CN110283946A

CN110283946A - 一种甘蔗撕解机刀具

Info

Publication number: CN110283946A
Application number: CN201910666168.9A
Authority: CN
Inventors: 黄向阳; 谢武装; 张平军; 黄俊生; 许广球; 梁波
Original assignee: Guangdong Institute of Bioengineering Guangzhou Cane Sugar Industry Research Institute
Current assignee: Guangdong Institute of Bioengineering Guangzhou Cane Sugar Industry Research Institute
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2019-09-27

Abstract

本发明涉及制糖工业技术领域，提出一种甘蔗撕解机刀具，其包括有连体的厚度相同且端部平齐对接的刀头、母体和燕尾部，母体的侧面为对边大致相等的斜四边形，刀头的尾部渐变窄、远离母体的角尾部圆弧过渡成为圆弧端面，特别地：刀头的尾部中间纵向具有开槽，开槽内嵌有耐磨合金块，所述开槽的宽度为刀头的厚度的1/3~5/6，圆弧端面中点至开槽端的距离大于刀头的厚度，所述合金块的厚度与开槽相适配，合金块的底面正对开槽的槽底面、侧面连接面分别抵接于开槽的槽侧面，合金块的其它面为高出刀头对应位置表面0~10mm的破碎工作面，优化方案是刀头于开槽外侧的辅助工作面牢固附着厚度小于2mm的耐磨合金层，本发明具有耐磨性和抗冲击性能好的特点，可延长撕解机刀具的使用寿命。

Description

一种甘蔗撕解机刀具

技术领域

本发明涉及制糖工业技术领域，特别是涉及一种甘蔗糖厂使用的甘蔗撕解机刀具。

背景技术

甘蔗破碎是甘蔗糖厂压榨车间的一个重要工序，而甘蔗撕解机是甘蔗破碎预处理的重要设备，安装于刀辊上的刀具是撕解机的关键工作部件。刀辊上的刀具按单或双螺旋成排布置，刀辊高速旋转带动刀具切断、破碎甘蔗。近年来，随着甘蔗机械化收割的推广应用，以及使用机械化抓机进行甘蔗装车的场合增多，甘蔗中夹带砂石比例明显增多，由此加剧了甘蔗撕解机刀具的磨损。传统手工堆焊耐磨合金层的刀具已不能很好地满足生产寿命要求；现有的硬质合金焊接刀具虽耐磨性能有一定提高，但由于受刀具结构、加工质量等因素的制约，易发生崩裂、脆断，其总体耐用性并不好，亦不能满足生产要求。特别是当撕解机的刀辊中出现少数几把刀具刀头发生脆断时，立刻会加剧刀坯的磨损，并且很快引起刀辊的动平衡失衡和堵蔗现象，严重影响甘蔗压榨的安全生产率及抽出率等生产指标，频繁停机更换刀具给厂家带来了很大的经济损失。因此，缺少一种耐磨和抗冲击性好的耐用型撕解机刀具已成为制约制糖工业的技术发展瓶颈之一。

实用新型专利99258881.2，该专利提出了一种甘蔗糖厂镶嵌型高强耐磨切蔗机蔗刀，它的刃口有镶嵌槽，将有镶嵌齿的硬质合金条焊接在刀口上作为蔗刀刀锋，该蔗刀强度大，耐磨性好，使用寿命长达1～2个榨季，甘蔗破碎效果较好，压榨量和抽出率提高。

实用新型专利ZL201820431413.9，该专利提出了一种可快速更换刀头的撕解机刀片，蔗刀分为活动刀头和固定刀座两部分，两者通过螺钉紧固，这样可以在刀头部分磨损到无法使用后可以快速更换新的刀头，提高维修效率。

实用新型专利ZL201720131748.4，该专利提出了一种糖厂甘蔗撕解机刀具，其主要特征在于采用等离子焊熔覆工艺，在刀头熔覆多层耐磨合金，达到增强刀具强度和耐磨使用寿命的目的。

上述各专利提出的撕解机耐磨合金刀具，在不使用机械化收割和机械抓机装车的情况下，只采用纯人工收割甘蔗、吊装，甘蔗中携带的沙石等杂物少，进入甘蔗破碎处理工段后，对刀具的磨损小，上述专利中制作刀具基本能满足糖厂一个榨季（120天）使用需求。但是，随着机械化收割及机械抓机装车在甘蔗产糖区的推广使用，甘蔗中携带的粗沙石明显增多，进入撕解机破碎时，刀具磨损加剧，并且刀头经常受到砂石的撞击，经常引起刀头耐磨合金层的崩裂、剥落。尤其是使用硬质合金的刀具，其硬度高，脆性大，刀头遇到沙石等杂物冲击时，刀尖易脆断，失去刀尖保护的蔗刀，刀坯很快磨损失效。所以，目前市面上的撕解机刀具，并不能很好地解决刀具易脆断、磨损快、使用寿命短等问题，因此，开发一种高度耐磨且抗冲击性能好的耐用型撕解机刀具成为制糖工业亟待突破的技术。

