РЕЖУЩАЯ ГОЛОВКА, РЕЖУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ И ДЕРЖАТЕЛЬ РЕЖУЩЕГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2004 года по МПК B27G13/04 B27L11/02 

Область техники

Изобретение относится к режущей головке в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, а также к режущему элементу и держателю режущего элемента, которые могут использоваться в этой режущей головке.

Уровень техники

Режущие головки такого типа, оснащенные одним или несколькими режущими элементами, применяются, например, при измельчении древесины, в частности, для снятия в виде мелкой стружки боковых сегментов древесных стволов в профильных деревообделочных измельчителях для приготовления древесной массы для бумажного производства. На вращающейся режущей головке такого типа расположенные по периферии режущие элементы обычно служат для измельчения, а торцевые плоские режущие элементы - для строгания с измельчением. Точное позиционирование имеет большое значение, в особенности для строгальных режущих элементов, которые производят окончательную отделку поверхности доски и бруса. Для этого обычно производят предварительную установочную регулировку известных режущих элементов в соответствующем монтажном устройстве с помощью установочных винтов. Другой способ точного позиционирования заключается в том, что режущие элементы индексируют посредством придания им специальной формы, так что они могут устанавливаться в держателе режущей головки только в определенном положении. Однако конструктивные зазоры в монтажном соединении могут приводить к неточностям позиционирования, а следовательно, к получению некачественной поверхности доски или бруса.

В последние годы, наряду с режущими элементами с одной режущей кромкой, стали применять так называемые оборотные или двухсторонние режущие элементы с двумя режущими кромками на противоположных сторонах. После износа одной режущей кромки такого режущего элемента его поворачивают на 180° и устанавливают снова для использования другой режущей кромки. В обычной практике режущие элементы укрепляют в держателях с помощью прижимных средств, которые ввинчивают в корпус головки для прижима режущего элемента к держателю. Вместо вращающихся режущих головок с приводом вращения могут использоваться также неподвижные режущие головки, к которым обрабатываемое изделие может подаваться с вращением или другим путем.

Известна режущая головка описанного выше типа по патенту ФРГ №19513699. Режущая головка предназначена для профильного измельчителя и выполнена в виде отделочного инструмента с измельчающими режущими элементами и кольцевым элементом дисковой пилы.

Известна режущая головка указанного типа по патенту США №5271440. Она оснащена двухсторонними режущими элементами с плоскими контактными поверхностями и зубчатыми профилированными противолежащими передними поверхностями. Режущий элемент прижимается к зоне крепления в режущей головке с помощью прижимного элемента, который ввинчен в корпус или держатель режущей головки и имеет зубчатую профилированную контактную поверхность, прижимающуюся к передней зубчатой поверхности режущего элемента.

Известны режущие головки по типу описанных в патентах США №№4997018, 5146963, 5271442, 5333659 и 5511597. В режущей головке этого типа используются режущие элементы, которые в центральной части своей контактной стороны имеют плоское, прямоугольное в поперечном сечении углубление. Таким образом край углубления выходит по существу перпендикулярно на примыкающую свободную переднюю поверхность режущего элемента. В зоне крепления режущего элемента режущей головки выполнен соответствующий выступ, который входит в углубление режущего элемента. Ввинченный в режущую головку или держатель прижимной элемент передает прижимное усилие на обращенную наружу от держателя переднюю поверхность режущего элемента и таким образом удерживает режущий элемент в держателе.

В режущей головке по патенту США №5348065 имеется режущий элемент, который в поперечном сечении содержит два параллельных кососмещенных крайних участка и расположенный между ними центральный наклонный участок, который образует с крайними участками V-образные углы больше 135°. В результате на двух противоположных главных поверхностях режущего элемента образованы две пары встречных, примыкающих друг к другу V-образных опорных прижимных поверхностей, которые взаимодействуют с соответствующими V-образными контропорными поверхностями в зоне крепления режущего элемента или на прижимном элементе, так что режущий элемент прижимается к держателю и удерживается в соединении с ним.

Общим признаком для всех упомянутых известных режущих головок является наличие удерживающего прижимного элемента, который прикрепляется к режущей головке одним или несколькими винтами, расположенными сбоку от режущего элемента. Соответственно, только одна сторона прижимного элемента передает на режущий элемент прижимное усилие, так что линия приложения прижимного усилия проходит в стороне от линии приложения усилия винтового крепления прижимного элемента.

