FI121604B - Jauhinterä - Google Patents

Description

Jauhinterä

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on jauhinterä, joka käsittää teräharjoja ja niiden välissä olevia teräuria käsittävän teräpinnan lignoselluloosapitoisen mate-5 riaalin kuiduttamiseksi, jossa jauhinterän teräpinta käsittää ensimmäisiä terä-harjoja ja niiden välissä ensimmäisiä teräuria ja ensimmäisten teräharjojen yläpinta käsittää toisia teräharjoja ja niiden välissä toisia teräuria, jotka on sovitettu yhdistämään ensimmäisiä teräuria.

Edelleen keksinnön kohteena on jauhinterän teräsegmentti, joka 10 käsittää teräharjoja ja niiden välissä olevia teräuria käsittävän teräpinnan lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi, jossa teräsegmentin teräpinta käsittää ensimmäisiä teräharjoja ja niiden välissä ensimmäisiä teräuria ja ensimmäisten teräharjojen yläpinta käsittää toisia teräharjoja ja niiden välissä toisia teräuria, jotka on sovitettu yhdistämään mainittuja ensimmäisiä teräuria. 15 Keksinnön kohteena on menetelmä teräurien valmistamiseksi jau hinterän tai jauhinteräsegmentin teräpintaan, joka teräpinta on tarkoitettu lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi ja joka teräpinta käsittää ensimmäisiä teräharjoja ja niiden välissä ensimmäisiä teräuria ja ensimmäisten teräharjojen yläpinta käsittää toisia teräharjoja ja niiden välissä toisia teräuria, 20 jotka on sovitettu yhdistämään mainittuja ensimmäisiä teräuria.

Edelleen keksinnön kohteena on menetelmä lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi tarkoitetun jauhinterän teräpinnan tai jauhinteräsegmentin teräpinnan teräurien muokkaamiseksi, joka teräpinta käsittää terä-harjoja ja niiden välissä teräuria.

25 Kuitumaisen materiaalin käsittelyyn tarkoitetut jauhimet käsittävät ° tyypillisesti kaksi, mutta mahdollisesti myös useampia vastakkain sijoitettuja o cm jauhinteriä, joista ainakin yksi on sovitettu pyörimään akselin ympäri siten, että i ^ jauhinterät kiertyvät toistensa suhteen. Levyjauhimissa jauhinterän muoto on i cv levymäinen, kartiojauhimissa kartiomainen ja sylinterijauhimissa sylinterimäi- x 30 nen.

CC

Jauhinlevyjen jauhinterien teräpinnat eli jauhinpinnat muodostuvat ” tyypillisesti teräpinnassa olevista kohoumista eli teräharjoista ja teräharjojen

CO

väliin jäävistä teräurista. Jatkossa teräharjoja voidaan nimittää myös harjoiksi o ja teräuria uriksi. Jauhinterä voi muodostua yhdestä yhtenäisestä kappaleesta 35 tai kahdesta tai useammasta toistensa viereen sovitetuista teräsegmenteistä, 2 jolloin teräsegmenttien teräpinnat yhdessä muodostavat jauhinterän yhtenäisen teräpinnan.

Perinteisesti sekä kokonaiset jauhinterät että teräsegmentit valmistetaan valamalla hiekasta tehdyissä valumuoteissa, joihin muotteihin on muo-5 dostettu jauhinterän teräpinnan teräharjoja ja teräuria vastaavat muotoilut. Valmistettaessa joko kokonaisia jauhinteriä tai teräsegmenttejä valamalla on ongelmana se, että teräharjojen ja teräurien koolle on käytännössä olemassa tietyt valukappaleen koosta riippuvat vähimmäiskokovaatimukset. Isoon valu-kappaleeseen ei voida valmistaa tiettyä kokoluokkaa tiheämpää teräharjojen ja 10 teräurien muodostamaa teräkuviota, koska sula metalli ei tällöin täytä teräharjojen paikkaa valumuotissa, vaan teräpinta jää vajaaksi. Esimerkiksi yhtenä kappaleena valamalla valmistettavalle levyjauhimen jauhinterälle, jonka halkaisija on 1000 mm ja teräharjan korkeus 10 mm, aikaansaatava tihein teräkuvi-ointi on tällä hetkellä sellainen, jossa teräharjan pienin mahdollinen leveys on 3 15 mm ja uran pienin mahdollinen leveys on 4 mm. Haluttaessa valmistaa tätä tiheämpi teräkuviointi pitää jauhinterä muodostaa teräsegmenteistä, jolloin valamalla voidaan saavuttaa teräkuviointi, jossa 6 mm teräharjakorkeudella kapein mahdollinen harjan leveys on 1,6 mm ja kapein mahdollinen uran leveys on 2 mm.

