FI114297B - Menetelmä kiekkohakkurin terän alustan kulutuskestävyyden lisäämiseksi ja terän alustan omaava kiekkohakkuri - Google Patents

Description

114297

MENETELMÄ KIEKKOHAKKURIN TERÄN ALUSTAN KULUTUSKESTÄVYYDEN LISÄÄMISEKSI JA TERÄN ALUSTAN OMAAVA KIEKKOHAKKURI

Tämä keksintö koskee menetelmää kiekkohakkurin terän alustakappaleen kulutuskestävyyden lisäämiseksi, sekä vastaavaa kiekkohakkuria.

Kiekkohakkureita käytetään yleisesti metsäteollisuudessa puun hakettamiseksi ennen jatkojalostusta. Hakun pyörivään kiekkoon on kiinnitetty tasajaolla teriä, jotka hakettavat kiinteää vastaterää vasten puunrungosta hakepaloja. Hakepalat poistuvat kiekon läpi kulkevan hakeaukon kautta, joka sijaitsee pyörimissuunnassa terän etupuolella . Terä on yleisesti kiinnitetty kiekkoon erillisten kiinnityskappaleiden avulla. Kiinnityskappaleet ovat kiinnitetyt kiekkoon ruuviliitoksin, ja terä lukitaan kiinnityskappaleiden väliin ruuviliitoksilla aikaansaaduilla puristusvoimilla. Terän ja kiekon välinen kiinnityskappale, eli terän alusta rajaa osaltaan kiekon läpi kulkevaa hakeaukkoa.

Haketustapahtumassa törmäävät terän irrottamat hakepalaset hakeaukossa terän alustaan, josta ne kimpoavat ja jatkavat matkaa hakeaukkoa pitkin teräkiekon lävitse. Terän alustan sivu, johon hakepalaset törmäävät on alttiina /·'; voimakkaalle kulutukselle. Terän alustan materiaalin tulee olla keskilujaa terästä (kovuus noin 300HB) ja riittävän sitkeä siten, että sen murtuminen palasiin estyy vaurioiapauksissa. Tällainen materiaali ei omaa kuitenkaan ·*.·*: riittävää Kulutuskestävyyttä hakepalasten iskuvaikutusta vastaan.

t *

Kulutusongelmaan on pyritty aikaansaamaan ratkaisu, joka käsittää terän alustan kärkiosan varustamisen vaihdettavalla, kulutusta kestävästä materiaalista valmistetulla terävasteella. Tätä rakennetta on kuvattu esimerkiksi patentissa US 5765452.

t * • · ψ

Kuten mainitusta patentista ilmenee heikkenee tällöin terän alustan kärjen : kyky vastaanottaa puristusvoimia varsinaisen terän alustan ollessa valmistettu suhteellisen alhaisen myötärajan omaavasta aineesta. Tästä johtuen on « » nykyään pyritty valmistamaan terän alusta yhdeksi osaksi kuten esimerkiksi 114297 2 patentissa US 5765452 on esitetty. Yksiosaisen terän alustan kulutuskestävyyttä on hakeaukkoon rajatuvalla pinnalla parannettu pintaan kiinnitettävillä kulutusosilla. Näiden osalta on kuitenkin esiintynyt ongelmia. Hitsattavuus rajoittaa kulutusosaan käytettävän materiaalin kovuutta, jolloin kiinnittymisen ja kulutuskestävyyden välillä on jouduttu kompromissiratkaisuihin. Muilla tavoilla kiinnitetyillä kulutusosilla on samoin esiintynyt kiinnitysongelmia.

Tässä yhteydessä pitää huomioida, että ongelmallinen alue tai osa terän alustasta on hyvin pieni, kärkeen rajoittuva alue. Muilta osin pitää terän alustan olla edellämainitut ominaisuudet omaavaa keskilujaa terästä. Tämän tärkeän hake tai lastuvirtaa kohtaavan osan pitää olla erittäin kova ja hyvin sidottu varsinaiseen terän alustaan. Osan paikallinen kovuus saa jopa ylittää terän kovuuden.

Tämä tavoite saavutetaan keksinnön mukaisesti toimenpitein, jotka on annettu oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkeinä.

Keksintöä toteutettaessa on edullista käyttää terän alustassa sopivat ominaisuudet omaavaa terästä. Hiilipitoisuuden pitää olla sopiva eli 0,3 - 0,5 • · : V %. Kyseinen teräs karkaistaan ja päästetään kovuustasolle 300 HB. Tällöin '. *·· on aihiolla riittävä lujuus ja sitkeys sekä se on helposti koneistettavissa.