В дополнение к решениям режущих головок одного общего типа в соответствии с вышеупомянутым патентом США №5348065 известна также не относящаяся к этому типу режущая головка по патентной заявке ФРГ №3314127. В ней на корпусе головки с помощью вкладыша образован держатель со штырем прямоугольного поперечного сечения, который входит в углубление соответствующей формы на режущем элементе. Режущий элемент и расположенная за ним по направлению вращения закрывающая планка прикреплены к держателю винтами сверху.

В измельчителе по патентной заявке ФРГ №2456034 использован режущий элемент другого типа, который выполнен в виде плоского удлиненного элемента V-образного профиля в поперечном сечении, и заканчивается на торцевой поверхности V-образным острием, образующим режущую кромку. Несколько таких V-образных ножей с торцевыми режущими кромками вставлены в соответствующий ступенчатый профиль монтажных пластин на режущей головке. Каждый нож фиксируется зажимной цангой или головкой, которая имеет соответствующие V-образные прижимные плоскости и прикрепляется винтами к режущей головке. При этом цанга вводится через отверстие в ноже, выполненное в виде прорези для целей установочной регулировки ножа.

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание режущей головки режущего элемента и держателя режущего элемента, которые обеспечивают самоцентрирование режущего элемента при его установке в держателе и его плотную установку без зазоров, а также относительно простой демонтаж и замену режущего элемента без сложных и дорогостоящих монтажных операций.

Решение поставленной задачи обеспечивается режущей головкой в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, режущим элементом с признаками в соответствии с пунктом 7 формулы изобретения и держателем для режущего элемента, выполненным в виде отдельной детали режущей головки и имеющим признаки в соответствии с пунктом 8 формулы изобретения.

В режущей головке в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения опорные или контактные поверхности между режущим элементом и зоной крепления режущего элемента образованы с одной стороны наклонными, расположенными V-образно по отношению друг к другу контактными плоскостями зоны крепления режущего элемента, и с другой стороны, наклонными, расположенными V-образно по отношению друг к другу контактными плоскостями режущего элемента. При этом режущий элемент снабжен одной или, в случае применения двухстороннего режущего элемента, двумя противоположными режущими кромками, проходящими перпендикулярно плоскости поперечного сечения режущего элемента. Крепежное средство для крепления режущего элемента в держателе удерживает режущий элемент на зоне крепления режущего элемента с удерживающей силой, которая в соответствии с отличительными особенностями изобретения воздействует на режущий элемент в области между его наклонными V-образно-расположенными контактными плоскостями. За счет этого линия действия этой удерживающей силы лежит в угловой области, образованной наклонными V-образно-расположенными контактными плоскостями, так что воздействие удерживающей силы обеспечивает самоцентрирование режущего элемента при его установке в держателе. При этом центральная самоустановка режущего элемента однозначно определяется парами взаимодействующих наклонных V-образно-расположенных контактных плоскостей, которые расположены по обе стороны от линии действия удерживающей силы. Далее действие удерживающей силы в области между наклонными V-образно-расположенными контактными плоскостями обеспечивает равномерное распределение нагрузки на эти контактные плоскости, а вместе с тем и равномерное распределение удерживающей силы на режущий элемент и зону крепления режущего элемента. Эти отличительные свойства решения обеспечивают надежное и плотное удерживание режущего элемента на режущей головке под рабочей нагрузкой в процессе измельчения и позволяют производить быструю и простую установку режущего элемента с высокой и воспроизводимой точностью положения при монтаже новых режущих элементов, не требующем большой трудоемкости.

Согласно особенностям в соответствии с пунктом 2 формулы изобретения в режущей головке крепежное средство выполнено в виде лишенного прижимных элементов средства прямого соединения, то есть в виде такого средства, которое соединяет режущий элемент непосредственно с участком держателя и представляет собой, например, один или несколько винтов. За счет того, что крепежное средство прямого действия имеет контакт непосредственно с режущим элементом, отпадает необходимость в прижимном элементе.

В режущей головке в соответствии с пунктом 3 формулы изобретения контактные плоскости на своих наружных участках заканчиваются с образованием соответствующих уступов и подходят по существу перпендикулярно к свободным передним граням режущего элемента. За счет этого надежно предотвращается попадание стружки и пыли между режущим элементом и держателем.

В режущей головке в соответствии с пунктом 4 формулы изобретения наклонные V-образно-расположенные контактные плоскости образуют между собой угол меньше 130° и за счет этого относительно крутого наклона обеспечивают надежное выполнение функции центрирования.

