CN101903108A - 对切碎机刀具的改进或与切碎机刀具相关的改进 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对切碎机刀具的改进或与切碎机刀具相关的改进，尤其是切碎机特别是植被切碎机的刀具，为适于切碎树枝和园林废物的类型。本发明涉及一种刀具(33)和通过熔模铸造用于制造该刀具的方法。我们描述了一种用于植被切碎机的切割元件(33)，切割元件是空心的整体元件，包括以大致柱形结构布置在近端和远端支撑元件(43，44)之间的多个细长刀片(45)。柱形结构具有大致截头圆锥形式，远端支撑元件(44)形成所述截头圆锥形式的底座。切割元件在相邻刀片(45)之间形成有细长孔(51)。

Description

对切碎机刀具的改进或与切碎机刀具相关的改进

技术领域

本发明涉及对用于切碎机的刀具的改进或与其相关的改进，尤其涉及用于切碎机特别是植被切碎机的刀具，为适于切碎树枝和园林废物的类型。本发明涉及一种新颖的刀具和用于制造该刀具的方法，并涉及包括该刀具的切碎机。

背景技术

图1示出了一种用于植被切碎机的典型的现有切碎机组件。该组件包括由连接到电机12的减速齿轮箱的轴11承载从而造成旋转的柱形切碎元件10。元件10包括齿13，其在使用中靠在反作用板14上。该组件由外壳15围绕，外壳15用来包括碰撞在该组件上的任何植被并将它导向在切碎机元件10和反作用板14之间被压碎和切割。在一种典型的切碎机中，切碎机元件10具有八个刀片并以每分钟大约40转旋转。

这种布置的缺陷是：在有利于破坏纤维的同时，与切割相比，压碎在它的可利用动力的使用中效率是相对较差的。因此，已提出了替换的布置。在US 5 836 528中说明了一种这样的布置。切碎机刀具通常是截头圆锥的外形，包括铸铝空心可旋转的鼓，该鼓形成有多个轴向细长的渐细孔，孔围绕鼓的本体成角度地隔开。钢刀片邻近每个孔以相对于截头圆锥的鼓的底座成30°到45°之间的倾斜度固定。该布置是有效的，但制造并以良好的工作顺序确保刀片保持正确的定向是复杂的。因此，需要提供一种用于植被切碎机的替换的切碎组件。

发明内容

一方面，本发明提供了一种用于植被切碎机的切割元件，该切割元件是包括多个以大致柱形结构布置在近端支撑元件和远端支撑元件之间的细长刀片的空心整体式元件。

适当地，近端支撑元件是盘的形式。

适当地，远端支撑元件是环的形式。

优选地，该柱形结构具有大致地截头圆锥的形式，远端支撑元件形成所述截头圆锥形式的底座。

优选地，每个刀片排列成从底座朝向近端支撑元件向内逐渐变细。

优选地，切割元件形成有在相邻刀片之间的细长孔。

优选地，远端端部包括连接刀片的端面的圆周向环。

优选地，每个刀片包括具有与切割元件的半径成20°到40°的角度的轴线的本体，更优选地是23°到37°。

本发明还提供了一种制造植被切碎机切割元件的方法，该方法包括熔模或失蜡铸造技术，其中切割元件包括以大致柱形结构布置在近端支撑元件和远端支撑元件之间的多个细长刀片，并且其中切割元件形成为整体元件。

优选地，切割元件由钢铸造。更优选地，切割元件由低碳钢铸造。再更优选地，切割元件由低碳合金钢铸造。

优选地，该方法进一步包括硬化的步骤，更优选地为气体碳氮共渗或感应硬化，最优选地为气体碳氮共渗。

适当地，切割元件形成具有55HRC的表面硬度。

本发明还提供了包括切碎机本体的植被切碎机，将切碎机刀具组件容纳在切碎机刀具室内，其中切碎机本体包括用于在使用中接收要切碎的植被的进料口，其中进料口通过大致细长的进料槽与切碎机刀具室操作性地连通；其特征在于切碎机刀具组件包括如上所述的切割元件。

优选地切割元件的远端由具有低摩擦系数的轴承支撑。更优选地，该摩擦系数是0.1或更低，再更优选地是0.05或更低。最优选地，轴承是低摩擦的PTFE负载聚合面金属衬的滑动轴承。

