RU2192349C2

RU2192349C2 - Wood chipper

Info

Publication number: RU2192349C2
Application number: RU2000115154A
Authority: RU
Inventors: Б.Я. Мокрицкий; Ю.В. Рубцов; В.А. Соловьев; А.В. Панфилов; А.А. Расторопов
Original assignee: Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2002-11-10

Abstract

FIELD: timber industry. SUBSTANCE: invention relates to machines designed for chopping wood into chips. Wedge-shaped cutters spaced through width of chips to be prepared are made on front edge of cutting knives. EFFECT: increased yield of high quality chips. 7 dwg

Description

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к деревообрабатывающим рубительным машинам для получения технологической щепы. The invention relates to the field of machine tools, in particular to woodworking chippers for technological chips.

Наиболее близким, по мнению заявителя, к заявляемому объекту является решение [А. с. 596445 СССР, МКИ2 В 27 L 11/02. Дисковая рубильная машина. Заявлено 14.01.76], содержащее раму, вал ножевого диска, вращающийся ножевой диск с радиально расположенными подножевыми щелями, над которыми расположены режущие ножи, контрнож, загрузочный патрон и электродвигатель. Режущий нож представляет собой пластину с плоской передней гранью и прямолинейным лезвием. The closest, according to the applicant, to the claimed object is a decision [A. from. 596445 USSR, MKI2 B 27 L 11/02. Disc chipper. Stated 01/14/76], containing a frame, a shaft of a knife disk, a rotating knife disk with radially located foot slots, over which are located the cutting knives, counter knife, loading chuck and electric motor. The cutting knife is a plate with a flat front face and a straight blade.

Недостатком решения является низкий процент выхода технологической щепы однородной фракции (образуется щепа произвольных размеров по ширине и на ее повторное измельчение требуются дополнительные технические средства, в частности дезинтеграторы, сортировочные устройства). The disadvantage of this solution is the low percentage of the output of technological chips of a homogeneous fraction (chips of arbitrary sizes are formed in width and additional technical means are required for its regrind, in particular disintegrators, sorting devices).

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение процента выхода щепы однородной (по толщине, длине и ширине) фракции. The technical result of the proposed solution is to increase the percentage of chip output of a homogeneous (in thickness, length and width) fraction.

Указанный технический результат достигается за счет применения ножей, на передней грани которых расположены дополнительные режущие элементы, формирующие необходимые размеры щепы. The specified technical result is achieved through the use of knives, on the front face of which are additional cutting elements that form the necessary dimensions of the chips.

Заявляемая рубительная машина с формообразующим ножом обладает следующими существенными признаками. The inventive chopper with a shaping knife has the following essential features.

Оригинальные признаки: ножевой диск с режущими ножами. Original features: knife blade with cutting knives.

Отличительные признаки: на передней грани режущих ножей выполнены клиновидные разделительные резцы, отстоящие от режущего лезвия, причем угол наклона лезвия разделительных резцов к задней поверхности ножей составляет β₁= 70-80^o, угол в плане боковых поверхностей разделительных резцов составляет φ= 10-40^o, а расстояние между лезвиями разделительных резцов пропорционально ширине получаемой щепы.Distinctive features: on the front edge of the cutting knives, wedge-shaped cutting tools are made, spaced from the cutting blade, the angle of inclination of the blade of the cutting tools to the rear surface of the knives is β ₁ = 70-80 ^o , the angle in terms of the side surfaces of the cutting tools is φ = 10-40 ^o , and the distance between the blades of the separating cutters is proportional to the width of the resulting chips.

Причинно-следственная связь между существенными признаками и техническим результатом состоит в следующем. A causal relationship between the essential features and the technical result is as follows.