: Koneistuksen jälkeen suoritetaan rajallisen osan pintakarkaisu, edullisesti i ‘ induktiokarkaisuna. Karkaistu alue on noin 20 mm leveä kuluvassa pinnassa.

* < · * · ‘ * Karkaisusyvyys on sopivasti 2-3 mm. Tällöin on terän alustan kovalla osalla • · metallinen sidos massiiviseen perusosaan. Pintakovuus vähintään 50HCR, jopa yli 60HRC on helpolla saavutettavissa. Edellä mainitut lukuarvot ovat vain ohjeellisia ja esimerkiksi hyvä karkenevuus voidaan saavuttaa myös • · pienellä hiilipitoisuudella ja muilla seosaineilla. Induktiokarkaistun kärjen i sitkeyttä pystytään parantamaan suorittamalla päästö esimerkiksi 200 - 250 ’·;·* °C lämpötilassa.

i > i i * * · » · · 114297 3

Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää kiekkohakkurin perinteistä teräkalustekokoonpanoa ja terän alustaa,

Kuvio 2 esittää terän alustaa varustettuna terävasteella,

Kuvio 3 esittää nykyaikaisen kiekkohakkurin kääntöterällä varustettua teräkalustekokoonpanoa,

Kuvio 4a esittää keksinnön mukaista terän alustaa ja Kuvio 4b esittää vaihtoehtoista terän alustaa.

Kuviossa 1 on esitetty yleisesti käytössä olevaa teräkalustekokoonpanoa. Terä 1 on kiinnitetty paikalleen puristamalla terää terän alustan 2 avulla kulutuslevyä 3 vasten. Terän alustaa 2 painetaan terää 1 vasten teräkiekosta 4 tukensa ottavan ruuvin 5 avulla. Terän alustan terää 1 vasten oleva kovera pinta 6 valmistetaan siten, että terän alusta tukeutuu terää vasten kohdista 7 v; ja 8, jolloin terä 1 saa pienistä valmistusepätarkkuuksista huolimatta parhaan mahdollisen tuennan. Kuvioissa 1 ja 2 nuolet kuvaavat terän alustasta muihin * • teräkiekon osiin kohdistuvia voimia. Kuvioissa terän alustan terää vasten *»· · ·:··: olevan ;*innan 6 koveruutta on korostettu asian havainnollistamiseksi. Kuvion :**: 1 terän alustan hakepalojen kuluttaman pinnan 9 korjaus suoritetaan tekniikan ; tason mukaisesti kovahitsauksella, tai kulunut terän alusta vaihdetaan uuteen.

* · ·

Kovahitsit pitää koneistaa ja sen rajoitetun kovuuden vuoksi kuluminen on suhteellisen nopeaa, mistä johtuen terän alustan vaihto uuteen tai korjattuun * ·« tulee suorittaa usein.

I » t * * •

Kuvion 2 terän alusta 14 on varustettu terävasteella 10, joka on kiinnitetty I · · : .·. ruuveilla 11 terän alustaan. Hakkeen kohtaamasta pinnasta 12 kulunut > i » I t * t : terävaste vaihdetaan uuteen. Terävasteen tukeva kiinnitys terän alustaan on kuitenkin vaikea toteuttaa ja ongelmana on usein terän 1 ja terä vasteen 10 114297 4 riittävä tuenta pinnan 13 kohdalta. Kuviossa 2 on kuvattu nuolin myöskin terävasteesta muihin teräkiekon osiin kohdistuvia voimia. Pinnalla 13 on taipumus tyssääntyä käytössä terään 1 ja edelleen terästä terävasteeseen 10 ja terän alustaan 14 kohdistuvien nuolen F suuntaisten haketusvoimien vaikutuksesta. Mikäli pinta 13 antaa myöten, terä 1 pääsee liikkumaan, jolloin terän ja kulutuslevyn 3 ja/tai terävastesn 10 väliin pääsee tikkuja ja purua. Tämän seurauksena terävasteen kuluminen nopeutuu ja uusien terien asemointi vaikeutuu. Kuvion 1 mukaisessa terän alustassa tyssääntyminen tapahtuu pinnassa 8.

