CN2059123U

CN2059123U - 曲线型切割刀片

Info

Publication number: CN2059123U
Application number: CN 89202372
Authority: CN
Inventors: 田大学
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-26
Filing date: 1989-02-26
Publication date: 1990-07-11

Abstract

本实用新型提供了一种用于切割机械上的曲线型切割刀片，该刀片的刀刃做成等角螺线形或近似等角螺线形，此等角螺线的极坐标方程形式为ρ＝ae^Kθ。刀片工作时具有固定不变或变化极小的滑切角，有利于对多纤维物料进行切割。为了便于加工，可用圆弧线刀刃来近似代替等角螺线刀刃。若工艺条件允许，也可用几段圆弧圆滑连接的曲线、阿基米德曲线、圆渐开线等其它曲线来近似代替等角螺线刀刃曲线。

Description

本实用新型涉及一种切割刀片，它适用于青饲料切碎、谷物收割、牧草采割、烟丝机及中草药切碎的切割机械上。

现有的切割机械，如青饲料切碎机，其刀片主要有两种形式。一种是矩形，如图1。另一种是三角形；如图2。它们都有一个共同的特点：刀刃1呈直线形。

矩形刀片多用于卧轴式切碎机上，常见的安装形式有三种。一种是安装在滚筒上，其横截面如图3。工作时，滚筒按箭头所示方向旋转，物料沿与转轴垂直的径向喂入，实现切碎。另一种是沿径向安装在刀盘上，如图4。工作时刀盘2旋转，物料垂直于刀盘喂入，实现切碎。这两种安装形式，在切割时，刀刃上任意点切割运动的方向与在切割平面内刀刃的法线方向（以下简称法向）的夹角（称滑切角）接近于零，即切割运动的方向与刀刃接近垂直，所以都是砍切。这种砍切较费力，而且会使青饲料丧水，影响青饲料的质量。第三种安装形式如图4的虚线所示，其刀刃与刀盘的径向有一定的夹角，切割运动的方向与刀刃法向的夹角（即滑切角）为一锐角，工作时，它对物料产生滑切。但由于其滑切角的大小是沿径向变化的，所以滑切性能不稳定。

三角形切割刀片常用于立轴式切碎机上，它是在其弯折的一边钻有两孔，用螺钉或铆钉通过两孔固定在刀盘的上顶面和外缘上，如图5。工作时，物料从顶端喂入，刀盘2旋转先经顶面刀片4进行第一次切碎后，再落入刀盘2与筒体3之间，受到第二次切碎，然后漏出机外。由于刀片4呈三角形，刀刃为三角形的斜边，切割时，其滑切角为定值，因而具有稳定的滑切性能。但是它只适用于薯类、萝卜等块茎物料的切碎，而用来切碎多纤维的薯藤、禾梗、牧草等，由于刀刃的切割是近似平行于物料纤维进行，所以显得不够如意。

本实用新型的目的是要提供一种改进的切割刀片，即刀刃为曲线型的切割刀片。将此刀片安装在刀盘或轮毂上，刀盘或轮毂旋转进行切割时，能保持固定不变或者变化极小的滑切角，所以具有稳定的滑切性能。又因当多纤维物料垂直于刀片旋转面进入切割时，刀刃垂直于纤维滑切，所以尤其有利于对多纤维物料，如薯藤、禾梗、牧草等的切割。

本实用新型的目的是这样实现的：将刀片的刀刃曲线做成等角螺线形或近似等角螺线形，此等角螺线的极坐标方程形式为

P＝αe^Kθ

极点就是安装刀片的刀盘或轮毂的旋转中心。P是极半径，θ是极角，α是当θ为零时的初始极半径，其值可根据刀刃起始点的位置的需要来设定，K是常数，其值为刀刃等角螺线上任意点的切线与自极点过该切点的射线的夹角之余切值，e是自然对数的底数，其值约等于2.71828。

此等角螺线只是刀刃的理想曲线。为了便于加工，可用部分圆弧线来近似的代替理想曲线。如果加工工艺条件允许，也可用几段圆弧圆滑连接的曲线、阿基米德螺线、圆渐开线等其它曲线来近似的代替理想曲线。代用的曲线刀刃滑切角的大小虽然不是固定的，但可使它在理想曲线刀刃滑切角附近的较小范围内变化，因此其滑切性能仍然比较稳定，与等角螺线刀刃相近。

曲线型切割刀片的宽度可以是等宽的，也可以是不等宽的。其厚度可根据刚度及强度要求来确定。刀片的两端各钻一个孔，借助此孔用螺钉可将刀片安装在刀盘上。也可以在刀片上靠等角螺线起始端钻两个孔，用螺钉安装在轮毂上。

