糖廠甘蔗壓榨撕解刀具的制作方法

本實用新型涉及糖廠機械加工技術領域，具體是一種用于糖廠甘蔗壓榨加工的撕解刀具。

背景技術：

甘蔗，（學名：Saccharum officinarum）甘蔗屬，多年生高大實心草本。根狀莖粗壯發達。中國臺灣、福建、廣東、海南、廣西、四川以及云南等南方熱帶地區廣泛種植。甘蔗是溫帶和熱帶農作物，是制造蔗糖的原料，且可提煉乙醇作為能源替代品。甘蔗中含有豐富的糖分、水分，還含有對人體新陳代謝非常有益的各種維生素、脂肪、蛋白質、有機酸、鈣和鐵等物質，甘蔗汁液豐富，含糖量高，味感清甜，廣受人們的喜愛。并且甘蔗還具有清熱解毒、生津止渴、和胃止嘔和滋陰潤燥等功效，主要用于制糖，蔗糖是生產飲料的優質原料，是由甘蔗壓榨而得。甘蔗制糖工序包括提汁、清凈、蒸發、結晶、分蜜和干燥。從甘蔗提取蔗汁的方法有壓榨法與滲出法。壓榨法是對甘蔗通過預處理和壓榨設備與滲浸系統相配合提取蔗汁的方法。甘蔗壓榨法中的壓榨提汁原理主要是采用切蔗機將甘蔗斬切成絲狀與片狀的蔗料，送入壓榨機，使充滿蔗汁的甘蔗細胞的細胞壁受到壓榨機輥和油壓的壓力而破裂，蔗料被壓縮，細胞被壓扁的同時排出蔗汁；借助于滲浸系統將從壓榨機排出、開始膨脹的蔗渣進行加水或稀汁滲浸，以稀釋細胞內的糖分，提取更多的蔗汁。壓榨提汁主要設備包括切蔗機、壓榨機及其驅動裝置、滲浸系統及相應的輸送設備。切蔗機由蔗刀及驅動裝置組成。目前，現有的甘蔗糖廠對甘蔗的破碎一般都分為第一次破碎和第二次破碎兩級破碎。破碎設備根據電動機的轉向、蔗刀的外部形狀的區別可稱為撕裂機、撕解機和蔗刀機等，相應的蔗刀稱為甘蔗撕解刀或甘蔗撕裂刀，蔗刀的功能就是將甘蔗破碎，使其成為長纖維狀的蔗絲，目前，糖廠的切蔗機都是依靠所安裝的蔗刀來實現對甘蔗的破碎。由于切蔗機的高速旋轉，以及甘蔗硬度較大等原因，使切蔗機上的蔗刀磨損較快，刀尖易斷裂。蔗刀磨損和斷裂后，會使切蔗機的功能減退，降低甘蔗破碎度，進而影響后工序壓榨機的產出率，降低整個糖廠的糖份回收率。為了解決此問題，人們一直在試圖發明一些關于切蔗機蔗刀的制造方法，以提高甘蔗壓榨的能力，如：

1.中國專利：甘蔗糖廠鑲嵌型高強度耐磨切蔗機蔗刀，專利號99258881.2，申請日：1999年12月28日，申請人：南寧圣澤科技有限公司，摘要：甘蔗糖廠鑲嵌型高強耐磨切蔗機蔗刀，是一種新型高強度耐磨蔗刀，它的刃口有鑲嵌槽，將有鑲嵌齒的硬質合金條焊接在刀口上作為蔗刀刀鋒，該新型蔗刀強度大，耐磨性好，使用壽命長達1-2個榨季，可使甘蔗破碎效果好，壓榨量和抽出率提高，糖廠生產效率也明顯提高。

3.中國專利：無刀尖的糖廠切蔗機蔗刀，申請人：廣西大學，申請號：9258886.3，申請日：1999年12月28日，摘要：該實用新型設計了一種甘蔗糖廠預處理設備切蔗機上的蔗刀，其特點是把最易磨損和斷裂的刀尖部分去掉，使蔗刀尾部最細處有2—20毫米的寬度，增強了蔗刀的抗沖擊能力，可堆焊上更多的碳化鎢，與其他的糖廠蔗刀相比，該新型受甘蔗中的夾雜異物沖擊不易斷裂，經同樣的堆焊碳化鎢處理可提高蔗刀耐磨性能1—4倍。

