一种热磨机磨片的制作方法

本发明属于切削刀具设计制造技术领域，涉及一种热磨机磨片，更具体是涉及一种用于加工秸秆的热磨机磨片的齿形结构优化设计。

背景技术：

我国农林经济作物剩余物、废弃物数量大、分布广。目前，我国农村约有半数以上的农户仍然以秸秆、薪柴为主要生活燃料，存在着燃用效率低、污染重等一系列问题。将农林经济作物剩余物作为新型人造板材、造纸的纤维原材料，对于提高资源利用转化效率，增加农民收入，调整农村生活、消费结构将起到推动作用。进而为缓解农业剩余物的污染严重现状，促进全面使用新材料的人造板材、纸张等工业生产的发展，为建设新农村做出有益的积极贡献。因此，农林经济作物剩余物综合利用关键智能装备的研制与应用，具有显著的社会与经济价值。当下农林经济作物剩余物综合利用的核心关键设备就是热磨机，热磨机通过磨片的旋转运动将外部能量转化为研磨作用力传输至纤维原料，迫使纤维原料在运动中受动静磨齿的相互作用逐步发生断裂并最终解离为纤维，后续工艺中在高温高压下制成纤维板。近年来，随着中高密度纤维板产业的快速发展，国内外热磨机也得到了快速发展。

技术实现要素：

本发明的目的是提高麦秆、稻秆、玉米秆等农作物剩余物的利用效率，提高热磨机处理农林经济作物剩余物的生产效率，减少农林经济作物剩余物造成的污染，降低秸秆焚烧造成的空气污染。提出了一种专用于加工秸秆原料的热磨机磨片，利用此类磨片可以提高热磨机加工秸秆原料的加工效率以及产出的纤维质量，并提高磨片的使用寿命。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种热磨机磨片，由若干块扇形磨片组成的圆形磨片，每块所述扇形磨片由内向外划分为破碎区1、粗磨区2和精磨区3，每个所述区内一平面上均分别设置有若干周向隔离排列的径向磨齿5，在所述粗磨区2与所述精磨区3相邻磨齿5之间设置有径向交错排列的周向齿6，另一平面上设置有用于固定安装的安装孔7或键和/或槽，所述破碎区1、所述粗磨区2和所述精磨区3沿半径方向的长度比为1.25：1：1.75，所述破碎区1、所述粗磨区2与所述精磨区3的磨齿5的齿数比为1：2：5，所述粗磨区2与所述精磨区2的周向齿6和磨齿5的断截面为直角梯形，所述破碎区1的磨齿5的断截面为等腰梯形。

进一步的优选，所述粗磨区2与所述精磨区3的磨齿5的断截面为直角梯形，其斜边与水平面的夹角为d＝50°～55°，其底边长为l1＝4l，其垂直边长为h＝8l，其中l为秸秆纤维平均长度。

进一步的优选，所述的破碎区1的磨齿5的中心延长线与所述扇形磨片的基圆4相切，所述破碎区1相邻磨齿5的中心延长线与所述扇形磨片的基圆4的切点与所述基圆4的圆心连线的夹角为7°，离所述扇形磨片最近的切点与所述扇形磨片通过所述基圆(4)圆心的对称面夹角a＝40～45°，切点从离所述扇形磨片最近的切点等角度顺时针排列。

进一步的优选，所述的破碎区1的磨齿5断截面为等腰梯形，其底边长度l2＝15l，其两腰与底边形成的内角角度为d1＝50°～55°，其磨齿5的高度为h＝12l，其中l为秸秆纤维平均长度。

进一步的优选，所述的精磨区3的周向齿6断截面为直角梯形，其底边长度l3＝12l，其斜边与底边形成的内角角度为d2＝30°～35°，其磨齿5的高度为h1＝8l，其中l为秸秆纤维平均长度。

进一步的优选，所述精磨区3的各磨齿5的中心线相互平行，与所述扇形磨片通过所述基圆4圆心的对称面夹角n为20～30°，所述的粗磨区2的磨齿5的中心延长线与所述扇形磨片的基圆4相切，所述粗磨区2相邻磨齿5的中心延长线与所述扇形磨片的基圆4的切点与所述基圆4的圆心连线形成的的夹角为3.5度，离所述扇形磨片最近的切点与所述破碎区1最近的切点共点，切点从离所述扇形磨片最近的切点等角度顺时针排列。