刀片材料可用合金工具钢、碳素工具钢等公知钢材。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是现有切割机械上所用的矩形刀片。

图2是现有切割机械上所用的三角形刀片。

图3是安装矩形刀片的卧轴式切碎机滚筒的横截面图。

图4是矩形刀片沿刀盘径向或与径向具有一定夹角的安装形式。

图5是现有市场上使用三角形刀片的立轴式切碎机的局部剖切立体图。

图6是本实用新型的曲线型刀片用部分圆弧线代替刀刃理想曲线及等宽刀片在刀盘上安装的一个实例。

图7是本实用新型不等宽曲线刀片在轮毂上的安装实例。

图8是刀片的某一部分刃口的放大图。

参照图8，在刀刃1的垂直平面内，∠KPG叫刀刃角。假设物料在刀刃上的P点受到滑切，刀片的切割运动沿HP方向进行，则滑切角为∠KPH。现作HN＝KG，HN⊥HP，KG⊥PK，KH⊥PK，并设∠KPG＝ψ，∠KPH＝λ，∠NPH＝β，则有

tgβ＝ (HN)/(HP) ＝ (PK·tgψ)/(PK/COSλ) ＝tgψCOSλ

由上式可知，在刀刃角ψ一定时，滑切角λ越大，则β越小。由于切割运动沿HP方向进行，这时相当于用刀刃角为β的刀片来砍切物料，因刀刃角越尖锐，刀显得越锋利，所以与砍切相比，滑切时刀刃显得锋利，切割省力。

参照图6，对于等角螺线P＝αe^Kθ，它有一个重要的性质：螺线上任意点M的切线与自极点O过切点M的射线的夹角φ的大小都相等。现过M点作OM的垂线n和切线l的垂线t，设它们之间的夹角为α，若以等角螺线P＝αe^Kθ为刀片的刀刃曲线，将此刀片安装在类似图4的刀盘2上，或图7所示的轮毂7上，当刀盘或轮毂沿箭头所指的方向绕O点旋转，对垂直于此旋转面的物料进行切割时，α即为滑切角。因为α＝90°－γ＝φ，所以曲线刀刃上任意点对物料进行切割时，其滑切角α的大小始终是不变的，因而具有稳定的滑切性能。

等角螺线是曲线型切割刀片理想的刀刃曲线。但由于等角螺线刀刃的加工较困难，所以有必要用加工方便的曲线刀刃代替等角螺线刀刃，这就是圆弧线刀刃。为使圆弧线刀刃曲线与理想刀刃曲线在刀盘上的位置能尽量接近，可在理想刀刃曲线上靠近首、中、尾部三处选取适当的三点M₁、M₂、M₃，而后用作图法作出经过M₁、M₂、M₃这三点的圆弧。即分别连接M₁M₂和M₂M₃，并作出M₁M₂、M₂M₃两线段的中垂线，两中垂线的交点O₁就是所求圆弧线的圆心。以O₁为圆心，O₁M₁（或O₁M₂；O₁M₃）为半径画圆弧1此圆弧线即为所求的代用刀刃曲线。以此圆弧线为刀刃曲线制造出的曲线型刀片5，其两端各钻一孔，按照所设计的位置，用螺钉6通过两端孔安装在类似图4的刀盘2上，或通过靠近旋转中心一端的两孔安装在图7所示的轮毂7上，其滑切性能与相应的等角螺线刀刃的刀片的滑切性能相近似。

圆弧线刀刃的圆心位置和圆弧半径也可以用解析法或实验法加以确定。

参照图7，是本实用新型不等宽曲线型切割刀片在轮毂上的安装实例。刀片5靠轮毂7中心的一端宽于靠外圆一端，在宽端钻有两个孔，用两颗螺钉6通过此孔将刀片5安装在轮毂7上。

Claims

1、一种用于青饲料切碎、谷物收割、牧草采割、烟丝机及中草药切碎机械上的曲线型切割刀片，其特征是刀片的刀刃曲线呈等角螺线形或近似等角螺线形，此等角螺线的极坐标方程形式为p=ae^Kθ，刀盘或轮毂的旋转中心为此极坐标系的极点，p是极半径，a是当θ为零时的初始极半径，k是等角螺线上任意点的切线与自极点过该切点的射线的夹角之余切值，e是自然对数的底数。

2、根据权利要求1所述的刀片，其特征是：呈近似等角螺线形的刀刃曲线是用一段圆弧线来近似的代替等角螺线而成的。

3、根据权利要求1所述的刀片，其特征是：呈近似等角螺线形的刀刃曲线是用几段圆弧圆滑连接成的曲线，或阿基米德螺线，或圆渐开线等曲线来近似的代替等角螺线而成的。