專利名稱：曲線型切割刀片的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種切割刀片，它適用于青飼料切碎、谷物收割、牧草采割、煙絲機及中草藥切碎的切割機械上。
現有的切割機械，如青飼料切碎機，其刀片主要有兩種形式。一種是矩形，如


圖1。另一種是三角形；如圖2。它們都有一個共同的特點刀刃1呈直線形。
矩形刀片多用于臥軸式切碎機上，常見的安裝形式有三種。一種是安裝在滾筒上，其橫截面如圖3。工作時，滾筒按箭頭所示方向旋轉，物料沿與轉軸垂直的徑向喂入，實現切碎。另一種是沿徑向安裝在刀盤上，如圖4。工作時刀盤2旋轉，物料垂直于刀盤喂入，實現切碎。這兩種安裝形式，在切割時，刀刃上任意點切割運動的方向與在切割平面內刀刃的法線方向(以下簡稱法向)的夾角(稱滑切角)接近于零，即切割運動的方向與刀刃接近垂直，所以都是砍切。這種砍切較費力，而且會使青飼料喪水，影響青飼料的質量。第三種安裝形式如圖4的虛線所示，其刀刃與刀盤的徑向有一定的夾角，切割運動的方向與刀刃法向的夾角(即滑切角)為一銳角，工作時，它對物料產生滑切。但由于其滑切角的大小是沿徑向變化的，所以滑切性能不穩定。
三角形切割刀片常用于立軸式切碎機上，它是在其彎折的一邊鉆有兩孔，用螺釘或鉚釘通過兩孔固定在刀盤的上頂面和外緣上，如圖5。工作時，物料從頂端喂入，刀盤2旋轉先經頂面刀片4進行第一次切碎后，再落入刀盤2與筒體3之間，受到第二次切碎，然后漏出機外。由于刀片4呈三角形，刀刃為三角形的斜邊，切割時，其滑切角為定值，因而具有穩定的滑切性能。但是它只適用于薯類、蘿卜等塊莖物料的切碎，而用來切碎多纖維的薯藤、禾梗、牧草等，由于刀刃的切割是近似平行于物料纖維進行，所以顯得不夠如意。
本實用新型的目的是要提供一種改進的切割刀片，即刀刃為曲線型的切割刀片。將此刀片安裝在刀盤或輪轂上，刀盤或輪轂旋轉進行切割時，能保持固定不變或者變化極小的滑切角，所以具有穩定的滑切性能。又因當多纖維物料垂直于刀片旋轉面進入切割時，刀刃垂直于纖維滑切，所以尤其有利于對多纖維物料，如薯藤、禾梗、牧草等的切割。
本實用新型的目的是這樣實現的將刀片的刀刃曲線做成等角螺線形或近似等角螺線形，此等角螺線的極坐標方程形式為P＝αeKθ極點就是安裝刀片的刀盤或輪轂的旋轉中心。P是極半徑，θ是極角，α是當θ為零時的初始極半徑，其值可根據刀刃起始點的位置的需要來設定，K是常數，其值為刀刃等角螺線上任意點的切線與自極點過該切點的射線的夾角之余切值，e是自然對數的底數，其值約等于2.71828。
此等角螺線只是刀刃的理想曲線。為了便于加工，可用部分圓弧線來近似的代替理想曲線。如果加工工藝條件允許，也可用幾段圓弧圓滑連接的曲線、阿基米德螺線、圓漸開線等其它曲線來近似的代替理想曲線。代用的曲線刀刃滑切角的大小雖然不是固定的，但可使它在理想曲線刀刃滑切角附近的較小范圍內變化，因此其滑切性能仍然比較穩定，與等角螺線刀刃相近。
曲線型切割刀片的寬度可以是等寬的，也可以是不等寬的。其厚度可根據剛度及強度要求來確定。刀片的兩端各鉆一個孔，借助此孔用螺釘可將刀片安裝在刀盤上。也可以在刀片上靠等角螺線起始端鉆兩個孔，用螺釘安裝在輪轂上。
刀片材料可用合金工具鋼、碳素工具鋼等公知鋼材。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
圖1是現有切割機械上所用的矩形刀片。
圖2是現有切割機械上所用的三角形刀片。
圖3是安裝矩形刀片的臥軸式切碎機滾筒的橫截面圖。
圖4是矩形刀片沿刀盤徑向或與徑向具有一定夾角的安裝形式。
圖5是現有市場上使用三角形刀片的立軸式切碎機的局部剖切立體圖。
