Сменная ножевая вставка
Группа изобретений относится к области режущих устройств. Ножевая вставка содержит по меньшей мере одну лезвийную часть, удерживающую часть, выполненную с возможностью взаимодействия с соответствующей принимающей частью держателя ножа, средства для передачи усилия, выполненные с возможностью внесения предварительного нагружения от держателя ножа к ножевой вставке. Предварительное нагружение выполнено с возможностью прижима удерживающей части к принимающей части по длине лезвийной части и, таким образом, удержания с возможностью отделения ножевой вставки на месте в держателе ножа. Держатель ножа содержит принимающую часть, выполненную с возможностью приема соответствующей удерживающей части ножевой вставки, средства для приложения усилия, выполненные с возможностью приложения предварительного нагружения к ножевой вставке. Система для монтажа лезвия в машине или устройстве содержит вышеописанную ножевую вставку для деревообрабатывающей головки и вышеописанный держатель ножа для деревообрабатывающей головки. Деревообрабатывающая головка содержит по меньшей мере один вышеописанный держатель ножа для деревообрабатывающей головки. Способ состоит в установке ножевой вставки для деревообрабатывающей головки в держателе ножа. Ножевая вставка содержит удерживающую часть и средства для передачи усилия. Держатель ножа содержит принимающую часть и средства для приложения усилия. Способ включает этап взаимодействия удерживающей части ножевой вставки и принимающей части держателя ножа, этап взаимодействия средств для передачи усилия ножевой вставки и средств для приложения усилия держателя ножа, этап приведения в действие средств для приложения усилия для прижима удерживающей части к принимающей части по длине лезвийной части и для приложения предварительного нагружения к средствам для передачи усилия и, таким образом, к лезвийной части держателя ножа, этап блокировки средств для приложения усилия для поддержания предварительного нагружения и удержания с возможностью отделения ножевой вставки на месте в держателе ножа. Обеспечивается уменьшение времени простоя, когда ножевая вставка нуждается в замене, повышение эффективности. 5 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к монтажу ножевых вставок в устройства, которые требуют периодической или частой замены ножевой вставки из-за износа или повреждения ножа, как в случае сучкорезного оборудования, используемого в лесной промышленности.
Уровень техники
В различных промышленных применениях для резки всех видов материалов используются лезвия. Примеры таких промышленных применений можно найти в пищевой и мясной промышленности, строительном секторе и лесной промышленности.
Эти лезвия требуют регулярного или даже частого технического обслуживания или замены из-за износа или повреждения во время использования.
В лесной промышленности широко используется устройство, обычно называемое «лесозаготовительной машиной», которое обеспечивает возможность быстрой резки деревьев и обрезки их сучьев, причем эти две и потенциально большее количество функций интегрированы в так называемую обрабатывающую головку.
В общем, обрабатывающие головки имеют сучкорезные рычаги с прикрепленными к ним держателями ножей и ножевыми вставками, которые, как следует из названия, обрезают сучья от дерева по мере его быстрого протягивания через головку с целью получения чистого ствола. Сучкорезные рычаги также служат в качестве захватных рычагов для выполнения различных операций по обработке стволов и бревен.
Вследствие высоких скоростей обработки и происходящих в результате этого высоких ударных нагрузок на режущие лезвия, ножи режущих головок подвержены износу, затупляются и получают заусенцы во время использования и требуют регулярной замены.
Распространенный подход к решению этой потребности состоит в демонтаже всего поврежденного сучкорезного рычага от шасси обрабатывающей головки и замене его на отремонтированный рычаг в комплекте с новой ножевой вставкой. Другой подход состоит в вырезании ножевой вставки из части держателя рычага и приваривании на место сменного ножа.
Однако режущие лезвия для обрабатывающих головок, также как и любые лезвия специального назначения для других промышленных применений, являются высокотехнологичными товарами, проявляющими специальные свойства материала, такие как мелкозернистая структура стали и послойная конструкция для того, чтобы соответствовать требованиям отрасли с точки зрения ударной вязкости и износостойкости. Вследствие этого, этот материал предъявляет высокие требования к применяемым сварочным процессам и выполняющему их персоналу.