Качество продукции (древесно-стружечные плиты, кормовые добавки и т.д.), изготовляемой с применением древесной щепы, во многом определяется однородностью фракций щепы. Однородность, при прочих равных условиях, регламентируется длиной, толщиной и шириной щепы. Длина щепы определяется технологическими и конструктивными особенностями рубительной машины. Толщина щепы регламентируется углом наклона передней поверхности ножей. Ширина щепы в основном зависит от свойств древесины, ее структуры и т.д. Таким образом, длиной и толщиной щепы можно управлять, ширина щепы является произвольным (не зависящим от конструкции рубительной машины) фактором. Последнее снижает выход щепы однородной фракции. Для исключения этого на передней поверхности ножей выполнены разделительные резцы клиновидной формы, которые в срезаемом объеме древесины создают локальные очаги напряжений, что приводит к целенаправленному разделению щепы на элементы, ширина которых пропорциональна (равна с учетом коэффициента деформации древесины) расстоянию между разделительными резцами. The quality of products (particle boards, feed additives, etc.) manufactured using wood chips is largely determined by the uniformity of the fractions of the chips. Homogeneity, ceteris paribus, is governed by the length, thickness and width of the chips. The length of the chips is determined by the technological and design features of the chipper. The thickness of the chips is regulated by the angle of inclination of the front surface of the knives. The width of the chips mainly depends on the properties of the wood, its structure, etc. Thus, the length and thickness of the chips can be controlled, the width of the chips is an arbitrary factor (independent of the design of the chipper). The latter reduces the yield of chips of a homogeneous fraction. To avoid this, wedge-shaped dividing cutters are made on the front surface of the knives, which create local stress centers in the cut volume of wood, which leads to the targeted separation of chips into elements whose width is proportional to (equal to the deformation coefficient of the wood) the distance between the dividing cutters.

На фиг.1 показано принципиальное устройство рубительной машины; на фиг.2 показана зона резания древесины; на фиг.3 показано устройство ножа при виде сбоку; на фиг.4 - вид А по фиг.3; на фиг.5 - вид Б по фиг.3; на фиг.6 - устройство ножа в изометрической проекции; на фиг.7 показана схема щепообразования с отделением щепы равной ширины. Figure 1 shows the basic structure of the chipper; figure 2 shows the cutting zone of wood; figure 3 shows the device of the knife when viewed from the side; figure 4 is a view a of figure 3; figure 5 is a view of B in figure 3; figure 6 - knife device in isometric view; 7 shows a chip formation diagram with a chip separation of equal width.

Рубительная машина содержит электродвигатель 1, соединенный трансмиссией с рубительным устройством, состоящим из патрубка 2 подачи заготовок древесины, ножевого диска 3 с режущими ножами 4. Рубительное устройство закрыто защитным кожухом 5. Режущие ножи 4 закреплены над подножевыми щелями в ножевом диске 3. Каждый режущий нож представляет собой пластинку с передним углом γ и задним углом α. Материал ножа, величины углов γ и α общеприняты. Угол β = 90^°-γ-β называются углом заострения и выбирают по известным рекомендациям. На передней поверхности 6 режущих ножей 4 выполнены на расстоянии l друг от друга клиновидные разделительные резцы 7. Они имеют режущее лезвие 8, образованное боковыми гранями 9 и 10, и отстоят от режущего лезвия 11 режущих ножей 4 на расстоянии а (измеренном по передней грани 6). Режущее лезвие 8 наклонено к задней поверхности ножа на угол β₁>β, что обеспечивает выступание лезвия 8 над передней поверхностью 6. Боковые грани 9 и 10 симметричны и образуют угол в плане φ, чем обеспечивается клиновидная форма разделительных резцов.The chipper contains an electric motor 1 connected by a transmission to the chipper, consisting of a pipe 2 for supplying wood blanks, a knife blade 3 with cutting knives 4. The chopping device is closed with a protective cover 5. The cutting knives 4 are fixed above the foot slots in the knife blade 3. Each cutting knife represents a plate with a rake angle γ and a rake angle α. The material of the knife, the angles γ and α are generally accepted. The angle β = 90 ^° -γ-β is called the point angle and is selected according to well-known recommendations. On the front surface 6 of the cutting knives 4, wedge-shaped dividing cutters 7 are made at a distance l from each other. They have a cutting blade 8 formed by the side faces 9 and 10 and are separated from the cutting blade 11 of the cutting knives 4 at a distance a (measured from the front face 6 ) The cutting blade 8 is inclined to the rear surface of the knife at an angle β ₁ > β, which ensures the protrusion of the blade 8 above the front surface 6. The lateral edges 9 and 10 are symmetrical and form an angle in the plane φ, which ensures a wedge-shaped shape of the separation cutters.

Работает рубительная машина следующим образом. Works chipper as follows.