20 Kokonaisten jauhinterien tai yksittäisten teräsegmenttien teräpintoja voidaan valmistaa myös hitsaamalla tai juottamalla teräharjoja kiinni kokonaisen jauhinterän tai teräsegmentin runkoon. Tiheitä teriä valmistettaessa terä-harjojen kiinnitystyö vaatii kuitenkin hyvin paljon sekä yksittäisten teräharjojen valmistustyötä että hitsaus- tai juotostyötä niiden kiinnittämiseksi, jolloin jauhin-25 terän valmistukseen kuluu paljon aikaa huolimatta siitä, että ainakin osa valmistuksesta voitaisiin hoitaa automaattisesti.

2 Yhteisenä ongelmana kaikille edellä mainituille valmistusmenetelmil- ^ le on vielä se, että ennen jauhinterän käyttöönottoa teräpinnan urat ja harjat c\] 7 pitää usein vielä viimeistellä esimerkiksi hitsaus- tai valupurseiden poistami- 30 seksi.

X

£ Keksinnön lyhyt selostus “ Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja

(D

[£ parannettu menetelmä teräurien valmistamiseksi jauhinterän tai teräsegmentin o teräpintaan.

(M

35 Keksinnön mukaiselle jauhinterälle, joka käsittää teräharjoja ja nii den välissä olevia teräuria käsittävän teräpinnan lignoselluloosapitoisen mate- 3 riaalin kuiduttamiseksi, on tunnusomaista se, että ainakin yksi toinen teräura on muodostettu poistamalla materiaalia teräpinnasta vesileikkauksella.

Edelleen keksinnön mukaiselle jauhinterän teräsegmentille, joka käsittää teräharjoja ja niiden välissä olevia teräuria käsittävän teräpinnan ligno-5 selluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi, on tunnusomaista se, että ainakin yksi toinen teräura on muodostettu poistamalla materiaalia teräpinnasta vesileikkauksella.

Edelleen keksinnön mukaiselle menetelmälle teräurien valmistamiseksi jauhinterän tai jauhinteräsegmentin teräpintaan on tunnusomaista se, 10 että muodostetaan ainakin yksi toinen teräura poistamalla materiaalia teräpinnasta vesileikkauksella.

Edelleen keksinnön mukaiselle menetelmälle lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi tarkoitetun jauhinterän teräpinnan tai jauhinteräsegmentin teräpinnan teräurien muokkaamiseksi on tunnusomaista se, että 15 muokataan jauhinterän teräpinnan tai jauhinteräsegmentin teräpinnan ainakin yhtä teräuraa muuttamalla teräuran poikkileikkauksen muotoa poistamalla materiaalia teräpinnasta vesileikkauksella.

Erään suoritusmuodon mukaan jauhinterä siis käsittää teräharjoja ja niiden välissä olevia teräuria käsittävän teräpinnan lignoselluloosapitoisen ma-20 teriaalin kuiduttamiseksi ja ainakin yksi teräpinnan teräura on muodostettu poistamalla materiaalia teräpinnasta vesileikkauksella. Erään toisen suoritusmuodon mukaan jauhinterän teräpinta käsittää ensimmäisiä teräharjoja ja niiden välissä ensimmäisiä teräuria ja ensimmäiset teräharjat käsittävät edelleen toisia teräharjoja ja niiden välissä toisia teräuria, jotka on sovitettu yhdistämään 25 mainittuja ensimmäisiä teräuria. Erään kolmannen suoritusmuodon mukaan ainakin yksi toinen teräura on muodostettu poistamalla materiaalia teräpinnas- ° ta vesileikkauksella.

o ^ Vesileikkauksen käyttämisessä urien valmistamiseen jauhinterän te- ^ räpintaan on etuna, että vesileikkauksella voidaan helposti säätää valmistettani 30 van uran syvyyttä muuttamalla sitä nopeutta, millä vettä ja abrasiivista materi- x aalia syöttävää suutinta siirretään. Vesileikkaus ei myöskään aiheuta metallur-

CC

“ gisia muutoksia jauhinterän teräpintaan. Erityisen käyttökelpoinen vesileikkaus ” on hyvin kapeiden urien valmistukseen, joiden valmistaminen valutekniikalla on co [£ käytännössä mahdotonta.

o o C\l 4

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä levyjauhimen teräsegmenttiä 5 teräpinnan suuntaan katsottuna kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä kartiojauhimen teräsegmenttiä teräpinnan suuntaan katsottuna, kuvio 3 esittää kaavamaisesti kuvion 2 mukaisen teräsegmentin poikkileikkausta kuvion 2 linjaa C - C pitkin, 10 kuvio 4 esittää kaavamaisesti osaa erään teräpinnan teräharjasta, kuviot 5 ja 6 esittävät kaavamaisesti teräuran valmistusta poistamalla materiaalia teräpinnasta ja kuvio 7 esittää kaavamaisesti perspektiivikuvantona kokonaista levyjauhimen jauhinterää.