Было предложено другое решение, в котором ножевую вставку закрепляют болтами на сучкорезном рычаге в плотно распределенных местоположениях по контуру лезвия. Однако вследствие внесения концентрированной нагрузки на болты для этого решения требуется, чтобы ножевая вставка имела толстое поперечное сечение в тех областях, где выполняются болтовые соединения, в результате чего получается громоздкая и сложная конструкция, которая стремится быть значительно тяжелее, чем сучкорезные рычаги с приваренными лезвиями. Кроме того, хотя решение с болтовым прикреплением по сравнению с решением со сварным прикреплением сокращает время простоя машин, используемого для замены лезвий, ослабление и затягивание большого количества болтов, которое обычно требуется в этом решении, по-прежнему занимает больше времени, чем требуется.
Вообще говоря, существует постоянная необходимость в замене ножевых вставок вследствие преждевременного растрескивания в результате сварки наряду с нормальным износом и повреждением, что увеличивает затраты на техническое обслуживание и снижает общую эффективность выработки из-за простоев.
Задача изобретения
Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в предложении узла, который преодолевает или улучшает по меньшей мере один недостаток предшествующего уровня техники или, альтернативно, предлагает общественности полезный выбор.
Дополнительные задачи настоящего изобретения станут очевидными из последующего описания.
Раскрытие сущности изобретения
В соответствии с аспектом настоящего изобретения предложена ножевая вставка для использования с держателем ножа, содержащая
по меньшей мере одну лезвийную часть;
удерживающую часть, выполненную с возможностью взаимодействия с соответствующей принимающей частью держателя ножа;
средства для передачи усилия, выполненные с возможностью внесения предварительного нагружения от держателя ножа к ножевой вставке, причем предварительное нагружение выполнено с возможностью прижима удерживающей части к принимающей части по длине лезвийной части и, таким образом, удержания с возможностью отделения ножевой вставки на месте в держателе ножа.
Предпочтительно, срединная плоскость лезвийной части имеет начальную кривизну по длине от первого конца до второго конца лезвийной части, причем эта начальная кривизна предпочтительно имеет по существу дугообразную форму.
Предпочтительно, средства для передачи усилия выполнены с возможностью внесения предварительного нагружения в лезвийную часть таким образом, что это предварительное нагружение действует с возможностью изменения начальной кривизны лезвийной части.
Предпочтительно, удерживающая часть выполнена с возможностью обеспечения заранее определенного максимального изменения начальной кривизны лезвийной части и противодействия любому дополнительному изменению при помощи опоры на принимающую часть таким образом, что ножевая вставка предварительно жестко напряжена посредством предварительного нагружения против принимающей части.
Предпочтительно, лезвийная часть проходит по существу от первого конца до второго конца ножевой вставки, причем средства для передачи усилия содержат первые средства для передачи усилия, расположенные на первом конце или вблизи него, и вторые средства для передачи усилия, расположенные на втором конце или вблизи него.
Предпочтительно, средства для передачи усилия выполнены с возможностью внесения предварительного нагружения в направлении, которое по существу параллельно срединной плоскости на соответствующих первом и втором концах или вблизи них.
Предпочтительно, удерживающая часть проходит вдоль лезвийной части и примыкает к ней.
Предпочтительно, удерживающая часть представляет собой паз, расположенный в ножевой вставке и выполненный с возможностью приема соответствующей шпонки держателя ножа.
Предпочтительно, удерживающая часть представляет собой шпонку, выступающую от ножевой вставки и выполненную с возможностью приема в соответствующий паз, расположенный в держателе ножа.
Предпочтительно, первые средства для передачи усилия выполнены с возможностью внесения сжимающего или растягивающего усилия в качестве предварительного нагружения.
Предпочтительно, ножевая вставка выполнена из литой стали.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен держатель ножа для использования с ножевой вставкой, предпочтительно сучкорезным рычагом для деревообрабатывающей головки, содержащий
принимающую часть, выполненную с возможностью приема соответствующей удерживающей части ножевой вставки;
средства для приложения усилия, выполненные с возможностью приложения предварительного нагружения к ножевой вставке, причем предварительное нагружение выполнено с возможностью прижима удерживающей части к принимающей части по длине лезвийной части и, таким образом, удержания с возможностью отделения ножевой вставки на месте в держателе ножа.
