一种具有优化齿槽结构的热磨机磨片的制作方法

本实用新型涉及一种热磨机的磨片，具体涉及一种具有优化齿槽结构的热磨机磨片。

背景技术：

热磨机是中密度纤维板生产中的核心设备，磨片是热磨机纤维分离的关键部件。磨片的齿形参数不同必将影响木材纤维的形态、尺寸，同样，木材纤维的形态、尺寸也直接影响中密度纤维板的质量，因此磨片的齿形优化一直是中密度纤维板生产研究的前沿课题。根据热磨法纤维分离理论，木片及待解离的纤维束主要沿齿槽流动，因此齿槽设置的不合理将导致纤维的解离不充分或纤维过度研磨。实验研究表明，磨齿对齿面以及齿槽内的木纤维束的高频率冲击是木材纤维分离的主要方式，也是磨片与木材原料之间能量传递的主要途径。现有对于热磨机磨片齿形的优化研究一直围绕着磨齿齿形、齿倾角等参数，试图通过提高磨齿对纤维束的作用频率、延长纤维束的研磨时间等方法来提高热磨机纤维分离的质量，同时降低热磨机的能耗，忽略了齿槽在纤维分离过程中所起到的重要作用。

经过多年的发展，热磨机磨片型号已达到百余种，在各项参数上千差万别，但并没有针对磨片齿槽进行特定的优化设计。大量实验结果表明，齿槽结构的不同直接影响木材纤维分离的效率和纤维分离合格率。经过齿槽优化设计的磨片可以在不增大磨片尺寸的前提下提高纤维的产量，减少纤维分离过程中的能量损耗，提高能效并间接降低生产成本。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是填补36-44英寸级热磨机磨片齿槽优化设计的空白，提供一种具有优化齿槽结构的热磨机磨片，其可改善磨片的性能，通过齿槽优化的磨片可以提高纤维分离效率，延长磨片寿命，降低热磨机单位产出的能耗。

本实用新型的具有优化齿槽结构的热磨机磨片，为实现上述目的所采用的技术方案在于：包括磨齿、横齿和齿槽，相邻两磨齿之间的空隙为齿槽，齿槽的两侧面与垂直于齿槽延伸方向上的平面相交形成的截面上，其两侧面分别与平面垂线之间的夹角为齿槽的两个侧倾角，沿磨齿的内缘向磨齿的外缘方向上，齿槽的两个侧倾角均由小变大；每个齿槽内间隔一定距离设置两道横齿，相邻两齿槽内的横齿彼此之间交错布置。

优选地，齿槽的两侧面分别为工作齿刃侧面与非工作齿刃侧面，工作齿刃侧面的顶边为工作齿刃，非工作齿刃侧面的顶边为非工作齿刃，工作齿刃侧面的底边为第一槽底边线、非工作齿刃侧面的底边为第二槽底边线，第一槽底边线与工作齿刃在平行于磨齿的齿面的平面上的投影形成的夹角为3.5°，第二槽底边线与非工作齿刃在平行于磨齿的齿面的平面上的投影形成的夹角为0.4°。

优选地，由磨齿的内缘至磨齿的外缘方向上，齿槽的工作齿刃侧面的侧倾角的变化范围为11°～40°，齿槽的非工作齿刃侧面的侧倾角的变化范围为0°～4°。

优选地，工作齿刃与第一槽底边线、非工作齿刃与第二槽底边线在空间扭转0.3°～3.5°形成两个扭转曲面。

优选地，齿槽的槽底为半径为0.5mm～1.5mm的圆弧，槽底的半径沿磨齿的内缘向磨齿的外缘方向上保持不变，槽底与齿槽的两侧面平滑连接。

优选地，在同一圆弧线上的各横齿所形成的弧线为挡浆线，构成每条挡浆线的各圆心均位于半径为磨片内缘半径0.2倍、且与磨片内缘同心的同心圆上。

优选地，构成各挡浆线的所有圆心分布在同心圆的32～40等分的等分点上，各挡浆线半径为磨片内缘半径的2～2.4倍。

优选地，齿槽的顶部外缘端宽度为9mm，内缘端宽度为5mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的工作齿刃侧面倾角大于非工作齿刃侧倾角，弱化了磨齿齿刃的剪切作用，相应提高齿面的研磨作用。齿槽两侧的倾角使得齿槽下部空间小于齿槽上部空间，空间限制使较大的木片及纤维束保持在距离齿面较近的位置，当其他细小纤维经过研磨填补齿槽空间后会迫使上层较大纤维束与齿面发生作用，在磨齿高频率的冲击作用下被剪切、分解、分丝帚化。圆滑的齿槽底面降低了木片堵塞齿槽的可能性。齿槽内设置的横齿可以有效提高纤维的分离质量，横齿的交错布置可以减轻两相邻齿槽间横齿附近区域纤维流扰动的互相干扰，同时避免了局部压力过大对设备造成的不良影响。经过齿槽优化的磨片与同等大小的磨片相比有更高的纤维分离质量，并能够减少横齿附近区域的加工强度，降低该区域齿面的磨损，延长磨片使用寿命，降低了生产成本。

附图说明：

图1是齿槽的结构示意图；

图2是热磨机磨片的整体结构示意图；

图3是横齿分布示意图；

图4是图1中沿M-M方向的剖视图；

图5是图1中沿N-N方向的剖视图。

具体实施方式：

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面结合各附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