2.中國專利：一種切蔗機蔗刀，申請號201320160416.0，申請日2013. 04. 0，專利權人：昆明克林輕工機械有限責任公司，摘要：該實用新型是一種切蔗機蔗刀。包括刀體，其特征在于在刀體上焊接粉末合金耐磨材料刀頭，該實用新型的切蔗機蔗刀用更加耐磨的材料作為要刀頭焊接在蔗刀本體上，不僅耐磨性增強，整個刀體的強度也增強，延長了使用壽命。在甘蔗榨季期間不需要進行堆焊維修，在提高效率同時減少設備停機時間，提高生產效率。

然而，經本發明人市場調查后發現，以上公開的文獻對切蔗機蔗刀雖然也進行了一定程度的改進，或者針對蔗刀的組織結構進行強化，但是，仍然存在一些問題，如：文獻1是在蔗刀的刃口鑲嵌有硬質合金，使得蔗刀刀鋒增加硬度，但該發明的蔗刀的刃口雖然硬度高，但由于硬質合金本體脆性太高，所以至使該蔗刀的耐用度不好；文獻2和文獻3是采用普通焊機在刀頭上堆焊碳化鎢材料的焊條或焊絲，使得刀頭的洛氏硬度達到40～52度，雖然比現有技術具有強度高，但仍然存在以下兩點不足：一是蔗刀刀尖部分面積很小，可接受的堆焊碳化鎢很少。而刀尖又是最受力部分，磨損最快，因此，堆焊碳化鎢的方法并沒有很好地解決刀尖的耐磨問題；由于蔗刀大部分都是使用45#鋼或A3鋼制成，其硬度不是很高，當刀尖碰到甘蔗或雜質等較硬物體時，刀尖很容易斷裂，結果會增大蔗刀與輸送帶之間的距離，引起壓榨質量不穩定。因此突破一種強度更高，耐磨性更好的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具技術，是一個亟待解決的技術難題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種具有加工工藝簡單，結構合理，耐用度高的糖廠甘蔗撕解刀或甘蔗撕裂刀具。

本實用新型的目的是這樣實現的：

本實用新型的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具，包括轉軸和安裝在轉軸上的刀輥組件，所述刀輥組件的表面上還安裝有至少10把刀具，其特征在于：所述刀輥組件包括旋轉輥以及旋轉輥前后兩端面設有的封蓋，所述封蓋的各外表面上設有加強肋；所述刀具包括刀體以及設于刀體上的刀頭，在所述刀頭的外表面上設有至少兩層采用等離子熔覆工藝的熔覆層；所述刀頭的前角從刀鋒往下依次設有主前角γ₁和副前角γ₂；刀頭的后角從刀鋒往下依次設有主后角α₁和副后角α₂，刀頭的前角與后角之間設有圓弧狀的刀尖倒棱R1，所述副后角α₂與刀體連接處設有副后角倒圓R2。

以上所述的熔覆層的熔覆合金材料是碳化鎢合金、碳化鉻合金和鎳基合金的耐磨合金粉，所述熔覆層的總厚度是1.5～15mm。

以上所述的主前角γ₁是5～25°；副前角γ₂是15～35°；主后角α₁是2～8°；副后角α₂是8～15°；刀尖倒棱R1是2～10mm；副后角倒圓R2是100～160mm。

本實用新型的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具的突出的實質性特點和進步是：

1.產品質量穩定，強度高。由于本實用新型采用等離子熔覆處理工藝，將碳化鎢合金、碳化鉻合金和鎳基合金等具有耐磨的合金粉材料熔化到刀具本體的表面，熔覆層設有兩層以上，總厚度是1.5～15mm，使得本刀具的熔覆層洛氏硬度達到60～68度，刀具強度耐磨性能大大提高，比普通的甘蔗刀具提高一倍以上，硬度提高10～20度，所以，由于采用等離子熔覆工藝，金相組織緊密，使得刀具具有很高的硬度、優異的耐磨性以及耐腐蝕抗氧化性能，因此，不會出現組織疏松缺陷，大大提高了刀具的強度，消除了刀具的內應力，提高了刀具的疲勞強度。

2.結構合理，耐用度好，使用適應性廣。由于本實用新型的刀頭上的刀鋒采用了負倒棱結構，負倒棱不但加大了刀具的楔角，增強了刀刃強度，擴大了散熱面積，而且還增大了刀具的實際前角，使得刀鋒既堅固又鋒利，另外，配合在實踐中優選出合理的前角和后角，在副后角α₂與刀體連接處設有副后角倒圓R2，又進一步加固了刀具的強度，由于本刀具采用了以上結構，不但大大增強了刀具的耐用度，使得刀具的適應性更強，本刀具不但適合用在甘蔗壓榨機上的甘蔗撕解機，也可以應用于甘蔗壓榨機上的撕裂機。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的主視結構示意簡圖。