Предпочтительно, средства для приложения усилия содержат натяжное устройство и стопорный элемент.
Предпочтительно, натяжное устройство представляет собой вращающийся эксцентрик.
Предпочтительно, натяжное устройство и стопорный элемент расположены вблизи дальних концов принимающей части.
Предпочтительно, принимающая часть держателя ножа имеет форму, по существу соответствующую начальной кривизне лезвийной части ножевой вставки, или имеет слегка увеличенную кривизну.
Предпочтительно, принимающая часть выполнена с возможностью обеспечения заранее определенного максимального изменения начальной кривизны лезвийной части и противодействия любому дополнительному изменению.
Предпочтительно, принимающая часть выполнена по существу в виде шпонки, а также выполнена с возможностью приема соответствующего паза ножевой вставки.
Предпочтительно, принимающая часть представляет собой паз и выполнена с возможностью приема соответствующей шпонки, выступающей от ножевой вставки.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложена система для монтажа лезвия в машине или устройстве, причем система содержит ножевую вставку и держатель ножа, как определены выше.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложена деревообрабатывающая головка, имеющая по меньшей мере один держатель ножа, как определен выше.
Предпочтительно, деревообрабатывающая головка помимо прочего содержит ножевую вставку, как определена выше.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ установки ножевой вставки в держатель ножа, при этом ножевая вставка содержит удерживающую часть и средства для передачи усилия, а держатель ножа содержит принимающую часть и средства для приложения усилия, причем указанный способ включает следующие этапы:
этап взаимодействия удерживающей части ножевой вставки и принимающей части держателя ножа;
этап взаимодействия средств для передачи усилия ножевой вставки и средств для приложения усилия держателя ножа;
этап приведения в действие средств для приложения усилия для прижима удерживающей части к принимающей части по длине лезвийной части и для приложения предварительного нагружения к средствам для передачи усилия и, таким образом, к лезвийной части держателя ножа;
этап блокировки средств для приложения усилия для поддержания предварительного нагружения и удержания с возможностью отделения ножевой вставки на месте в держателе ножа.
Предпочтительно, срединная плоскость лезвийной части имеет начальную кривизну по длине от первого конца до второго конца лезвийной части, причем начальная кривизна предпочтительно имеет по существу дугообразную форму, а принимающая часть держателя ножа имеет форму, по существу соответствующую кривизне лезвийной части или имеет слегка усиленную кривизну.
Предпочтительно, предварительное нагружение вносят в ножевую вставку таким образом, что это предварительное нагружение действует с возможностью изменения начальной кривизны лезвийной части.
Предпочтительно, удерживающая часть выполнена с возможностью обеспечения заранее определенного максимального изменения начальной кривизны лезвийной части и противодействия любому дополнительному изменению при помощи опоры на принимающую часть таким образом, что ножевая вставка предварительно жестко напряжена посредством предварительного нагружения против принимающей части.
Предпочтительно, средства для приложения усилия содержат натяжное устройство и стопорный элемент.
Предпочтительно, натяжное устройство представляет собой вращающийся эксцентрик.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сейчас будут описаны несколько вариантов осуществления настоящего изобретения в качестве примера и со ссылкой на чертежи, на которых:
На фиг. 1 показан пространственный вид обрабатывающей головки для заготовки деревьев и обрезки их сучьев, содержащей ножевую вставку и держатель ножа, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 показан пространственный вид ножевой вставки по фиг.1.
На фиг. 3 показан вид сбоку ножевой вставки и держателя ножа по фиг.1, а также детали их концевых частей.
На фиг. 4 показан пространственный вид альтернативной ножевой вставки.
На фиг. 5 показан вид сбоку альтернативной ножевой вставки по фиг. 4 и соответствующего альтернативного держателя ножа, а также детали их концевых частей.