优选地，植被刀具进一步包括形成有具有两个不同表面的前表面的反作用板，以致它们与刀具直径的衔接交叉大致形成V形。

优选地，交叉的V形的最低点与切割元件的近端端部相距15到30mm。

优选地，反作用板的第一表面具有延伸跨越从20°到35°的刀具旋转度的轮廓边缘，优选地为大约30°。

优选地，反作用板的第二表面具有延伸跨越从0°到10°的刀具旋转度的轮廓边缘。

附图说明

现在将参照附图仅仅通过例子的方法示出本发明的以上和其它方面，其中：

图1是示出了一种典型的现有切碎机组件的拆分图；

图2是根据本发明的植被切碎机的一个实施例的透视图；

图3是根据本发明的切碎机刀具元件的一个实施例的透视图；

图4是沿图7的线IV-IV的端部剖视图；

图5是包括图3的刀具元件的切碎机组件的拆分透视图；

图6是带反作用板的图3的切碎机刀具的拆分图；

图7是图6的刀具和反作用板的平面图；

图8是图6和7的反作用板的详细的主视图和侧视图；以及

图9是组装的切碎机组件的剖视图。

具体实施方式

图2示出了包括容纳切碎机刀具组件的切碎机本体20，切碎机刀具组件在收集箱22之上安装在框架21上，收集箱22与切碎机本体20的出口23操作性地连通。切碎机本体20具有用于接收诸如树枝或树梢的要切碎的植被的进料口或漏斗24。进料口24通过进料槽25与刀具组件隔开，以便防止用户在使用期间接触刀具组件。

参照图5，示出了切碎机的刀具组件，包括电机和齿轮箱单元30，其具有承载用于将转矩传送给刀具的转矩传送装置32的旋转轴31。根据本发明的切割元件33安装在传送装置32上。刀具组件包括要容纳切割元件33和限定切碎腔的外壳34。外壳包括用于接收要切碎的植被的操作性的上开口或入口35和用于排出切碎植被的操作性的下开口或出口36。外壳34还包括用来保持和支撑切割元件33在适当位置的盖40。刀具在它的近端由止推并径向的滑动轴承支撑。支撑远端环的外径的远端端部轴承由于这种大直径应该是低摩擦。滚动接触轴承由于成本、空间和组装原因不是优选的。聚合面低摩擦轴承41c已满意地使用。这在图9中更清楚地示出。通常由面对充满聚四氟乙烯(PTFE)的青铜纤维基的背衬面构成，这种轴承呈现显著低的摩擦系数，在测试条件下大约为0.05。这种轴承由密封元件41b和刮环41a保护。

安装在外壳34内的是反作用板42，切割元件33的切割表面在运转时靠在反作用板42上。

切割元件33在图3中更详细地示出。在优选的实施例中，切割元件33具有大致截头圆锥的结构，这种结构具有用于接收传送装置32的近端盘43和由在外壳盖40中的轴承41c支撑并在使用时靠在该轴承上的远端环44。

在盘43和环44之间的是围绕切割元件的外周隔开的多个刀片45，每个刀片具有形成在与刀具的半径成角度B的外刀片表面50a和与刀具的半径成角度A的内刀片表面50b之间的刀刃50。适当地，角度B大约是45°，角度A大约是15°。各个刀片45是基本细长并在横截面上是均匀的，而且该截面的主轴线C(图4)以与刀具的半径成20°到40°的角度布置，优选地为23°-37°。刀片在远端接合到具有完整的圆周唇缘44a的远端环，以便确保良好的载荷分布。但是该唇缘没有延伸到整个刀片外径，以允许用于在热处理之后研磨或碾磨刀片的前表面和后表面的通路。

在近端，刀片并入每侧锥角大约为15-20°的直径为70-90mm(优选为80mm)的近端盘(再次具有间隙以能够对刀刃研磨或碾磨)。旋转的速度优选为大约40rpm且刀片数量为8。

当切割元件33旋转时，在使用中，进入切碎腔的诸如树枝或树梢的植被通过切割元件33旋转在反作用板42的方向被推动，于是刀片45靠在反作用板42上来切割并撕碎植被纤维。切碎的材料以两种方法被排出，从在切碎腔的底部的出口36排出和从切割元件本身内排出。切碎的植被在刀片45之间经过细长孔51掉落进入切割元件33的开口本体。由于切割元件的截头圆锥形状，造成植被朝向刀具的远端翻倒，经过远端环44从而经过设在外壳端盖40中的中心孔52而排出。在优选的实施例中，刀片45在其后部边缘或表面上设有突起，突起53伸入切割元件33的开口本体，来提供将应力传送进切割元件的剩余结构的基部。

为了切碎材料的最佳流出，已发现范围为100-130mm的远端环的内直径是尤其好的，优选地为大约115mm。

切割元件33和反作用板42的一个优选实施例在图6、7和8中进一步示出。反作用板42通过销61围绕适当地平行于电机/齿轮箱输出轴31的旋转轴线的轴线朝向其上边缘枢转地安装。反作用板42通过调整螺钉或其它适当的方式可调地与切割元件接触。反作用板42具有轮廓边缘60，刀片45靠在轮廓边缘60上产生类剪切运动从而切割进入切碎腔的植被。