如图2所示，该具有优化齿槽结构的热磨机磨片，分为破碎区A与研磨区B两部分，其中研磨区分为粗磨段C和精磨段D两部分，研磨区B的磨齿密集排列，在研磨区B内，相邻两磨齿1之间形成一个齿槽3，齿槽3内间隔一定距离分布有两个横齿2，齿槽3沿磨齿1内缘至其外缘方向上(即纤维流动方向E上)的截面形状逐渐变化，齿槽3两侧面与垂直于齿槽3延伸方向的平面相交形成两条弧线，连接弧线两端形成的直线段与平面垂线的夹角为齿槽3的侧倾角，具体是：如图1所示，齿槽3的侧面分别为工作齿刃侧面4 和非工作齿刃侧面5，工作齿刃侧面4的顶边为工作齿刃6，非工作齿刃侧面5的顶边为非工作齿刃9，结合图4和图5所示，齿槽3的工作齿刃侧面4在磨片外缘端的侧倾角λ为40°，齿槽3的工作齿刃侧面4在磨片内缘端的侧倾角λ＇为11°，齿槽3的非工作齿刃侧面5在磨片外缘端的倾角μ为4°，齿槽3的非工作齿刃侧面5在磨片内缘端的倾角μ＇为0°，因此可见，齿槽3在磨齿1内缘至其外缘方向上(即纤维流动方向E 上)工作齿刃侧面4的倾角呈逐渐增大的连续变化方式，形成齿槽3的工作齿刃6一侧的扭转曲面；齿槽3在纤维流动方向E上非工作齿刃侧面5倾角逐渐增大且连续变化，形成齿槽3的非工作齿刃9一侧的扭转曲面。

如图1所示，工作齿刃侧面4的底边为第一槽底边线7、非工作齿刃侧面5的底边为第二槽底边线8，第一槽底边线7与工作齿刃6在平行于磨齿1的齿面的平面上的投影形成的夹角为3.5°，第二槽底边线8与非工作齿刃9在平行于磨齿1的齿面的平面上的投影形成的夹角为0.4°，使工作齿刃6与第一槽底边线7、非工作齿刃9与第二槽底边线 8在空间扭转形成两个扭转曲面，齿槽3顶部外缘端宽度H为9mm，内缘端宽度H＇为5mm。

如图1所示，齿槽3的槽底10是半径R为1mm的圆弧，且圆弧半径沿磨齿1内缘至其外缘方向上保持不变。如图3所示，磨片内缘的圆弧半径为R1，圆心为O，结合图2所示，每个齿槽3内间隔一定距离设置两道横齿2，相邻两个齿槽3内的横齿，彼此之间是交错布置的，在同一圆弧线上的各齿槽3内的横齿2所形成的弧线为挡浆线F，四条档浆线F由不同半径、不同圆心的圆弧构成，构成四条挡浆线F的各圆心分布在以O为圆心的 R1的同心圆上，同心圆的半径为图3所示的R2，构成四条挡浆线F的各圆心在该同心圆的 32等分的等分点上，该同心圆的半径R2为0.2R1，由内至外，四条挡浆线F的半径R3、R₄、 R₅、R₆分别为2R₁、2.1R₁、2.2R₁、2.35R₁。构成四条挡浆线F的各圆心位于该同心圆32等分点中相邻的的四个点上，如图3所示，圆弧半径最小的挡浆线F的圆心位于同心圆下方中心线左侧第一个32等分点上，由内至外，根据挡浆线F的半径依次变大，其他三条挡浆线F的圆心位置依次沿顺时针方向变化。

经过优化设计的齿槽3的空间从磨片内缘向磨片外缘方向逐渐变大，木材原料通过破碎区A进行初步解离之后，在磨片研磨区B的粗磨段C多为有待进一步解离的粗大纤维束。齿槽3两侧的倾角较小，因此该区域的齿槽3空间相对较小，使该区域的粗大纤维束在磨齿齿间得到充分研磨。齿槽3两侧的圆滑曲面使粗大的纤维束能在齿槽3中顺利通过，有效的改善了粗大纤维堵塞齿槽3严重影响纤维分离效率的现象，使粗大纤维束重新回到齿面进行解离和帚化，有利于齿槽内原料与磨齿间原料的交换。在磨片研磨区B的精磨段D 多为单体纤维或细小的纤维束。齿槽3的工作齿刃6侧的倾角较大，可以降低磨齿1的剪切作用，齿槽3空间逐渐变大亦有助于合格纤维的迅速流出，改善了因纤维过度研磨产生的细小纤维以及纤维表面与内部出现纤维化的现象。本实用新型的热磨机磨片，其加工的木片经过破碎后大部分依然保留表面粗糙有棱角的材料特性，圆弧形的槽底10的设计改善了因为形状契合而产生的木片堵塞齿槽3的现象。横齿2的交错布置可以减轻两相邻齿槽3间横齿2附近区域纤维流扰动的互相干扰，同时避免了局部压力过大对设备造成的不良影响。以落叶松的纤维分离实验为例，采用同等尺寸本实用新型齿槽结构的磨片与普通磨片进行纤维分离对比，在转速、磨盘间隙、木片样本重量均相同的情况下，热磨机磨室纤维样本合格率提高了4.8％～12.7％，粗大纤维含量减少了12.4％～20.9％。由实验数据可知本实用新型的齿槽结构的磨片可以更好的保证解维质量，并能提高合格纤维产量 4％～10％左右。