发明内容

本发明提供了一种甘蔗撕解机刀具，其耐磨性和抗冲击性能好，可延长撕解机刀具的使用寿命。

本发明所采用的技术方案是。

一种甘蔗撕解机刀具，包括有连体的刀头、母体和燕尾部，刀头、母体和燕尾部为厚度相同且端部平齐对接的金属板形结构，母体的侧面为对边大致相等的斜四边形，刀头的尾部渐变窄、远离母体的尾部圆弧过渡成为圆弧端面，刀头的尾部中间纵向具有开槽，开槽内嵌有耐磨合金块。

所述开槽的宽度为刀头的厚度的1/3 ~5/6，圆弧端面中点至开槽端的距离大于刀头的厚度。

所述合金块的厚度与开槽相适配，合金块具有底面和侧面连接面，合金块的底面正对开槽的槽底面、侧面连接面分别抵接于开槽的槽侧面，合金块的其它面为破碎工作面，破碎工作面均高出刀头对应位置端面0~10mm。

所述的合金块为含碳（C）、钴（Co）、钨（W）等元素的硬质合金块，其硬度范围55 HRC～75HRC，合金块与刀头的侧面连接面通过焊接、过盈配合或强力胶粘接紧固连接。

优化方案：刀头的侧面为近似扇形或三角形、其一直边与母体对接、远离该对接边的角部为尾部。

进一步优化方案：刀头于开槽外侧的辅助工作面牢固附着厚度小于2mm的耐磨合金层。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著进步。

（1）本发明于刀具的刀头中间纵向开槽并嵌入扁平状耐磨合金块，合金块通过两侧面连接面同时与刀具刀头实现紧固连接，这使合金块两侧面受到刀头材料的特别保护，其受力稳定性更好，结合强度更高，不易发生崩落、脆断等失效,有利于其耐用程度提高。

（2）本发明的合金块为扁平形状，与刀头连接的两个侧面连接面均平行于主工作载荷，故在进行破碎工作时，合金块与母体的紧固结合面是承受剪切应力。由于其结合面的面积较大，并且有两个对称紧固结合面，因而合金块的紧固结合面具有较大的抗剪切强度，承受工作过载荷能力强。此外，由于合金块的紧固结合面的面积较大，具有较富余的抗剪切强度，在实现紧固连接时的一些局部的、细微的结合缺陷不会成为导致合金块脆裂的原因，不会影响到合金块整体承受工作载荷的能力，这一结构优势有利于保证刀具整体质量，提高刀具实际耐用性。

（3）本发明中，将耐磨合金块的两个侧面连接面作为与刀具刀头的紧固结合面，让其较小尺寸的厚度面充当破碎工作面，这使得合金块在主要工作载荷方向有较大、甚至是最大的横截面积，因此合金块在工作中具有很大的抗弯截面模量、抗剪切截面模量和抗挤压截面模量，合金块是以自身强度最高的方位面对工作载荷，故有效提高了刀具抗冲击的能力，有利于提高刀具的耐用性。

（4）本发明中耐磨合金块的破碎工作面高出刀具刀头，能有效减少作用于刀头面的载荷，降低了刀具刀头材料的磨损。

（5）对于刀头部分的辅助工作面牢固附着一定厚度的耐磨材料层的方案，进一步提高了刀具刀头区域母体材料的耐磨性。

（6）耐磨合金块的截面形式影响其抗弯截面模量，由抗弯截面模量的定义可推得：矩形截面模量与截面高度的平方成正比,与截面宽度的一次方成正比，即W_Z=b1·H1²／6，其中，b1代表宽度，H1代表高度， W_Z为矩形截面模量。所以，合理的截面形状应当在截面面积相等的情况下，W_Z最大；本发明采取中间开槽置入合金块方式，合金块的尺寸b1≤H1，设计时一般取H1≥1.5b1，竖放时抗弯截面模量比平放时增大3倍以上，相应的冲击韧性值也增大。

所以，本发明中合金块的独特安装方式，提高了刀具的抗冲击能力，大大延长了撕解机合金刀具的耐磨使用寿命。

附图说明

图1为本发明的甘蔗撕解机刀具的正面视图，图1A为图1的左视图。

图2为本发明的甘蔗撕解机刀具的刀头、母体和燕尾部的正面视图，图2A为图2的左视图。

图3为本发明的甘蔗撕解机刀具的合金块正面视图，图3A为图3的左视图。

图4为本发明的另一种甘蔗撕解机刀具的正面视图，图4A为图4的左视图。

图5为将图1的甘蔗撕解机刀具安装于甘蔗撕解机使用结构示意图。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明作进一步说明。