进一步的优选，所述的破碎区1的磨齿5的高于所述粗磨区2的磨齿5，其高度差为4l，所述的粗磨区2与精磨区3的磨齿5、周向齿6的齿高均为8l，其中l为秸秆纤维平均长度。

进一步的优选，所述的通孔为至少2个带沉孔的通孔。

本发明与现有加工木材原料的热磨机磨片相比，具有如下优点和有益效果：

1、采用了新型的磨齿截面，直角梯形的工作面，可以提高加工秸秆的磨片工作效率，磨齿倾角可以使得热磨机研磨秸秆时高速旋转的磨片对秸秆纤维的切断能力；

2、采用磨齿延长线与磨齿内圆等角度相切的方法，可以提高纤维的流动能力，降低了纤维分离的能耗；

3、合理的各区域齿长设计可提高整体的加工性能。

附图说明

图1是本发明的结构构造示意图；

图2为图1的a-a断截面示意图a-a；

图3是本发明实施例中磨片破碎区磨齿设计角度示意图；

图4为图1的b-b断截面示意图；

图5为图1的c-c断截面示意图。

图中附图标记说明：1为破碎区、2为粗磨区、3为精磨区、4为基圆、5为磨齿、6为周向齿、7为安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，以玉米秸秆为例对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

玉米秸秆的纤维长度1.0mm-1.4mm，取纤维长度平均值l＝1.2mm,对磨片进行优化设计，如附图1-附图5所示，本发明的一种热磨机磨片，由若干块扇形磨片组成的圆形磨片，每块所述扇形磨片由内向外划分为破碎区1、粗磨区2和精磨区3，每个所述区内一平面上均分别设置有若干周向隔离排列的径向磨齿5，在所述粗磨区2与所述精磨区3相邻磨齿5之间设置有径向交错排列的周向齿6，另一平面上设置有用于固定安装的安装孔7或键和/或槽，所述破碎区1、所述粗磨区2和所述精磨区3沿半径方向的长度比为1.25：1：1.75，分别为100mm、80mm、140mm；所述破碎区1、所述粗磨区2与所述精磨区3的磨齿5的齿数比为1：2：5，所述粗磨区2与所述精磨区2的周向齿6和磨齿5的断截面为直角梯形，所述破碎区1的磨齿5的断截面为等腰梯形。

上述所述粗磨区2与所述精磨区3的磨齿5的断截面为直角梯形，其斜边与水平面夹角为d＝53°，其底边长为l1＝4l＝4.8mm，其垂直边长为h＝8l＝9.6mm，其中l为秸秆纤维平均长度。

所述的破碎区1的磨齿5的中心延长线与所述扇形磨片的基圆4相切，所述破碎区1相邻磨齿5的中心延长线与所述扇形磨片的基圆4的切点与基圆4的圆心连线的夹角为7°，离所述扇形磨片最近的切点与所述扇形磨片通过其基圆4圆心的对称面夹角a为45°，切点从离所述扇形磨片最近的切点等角度顺时针排列。

所述的破碎区1的磨齿5的断截面为等腰梯形，其两腰与底边形成的内角角度为d1＝53°，其底边长度为l2＝15l＝18mm，其磨齿5的高度为h＝12l＝14.4mm，其中l为秸秆纤维平均长度。

所述的精磨区3的周向齿6的断截面为直角梯形，其底边长l3＝12l＝14.4mm，其斜边与底边形成的内角角度为d2＝32°，其磨齿5的高度为h1＝8l＝9.6mm，其中l为秸秆纤维平均长度。

所述精磨区3的磨齿5的中心线相互平行，与所述扇形磨片通过所述基圆圆心的对称面夹角n为25°。所述的粗磨区2的磨齿5的中心延长线与所述扇形磨片的基圆4相切，所述粗磨区2相邻磨齿5的中心延长线与所述扇形磨片的基圆4的切点与所述基圆4的圆心连线的夹角为3.5°，离所述扇形磨片最近的切点与所述破碎区1最近的共点，切点从离所述扇形磨片最近的切点等角度顺时针排列。

所述的破碎区1的磨齿5的高于所述粗磨区2的磨齿5，其高度差为h1＝4l＝4.8mm，所述的粗磨区2与精磨区3的磨齿5、周向齿6的齿高均为8l＝9.6mm，其中l为秸秆纤维平均长度。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。