В режущей головке в соответствии с пунктом 5 формулы изобретения наклонные V-образно-расположенные контактные плоскости со стороны режущего элемента выполнены несколько более пологими, чем соответствующие контактные плоскости со стороны держателя. За счет этого создается желательный эффект, когда при монтаже режущего элемента он вначале прилегает к держателю наружными участками V-образных сторон, а затем под действием крепежного средства затягивается с самоцентрированием в V-образное гнездо, образованное контактными плоскостями держателя. При этом материал режущего элемента и/или держателя подвергается небольшой упругой деформации.

Разница углов в V-образной конфигурации между контактными плоскостями режущего элемента с одной стороны и контактными плоскостями зоны крепления режущего элемента с другой стороны выбирается такой, что в окончательном установленном положении режущий элемент прижимается к зоне крепления посредством взаимодействующих контактных плоскостей V-образной конфигурации с силой, которая достаточно высока на конечных участках контактных плоскостей для создания надежного плотного соединения без зазоров и предотвращения попадания в соединение стружки и пыли.

В режущей головке в соответствии с пунктом 6 формулы изобретения две наклонные V-образно-расположенные по отношению друг к другу контактные плоскости режущего элемента, а также и две наклонные V-образно-расположенные контактные плоскости зоны крепления режущего элемента расположены симметрично, то есть под одинаковыми углами к линии приложения удерживающей силы, с которой крепежное средство удерживает режущий элемент в зоне крепления режущего элемента. Это симметричное относительно удерживающей силы расположение контактных плоскостей обеспечивает равномерное распределение сил и за счет этого надежное удерживание режущего элемента в зоне крепления, а также выполнение контактными плоскостями функции самоцентрирования.

Режущий элемент в соответствии с пунктом 7 формулы изобретения снабжен на своей прилегающей к зоне крепления режущего элемента стороне контактными плоскостями, расположенными V-образно под углом друг к другу таким образом, что режущий элемент может монтироваться на режущей головке, выполненной в соответствии с пунктами 4-6 формулы изобретения.

Держатель режущего элемента в соответствии с пунктом 8 формулы изобретения образует отдельную деталь, как зону крепления режущего элемента, для установки режущего элемента на режущей головке и может съемно закрепляться на режущей головке, выполненной в соответствии с пунктами 4-6 формулы изобретения.

Далее изобретение будет описано более подробно на примере предпочтительного выполнения со ссылкой на чертеж, на котором изображен в продольном разрезе узел вращающейся режущей головки, содержащий режущий элемент и держатель режущего элемента.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На чертеже показан узел, содержащий режущий элемент (резец) и держатель режущего элемента, который образует часть измельчающей режущей системы на вращающейся режущей головке. Эта система состоит из нескольких таких узлов, размещенных известным образом на торце и/или по периферии режущей головки. Узел содержит режущий элемент 1 двухстороннего или оборотного типа, установленный в держателе 2, который выполнен в виде отдельной детали и закрепляется одним или несколькими винтами 10 на корпусе режущей головки обычной конфигурации (не показана), формируя таким образом зону крепления режущего элемента режущей головки для приема режущего элемента 1. В соответствии со своим типом режущий элемент 1 имеет две режущие кромки 5а, 5b, образованные плоской задней поверхностью 4 с обратной стороны от держателя 2 и наклонными передними поверхностями 6а, 6b.

Центральная часть режущего элемента между передними поверхностями 6а, 6b со стороны держателя 2 образует контактную область, через которую режущий элемент опирается на держатель, характерным образом состоящую из двух V-образно-сходящихся контактных плоскостей 11а, 11b режущего элемента. В показанном примере выполнения угол между контактными плоскостями 11а, 11b составляет примерно 110° и может иметь различные значения меньше 180°, предпочтительно меньше 130°. Соответственно, держатель 2 в своей области контакта с режущим элементом 1 имеет две V-образно-сходящиеся контактные плоскости 8а, 8b, которые образуют приемное гнездо в форме лотка или призмы для режущего элемента 1, в котором режущий элемент 1 может самоцентрироваться с помощью контактных плоскостей 11а, 11b. При этом угол между контактными плоскостями 8а, 8b держателя выбирают несколько больше угла между контактными плоскостями 11а, 11b режущего элемента, обычно с превышением на один или несколько градусов, - например, угол 112° между контактными плоскостями 8а, 8b держателя при угле 110° между контактными плоскостями 11а, 11b.