15 Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.

Keksinnön eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti eräs levyjauhimen terä-20 segmentti 1 teräpinnan suuntaan katsottuna, kuviossa 2 on esitetty kaavamaisesti eräs kartiojauhimen teräsegmentti 2 teräpinnan suuntaan katsottuna, kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti kuvion 2 mukaisen teräsegmentin 2 poikkileikkaus kuvion 2 linjaa C - C pitkin ja kuviossa 4 on esitetty kaavamaisesti osa eräästä teräharjasta perspektiivikuvantona. Kuvioiden 1 ja 2 mukaiset te-25 räsegmentit 1 ja 2 on siis tarkoitettu muodostamaan osa levyjauhimen ja kar-? tiojauhimen yhden jauhinterän teräpinnasta. Teräsegmenteissä 1 ja 2 on en- simmäiset teräharjat 3 eli ensimmäiset harjat 3 ja niiden välissä ensimmäiset teräurat 4 eli ensimmäiset urat 4. Ensimmäisten harjojen 3 yläpintaan on muo-£J dostettu toiset teräharjat 5 eli toiset harjat 5 ja niiden väliin toiset teräurat 6 eli x 30 toiset urat 6. Toiset harjat 5 ja toiset urat 6 on tarkemmin nähtävissä kuvioissa 3 ja 4. Teräsegmentit 1 ja 2, kuten tyypillisesti kokonaiset terätkin, muodostuit vat teräpinnasta 7 ja terärungosta 8 siten, että terärungon 8 alueelle ei uloteta j£ teräpinnan 7 kuviointiin kuuluvia uria, kuten on esitetty tarkemmin kuviossa 3.

o o Kokonainen levyjauhimen jauhinterä 11 on esitetty kaavamaisesti perspektiivi- 35 kuvantona kuviossa 7.

5

Jauhettavasta materiaalista ja halutusta jauhatustuloksesta riippuen ensimmäisten harjojen 3, ensimmäisten urien 4, toisten harjojen 5 ja toisten urien 6 mitoitus voi vaihdella monella eri tavalla. Ensimmäisten harjojen 3 leveys voi vaihdella esimerkiksi välillä 15-80 mm. Joissakin sovellutustapauk-5 sissa kyseinen vaihteluväli voi olla 20 - 40 mm. Ensimmäisten harjojen 3 välissä olevien ensimmäisten urien 4 leveys voi olla esimerkiksi 5-40 mm, joissakin sovellutusmuodoissa kyseinen vaihteluväli voi myös olla 10-30 mm. Sekä ensimmäiset harjat 3 että ensimmäiset urat 4 voidaan muodostaa siten, että niiden leveys joko pysyy samana tai muuttuu siirryttäessä harjojen tai urien 10 kulkusuunnassa. Urien 4 syvyys voi puolestaan olla esimerkiksi 10 - 40 mm. Urat 4 voidaan muodostaa myös siten, että urien syvyys joko pysyy samana tai muuttuu siirryttäessä urien kulkusuunnassa. Urien 4 leveyden ja/tai syvyyden muuttuessa voidaan siis sanoa uran 4 poikkileikkauksen pinta-alan tai tilavuuden muuttuvan. Urien 4 virtauspoikkipinta-ala voi siten vaihdella esimerkiksi 15 välillä 0,5 - 12 cm2. Muodoltaan ensimmäiset harjat 3 voivat olla joko suoria, kuten on esitetty kaavamaisesti kuviossa 1, tai vakiokulmalla tai muuttuvalla kulmalla kaartuvia, kuten on esitetty kaavamaisesti kuviossa 2. Ensimmäisten harjojen 3 muoto määrää luonnollisesti niiden välissä olevien urien 4 muodon.