На фиг. 6 показан вид сбоку еще одной альтернативной ножевой вставки и соответствующего альтернативного держателя ножа, а также детали двух альтернативных вариантов монтажа.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показана заготовочная и обрабатывающая головка 1 лесозаготовительной машины. Такие обрабатывающие головки 1 обычно доступны в виде приспособления, которое может быть установлено на колесных или гусеничных экскаваторах, модифицированных для лесопромышленных применений, или на специально построенных лесохозяйственных машинах. Основные функции заготовочных и обрабатывающих головок 1 состоят в валке стоящих деревьев, обрезке их сучьев для получения чистых стволов и последующей резке каждого ствола на бревна.
Обрабатывающая головка 1 имеет два комплекта соответствующих сучкорезных рычагов 5, верхний и нижний комплекты. Каждый комплект может иметь различную кривизну дугообразной формы, так что при обороте четырех сучкорезных рычагов 5 вокруг дерева происходит очень хорошее покрытие окружности дерева таким образом, что могут быть получены чистые стволы.
В других вариантах осуществления обрабатывающая головка 1 имеет только один комплект сучкорезных рычагов 5, то есть два сучкорезных рычага 5, а также существуют варианты осуществления с тремя, пятью или более сучкорезными рычагами 5.
Для выполнения обрезки сучьев обрабатывающая головка 1 содержит пару вращающихся транспортирующих средств 7, выполненных с возможностью взаимодействия со стволом и протягивания его через сучкорезные рычаги 5 с обеспечением возможности отрезания сучкорезными рычагами 5, положение которых будет отрегулировано в соответствии с диаметром ствола, ветвей от этого дерева.
Каждый сучкорезный рычаг 5 содержит держатель 100 ножа и смонтированную на нем ножевую вставку 200.
Ножевая вставка 200 изображенного варианта осуществления содержит две противоположные лезвийные части 210, обеспечивающие возможность обработки бревен посредством обрабатывающей головки 1 в двух направлениях в зависимости только от направления, в котором транспортирующие средства 7 протягивают эти бревна вдоль сучкорезных рычагов 5. Однако в других вариантах осуществления ножевая вставка 200 может иметь только одну лезвийную часть 210.
Со ссылкой на фиг. 2, лезвийные части 210 проходят от первого конца 202 ножевой вставки 200 до ее второго конца 204, причем срединная плоскость лезвийных частей 200 имеет начальную ненагруженную кривизну по длине лезвийных частей 200 от первого конца 202 до ее второго конца. В изображенном варианте осуществления начальная кривизна имеет по существу дугообразную форму, как показано на фиг. 2 с помощью двойной стрелки е, причем стрелка представляет глубину кривизны лезвийной части 210. Другая характеристика начальной кривизны, показанной на фиг. 2 и 3, состоит в том, что эта кривизна является вогнутой при просмотре к стороне, обращенной от держателя 100 ножа. Как будет понятно из изображения на фиг.3, начальная кривизна лезвийных частей 210 имеет криволинейность, проявляющую точку перегиба 212 кривой на виде сбоку.
Однако также предусмотрены другие формы начальной кривизны, например, сектор круга, как в случае варианта осуществления, показанного на фиг. 4 и 5, или по существу прямая форма. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 4 и 5, для одинаковых признаков использованы одинаковые ссылочные обозначения, и приведенные выше пояснения применимы также к этому варианту осуществления. В варианте осуществления обрабатывающей головки 1 в соответствии с настоящим изобретением форма первой пары сучкорезных рычагов 5 выполнена в соответствии с изображением на фиг. 2 и 3, тогда как форма второй пары сучкорезных рычагов обрабатывающей головки 1 выполнена в соответствии с изображением на фиг. 4 и 5. В эксплуатации такая конфигурация оказалась особенно универсальной.
Ножевая вставка 200 также содержит удерживающую часть 220, выполненную с возможностью взаимодействия с принимающей частью 120 соответствующей формы держателя 100 ножа. В показанном варианте осуществления удерживающая часть 220 проходит по существу непрерывно вдоль лезвийных частей 210 и примыкает к ним, причем удерживающая часть 220 имеет форму паза, выполненного в ножевой вставке 200, и проходит между двумя лезвийными частями 210. Как будет понятно из изображений на фиг. 3 и 4, принимающая часть 120 держателя 100 ножа в этих вариантах осуществления выполнена в виде шпонки, непрерывно проходящей по контуру держателя 120 ножа. В других вариантах осуществления удерживающая часть 220 ножевой вставки 200 имеет форму шпонки, выступающей от ножевой вставки 200, тогда как принимающая часть 120 держателя 100 ножа по существу выполнена в виде паза.