Центрально между двумя парами V-образно-сходящихся контактных плоскостей 11а, 11b режущего элемента и 8а, 8b держателя предусмотрено непосредственно средство прямого крепления режущего элемента, выполненное в виде одного или нескольких винтов 3, с помощью которых режущий элемент 1 съемно закрепляется в держателе 2 непосредственно без каких-либо промежуточных крепежных элементов. Продольная ось 3а винтового соединения 3, которая одновременно является линией действия средства крепления режущего элемента, образует биссектрису угла между контактными плоскостями 11а, 11b режущего элемента и угла между контактными плоскостями 8а, 8b держателя, то есть пары контактных плоскостей режущего элемента и держателя симметричны относительно линии 3а действия удерживающей силы винтового соединения 3.

Контактные плоскости 11а, 11b и 8а, 8b в концевых зонах, расположенных на удалении от винтового крепления 3 и вблизи передних поверхностей 6а, 6b, выполнены с криволинейными участками, которые образуют уступы 7а, 7b, которые примыкают к пограничным передним поверхностям 6а, 6b под прямым углом. Это надежно защищает узел от попадания стружки и пыли между режущим элементом и держателем в процессе работы режущей головки, при которой стружка, снимаемая наружной (правой на чертеже) режущей кромкой 5а, идет вдоль передней поверхности 6а и разбивается о примыкающую грань 9 стружколома на держателе 2.

V-образная конфигурация взаимодействующих контактных плоскостей 11а, 11b режущего элемента 1 с одной стороны и 8а, 8b держателя с другой стороны выполняет функцию самостоятельного центрирования режущего элемента 1 при его монтаже. После износа действующей режущей кромки 5а режущий элемент 1 может быть быстро, легко и с повторяемой точностью позиционирования установлен в свое другое рабочее положение или заменен без больших затрат труда на установку. Требуется только закладка режущего элемента 1 его контактными плоскостями 11а, 11b в гнездо, образованное контактными плоскостями 8а, 8b держателя, без точной юстировки. При заключительном закреплении режущего элемента 1 в держателе 2 путем завинчивания одного или нескольких винтов 3 режущий элемент 1 центрируется самостоятельно и занимает желаемое точное положение, которому способствуют также уступы 7а, 7b. Свойство самоцентрирования в значительной степени обеспечивается также за счет того, что обе пары взаимодействующих контактных плоскостей 8а, 11а и 8b, 11b V-образной конфигурации наклонены под острым углом к линии 3а действия удерживающей силы, так что передаваемая на режущий элемент 1 удерживающая сила крепежного винта 3 создает центрирующие составляющие, направленные к линии 3а параллельно контактным плоскостям 8а, 8b и 11а, 11b. Кроме того, симметричное расположение пар взаимодействующих контактных плоскостей 8а, 11а и 8b, 11b относительно линии 3а действия удерживающей силы способствует равномерному распределению удерживающей силы винтового соединения 3.

Как было указано выше, угол V-образной конфигурации между контактными плоскостями 8а, 8b держателя выбран несколько больше угла между контактными плоскостями 11а, 11b режущего элемента. Благодаря этому достигается желательный эффект, когда при монтаже режущего элемента 1 вначале он прилегает своими контактными плоскостями 11а, 11b к контактным плоскостям 8а, 8b на наружных участках вблизи уступов 7а, 7b. Далее при затягивании винта 3 и повышении удерживающего усилия контактные плоскости 11а, 11b режущего элемента постепенно вступают в контакт с внутренними участками контактных плоскостей 8а, 8b держателя вблизи винтового соединения 3. При этом материал режущего элемента 1 и/или держателя подвергается небольшой упругой деформации.

В показанном положении законченного монтажа контактные плоскости 11а, 11b режущего элемента 1 плоско прилегают к контактным плоскостям 8а, 8b держателя не по линии контакта, а по всей площади с равномерным распределением давления контакта. При этом режущий элемент 1 зафиксирован в держателе 2 плотно и без зазоров. Во всяком случае, указанная выше разница углов в V-образной конфигурации между контактными плоскостями 11а, 11b режущего элемента и контактными плоскостями 8а, 8b держателя предпочтительно выбирается такой, что в окончательном установленном положении режущего элемента 1 взаимодействующие контактные плоскости 8а, 11а и 8b, 11b прилегают друг к другу на их внешних, образующих уступы 7а, 7b конечных участках, без зазоров и с достаточно большим усилием прижима, препятствуя попаданию между ними стружки и пыли. Менее важным является достижение такого же или меньшего давления прижима пар контактных плоскостей 8а, 11а или 8b в центральной зоне вблизи винтового соединения 3.

