ES2321182T3 - Sistema de fijacion de una cuchilla para una debastadora de disco. - Google Patents
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Abstract
Un montaje de fijación de cuchillas para un disco fragmentador que comprende una placa (3) de rozamiento fijada sobre el lado de las cuchillas del disco (4), un sujetador (2'''', 23) de cuchillas posicionado entre el disco (4) y la placa (3) de rozamiento, medios (5) de compresión para ejercer una fuerza axial (N) paralela al eje del disco desde el disco sobre la fijación de cuchillas, y una cuchilla (1, 24) posicionada entre el sujetador de cuchillas y la placa de rozamiento y que sobresale en una posición inclinada del disco, caracterizado porque el sujetador de la cuchilla incluye una ménsula (16, 16'''') que se extiende en el extremo de raíz del mismo hacia la placa (3) de rozamiento, y la placa (3) de rozamiento incluye una ranura (20, 20'''') conjugada, teniendo la ménsula una superficie (17) de soporte enfrentada a la dirección de proyección de la cuchilla (1, 24) y teniendo la ranura una superficie (18) que termina en la superficie (17) de soporte de la ménsula extendida dentro de la ranura.
Description
Sistema de fijación de una cuchilla para una
desbastadora de disco.
La presente invención se refiere a la fijación
de una cuchilla de una desbastadora de disco contra una placa de
desgaste por medio de una prensa de cuchilla entre la placa de
rozamiento y el disco de cuchilla.
Los desbastadores de disco se usan generalmente
en la industria del tratamiento de la madera para desbastar la
madera antes del tratamiento posterior. El disco giratorio de una
desbastadora está equipado con cuchillas fijadas al mismo
distribuidas uniformemente. Las cuchillas están generalmente fijadas
al disco por medio de sujetadores de cuchilla separados que son
inmovilizados en posición generalmente por medio de una fuerza de
compresión proporcionada por pernos. La prensa de cuchillas por
medio de la cual las cuchillas son comprimidas en su posición es
denominada en esta publicación como de sujetador de cuchilla.
Cuando se fija una cuchilla en su posición en el
disco de cuchillas según un método de la técnica anterior, la
fijación de la cuchilla y la cuchilla son comprimidas con pernos
contra la placa de rozamiento. El método se describe, por ejemplo,
en la publicación US 6.056.030. Los pernos son paralelos al eje del
disco de cuchillas. Los pernos se soportan desde el disco de
cuchillas y mueven el sujetador de cuchillas y la cuchilla en la
dirección axial del disco de cuchillas hacia la superficie inclinada
de la placa de desgaste, contra la cual está posicionada la
cuchilla. Esta superficie de posicionamiento de la cuchilla en la
placa de desgaste la desvía a causa de su inclinación con respecto
a la dirección perpendicular al movimiento de compresión de la
fijación, por lo cual la fijación de la cuchilla y la cuchilla están
sometidas a fuerzas desde la placa de desgaste, que tienden a mover
la fijación de la cuchilla lateralmente de la dirección del
movimiento de presión deseado. Contra este movimiento transversal,
la fijación de la cuchilla está soportada desde el disco de
cuchillas por el perno de compresión. Una fuerza de rozamiento es
generada en el punto de soporte que resiste el movimiento del
sujetador de la cuchilla durante el procedimiento de compresión.
El montaje de fijación de las cuchillas de la
invención comprende una placa de rozamiento fijada sobre el lado
de cuchillas del disco, un sujetador de cuchillas posicionado entre
el disco y la placa de rozamiento, medios de compresión para
ejercer una fuerza axial paralela al eje del disco desde el disco
sobre el sujetador de cuchillas, y una cuchilla posicionado entre
el sujetador de cuchillas y la placa de rozamiento y que se
proyecta en una posición inclinada desde el disco. Las
características individuales que caracterizan el montaje de
fijación implican que el sujetador de la cuchilla incluya una
ménsula que se extienda en el extremo de la raíz del mismo hacia la
placa de rozamiento, y la plaza de rozamiento incluye una ranura de
adaptación, teniendo la ménsula una superficie de soporte
enfrentada a la dirección de proyección de la cuchilla y teniendo
la ranura una superficie de contacto con la superficie de soporte de
la ménsula extendida dentro de la ranura.
