CN211053959U - 削片机刀鼓的改进结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及削片机刀鼓的改进结构，应用于鼓式切片机原产机型的制造生产。所述刀鼓由带转轴的鼓体及切刀组成；切刀由压刀块通过螺丝或螺栓固定在鼓体刀座上；其特征是刀鼓安装切刀扇区的横断面外轮廓线位于下述极坐标系方程式描述的曲线之内：ρ＝(1‑Cφ)R。其中，ρ为极径，单位为m；φ为极角，单位为rad；极点为转轴中心，切刀刀刃线与极点的连线为极轴；φ∈[0,π/4]；C＝V/ωR，V为原料的输送速度，单位为m/s；ω为切刀的旋转角速度，单位为rad/s；R为切刀刀刃至转轴中心线的距离,单位为m。具有提高了生物质原料的利用率，避免了输送机构的驱动动力和刀鼓驱动动力之间的内耗，减轻了刀鼓鼓体及压刀块的机械磨损，维修率下降等优点。

Description

削片机刀鼓的改进结构

技术领域

本实用新型涉及削片机刀鼓的改进结构，应用于鼓式切片机原产机型的制造生产。

背景技术

鼓式削片机将树木和采伐加工剩余物，诸如枝条、根、刨花片、板皮、板条、小径木等生物质原料切削成片粒。它可作为中密板、刨花板、造纸等行业的备料机械，也可用作木片成品的直接生产设备。

鼓式削片机带有刀鼓和底刀。所述刀鼓由带转轴的鼓体及切刀、压刀块组成；压刀块叠在切刀上，通过螺栓或螺丝紧固件将压刀块、切刀紧固在鼓体侧面的刀座位上。转轴两端通过轴承及轴承座安装在鼓式削片机机架上。转轴通过皮带轮及皮带同电动机的输出轴上的皮带轮相连。电动机输出轴旋转时，鼓体随着转轴一起旋转。因此切刀也旋转，切刀的刀刃绕着轴转中心线作圆周运动。底刀置于水平面上，切刀旋转至底刀处将置于底刀上的原料切断。原料从多长处切断由削片机送料机构的输送速度和切刀相邻两次先后经过底刀处的间隔时间来决定。

送料机构输送原料使原料以恒定的速度向前运动。切下的片粒从削片机出料口流出；被切后的原料由送料机构强制继续以恒定的速度越过底刀刀刃上方，向着刀鼓运动。刀鼓的切刀安装方式有两种：一种是将切刀安装在鼓体内侧；另一种是将切刀安装在鼓体外侧。两种安装方式皆把切刀刀刃线布置在鼓体表面，与转轴中心线平行。在送料机构输送原料的同时，旋转着的鼓体也在旋转。原料在被切断的往后运动中，常常同鼓体外表面或压刀块外表面碰触，造成待切原料破损并出现一定量的碎木屑。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种运动中的待切原料不受刀鼓碰挤破裂避免出现因碰触产生碎木屑的削片机刀鼓的改进结构。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案来达到：(a)削片机刀鼓的改进结构，所述刀鼓由带转轴的鼓体及切刀组成；切刀由压刀块通过螺丝或螺栓固定在鼓体刀座上；其特征是刀鼓安装切刀扇区的横断面外轮廓线位于下述极坐标系方程式描述的曲线之内：

ρ＝(1-Cφ)R

其中，ρ为极径，单位为m；φ为极角，单位为rad；极点为转轴中心，切刀刀刃线与极点的连线为极轴；φ∈[0,π/4]；

C＝V/ωR，V为原料的输送速度，单位为m/s；ω为切刀的旋转角速度，单位为rad/s；

R为切刀刀刃至转轴中心线的距离,单位为m。

(b)a所述的削片机刀鼓的改进结构，其特征是刀鼓安装切刀扇区的横断面外轮廓线是连接极坐标点(0，R)与点(π/4，ρ_π/4)之间的直线；其中ρ_π/4＝(1-Cπ/4)R。

本实用新型具有下述优点：

1、因避免了原料破损，提高了生物质原料的利用率；也提高了片粒的生产力。

2、避免了输送机构的驱动动力和刀鼓驱动动力之间的内耗，提高了电力的利用效率。

3、减轻了刀鼓鼓体及压刀块的机械磨损，维修率下降；输送机构不受刀鼓运行干扰，独立平稳运行；提高了削片机整机的稳定性，降低了故障率。

附图说明

图1是现有技术中刀鼓的切刀安装在鼓体内侧的结构示意图。

图中1是转轴，3是鼓体，5是切刀，7是压刀块。

图2是现有技术中刀鼓的切刀安装在鼓体外侧的结构示意图。

图中1是转轴，3是鼓体，7是压刀块，5是切刀。

图3是图1所示刀鼓的刀鼓安装切刀扇区示意图。

图中∠POA所示面积为刀鼓安装切刀扇区。

图4是图2所示刀鼓的刀鼓安装切刀扇区示意图。

图中∠POA所示面积为刀鼓安装切刀扇区。

图5是鼓体旋转与输送原料之间的关系横断面图。

图中O点为转轴中心线，O点作为直角坐标系O-XY的原点，OX为极轴，V为原料的输送速度，A点为原料被切后的端点，也是切刀刀刃绕着O点作圆周运动经过OX轴水平面时的点，P为刀鼓安装切刀扇区内有鼓体侧面上的任一点，R为切刀刀刃到转轴中心线的距离，ρ为P点到转轴中心线的距离，ω为切刀的旋转角速度，也是鼓体的旋转的角速度，t为P点旋转至A′点所用的时间，A′点在OX极轴上。