Ensimmäisten harjojen 3 yläpintaan muodostettujen toisten urien 6 20 leveys voi olla vähintään 0,3 mm, esimerkiksi 0,3 - 1,0 mm. Myös toisten urien leveydellä 0,7 - 1,0 mm saavutetaan myöhemmin esitettyjä etuja aikaisempiin teräratkaisuihin verrattuna. Toisten urien 6 väliin jäävien toisten harjojen 5 leveys voi myös olla esimerkiksi 1 - 3 mm. Ensimmäisten harjojen 3 keskimääräinen leveys on siis noin 3,8 - 62 -kertainen toisten harjojen 5 ja toisten urien 25 6 yhteenlaskettuun leveyteen verrattuna. Toisten urien 6 syvyys voi olla esi merkiksi 2-6 mm. Urien 6 syvyys voi pysyä samana tai muuttua urien kulku- ° suunnassa. Käytännössä urien 6 suurimman syvyyden määrää teräpinnoille 7 o «m määrätyn kulumispinnan paksuus.

i ^ Toisten harjojen 5 ja toisten urien 6 leveys voi olla vakio tai muuttu- i g 30 va niiden kulkusuunnassa. Urien 6 leveys voi muuttua sekä urien 6 kulkusuun- x nassa että leveyssuunnassa. Toiset harjat 5 ja toiset urat 6 voidaan muodos-

CC

“ taa ensimmäisten harjojen 3 yläpintaan myös siten, että ne muodostavat noin ^ 5-30 asteen kulman teräpinnan 7 säteeseen tai vastaavaan teräpinnan 7 hal- to kaisevaan vertailusuuntaan nähden.

o 35 Ensimmäisten harjojen 3 yläpintaan on siis muodostettu tiheä uritus eli niin sanottu mikrouritus lignoselluloosapitoisen materiaalin jauhamista var- 6 ten. Nämä harjojen 3 yläpintaan muodostetut tiheäuraiset eli mikrouritetut alueet muodostavat teräsegmenttien 1 ja 2 varsinaiset jauhatusvyöhykkeet, joiden tehtävänä on siis lignoselluloosapitoisen kuitumateriaalin jauhaminen. Näiden mikrouritettujen jauhatusvyöhykkeiden kokonaispinta-ala voi olla noin 60 - 90 5 %, joissakin sovellutusmuodoissa noin 70 - 80 % teräpintojen 7 kokonaispinta- alasta. Ensimmäisten harjojen 3 välissä olevien urien 4 tehtävänä on kuljettaa jauhettavaa kuitumateriaalia jauhatusvyöhykkeille sekä kuljettaa jauhettavaa materiaalia pois jauhimen teräpintojen 7 välistä. Lisäksi ensimmäisten urien 4 tehtävänä on kuljettaa jauhamisen aikana mahdollisesti syntyvää vesihöyryä 10 pois jauhimen teräpintojen 7 välistä.

Esitetyn mukainen teräpinta mahdollistaa jauhamisen erittäin alhaista teräkuormaa käyttäen ilman, että jauhimen hydraulinen kapasiteetti heikke-nee. Normaalisti jauhettaessa lyhyiden kuitujen jauhamiseen tarkoitetuilla ly-hytkuituterillä pitkäkuituista sellua ei saada aikaan riittävää hydraulista kapasi-15 teettia, jolloin jauhimen teritys menee tukkoon. Esitetyssä teräpinnassa 7 tila-suuret ensimmäiset urat 4 mahdollistavat optimaalisen, tasaisen jauhettavan kuitumateriaalin syötön koko jauhinpinnan alueella. Ensimmäisten harjojen 3 yläpinnassa olevien, teräpintojen 7 jauhatusvyöhykkeet muodostavien tiheästi sijoitettujen toisten harjojen 5 ja toisten urien 6 ansiosta teräpintaan saadaan 20 muodostettua hyvin korkea leikkauspituus. Esitetyn mukaisessa teräpinnalla 7 voidaan siis saada aikaan haluttu kapasiteetti sekä myös hyvä jauhetun massan laatu. Lisäksi esitetty teräpinta 7 soveltuu hyvin sekä pitkän että lyhyen kuidun jauhamiseen. Edelleen esitetyllä teräpinnalla on mahdollista saavuttaa aikaisempaa pienemmällä energian ominaiskulutuksella sama laatu- tai lu-25 juusmuutos kuin aikaisemmin. Edelleen samalla kuitujen leikkauspituudella jauhinta voidaan käyttää aikaisempaa korkeammalla kuormituksella ilman te- ? räkosketusta. Lyhytkuitujauhatus voidaan toteuttaa pienemmällä jauhinten lu- o w kumäärällä kuin aikaisemmin, koska jauhinta voidaan käyttää suuremmalla teholla kuin aikaisemmin ilman kuitupituuden alenemista lyhytkuiduilla. Aiem-g 30 paa tiheämmän toisen urituksen ansiosta voidaan edelleen jauhinterän halkai- x sijaa pienentää jauhimen kuormitettavuus säilyttäen. Pienemmän halkaisijan

CC

“ johdosta tyhjäkäyntiteho pienenee, jolloin aiempaa suurempi osa jauhimen käyttämästä energiasta käytetään kuitujen ominaisuuksien parantamiseen. [£ Erityispiirteenä on havaittu, että esitetyn mukaisella hienojakoisella jauhinteräl- o 35 lä voidaan jauhaa myös hyvin lyhyitä ja heikkoja kuituja tai toisaalta pitkälle 7 jauhettuja kuituja hyvällä kuormitettavuudella ilman että jauhin menee terille, jolloin vastakkaiset teräpinnat osuvat toisiinsa.