通常，植被自由滑动到切割元件的任一端，其中木纤维能够围绕电机/齿轮箱输出轴缠绕，或产生的碎屑能够具有受限的自由度来运动并从切碎腔排出。在这些情况下，可能出现刀具组件的阻塞或产生减小的切割宽度，从而降低效率。因此，在优选的实施例中，反作用板42的前表面形成有两个不同的表面即远端表面A和近端表面B，以致它们与刀具直径(线60)的衔接交叉形成大致的“V”形(见图8)。因此当刀具旋转时单个的刀具刀片首先在远端接触线60(点C)。当刀具进一步旋转时该接触点沿着刀具刀片以类剪切动作行进。在该接触点到达点D时或就在到达之前不久，刀片的另一端也在近端接触线60(点E)，产生第二接触点，当刀片旋转时也同步地朝向点D行进。在对较大直径的材料产生较低能量的剪切切割动作的同时，该动作自然地将植被导向适当远离近端盘43的障碍的最佳位置。优选地，点D距离近端15-30mm，理想地为20mm。优选地，与表面A的交叉点延伸跨越大的刀具旋转度(20-35°，优选为30°)，而对于与表面B的交叉刀具旋转是从0到10°。在一个未示出的替换实施例中，部分A和B形成为弓形表面，而不是两个非连续的部分。

本发明的切割元件的另一优点在于它的制造方法，这形成了本发明的另一方面。当切割元件33形成为一个整体的部件时，我们已开发了通过熔模铸造也公知为失蜡铸造来制造切割元件的工艺。铸造允许切割元件形成为一个具有复杂塑形的整体的部件，包括如必要的凹割，并需要少量的铸造后加工。在铸造后，切割元件33被硬化。气体碳氮共渗优选于感应硬化。铸造由钢形成，优选是低碳钢，适当地包括合金化元素并具有大约洛氏硬度值55HRC的表面硬度，在该级别抵抗了边缘碎裂。适用于表面硬化的钼/铬/镍钢尤其合适。如果需要，大约0.15wt％(重量百分比)的钒能够被包括来提供精细的晶粒结构。

Claims (16)

1.一种用于植被切碎机的切割元件(33)，切割元件是空心的整体式元件，包括以大致柱形结构布置在近端支撑元件(43)和远端支撑元件(44)之间的多个细长刀片(45)。

2.根据权利要求1所述的切割元件，其中该柱形结构具有大致截头圆锥形式，远端支撑元件(44)形成所述截头圆锥形式的基部。

3.根据权利要求1和2所述的切割元件，其中切割元件在相邻的刀片之间形成有细长孔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的切割元件，其中远端支撑元件(44)包括连接细长刀片(45)的端面的圆周环。

5.根据权利要求1-4任一项所述的切割元件，其中每个刀片包括刀片本体，刀片本体具有与切割元件的半径成20°到40°的角度的轴线，优选地为23°到37°。

6.一种制造植被切碎机切割元件的方法，该方法包括熔模或失蜡铸造技术，其中切割元件包括以大致柱形结构布置在近端支撑元件和远端支撑元件之间的多个细长刀片，并且其中切割元件形成为整体式元件。

7.根据权利要求6所述的方法，其中切割元件由钢铸造，优选地为低碳钢，更优选地为低碳表面可硬化合金钢。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括硬化的步骤，优选地为气体碳氮共渗或感应硬化，更优选地为气体碳氮共渗。

9.一种包括切碎机本体的植被切碎机，切碎机本体将切碎机刀具组件容纳在切碎机刀具室内，其中切碎机本体包括用于在使用中接收要切碎的植被的进料口，其中进料口通过大致细长的进料槽与切碎机刀具室操作性地连通；其特征在于，切碎机刀具组件包括如权利要求1-6任一项所述的切割元件(33)。

10.根据权利要求9所述的植被切碎机，其中远端支撑元件(44)由滑动轴承(41c)支撑，该滑动轴承具有0.1或更低的摩擦系数，优选地为0.05或更低。

11.根据权利要求10所述的植被刀具，其中轴承(41c)是低摩擦的聚合面金属衬的滑动轴承。

12.根据权利要求11所述的植被刀具，其中轴承(41c)是负载聚四氟乙烯的聚合面金属衬的滑动轴承。

13.根据权利要求9-12任一项所述的植被刀具，进一步包括具有前表面的反作用板(42)，该前表面形成为两个单独的表面(A，B)，以致它们与刀具直径的衔接交叉(CD，DE)大致形成V形。

14.根据权利要求13所述的植被刀具，其中反作用板(42)的第一表面(A)具有延伸跨越从20°到35°的刀具旋转度的轮廓边缘(CD)，优选地为大约30°。

15.根据权利要求13或14所述的植被刀具，其中反作用板(42)的第二表面(B)具有延伸跨越从0°到10°的刀具旋转度的轮廓边缘(DE)。

16.根据权利要求13-15任一项所述的植被刀具，其中交叉点(D)距切割元件(33)的近端15到30mm。

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