圖6是本實用新型的曲線型刀片用部分圓弧線代替刀刃理想曲線及等寬刀片在刀盤上安裝的一個實例。
圖7是本實用新型不等寬曲線刀片在輪轂上的安裝實例。
圖8是刀片的某一部分刃口的放大圖。
參照圖8，在刀刃1的垂直平面內，∠KPG叫刀刃角。假設物料在刀刃上的P點受到滑切，刀片的切割運動沿HP方向進行，則滑切角為∠KPH。現作HN＝KG，HN⊥HP，KG⊥PK，KH⊥PK，并設∠KPG＝ψ，∠KPH＝λ，∠NPH＝β，則有tgβ＝ (HN)/(HP) ＝ (PK·tgψ)/(PK/COSλ) ＝tgψCOSλ由上式可知，在刀刃角ψ一定時，滑切角λ越大，則β越小。由于切割運動沿HP方向進行，這時相當于用刀刃角為β的刀片來砍切物料，因刀刃角越尖銳，刀顯得越鋒利，所以與砍切相比，滑切時刀刃顯得鋒利，切割省力。
參照圖6，對于等角螺線P＝αeKθ，它有一個重要的性質螺線上任意點M的切線與自極點O過切點M的射線的夾角φ的大小都相等。現過M點作OM的垂線n和切線l的垂線t，設它們之間的夾角為α，若以等角螺線P＝αeKθ為刀片的刀刃曲線，將此刀片安裝在類似圖4的刀盤2上，或圖7所示的輪轂7上，當刀盤或輪轂沿箭頭所指的方向繞O點旋轉，對垂直于此旋轉面的物料進行切割時，α即為滑切角。因為α＝90°－γ＝φ，所以曲線刀刃上任意點對物料進行切割時，其滑切角α的大小始終是不變的，因而具有穩定的滑切性能。
等角螺線是曲線型切割刀片理想的刀刃曲線。但由于等角螺線刀刃的加工較困難，所以有必要用加工方便的曲線刀刃代替等角螺線刀刃，這就是圓弧線刀刃。為使圓弧線刀刃曲線與理想刀刃曲線在刀盤上的位置能盡量接近，可在理想刀刃曲線上靠近首、中、尾部三處選取適當的三點M1、M2、M3，而后用作圖法作出經過M1、M2、M3這三點的圓弧。即分別連接M1M2和M2M3，并作出M1M2、M2M3兩線段的中垂線，兩中垂線的交點O1就是所求圓弧線的圓心。以O1為圓心，O1M1(或O1M2；O1M3)為半徑畫圓弧1此圓弧線即為所求的代用刀刃曲線。以此圓弧線為刀刃曲線制造出的曲線型刀片5，其兩端各鉆一孔，按照所設計的位置，用螺釘6通過兩端孔安裝在類似圖4的刀盤2上，或通過靠近旋轉中心一端的兩孔安裝在圖7所示的輪轂7上，其滑切性能與相應的等角螺線刀刃的刀片的滑切性能相近似。
圓弧線刀刃的圓心位置和圓弧半徑也可以用解析法或實驗法加以確定。
參照圖7，是本實用新型不等寬曲線型切割刀片在輪轂上的安裝實例。刀片5靠輪轂7中心的一端寬于靠外圓一端，在寬端鉆有兩個孔，用兩顆螺釘6通過此孔將刀片5安裝在輪轂7上。
權利要求1.一種用于青飼料切碎、谷物收割、牧草采割、煙絲機及中草藥切碎機械上的曲線型切割刀片，其特征是刀片的刀刃曲線呈等角螺線形或近似等角螺線形，此等角螺線的極坐標方程形式為p=aeKθ，刀盤或輪轂的旋轉中心為此極坐標系的極點，p是極半徑，a是當θ為零時的初始極半徑，k是等角螺線上任意點的切線與自極點過該切點的射線的夾角之余切值，e是自然對數的底數。
2.根據權利要求1所述的刀片，其特征是呈近似等角螺線形的刀刃曲線是用一段圓弧線來近似的代替等角螺線而成的。
3.根據權利要求1所述的刀片，其特征是呈近似等角螺線形的刀刃曲線是用幾段圓弧圓滑連接成的曲線，或阿基米德螺線，或圓漸開線等曲線來近似的代替等角螺線而成的。
專利摘要本實用新型提供了一種用于切割機械上的曲線型切割刀片，該刀片的刀刃做成等角螺線形或近似等角螺線形，此等角螺線的極坐標方程形式為ρ＝ae
文檔編號B26D1/36GK2059123SQ8920237
公開日1990年7月11日 申請日期1989年2月26日 優先權日1989年2月26日
發明者田大學 申請人:田大學