Режущая головка, оснащенная одним или несколькими узлами режущих элементов с держателями, в особенности применима в системах измельчения при обработке круглой и разделанной древесины, а также для строгания, фрезерования или измельчения древесины и других материалов, поддающихся измельчению. Очевидно, что кроме показанного примера осуществления возможны другие варианты реализации изобретения. Так, вместо показанного оборотного режущего элемента может использоваться режущий элемент с односторонней режущей кромкой. Далее держатель режущего элемента может быть не отдельной деталью для крепления на режущей головке, а частью корпуса режущей головки, выполненной соответствующим образом. Далее, очевидно, что вместо показанного винтового крепления могут использоваться другие известные специалисту эквивалентные средства крепления. В качестве варианта выполнения вместо прямого винтового крепления режущего элемента к держателю может быть предусмотрено крепление с помощью прижимного элемента, который съемно прикрепляется к держателю и передает прижимное усилие на обращенную в противоположную сторону от держателя свободную поверхность режущего элемента, так что между V-образно-расположенными контактными плоскостями режущего элемента и держателя создается усилие прижима режущего элемента к держателю. Понятно, что в соответствии с изобретением может использоваться неподвижная режущая головка с укрепленными на ней описанным образом режущими элементами, а обрабатываемое изделие может подаваться к ней с вращением или другим путем.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Режущая головка, в частности для измельчителя древесины, содержит корпус, по меньшей мере один держатель и по меньшей мере один режущий элемент, съемно-укрепленный в держателе. Держатель может быть выполнен заодно с корпусом или в виде отдельной детали, съемно-закрепляемой на корпусе. Режущий элемент и держатель имеют взаимодействующие контактные плоскости, расположенные V-образно в поперечном сечении под углом меньше 130° друг к другу. Режущий элемент соединяется с держателем с помощью крепежного средства непосредственного крепления, которое создает удерживающую силу по линии симметрии между наклонными контактными плоскостями. Конструкция соединения обеспечивает самоцентрирование режущего элемента в держателе при монтаже и плотный контакт в соединении без зазоров для попадания стружки и пыли. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Режущая головка, в частности режущая головка измельчителя, содержащая корпус режущей головки, снабженный по меньшей мере одной зоной крепления режущего элемента, причем эта зона выполнена с наклонными контактными плоскостями, расположенными V-образно в поперечном сечении, и по меньшей мере один режущий элемент, съемно закрепленный на указанной зоне крепления режущего элемента посредством соответствующего крепежного средства и выполненный с режущей кромкой по меньшей мере на одной из двух сторон, проходящих перпендикулярно плоскости поперечного сечения, и с соответствующими наклонными контактными плоскостями режущего элемента, V-образно расположенными по отношению друг к другу в поперечном сечении, к которым прилегают наклонные V-образно расположенные по отношению друг к другу в поперечном сечении контактные плоскости держателя, отличающаяся тем, что крепежное средство удерживает режущий элемент на зоне крепления с удерживающей силой, действующей в области между наклонными V-образно расположенными контактными плоскостями и соответственно между обеими сторонами режущего элемента, проходящими перпендикулярно плоскости его поперечного сечения.2. Режущая головка по п.1, отличающаяся тем, что крепежное средство выполнено в виде лишенного прижимных элементов средства прямого крепления, которое соединяет режущий элемент непосредственно с зоной крепления режущего элемента.3. Режущая головка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что контактные плоскости режущего элемента и контактные плоскости держателя на своих участках, пограничных с образующими режущие кромки передними поверхностями режущего элемента, заканчиваются с образованием уступов, по существу, под прямым углом к примыкающим к передним поверхностям режущего элемента.4. Режущая головка по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что наклонные V-образно расположенные контактные плоскости режущего элемента и контактные плоскости держателя образуют между собой угол меньше 130°.5. Режущая головка по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что наклонные V-образно расположенные контактные плоскости режущего элемента выполнены с углом наклона между ними несколько меньше угла наклона между контактными плоскостями держателя.6. Режущая головка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что контактные плоскости режущего элемента расположены примерно под одинаковым углом наклона к линии действия удерживающей силы крепежного средства.7. Режущий элемент для режущей головки по одному из пп.4-6, отличающийся тем, что он снабжен на своих двух главных сторонах контактными плоскостями, расположенными V-образно под углом друг к другу меньше 130° и образующими опорные поверхности для установки режущего элемента на режущей головке.8. Держатель режущего элемента для режущей головки по одному из пп.4-6, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью съемного крепления на корпусе режущей головки и образует зону крепления режущего элемента с контактными плоскостями держателя, расположенными наклонно друг к другу под углом меньше 130°.