Kuviossa 3 on esitetty uuden tyyppinen teräkalustekokoonpano, jossa terän alustan kärkikulma a on pienempi kuin 40°. Terä T on kiinnitetty terän alustaa 15 vasten teränpainimen 16 ja ruuvien 17 avulla. Pienen kärkikulman a ansiosta hakkeen laatu paranee sekä tikku ja purumäärä pienenee. Pienemmän kärkikulman omaavan terän alustan saaminen riittävän tukevaksi tukemaan terää on entistä vaikeampaa. Siten kuvion 3 mukaisessa teräasetelmassa on erityisen tärkeää, että terän alustan muodostaa yhtenäinen riittävän tuennan antava kappale ja pinnan 19 haitallinen tyssääntyminen vältetään.

Keksinnön mukainen terän alusta on esitetty kuvioissa 3, 4a ja 4b.

< ·

Hiilipitoisuudeltaan n. 0,3 - 0,5 prosenttisesta teräksestä valmistetaan terän ; alustan aihio, joka karkaistaan ja päästetään kovuustasolle 300 HB. Aihio •i·*: koneistetaan terän alustaksi 2’ (kuvio 4a) ja suoritetaan hakkeen kulutukselle :"i alttiille alueelle induktiokarkaisu 18. Kuviossa 4a Induktiokarkaistu alue 18 on leveydeltään L noin 20 mm ja syvyys T on 2 - 3 mm. Induktiokarkaisulla saadaan terän alustasta 2’ yhtenäinen riittävän sitkeyden omaava kappale, r‘5 jolla silti on hyvä kulutuskestävyys hakeaukon puoleisella pinnalla terän I * * jälkeisessä osassa. Tällöin on terän alustan kovalla osalla metallinen sidos » massiiviseen perusosaan. Pintakovuus yli 50 HRC (= 500HB) on helpolla saavutettavissa. Samalla kasvaa osien myötöraja paikallisesti noin 70%.

» • · » I t I » · I f » · • t t » * » ( » • · 114297 5

Edellä mainitut lukuarvot ovat vain ohjeellisia ja esimerkiksi hyvä karkenevuus terän alustan materiaalin osalta voidaan saavuttaa myös pienellä hiilipitoisuudella ja muilla seosaineilla. Induktiokarkaistun kärjen sitkeyttä pystytään parantamaan suorittamalla päästö esimerkiksi 200 - 250 C lämpötilassa.

Induktiokarkaistu kulutuspinta 18 tekee terän alustasta 2’ kulutusta kestävämmän ja tukevamman tukien terää paremmin haketusvoimia vastaan. Terän alustan tyssääntymistaipumus eliminoidaan keksinnön avulla. Mikäli halutaan edelleen käyttää pienempää vaihdettavaa kulutusosaa eli terävastetta 10, kuten kuviossa 4b on esitetty, induktiokarkaisu 18’ terän alustassa 14’ terän vasteen 10 jälkeen tukee terävastetta 10 paremmin. Myös kulutuskestävyys terän alustassa 14’ terän vasteen jälkeen paranee.

Induktiokarkaisu 18” on esitetty myöskin kääntöteräkokoonpanossa kuviossa 3, jolloin estetään hyvin pinnan 19 tyssääntymistä ja terän 1’ tuenta paranee.

I § • · f i i I t · f « » i I · • I I I » * · » * · i I * » S I · « i I I I t · t t I ! · • ! ! · t * » f * i « · i f » f ·

I I

! i · t * ·

* * * i I I

• S i · I · ! i I i ) » 1 *

Claims (7)

114297 6

1. Menetelmän kiekkohakkurin terän (1’) alustakappaleen (2’, 14’, 15) lastuaukkopinnan kulutuskestävyyden ja lujuuden lisäämiseksi, tunnettu siitä, että lastuaukkopinnan kärkikaista (18,18’, 18”) pintakarkaistaan. ?. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkaisu suoritetaan induktiokarkaisuna.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkaisu suoritetaan syvyyteen noin 2-3 mm.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kärkikaista karkaistaan leveyteen noin 20 mm.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintakarkaisu suoritetaan arvoon vähintään 50HRC.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alustakappaleen materiaalina käytetään terästä, jonka hiilipitoisuus on alueella 0,3 - 0,5 %, ja että alustakappale karkaistaan ja päästetään kovuustasolle noin 300 HB ja koneistetaan lopullisiin mittoihinsa ennen pintakarkaisua.

7. Kiekkohakkuri, tunnettu siitä, että siinä on terän alustakappale (2, 14’, 15), jossa on pintakarkaistu kärkikaista (18,18’, 18”). • · • · • · * · • · · • · • · · • · · I • · I · · • · • · · • · f f · * · • · • · · * · • · 114297 7