Kuvioiden 1-4 mukaisten, mikrouritetuilla jauhatusvyöhykkeillä varustettujen teräpintojen 7 valmistus joko yhdestä yhtenäisestä jauhinterästä tai 5 erillisistä teräsegmenteistä muodostuvana ei valmistusteknisesti onnistu valamalla. Yksittäisten teräharjojen, varsinkin toisten teräharjojen 5, suuresta lukumäärästä ja pienestä koosta johtuen teräharjojen valmistus erillisinä ja niiden hitsaaminen tai juottaminen kiinni aiheuttaa erittäin suuren määrän työtä, mikä nostaa tuotantokustannuksia ja valmistusaikaa huolimatta siitä, vaikka 10 tuotantoa voitaisiinkin jossakin määrin automatisoida.

Teräpinnat 7 voidaan valmistaa siten, että muodostetaan urat terä-pintoihin 7 poistamalla materiaalia teräpinnoista 7 vesileikkauksessa. Vesileik-kauksessa joko kokonaisen jauhinterän tai teräsegmentin 1, 2 teräpintaan 7 kohdistetaan suuttimen 9 (kuviot 5 ja 6) kautta korkealla paineella vesisuihku 15 10 sille kohdalle teräpintaa 7, johon halutaan muodostaa ura. Vesisuihkun mu kaan sekoitetaan jauhinterän valmistusmateriaalin ominaisuuksien perusteella valittua abrasiivista materiaalia, joka teräpintaan 7 osuessaan poistaa materiaalia teräpinnasta. Vesileikkaus työmenetelmänä on alan ammattimiehelle sinänsä tunnettu, joten sitä ei esitellä tässä yhteydessä sen enempää.

20 Valmistettaessa jauhinterien teräpintoja vesileikkauksella saavute taan useita merkittäviä etuja. Vesileikkauksella voidaan valmistaa uria, jotka ovat pienimmillään noin 0,3 - 1 mm leveitä. Vesileikkauksella voidaan siis valmistaa kappaleen koosta riippumatta sellainen teräpinta, jossa teräharjan leveys on niinkin pieni kuin 1 mm ja uran leveys on esimerkiksi niinkin pieni kuin 25 0,3 - 1,0 mm, joissakin tapauksissa esimerkiksi 0,7 - 1,0 mm. Käytettäessä vesileikkauksessa abrasiivisena materiaalina hiekkaa on mahdollista päästä ° edellä mainittuun noin 0,7 mm uranleveyteen. Mikäli abrasiivisena materiaalina o cm käytetään hiekkaa hienojakoisempaa materiaalia, kuten esimerkiksi jauhetta, i ^ voidaan saavuttaa niinkin kapea uranleveys kuin noin 0,3 mm. Valmistettaessa i g 30 teräpinta tai ainakin osa siitä vesileikkauksella voidaan valmistaa selvästi ti- x heämpikuvioisempia teriä kuin on mahdollista nykyisillä valu- tai hitsausmene-

CC

telmillä. Vesileikkaus ei myöskään aiheuta metallurgisia muutoksia työstettä-“ vään teräkseen. Vesileikkaus jättää teräpintaan näkyviin vain sille tyypillistä

CD

[£ mattapintaista tai rosoista jälkeä tyypillisimmin vesileikattujen urien päättymis- o 35 kohtiin.