En ese tipo de disposición de fijación el punto
de soporte que impide el movimiento transversal de la sujeción de
cuchilla está posicionado en la placa de desgaste sobre el área del
plano situada entre la cuchilla y el sujetador de cuchilla, estando
dicha área enfrentada a la cuchilla, por lo que la fuerza
transversal requerida para fijar la cuchilla aumenta la fuerza
compresora entre el sujetador de cuchilla y la cuchilla. El
sujetador de cuchilla tiene sustancialmente el soporte del
sujetador de la cuchilla contra el movimiento transversal de la
placa de desgaste por medio de una ménsula del sujetador de la
cuchilla. Debido al método, la fuerza compresora del sujetador de
cuchillas puede ser proporcionada también con otros métodos
distintos al de la fijación empernada, porque una superficie de
soporte del disco de cuchillas bajo el sujetador de cuchillas no es
esencial.
La invención y sus detalles se describirán ahora
detalladamente con referencia a los dibujos que se incluyen, en los
cuales:
La Figura 1 muestra un montaje de cuchillas
tradicional y el empujador de la cuchilla de un fragmentador de
disco;
la Figura 2 muestra las fuerzas dirigidas al
empujador de la cuchilla;
la Figura 3 muestra un empujador de la cuchilla
según una realización de la presente invención;
la Figura 4 muestra las fuerzas dirigidas al
empujador de la cuchilla según la presente invención, y
la Figura 5 muestra una construcción preferida
según la presente invención.
La Figura 1 muestra un montaje de cuchilla usado
generalmente. La cuchilla 1 se fija en su lugar empujando la
cuchilla por medio de un empujador 2 de cuchilla contra una placa 3
de rozamiento. Los pernos para fijar la placa 3 de rozamiento al
disco 4 de cuchillas no se muestran en la figura. El empujador 2 de
cuchilla es empujado en la dirección de la flecha N contra la
cuchilla 1 por medio de un perno 5. El perno 5 se soporta desde el
disco 4 de cuchillas por medio de un casquillo roscado endurecido 6.
La superficie 7 del empujador de la cuchilla colocado contra la
cuchilla 1 está configurada de forma ligeramente cóncava, de modo
que el empujador de la cuchilla está apoyado en la cuchilla en los
puntos 8 y 9. Por tanto, la cuchilla 1 tiene el mejor soporte
posible del empujador 2 de cuchilla a pesar de las pequeñas
inexactitudes de fabricación. Lo más importante es tener la
cuchilla soportada del mejor modo posible cerca de la punta de la
cuchilla por medio de la superficie 8.
Se ha observado en la práctica que la porción 11
de punta de la placa 3 de desgaste se deforma ligeramente debido a
la fuerza N. Por tanto, también la cuchilla 1 y el empujador 2 de la
cuchilla deben girar de 0,2 a 0,3 mm en la porción 12 de punta de
los mismos. El giro del empujador de la cuchilla y el tensado de los
pernos 5 son facilitados por los extremos redondeados 13 de los
pernos.
Contra la dirección perpendicular al movimiento
de compresión, el empujador de la cuchilla es soportado por medio
de la superficie 14. La superficie 14 es soportada contra la
superficie contraria 15 en el disco de cuchillas y una fuerza de
rozamiento originada por la fuerza de soporte es generada entre
estas superficies.
Durante el procedimiento de desbastado el punto
11 de la placa de rozamiento está sometido a un pequeño movimiento
de curvatura continuo y el tamaño de dicha fuerza de rozamiento
varía continuamente. En la práctica esa variación origina un efecto
de pulsación en la fuerza compresora del punto 8 del sujetador de la
cuchilla. La función del sujetador es mantener las cuchillas
fijadas firmemente al fragmentador y otra función importante es la
de mantener una fuerza de compresión sobre el área del punto 8. La
disminución de dicha fuerza de compresión es influenciada
sustancialmente no solamente por la curvatura de la placa de
rozamiento sino también por la fuerza de giro del sujetador de la
cuchilla originada por la fuerza compresora entre las superficies 14
y 15, siendo dicha fuerza dependiente de la altura h y el ángulo
\alpha del empujador, como se muestra en la Figura 1. La altura
del empujador depende de la rigidez adecuada del empujador y la
distancia entre los tornillos 5. El ángulo \alpha de la cuchilla
es en general de alrededor de 36 a 40 grados y es influenciado por
el ángulo de afilado de la punta de la cuchilla.