圖2是圖1的左視結構示意簡圖。

圖3是圖1的A—A剖視結構示意簡圖。

圖4是刀具2的主視結構示意簡圖。

圖5是圖4的B—B剖視結構示意簡圖。

圖6是圖5的C—C剖視結構示意簡圖。

圖7是本實用新型實施例2的主視結構示意簡圖。

圖8是圖7的左視結構示意簡圖。

圖中部件名稱及序號：

刀輥組件1、刀具2、轉軸3、旋轉輥4、封蓋5、加強肋6、鍵7、刀頭8、刀體9、熔覆層10、主前角γ₁、副前角γ₂、主后角α₁、副后角α₂、刀尖倒棱R₁、副后角倒圓R₂。

具體實施方式

以下結合附圖及其實施例描述本實用新型的結構。

參看附圖1～8所示，本實用新型的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具，通過以下方案實現：

本實用新型的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具，包括刀輥組件1、刀具2、轉軸3、旋轉輥4、封蓋5、加強肋6、鍵7、刀頭8、刀體9、熔覆層10、主前角γ₁、副前角γ₂、主后角α₁、副后角α₂、刀尖倒棱R1和副后角倒圓R₂，所述的刀輥組件1通過鍵7安裝在轉軸3上，所述刀輥組件1的表面上還安裝有至少10把刀具2，所述旋轉輥4前后兩端面設有封蓋5，所述封蓋5的各外表面上設有加強肋6；所述刀具2包括刀體9以及設于刀體9上的刀頭8，在所述刀頭8的外表面上設有至少兩層的熔覆層10，所述熔覆層10采用等離子熔覆工藝技術，所述的熔覆層10的熔覆合金材料是碳化鎢合金、碳化鉻合金和鎳基合金等具有耐磨的合金粉，所述熔覆層10的總厚度是1.5～15mm；

所述刀頭8的前角從刀鋒往下依次設有主前角γ₁和副前角γ₂；刀頭8的后角從刀鋒往下依次設有主后角α₁和副后角α₂，刀頭8的前角與后角之間設有圓弧狀的刀尖倒棱R1，所述副后角α₂與刀體9連接處設有副后角倒圓R2；所述的主前角γ₁是5～25°；副前角γ₂是15～35°；主后角α₁是2～8°；副后角α₂是8～15°；刀尖倒棱R1是2～10mm；副后角倒圓R2是100～160mm。

工作原理：本實用新型的刀具在刀頭上采用等離子熔覆技術，是借助水冷系統的噴嘴對電弧產生拘束作用，以轉移弧作為熱源獲得高能量密度的等離子弧，配合碳化鎢合金、碳化鉻合金和鎳基合金等具有耐磨的合金粉末材料進行的表面冶金方法。等離子炬的陰極電極和噴嘴（陽極）這兩個部分被分別連接到負、正極，工作氣體通過等離子炬，利用高頻火花點火，氣體被加熱到很高的溫度（約15000K），產生壓縮的效果，在磁壓縮、熱壓縮和機械壓縮綜合作用下，從噴嘴射出一個溫度極高，速度極大的等離子射流。合金粉末進入等離子束后，被瞬時地加熱加速形成等離子射流。粒子的狀態熔融或半熔融狀態，噴射到刀具2的刀頭8工作表面上，在的表面發生熔融、混合、凝固等物理化學變化，最終合金粉末和刀頭8表面冶金結合。

實施例1

如附圖1～圖6所示，本實用新型的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具，包括刀輥組件1、刀具2、轉軸3、旋轉輥4、封蓋5、加強肋6、鍵7、刀頭8、刀體9、熔覆層10、主前角γ₁、副前角γ₂、主后角α₁、副后角α₂、刀尖倒棱R₁和副后角倒圓R₂，所述的刀輥組件1通過鍵7安裝在轉軸3上，所述刀輥組件1的表面上安裝有66把刀具2，所述旋轉輥4前后兩端面設有封蓋5，所述封蓋5的各外表面上設有加強肋6；所述刀具2包括刀體9以及設于刀體9上的刀頭8，在所述刀頭8的外表面上設有四層的熔覆層10，所述熔覆層10采用等離子熔覆工藝技術，所述的熔覆層10的熔覆合金材料是碳化鎢合金、碳化鉻合金和鎳基合金具有耐磨的合金粉，所述熔覆層10的總厚度是1.5mm；

所述刀頭8的前角從刀鋒往下依次設有主前角γ₁和副前角γ₂；刀頭8的后角從刀鋒往下依次設有主后角α₁和副后角α₂，刀頭8的前角與后角之間設有圓弧狀的刀尖倒棱R1，所述副后角α₂與刀體9連接處設有副后角倒圓R2；所述的主前角γ₁是5°；副前角γ₂是35°；主后角α₁是2°；副后角α₂是15°；刀尖倒棱R1是2mm；副后角倒圓R2是100mm。