(M

8

Valmistettavan uran syvyyttä voidaan säätää helposti muuttamalla nopeutta, millä vettä ja abrasiivista materiaalia syöttävää suutinta 9 siirretään. Muuttamalla vesisuihkun 10 suuntakulmaa vesisuihku voidaan myös ohjata viistosti teräpintaan, jolloin voidaan helposti valmistaa sellaisia teräharjoja, 5 joissa on kaltevia pintoja kuvioiden 5 ja 6 esittämällä tavalla. Teräuran poikki-leikkausprofiilia voidaan myös muuttaa poistamalla materiaalia teräuraa rajoittavista teräharjoista, jota menetelmää voidaan käyttää sekä uusien teräpinto-jen teräurien poikkileikkausprofiilien muuttamiseksi tai jo käytössä olevien käytettyjen terien teräurien modifioimiseksi paremmin sopivaksi jollekin toiselle 10 jauhettavalle materiaalille. Teräpinnan urituksen valmistaminen vesileikkauk-sella on myös nopeampaa kuin perinteisellä valutekniikalla, koska ei tarvita uutta valumailla. Vesileikkauksella tehty teräpinta on myös valmis käyttöönotettavaksi heti vesileikkauksen jälkeen, koska teräpintaan ei tarvitse enää kohdistaa erityisiä viimeistelytyövaiheita, kuten esimerkiksi valu- tai hitsauspurseiden 15 poistoa valetuissa tai hitsatuissa terissä. Vesileikkauksella on myös helppo muodostaa kulkusuunnassaan kaartuvia uria, joiden muodostaminen valutekniikalla on vaikeaa ja kallista. Kuvion 6 mukaisessa esimerkissä on vielä esitetty kaksi vierekkäistä kapeaa uraa 6, vasemmanpuoleinen ura 6 vielä vesileik-kausvaiheessa, joiden urien 6 kallistuskulmat ovat toisiinsa nähden vastakkai-20 set. Kuvion 6 esittämällä tavalla toisiinsa nähden vastakkaisella kallistuskulmalla olevia uria käsittävän jauhinterän valmistaminen ei käytännössä edes onnistu valutekniikalla, koska valumailla ei voi irrottaa kuvion 6 kaltaisesta terä-ratkaisusta valumuottia rikkomatta.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisten teräsegmenttien 1 ja 2 tai kokonaisten 25 terien teräpinnat 7 voidaan valmistaa hyvin monella eri tavalla. Erään sovellu-tusmuodon mukaan vesileikkauksella muodostetaan teräpintojen 7 sekä isot ° tai leveät urat eli ensimmäiset urat 4 ja kapeat eli pienet urat eli toiset urat 6.

^ Vesileikkauksella voidaan siis helposti valmistaa myös yli 1 mm leveitä uria.

i £! Erään toisen sovellutusmuodon mukaan teräsegmentteihin 1 ja 2 tai kokonai- i cm 30 sinä valmistettaviin teriin muodostetaan niiden valun aikana valumuotin avulla o j- ensimmäiset urat 4 ja valun jälkeen muodostetaan vesileikkauksella ensim- ct mäisten harjojen 3 yläpintaan toiset harjat 5 ja toiset urat 6. Tämä ratkaisun “ etuna on, että vesileikkausta ei tarvitse käyttää suuren materiaalimäärän pois to [£ tamiseksi ensimmäisiä uria 4 varten, joiden ensimmäisten urien 4 toimintaan ei o 35 valun tulleilla pienillä valmistusvirheillä ole käytännössä vaikutusta vaan vesi- cvi leikkausta käytetään ainoastaan vähäisemmän materiaalimäärän poistamista, 9 mutta hyvin tarkka työstö vaativien, varsinaisen jauhatustyön tekevien jauha-tuspintojen muodostavien toisten harjojen 5 ja toisten urien 6 muodostamiseksi.

Suurin etu vesileikkaustekniikalia saavutetaan yhtenä osana vale-5 tuissa terissä, joihin voidaan vesileikkaukselia valmistaa erittäin tiheä urista ja harjoista muodostuva teräkuvio, tiheämpi kuin mitä on mahdollista saavuttaa valamalla valmistetuista erillisistä teräsegmenteistä koottavissa jauhinterissä. Suuri etu tällä saavutetaan laimeamassajauhimissa, kun jauhinterä voidaan valmistaa yhdestä kappaleesta eikä erillisiä teräsegmenttejä varten tarvita 10 enää erityistä kiinnityskartiota. Samoin merkittävää etua saavutetaan jauhimis-sa, joille ei erillisistä teräsegmenteistä muodostettua jauhinteräratkaisua ole ollut saatavissa. Lisäksi teräkuvioinniltaan sellaiset jauhinterät, jotka on voitu tähän asti valmistaa ainoastaan erillisistä teräsegmenteistä, voidaan nyt valmistaa alusta asti kokonaisina jauhinterinä.

15 Testattaessa vesileikkaustekniikalia valmistettuja teriä lyhytkuitujau- hatuksessa on havaittu, että vesileikkaamalla voidaan valmistaa terä, jonka leikkauspituus on selkeästi korkeampi kuin valamalla valmistetun. Tämä suurempi leikkauspituus näkyy jauhimen jauhatuskäyttäytymisessä jauhimen mahdollisena korkeampana kuormitettavuutena eli jauhin ei mene terilleen 20 suurillakaan jauhatustehoilla sekä jauhatusasteen nopeampana muutoksena ilman kuitupituuden lyhenemistä eli korkeampana jauhatustehokkuutena.