Haciendo referencia a la Figura 2, las flechas
representan las fuerzas ejercidas por el empujador 2 de la cuchilla
a las otras partes del disco de cuchillas. Por simplicidad el número
de fuerzas, la concavidad de la superficie 7 del empujador de
cuchilla contra la cuchilla no se ha tenido en cuenta. La fuerza de
compresión originada por el perno es P_{1}(=N). La fuerza P_{1}'
de soporte correspondientemente grande ejercida en la cuchilla 1 se
divide en la componente P_{2} que actúa contra la cuchilla y la
componente P_{3}+P_{\mu} que actúa en la dirección de la
cuchilla. La fuerza P_{3} paralela a la superficie de la cuchilla,
que es una fuerza residual que tiene en cuenta la fuerza de
rozamiento originada por P_{2} tiende a mover el empujador de la
cuchilla de su lugar. El tamaño de la fuerza es dependiente del
rozamiento entre la cuchilla y el empujador de la cuchilla. La
superficie del empujador de la cuchilla enfrentada contra la
cuchilla del empujador de cuchilla es afectada por la fuerza P_{3}
que procede de la cuchilla, y la fuerza P_{3}' que afecta al disco
de las cuchillas y se forma en la superficie 14 de soporte. Las
fuerzas P_{3 \mu}' y P_{+} paralelas a la superficie 14 se
forman de este modo.
La fuerza P_{2} afecta en la dirección
perpendicular a la superficie de la cuchilla y está dividida en
fuerzas P_{4} y P_{5}, que están situadas sobre sus respectivas
áreas de influencia 8 y 9. Lo más importante es que la fuerza
P_{4} se mantiene adecuada. La distancia entre el par de fuerzas
mencionado anteriormente es c y el tamaño de esta distancia varía en
cierto grado con las inexactitudes de las superficies de la cuchilla
1 y del empujador 2 de cuchilla. La fuerza P_{3} que mueve a un
lado el empujador de la cuchilla bajo la dirección del efecto de la
fuerza P_{1} proporciona un efecto decreciente (P_{4}) y un
efecto creciente (P_{5}) según la fórmula (b/c)P_{3} al
par P_{4}-P_{5}. Esto origina la necesidad
adicional de la fuerza P_{1}, cuando es necesario un cierto nivel
de la fuerza P_{4}.
Una mayor altura h (Figura 1) incrementa también
la dimensión b y requiere el aumento de la fuerza sujetadora
P_{1}. El efecto perjudicial de este problema aumenta durante el
funcionamiento de la desbastadora, por lo que la vibración disminuye
la influencia del rozamiento y la fuerza compresora del área 8 puede
disminuir tanto como un 50%. Un menor efecto que incrementa la
fuerza P_{1} procede de la fuerza P_{1} según la fórmula
(a/c)P_{+}. Esta porción que incrementa de la fuerza
principal P_{1} varía del 3 al 10%. Cuando la cuchilla 1 se
estrecha debido al desgaste, la dimensión de a es 0 y no hay efecto
favorable P_{+}.
Un empujador 2' de cuchilla según la invención
se muestra en la Figura 3. El empujador 2' de cuchilla está
soportado contra la dirección perpendicular paralela con el
movimiento compresor N por medio de la superficie 17 de la ménsula
16. De lo contrario el empujador 2' de la cuchilla se corresponde
con el mostrado en la Figura 1. La superficie contraria para la
ménsula 16 es la superficie 18 de la ranura 20 en la placa 3 de
desgaste. El sistema según la presente invención ofrece el
considerable beneficio de que no se necesita superficie 15 de
soporte y el sujetador de la cuchilla según la Figura 3 puede ser
usado también con otros métodos de fijación que no usan pernos.