参考图1和图1A、图2和图2A、图3和图3A以及图5，本发明提出的一种甘蔗撕解机刀具，包括有连体的刀头3、母体4和燕尾部6，刀头3、母体4和燕尾部6为厚度相同且端部平齐对接的金属板形结构，母体4的侧面为对边大致相等的斜四边形，刀头3的侧面为近似扇形、其一直边与母体4对接，刀头3远离母体4的角部为尾部并圆弧过渡成为圆弧端面C，刀头3的尾部中间纵向具有开槽1，开槽1内嵌有耐磨合金块2。

本实施例的开槽1的宽度b1为刀头3的厚度B的1/2，本实施例的刀头的厚度B=25mm，开槽1的宽度b1为12.5mm，刀槽1嵌入耐磨合金块2，耐磨合金块2的厚度b2=12mm。

圆弧端面C的中点至开槽1端的距离（L1、L2）大于刀头3的厚度B；本实施例的L1=40mm，L2=40mm。

所述合金块2的厚度b2与开槽1相适配，合金块2具有底面A33和侧面连接面（A11、A22），合金块2的底面A33正对于开槽1的槽底面A3、侧面连接面（A11、A22）分别抵接于开槽1的槽侧面（A1、A2），合金块2的其它面为破碎工作面（M、N、J），破碎工作面（M、N、J）均高出刀头3对应位置端面2mm。

刀头3是刀具的主要磨损部位，实施时先通过铣床机加工刀头3中间纵向开槽1，槽口贯穿于刀口面和刀背面，加工时保证槽口表面尽量光滑，合金块2的侧面连接面（A11、A22）与开槽1的槽侧面（A1、A2）通过钎焊焊接方式紧固连接。

作为优选方案，本实施例的合金块2的底面A33与开槽1的槽底面A3也通过钎焊焊接。

结合参考图4和图4A，作为优选方案，本实施例的刀头3于除开槽1外的辅助工作面又通过堆焊薄层耐磨合金层进行表面强化，堆焊耐磨合金层6的厚度为1.8mm，辅助工作面的加强保护有利于提高刀具刀头区域的母体材料磨损寿命。

图5为将本发明的甘蔗撕解机刀具安装于甘蔗撕解机上使用的结构示意图。

Claims

1.一种甘蔗撕解机刀具，包括有连体的刀头（3）、母体（4）和燕尾部（6），刀头（3）、母体（4）和燕尾部（6）为厚度相同且端部平齐对接的金属板形结构，母体（4）的侧面为对边大致相等的斜四边形，刀头（3）的尾部渐变窄、远离母体（4）的尾部圆弧过渡成为圆弧端面（C），其特征在于：刀头（3）的尾部中间纵向具有开槽（1），开槽（1）内嵌有耐磨合金块（2）；

所述开槽（1）的宽度（b1）为刀头（3）的厚度（B）的1/3 ~5/6，即b1=1/3 B ~5/6 B；圆弧端面（C）中点至开槽（1）端的距离（L1或L2）大于刀头（3）的厚度（B）；

所述合金块（2）的厚度（b2）与开槽（1）相适配，合金块（2）具有底面（A33）和侧面连接面（A11、A22），合金块（2）的底面（A33）正对开槽（1）的槽底面（A3）、侧面连接面（A11、A22）分别抵接于开槽（1）的槽侧面（A1、A2），合金块（2）的其它面为破碎工作面（M、N、J），破碎工作面（M、N、J）均高出刀头（3）对应位置端面0~10mm，合金块（2）与刀头（3）的侧面连接面（A11、A22）通过焊接、过盈配合或强力胶粘接紧固连接。

2.根据权利要求1所述的甘蔗撕解机刀具，其特征在于：所述的合金块（2）为含碳（C）、钴（Co）、钨（W）等元素的硬质合金块，其硬度范围55 HRC～75HRC。

3.根据权利要求1所述的甘蔗撕解机刀具，其特征在于：刀头（3）的侧面为近似扇形或三角形、其一直边与母体（4）对接、远离该对接边的角部为尾部。

4.根据权利要求1所述的甘蔗撕解机刀具，其特征在于：合金块（2）的底面（A33）与开槽（1）的槽底面（A3）通过焊接或强力胶粘接连接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的甘蔗撕解机刀具，其特征在于：合金块（2）的破碎工作面（M、N、J）均高出刀头（3）对应位置端面2~10mm，刀头（3）于开槽（1）外侧的辅助工作面牢固附着厚度小于2mm的耐磨合金层（6）。