Huolimatta siitä, että ratkaisun käyttö on esitetty tehtäessä uria te- räsegmenttien 1 ja 2 teräpintoihin 7, esitettyä ratkaisua voidaan siis yhtä hyvin hyödyntää sekä yhdestä kokonaisesta kappaleesta muodostuvien teräpintojen 25 valmistuksessa että valmistettaessa teräpintaa erillisiin teräsegmentteihin.

Esitettyä menetelmää voidaan myös käyttää yhtä hyvin valmistettaessa uusia ° uria vanhoihin jauhinteriin.

o cm Kuvioissa on esitetty ratkaisun hyödyntäminen levyjauhimen terä- i ^ pintojen ja kartiojauhimen teräpintojen valmistuksessa, mutta samaa ratkaisua i cm 30 voidaan luonnollisesti yhtä hyvin hyödyntää sylinterijauhimen teräpintojen val- x mistuksessa. Levy-, kartio- ja sylinterijauhimien perusrakenne ja toimintaperi- ct aate ovat alan ammattimiehelle sinänsä tunnettuja, joten niihin ei tässä yhtey-^ dessä puututa sen enempää.

CD

[£ Esitetty ratkaisu soveltuu niin laimeamassa-, hierre- kuin kuitulevy- o 35 terienkin valmistukseen. Laimeamassajauhimille on ominaista suhteellisen hi das pyörimisnopeus, jauhinterän ulkokehän kehänopeuden ollessa tyypillisesti 10 noin 19-33 m/s, Laimeamassajauhimien jauhinterien leikkauskulma on tyypillisesti suhteellisen korkea, noin 20 - 70 astetta. Laimeamassajauhimen teriä ajetaan kiinnipäin kunnes moottori ottaa valitun tehon. Sakeuden ollessa alhainen jauhin voi mennä terilleen, minkä vuoksi laimeamassajauhimen jauhin-5 terien pitää kestää terilleajoa, jolloin terien valmistusmateriaalin pitää olla sitkeää. Jos laimeamassajauhimen jauhinterässä on paljon teräharjoja niin jauhin ottaa tehoa ilman että se menee terilleen.

Hierrejauhimissa pyörimisnopeus on 1500 rpm sähköverkon taajuuden ollessa 50 Hz ja 1800 rpm sähköverkon taajuuden ollessa 60 Hz, jolloin 10 ulkohalkaisijaltaan 1690 mm jauhinterän ulkokehän kehänopeudet ovat 133 m/s ja 159 m/s. Hierrejauhimien jauhinterien teräharjat ovat tyypillisesti miltei radiaalisia tarkoittaen sitä, että niillä on pieni leikkauskulma. Hierrejauhimia ajetaan terävälisäädöllä. Teräväli on tyypillisesti 0,5 - 1 mm mutta myös pienemmät terävälit ovat mahdollisia. Koska hierrejauhimissa ei tapahdu terille-15 ajoa, voidaan hierrejauhimen jauhinterien valmistusmateriaalina käyttää laime-amassajauhimiin verrattuna kovempaa metallia.

Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombi-20 naatioiden muodostamiseksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

25 o o

<M

C\J

C\J

0 cc

CL

00

CD

LO

LO

O

O

C\J

Claims (21)

1. Jauhinterä (11), joka käsittää teräharjoja (3, 5) ja niiden välissä olevia teräuria (4, 6) käsittävän teräpinnan (7) lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi, jossa jauhinterän (11) teräpinta (7) käsittää ensimmäisiä 5 teräharjoja (3) ja niiden välissä ensimmäisiä teräuria (4) ja ensimmäisten terä-harjojen (3) yläpinta käsittää toisia teräharjoja (5) ja niiden välissä toisia teräuria (6), jotka on sovitettu yhdistämään ensimmäisiä teräuria (4), tunnettu siitä, että ainakin yksi toinen teräura (6) on muodostettu poistamalla materiaalia teräpinnasta (7) vesileikkauksella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jauhinterä, tunnettu siitä, et tä ainakin yksi ensimmäinen teräura (4) on muodostettu valamalla valumuotissa jauhinterän (11) valun aikana.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jauhinterä, tunnettu siitä, että toisten teräurien (6) leveys on vähintään 0,3 mm.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jauhinterä, tun nettu siitä, että toisten teräurien (6) leveys on 0,3 -1,0 mm.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen jauhinterä, tunnettu siitä, että toisten teräurien (6) leveys on 0,7 -1,0 mm.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jauhinterä, t u n -20 n e 11 u siitä, että toisten teräharjojen (5) leveys on 1 - 3 mm.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jauhinterä, tunnettu siitä, että ensimmäisten teräharjojen leveys on 15-80 mm ja ensimmäisten teräurien leveys on 5 - 40 mm.