實施例2

如附圖4～圖8所示，本實用新型的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具，包括刀輥組件1、刀具2、轉軸3、旋轉輥4、封蓋5、加強肋6、鍵7、刀頭8、刀體9、熔覆層10、主前角γ₁、副前角γ₂、主后角α₁、副后角α₂、刀尖倒棱R₁和副后角倒圓R₂，所述的刀輥組件1通過鍵7安裝在轉軸3上，所述刀輥組件1的表面上安裝有48把刀具2，所述旋轉輥4前后兩端面設有封蓋5，所述封蓋5的各外表面上設有加強肋6；所述刀具2包括刀體9以及設于刀體9上的刀頭8，在所述刀頭8的外表面上設有五層的熔覆層10，所述熔覆層10采用等離子熔覆工藝技術，所述的熔覆層10的熔覆合金材料是碳化鎢合金、碳化鉻合金和鎳基合金具有耐磨的合金粉，所述熔覆層10的總厚度是15mm；

所述刀頭8的前角從刀鋒往下依次設有主前角γ₁和副前角γ₂；刀頭8的后角從刀鋒往下依次設有主后角α₁和副后角α₂，刀頭8的前角與后角之間設有圓弧狀的刀尖倒棱R1，所述副后角α₂與刀體9連接處設有副后角倒圓R2；所述的主前角γ₁是25°；副前角γ₂是15°；主后角α₁是8°；副后角α₂是8°；刀尖倒棱R1是10mm；副后角倒圓R2是160mm。

實施例3

如附圖1～圖6所示，本實用新型的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具，包括刀輥組件1、刀具2、轉軸3、旋轉輥4、封蓋5、加強肋6、鍵7、刀頭8、刀體9、熔覆層10、主前角γ₁、副前角γ₂、主后角α₁、副后角α₂、刀尖倒棱R₁和副后角倒圓R₂，所述刀輥組件1通過鍵7安裝在轉軸3上，所述刀輥組件1的表面上還安裝有66把刀具2，所述旋轉輥4前后兩端面設有封蓋5，所述封蓋5的各外表面上設有加強肋6；所述刀具2包括刀體9以及設于刀體9上的刀頭8，在所述刀頭8的外表面上設有六層的熔覆層10，所述熔覆層10采用等離子熔覆工藝技術，所述的熔覆層10的熔覆合金材料是碳化鎢合金、碳化鉻合金和鎳基合金具有耐磨的合金粉，所述熔覆層10的總厚度是8mm；

所述刀頭8的前角從刀鋒往下依次設有主前角γ₁和副前角γ₂；刀頭8的后角從刀鋒往下依次設有主后角α₁和副后角α₂，刀頭8的前角與后角之間設有圓弧狀的刀尖倒棱R1，所述副后角α₂與刀體9連接處設有副后角倒圓R2；所述的主前角γ₁是10°；副前角γ₂是30°；主后角α₁是5°；副后角α₂是10°；刀尖倒棱R1是6mm；副后角倒圓R2是120mm。

實施例4

如附圖4～圖8所示，本實用新型的糖廠甘蔗壓榨撕解刀具，包括刀輥組件1、刀具2、轉軸3、旋轉輥4、封蓋5、加強肋6、鍵7、刀頭8、刀體9、熔覆層10、主前角γ₁、副前角γ₂、主后角α₁、副后角α₂、刀尖倒棱R1和副后角倒圓R2，所述刀輥組件1通過鍵7安裝在轉軸3上，所述刀輥組件1的表面上還安裝有48把刀具2，所述旋轉輥4前后兩端面設有封蓋5，所述封蓋5的各外表面上設有加強肋6；所述刀具2包括刀體9以及設于刀體9上的刀頭8，在所述刀頭8的外表面上設有三層的熔覆層10，所述熔覆層10采用等離子熔覆工藝，所述的熔覆層10的熔覆合金材料是碳化鎢合金、碳化鉻合金和鎳基合金具有耐磨的合金粉，所述熔覆層10的總厚度是6mm；

所述刀頭8的前角從刀鋒往下依次設有主前角γ₁和副前角γ₂；刀頭8的后角從刀鋒往下依次設有主后角α₁和副后角α₂，刀頭8的前角與后角之間設有圓弧狀的刀尖倒棱R1，所述副后角α₂與刀體9連接處設有副后角倒圓R2；所述的主前角γ₁是15°；副前角γ₂是20°；主后角α₁是6°；副后角α₂是12°；刀尖倒棱R1是7mm；副后角倒圓R2是140mm。