图 5-3 滑切省力原理图
若切刀的楔角为?,则正切时,切割速度V就在A点的法线方向,即V垂直于刀刃,切刀正好是以?角的楔子楔入物料。滑切时,因切割速度V偏离了刀刃的法线方向,与法线方向产生了一个滑切角?,这时切刀的楔入角度由?减小到?。从上图的几何关系可知
tan?=BC/AB tan?= tan?cos?
即滑切角?越大时,刀刃切入物料的实际楔入角?就越小(即实际切割时只是刀刃口在切割),这是VH大Vz小,切刀受到的法向阻力越小,易于切入,切割省力。因此,要使切割省力,除保证刃口锋利以降低刃口比压(比压为刃口单位面积的压力,与刀刃锋利程度有关)外,还须使切割为滑切,这正是利用了滑切省力的原理。
此外,刀刃口的表面即使看起来光滑,但由于刀片在加工时的精度问题,在显微镜下观察,刃口也呈现锯齿状的“微观齿”。滑切时,这些尖锐的“微观齿”就像锯子一样将物料纤维切断,这是滑切较正切省力的另一原因。
六、钳住物料的条件分析
滑切也可以分为有滑移的滑切和无滑移的滑切两种。切割时当动刀片与静刀片之间的夹角达一定值时,物料就会产生沿刃口向外推移的现象,这叫有滑移的
???滑切。出现这种情况对稳定切割是不利的,所以应当尽可能的避免此种情况的出现。
下面以两种不同钳住角?切割物料的受力情况来分析钳住物料,保证稳定的切割条件。下图5-4表示了不同钳住角?切割物料时物料的受力情况。
图 5-4 不同钳住角?的物料受力分析图
图5-4中AB为动刀片刃口,CD为定刀片刃口,夹角?为动、定刀片对物料的钳住角,也称推挤角。假定以两种钳住角?切割时的摩擦角均为?1和?2。
AB为动刀片刃口;CD为定刀片刃口;?为动、定刀片对物料的钳住角,又称推挤角;N1为动刀片对物料产生的正压力;N2为定刀片(或支撑面)对物料产生的正压力;T1、T2为动、静刀片与物料在切割点处的摩擦力;?1和?2为两种钳住角?切割时物料与动、静刀片间的摩擦角。
由图5-4(a)知,由于此时?>?1??2,两个支撑反力的合力F1与F2的合力F将把被切物料沿刃口向外推出,即在切割时产生滑移,不能保证稳定切割。
由图5-4(b)知,由于此时?1??2。F1与F2的合力F指向刃口里面,即切割时合力F将把被切物料沿刃口向里面推,切割时不会产生滑移,能保证稳定切割,提高效率。
由此可知,保证钳住物料稳定切割的条件是:钳住角须小于物料与定刀片之间摩擦角之和,?1??2
在本设计中刀与料的相对位置图如图5-5所示,进行钳住物料条件的分析
图 5-5 刀与料的相对位置图
?的最大值为38,由图5-5可知,切刀在旋转过程中,同时由经验可知,通常?1=32,?2=18,所以只要?小于50就可以了,显然以上设计是满足要求的,刀的安装也是合理的。
七、 刀的安装
曲线动刀片A、B通过螺栓1、2、3、4安装在刀盘P上,通过调节螺栓1、2、3、4来调整动刀片与定刀片的间隙。具体如下图5-6所示。
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图 5-6 切刀简图
1、4.六角螺栓 2、3。 沉头螺栓
5-3 破碎辊筒的设计
一、刀的设计
在破碎辊筒刀的设计中才用了改进的齿刀配合设计,在辊筒的旋转力作用下,物料先被刀齿板上的刀齿刮划成条,随即由切刀切削下来,再经刮刀进一步破碎。齿刀的设计中,刀齿采用螺旋布置,与水平线成10夹角。各刀在辊筒平面的法线上,高度均为15mm。破碎机构原理图及辊筒简图如图5-7所示。
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图 5-7 破碎机构原理图及辊筒简图如图
二、刀在辊筒上布置的设计
本设计中将切刀以10倾斜来布置,以配合刀齿板上螺旋刀齿的运动。整体布置如下图5-8所示。
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图 5-8 组合刀具在辊筒上的布置
三、辊筒的设计
因为是进行的块茎破碎,工作中会产生大量的水分,所以辊筒必须采取防锈