图6为本实用新型结构示意图。

图中1是转轴，3是鼓体，7是压刀块，5是压刀，9是鼓体刀座。

图7是本实用新型与图5结合在一起的结构示意图。

图中11是本实用新型刀鼓安装切刀扇区的横断面外轮廓线，它符合极坐标系方程式ρ＝(1-Cφ)R描述的曲线。13是连接极坐标点(0，R)与点(π/4，ρ_π/4)之间的直线。

具体实施方式

削片机刀鼓的改进结构，所述刀鼓由带转轴(1)的鼓体(3)及切刀(5)组成；切刀(5)由压刀块(7)通过螺丝或螺栓固定在鼓体刀座(9)上。本实用新型的改进之处是刀鼓安装切刀扇区的横断面外轮廓线(11)位于下述极坐标系方程式描述的曲线之内：

ρ＝(1-Cφ)R

其中，ρ为极径，单位为m；φ为极角，单位为rad；极点为转轴中心，切刀刀刃线与极点的连线为极轴；φ∈[0,π/4]；

C＝V/ωR，V为原料的输送速度，单位为m/s；ω为切刀的旋转角速度，单位为rad/s；

R为切刀刀刃至转轴中心线的距离,单位为m。

安装切刀扇区所张的圆心角一般考虑为π/4或更小。在鼓体侧面其它地方没有安装切刀处，其径向尺寸可以随意地设计为很小，做到旋转中轮廓面不触碰输送中的原料。唯独需要紧固切刀并使切刀达到一定的线速度时，才不得不使用其它机械配件，不得不从径向拉长切刀刀刃与转轴的距离。这时也才真正地会遇到安装切刀扇区的轮廓面会与输送原料相触碰的问题。

为了解决刀鼓安装切刀扇区内的外轮廓面不与输送原料接触的问题，可以考虑图5中让被切后的原料在t时间内从A点运动到A′点。扇区内鼓体轮廓面上的点P在t时间内从P点以角速度ω旋转也正好至A′点。显然，下述等式成立：

R-ρ＝Vt

P点在O-XY直角坐标系中的方程式为：

x＝(R-Vt)cosωt…………(i)

y＝(R-Vt)sinωt…………(ii)

令C＝V/ωR,则上述两方程式为：

x＝(1-Cωt)R cosωt…………(iii)

y＝(1-Cωt)R sinωt…………(iv)

从iii、iv两式看，P点是一半径随时间变化的圆方程。

ρ＝(1-Cωt)R

注意到ωt也是极坐标系中轮廓面上P点与A点(切刀刀刃)之间的夹角(极角)φ，所以得到刀鼓安装切刀扇区的横断面外轮廓线的极坐标系中的方程：

ρ＝(1-Cφ)R

此轮廓面以内的任何轮廓面在刀鼓旋转中皆不会同输送中的原料相触碰，是一条设计刀鼓时的安全线。

为了简化型线的制作工艺，可以考虑使用连接极坐标点(0，R)与点(π/4，ρ_π/4)之间的直线(13)作为轮廓线，其中ρ_π/4＝(1-Cπ/4)R。

将C＝V/ωR代入ρ_π/4＝(1-Cπ/4)R得下式：

ρ_π/4＝(1-Vπ/4ωR)R

在给定原料输送速度V的情况下，提高转轴角速度ω、让切刀与转轴之间的距离R增大,皆可让ρ_π/4增大，而结果从图7看所述直线将会变得更为陡峭，这样就能保证压刀块有足够的设计空间去选择厚度。一般的，ρ_π/4>0.95R即能满足实际中的需要。

例如，原料输送速度V＝27.9米/分＝0.456m/s。

刀鼓转速每分钟487转。转一圈时间即周期T＝60/487秒。

ω＝2π/T＝2π*487/60＝16.23πrad/s

令R＝0.3m，刀鼓采用双刀对称设计，所切原料片粒的长度＝V*π/ω＝0.456/16.23＝0.0281m＝2.8cm

此时，ρ_π/4＝(1-0.456*π/4*16.23π*0.3)R＝0.977R。

Claims (2)

1.削片机刀鼓的改进结构，所述刀鼓由带转轴(1)的鼓体(3)及切刀(5)组成；切刀(5)由压刀块(7)通过螺丝或螺栓固定在鼓体刀座(9)上；其特征是刀鼓安装切刀扇区的横断面外轮廓线(11)位于下述极坐标系方程式描述的曲线之内：

ρ＝(1-Cφ)R

其中，ρ为极径，单位为m；φ为极角，单位为rad；极点为转轴中心，切刀刀刃线与极点的连线为极轴；φ∈[0,π/4]；

C＝V/ωR，V为原料的输送速度，单位为m/s；ω为切刀的旋转角速度，单位为rad/s；

R为切刀刀刃至转轴中心线的距离,单位为m。

2.根据权利要求1所述的削片机刀鼓的改进结构，其特征是刀鼓安装切刀扇区的横断面外轮廓线是连接极坐标点(0，R)与点(π/4，ρ_π/4)之间的直线(13)；其中ρ_π/4＝(1-Cπ/4)R。

Images