En el sistema de fijación de la cuchilla de la
Figura 3 según la presente invención, el soporte de la fuerza
transversal efectuado por la fuerza N de fijación del sujetador de
la cuchilla ha sido movido sobre el otro lado de la superficie 30
entre la cuchilla 1 y el empujador 2' de la cuchilla en comparación
con el sistema mostrado n la Figura 1. El modelo de fuerzas de la
construcción de la figura 3 mostrado en la Figura 4 muestra que
correspondientemente la fuerza P_{3} paralela a la superficie de
la cuchilla así como una fuerza P_{3}' de soporte correspondiente
son generadas en esa construcción con la superficie 17. El
incremento de fuerza de la fuerza P_{2} contra la cuchilla puede
ser calculado a partir de la Figura 4 mediante la fórmula
(d/e)P_{3}'. Como es evidente en dicha fórmula, una
superficie 7' larga contra la cuchilla es desfavorable con respecto
al incremento de la fuerza P_{2}. Una cuchilla 1 ancha según la
Figura 3, no obstante, requiere un empujador 2' de cuchilla
ancho.
Las ventajas de la presente invención resultan
evidentes en la construcción de acuerdo con la Figura 5, en la que
la cuchilla 24 es conducida en posición a través de la ranura 25 por
medio de un saliente 22 del empujador 23 de la cuchilla. La
cuchilla giratoria 24 equipada con dos puntos es más estrecha que la
cuchilla de las Figuras 1 a 3 requiere en consecuencia un mejor
soporte. De ese modo el soporte de la cuchilla 24 es mucho más
exigente y la fijación de la cuchilla según la invención y la Figura
5, en la que la relación de las dimensiones f/g es mayor que la
relación d/e según la Figura 3 es una solución adecuada para este
propósito. Una resistencia adecuada se consigue también sin
problemas, porque la altura h' no importa.
Una cuchilla ancha, como se muestra en la Figura
3, requiere dos regiones 8' y 9' de soporte entre el empujador de la
hoja y la hoja. En este caso la ménsula 16 no puede ser usada para
soportar la fuerza P_{2}, porque un soporte de tres puntos o de
tres áreas no es satisfactorio debido a las inexactitudes de
fabricación. El sujetador de la cuchilla según la Figura 5, por el
contrario, configura solamente un área 28 de soporte contra la
cuchilla desde el fondo de la ranura 25. El otro soporte de
equilibrado se proporciona mediante la superficie inferior 26 de la
ranura 20', contra la cual está soportada la superficie
correspondiente 21 de la ménsula 16', por lo que la ménsula 16'
recibe la fuerza P_{3'} y una parte de la fuerza P_{2} y una
parte de la fuerza P_{2}. Por lo cual se puede conseguir una
sujeción adecuada de la cuchilla con una fuerza N razonable.
La disposición según la Figura 5 tiene una
ventaja adicional en la misma de que el disco 4 de cuchillas tiene
una superficie 29 sin ranuras. Esto significa un ahorro considerable
en los gastos de mecanización.
Las fuerzas compresoras sobredimensionadas
requieren un gran número de tornillos de fijación y las grandes
fuerzas originan problemas de durabilidad de las roscas y el doblado
de la placa 3 de desgaste así como deformaciones permanentes que
originan perturbaciones funcionales y la necesidad de cambiar
componentes. Por medio de un método y un empujador de la cuchilla
de acuerdo con la presente invención pueden ser evitados los
inconvenientes anteriormente mencionados.
Claims (2)
1. Un montaje de fijación de cuchillas para un
disco fragmentador que comprende una placa (3) de rozamiento fijada
sobre el lado de las cuchillas del disco (4), un sujetador (2', 23)
de cuchillas posicionado entre el disco (4) y la placa (3) de
rozamiento, medios (5) de compresión para ejercer una fuerza axial
(N) paralela al eje del disco desde el disco sobre la fijación de
cuchillas, y una cuchilla (1, 24) posicionada entre el sujetador de
cuchillas y la placa de rozamiento y que sobresale en una posición
inclinada del disco, caracterizado porque el sujetador de la
cuchilla incluye una ménsula (16, 16') que se extiende en el extremo
de raíz del mismo hacia la placa (3) de rozamiento, y la placa (3)
de rozamiento incluye una ranura (20, 20') conjugada, teniendo la
ménsula una superficie (17) de soporte enfrentada a la dirección de
proyección de la cuchilla (1, 24) y teniendo la ranura una
superficie (18) que termina en la superficie (17) de soporte de la
ménsula extendida dentro de la ranura.
2. Un montaje para fijar una cuchilla (1) de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, el
sujetador (23) de la cuchilla comprende un saliente (22) y la
cuchilla un ranura (25) conjugada.
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