8. Jauhinterän teräsegmentti (1,2), joka käsittää teräharjoja (3, 5) ja 25 niiden välissä olevia teräuria (4, 6) käsittävän teräpinnan (7) lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi, jossa teräsegmentin (1, 2) teräpinta (7) kä- ? sittää ensimmäisiä teräharjoja (3) ja niiden välissä ensimmäisiä teräuria (4) ja O ^ ensimmäisten teräharjojen (3) yläpinta käsittää toisia teräharjoja (5) ja niiden välissä toisia teräuria (6), jotka on sovitettu yhdistämään mainittuja ensimmäi-g 30 siä teräuria (4), tunnettu siitä, että ainakin yksi toinen teräura (6) on muo- x dostettu poistamalla materiaalia teräpinnasta (7) vesileikkauksella.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen teräsegmentti, tunnettu sii- ” tä, että ainakin yksi ensimmäinen teräura (4) on muodostettu valamalla valu- CD j£ muotissa teräsegmentin (1, 2) valun aikana. o 35

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen teräsegmentti, tunnet- t u siitä, että toisten teräurien (6) leveys on vähintään 0,3 mm.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen teräsegmentti, tunnettu siitä, että toisten teräurien (6) leveys on 0,3 - 1,0 mm.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen teräsegmentti, tunnettu siitä, että toisten teräurien (6) leveys on 0,7 - 1,0 mm.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukainen teräsegmentti, tunnettu siitä, että toisten teräharjojen (5) leveys on 1 - 3 mm.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukainen teräsegmentti, tunnettu siitä, että ensimmäisten teräharjojen (3) leveys on 15-80 mm ja ensimmäisten teräurien (4) leveys on 5 - 40 mm.

15. Menetelmä teräurien valmistamiseksi jauhinterän (11) tai jauhin- teräsegmentin (1, 2) teräpintaan (7), joka teräpinta (7) on tarkoitettu lignosellu-loosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi ja joka teräpinta (7) käsittää ensimmäisiä teräharjoja (3) ja niiden välissä ensimmäisiä teräuria (4) ja ensimmäisten teräharjojen (3) yläpinta käsittää toisia teräharjoja (5) ja niiden välissä toisia 15 teräuria (6), jotka on sovitettu yhdistämään mainittuja ensimmäisiä teräuria (4), tunnettu siitä, että muodostetaan ainakin yksi toinen teräura (6) poistamalla materiaalia teräpinnasta (7) vesileikkauksella.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisten teräurien (6) leveys on vähintään 0,3 mm.

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 tai mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että toisten teräurien (6) leveys on 0,3 -1,0 mm.

18. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että toisten teräurien (6) leveys on 0,7 -1,0 mm.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 15 - 18 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että toisten teräharjojen (5) leveys on 1 - 3 mm.

20. Menetelmä lignoselluloosapitoisen materiaalin kuiduttamiseksi ^ tarkoitetun jauhinterän (11) teräpinnan (7) tai jauhinteräsegmentin (1, 2) teräni pinnan (7) teräurien (4, 6) muokkaamiseksi, joka teräpinta (7) käsittää terähar- i £! joja (3, 5) ja niiden välissä teräuria (4, 6), tunnettu siitä, että muokataan i g 30 jauhinterän (11) teräpinnan (7) tai jauhinteräsegmentin (1, 2) teräpinnan (7) x ainakin yhtä teräuraa (4, 6) muuttamalla teräuran (4, 6) poikkileikkauksen muo- ^ toa poistamalla materiaalia teräpinnasta (7) vesileikkauksella.

^ 21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu sii- ίο tä, että teräpinta (7) käsittää ensimmäisiä teräharjoja (3) ja niiden välissä en- o 35 simmäisiä teräuria (4) ja että ensimmäisten teräharjojen (3) yläpinta käsittää C\l toisia teräharjoja (5) ja niiden välissä toisia teräuria (6), jotka on sovitettu yhdis- tämään mainittuja ensimmäisiä teräuria (4) ja että muokataan jauhinterän (11) teräpinnan (7) tai jauhinteräsegmentin (1, 2) teräpinnan (7) ainakin yhden toisen teräuran (6) poikkileikkauksen muotoa poistamalla materiaalia vesileikka-uksella ainakin yhden toisen teräharjan (5) yläosasta. 5 o δ CM CM CM O X cc CL 00 CO LO LO o o CM