.预压垫片；3-1.板状主体；3-2.中心孔；3-3.凹口；4.卡环套；5.刀座；6.圆柱孔。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明预压垫片3由一个板状主体3-1组成，板状主体3-1的厚度是b2，板状主体3-1的几何中心点处设置中心孔3-2，几何中心点为O点，中心孔3-2是个圆形通孔，中心孔3-2的直径为D4。板状主体3-1外围边缘呈圆形，其外围边缘直径是D1，在外围边缘处设置多个凹口3-3，多个凹口3-3沿圆周方向均匀布置，每个凹口3-3都向板状主体3-1的中心点O方向凹陷，使凹口3-3的开口朝外，每个凹口3-3的厚度是b2。本发明共开有6个凹口3-3，这样相邻两个凹口3-3的中心线间的夹角β是60°。

以中心点O为圆心，所有凹口3-3的最底部B点都在一个径向截面上的同一圆周上，该圆周是以中心点O为圆心、以直径为D2的圆周，且D2=（D1-10）mm。另外，所有凹口3-3的径向截面的外轮廓线与板状主体3-1外围边缘相交两个端点，分别是端点A和端点C，端点A与中心点O连线以及端点C与中心点O连线之间的夹角α是10°。

参见图2，板状主体3-1的中心孔3-2处的厚度b1最大，厚度b1由中心孔3-2向四周逐渐减小至b2，b1=(b2+3)mm，厚度b1由中心孔3-2处以45°锥角的形式过渡逐渐减小，过渡部分的直径范围是D4~D3，过渡部分的最大直径D3，D4=(D3-4)mm。

每个凹口3-3在同一径向截面上的外轮廓线满足椭圆形方程，其中a为线段AC长度的一半，b为B点到线段AC的垂直距离。

本发明预压垫片3在使用时，由刀头1和刀体2组成的刀具整体安装在刀座5上，刀座5被固定在铣刨机的滚筒上，随着滚筒作圆周运动。预压垫片3位于刀体2和刀座5之间，安装时，将刀体2与卡环套4配合，预压垫片3通过中心孔3-2套在卡环套4外，卡环套4固定安装在刀座5的圆柱孔6中，圆柱孔6的直径等于中心孔3-2的直径为D4，使预压垫片3的上表面与刀体2下接触，预压垫片3的下表面与刀座5上表面接触。在铣刨机工作时，被固定在滚筒上的刀座5做圆周运动，同时带动刀具在刀座5的圆柱孔6中做自由转动。

刀具铣刨路面时，刀具周围的铣削材料沿着与预压垫片3接触面（即预压垫片3的外围圆周部分）的切线方向有相对运动的趋势，而预压垫片3在“卡死”状态时有阻碍铣削材料运动的趋势，从而产生摩擦力。当细小的铣削材料进入到卡环套4造成“卡死”现象发生时，即：刀具无法在刀座5的圆柱孔6中做自由转动。

刀具铣刨路面时的受力情况如图3所示，刀座5对刀具的反支撑力是F₀，Q点为刀具与路面的接触点，θ为刀具的一个侧向倾角，即有一个与刀具中心轴线成θ角的摩擦力f₁，f₁的两个分力是f₂与f₃，分力f₃使得刀具绕其中心轴线做圆周运动，分力f₂与反支撑力F₀大小相等、方向相反，是一对平衡力，其中，f₃=f₁ ，F₀=f₂ 。如图4所示，力F是刀具外围的铣削材料作用在预压垫片3的凹口3-3曲面上产生的挤压力，挤压力F分解成沿着圆周方向力F₄和径向力F₃，挤压力F与圆周力F₄间的夹角为γ=，圆周力F₄会促使刀具继续做圆周运动，而径向力F₃控制着预压垫片3的运动方向，使其沿着切线方向运动。因此，本发明预压垫片3能改善刀具的转动力，改善其自转性能，可以使刀具在刀座5的圆柱孔6中做自由转动。预压垫片3的中心孔3-2处与刀座5和刀体2磨损较为严重，中心孔3-2处较四周多出的厚度可以增加摩擦余量，延长垫片的使用寿命，减小预压垫片3的更换频率。

Claims (5)

1.一种能改善刀具自转性能的预压垫片，由一个板状主体（3-1）组成，板状主体（3-1）的几何中心点处开有中心孔（3-2），板状主体（3-1）外围边缘呈圆形，其特征是：在外围边缘处设置多个沿圆周方向均匀布置的凹口（3-3），每个凹口（3-3）都向板状主体3-1的中心点O方向凹陷；板状主体（3-1）的中心孔（3-2）处的厚度最大，厚度由中心孔（3-2）向四周逐渐减小。

2.根据权利要求1所述一种能改善刀具自转性能的预压垫片，其特征是：所有凹口（3-3）的最底部B点在一个径向截面的同一圆周上，该圆周是以中心点为圆心、以直径为D2的圆周，D2=（D1-10）mm，D1是板状主体（3-1）的其外围边缘直径；所述一个径向截面的外轮廓线与板状主体（3-1）外围边缘相交两个端点，分别是端点A和端点C，端点A与中心点连线以及端点C与中心点连线之间的夹角是10°。

3.根据权利要求2所述一种能改善刀具自转性能的预压垫片，其特征是：每个凹口（3-3）在所述一个径向截面上的外轮廓线满足椭圆形方程，a为线段AC长度的一半，b为B点到线段AC的垂直距离。

4.根据权利要求1所述一种能改善刀具自转性能的预压垫片，其特征是：板状主体（3-1）的中心孔（3-2）处的厚度b1由中心孔（3-2）以45°锥角的形式向四周逐渐过渡减小至b2，b1=(b2+3)mm。

5.根据权利要求1所述一种能改善刀具自转性能的预压垫片，其特征是：相邻两个凹口（3-3）的中心线间的夹角β是60°。