При включении электродвигателя 1 через трансмиссию получает вращение ножевой диск 3 с ножами 4. В патрубок 2 загружают заготовку 12 древесины. Вращающиеся ножи 4 отделяют своей передней поверхностью 6 щепу 13. Это происходит в силу того, что возникающая сила резания (как результат резания ножом 4 подпертой контрножом 14 древесины 12) создает в древесине напряжения сжатия и сдвига, превышающие предел прочности древесины. При этом длинна l₁, и толщина t щепы имеют регламентированные параметры. Пo мере врезания лезвия 11 в древесину начинают вступать в работу разделительные резцы 7. Они расклинивают и разделяют отрубленную древесину на щепу шириной ~l, которая пропорциональна расстоянию l между разделительными резцами (величины ~l и l равны при мерзлой древесине и несущественно отличаются ~l<l при талой и сухой древесине из-за деформации гранями 9 и 10 со стороны торцевого среза щепы).When you turn on the electric motor 1 through the transmission receives the rotation of the knife disk 3 with knives 4. Into the pipe 2 load the wood blank 12. The rotary knives 4 separate the chips 13 by their front surface 6. This is due to the fact that the cutting force (as a result of cutting the knife 4 with a counter-knife 14 of the wood 12) creates compressive and shear stresses in the wood that exceed the tensile strength of the wood. Moreover, l ₁ is long, and the thickness t of the chips has regulated parameters. As the blade 11 is cut into the wood, the separation cutters 7 begin to work. They wedge and divide the chopped wood into chips ~ l wide, which is proportional to the distance l between the cutting cutters (the values ~ l and l are equal for frozen wood and differ insignificantly ~ l < l with thawed and dry wood due to deformation by faces 9 and 10 from the side of the end cut of wood chips).

Для определения геометрических параметров разделительных резцов были проведены соответствующие опыты. Во всех случаях брали режущие ножи толщиной 20 мм с углами: α=3^o; γ=35^o. Опытами установлено, что расстояние а начала выступа разделительных резцов непринципиально (в силу чего оно не включено в формулу изобретения), но режущее лезвие 11 ножа легче выполнять, если α>0 и с учетом последующих переточек ножей расстояние а может составлять минимум 2-4 мм.To determine the geometric parameters of the separating cutters, corresponding experiments were carried out. In all cases, they took cutting knives with a thickness of 20 mm with angles: α = 3 ^o ; γ = 35 ^o . It was established by experiments that the distance a of the beginning of the protrusion of the separating cutters is unprincipled (due to which it is not included in the claims), but the cutting blade 11 of the knife is easier to perform if α> 0 and taking into account the subsequent knife regrind, the distance a can be at least 2-4 mm .

Для обоснования величин угла β₁ наклона режущего лезвия 8 разделительных резцов 7 к задней поверхности ножа приведена табл. 1.To justify the values of the angle β _{1 of the} inclination of the cutting blade 8 of the separating cutters 7 to the rear surface of the knife are given in table. 1.

Общепринято считать хорошим результатом, если выход сортовой (годной по ГОСТ 15815-83 "Щепа технологическая. Технические условия") щепы составляет 65. . .75%. Из данных табл. 1 следует, что рациональным диапазоном изменения значений угла β₁ является 70-80^o. Такие данные получены при обработке лиственницы, ели и березы.It is generally accepted to consider a good result if the yield of high-quality (suitable in accordance with GOST 15815-83 "Technological chips. Technical conditions") chips is 65.. .75%. From the data table. 1 it follows that a rational range of variation of the values of the angle β ₁ is 70-80 ^o . Such data were obtained by processing larch, spruce and birch.

Для обоснования величин угла φ в плане разделительных резцов приведена табл. 2. To justify the values of the angle φ in terms of dividing cutters are given in table. 2.

Данные табл. 2 показывают, что приемлем интервал φ=5...40^o. Однако при φ<10^o прочность разделительных резцов при работе на мерзлой древесине и сучьях может оказаться недостаточной. В силу этого рекомендуется φ=10^o... 40^o.The data table. 2 show that the interval φ = 5 ... 40 ^{o is} acceptable. However, when φ <10 ^{o the} strength of the cutting tools when working on frozen wood and knots may be insufficient. Therefore, it is recommended that φ = 10 ^o ... 40 ^o .

Таким образом, данные табл. 1 и 2 подтверждают достижение технического результата. Thus, the data table. 1 and 2 confirm the achievement of the technical result.

Claims

Chipping machine containing a knife disk with cutting knives, characterized in that on the front edge of the cutting knives are made wedge-shaped separating cutters spaced from the cutting blade, and the angle of inclination of the blade of the cutting cutters to the rear surface of the knives is β ₁ = 70-80 ^o , angle the plan of the side surfaces of the separating cutters is φ = 10-40 ^o , and the distance between the blades of the separating cutters is proportional to the width of the resulting chips.