В некоторых вариантах осуществления принимающая часть 120 и/или удерживающая часть 220 могут содержать дополнительные выступы, выполненные с возможностью опоры друг на друга в смонтированном состоянии ножевой вставки 200 и держателя 100 ножа.
Как показано на фиг. 2 и 4, ножевая вставка 200 содержит первые средства 232 для передачи усилия, расположенные на первом конце 202, и вторые средства 234 для передачи усилия, расположенные на втором конце 204, которые вместе образуют средства 230 для передачи усилия, выполненные с возможностью внесения предварительного нагружения от держателя 100 ножа к ножевой вставке 200. Для осуществления предварительного нагружения держатель 100 ножа содержит соответствующие средства 130 для приложения усилия, которые могут быть заблокированы после приложения усилия и будут более подробно описаны ниже.
В изображенных вариантах осуществления первые 232 и вторые 234 средства для передачи силы выполнены в виде выступов или кулачков, имеющих клинообразную форму, причем каждый из них имеет выточки 402, 404 для размещения соответствующих средств 130 для приложения усилия держателя 100 ножа. При сравнении варианта осуществления, показанного на фиг. 3B, с вариантом осуществления, показанным на фиг. 5D, следует понимать, что выточка 404 более выражена на фиг. 3B, чем на фиг. 5D. Это происходит из-за особой формы начальной кривизны лезвийной части 210 вблизи второго конца 204 на фиг.3, где требуется составляющая удерживающего усилия, прижимающая ножевую вставку 200 к держателю 100 ножа.
Первые 232 и вторые 234 средства для передачи усилия могут быть приварены, присоединены посредством связующего, присоединены с помощью болтов или обжаты к удерживающей части 200 или к лезвийной части 210, или прикреплены к ней посредством соединения с геометрическим замыканием, например, посредством компоновки из подходящих шпонок и пазов.
Следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления ножевая вставка 200 выполнена из литой стали. Преимущественно, в этих вариантах осуществления первые 232 и вторые 234 средства для передачи усилия могут быть отлиты за одно целое с первым 202 и вторым концом 204 ножевой вставки 200. Кроме того, использование литой стали для изготовления ножевой вставки 200 ножа оказалось выгодным с точки зрения надежности и износостойкости.
Первые 232 и вторые 234 средства для передачи усилия имеют такую форму, что вносят предварительное нагружение в ножевую вставку 200 в плоскости, удаленной от лезвийной части 210, на стороне держателя 100 ножа, как показано на фиг.3 и 5 посредством эксцентриситетов 302, 304. В качестве технического результата такая компоновка защищает лезвийную часть 210 от любых частей, которые в эксплуатации могут оказаться препятствиями в процессе резки.
В соответствии с настоящим изобретением предварительное нагружение выполнено с возможностью удержания с возможностью отделения ножевой вставки 200 на месте в держателе 100 ножа, что, тем самым, устраняет необходимость в приваривании ножевой вставки 200 к держателю 100 ножа. Эта система устраняет или уменьшает несколько недостатков решений предшествующего уровня техники, например, простои обрабатывающей головки 1, а также нежелательные охрупчивание, рекристаллизацию или деформацию лезвийных частей 210 из-за сварки.
В отличие от современных ножевых вставок с болтовыми соединениями по контуру лезвия, упомянутых выше, предварительное нагружение взаимодействует с непрерывной удерживающей частью 220 и принимающей частью 120, что позволяет получить тонкое, единообразное поперечное сечение лезвийной вставки 200 по контуру лезвия с улучшенным манипулированием при монтаже и демонтаже. Кроме того, благодаря непрерывному прикреплению ножевой вставки 200 к держателю 100 ножа в настоящем изобретении устранена концентрация напряжений в локальных точках приложения сил, что оказывается преимущественным с точки зрения риска усталости материала и хрупкого разрушения.
В одном варианте осуществления средства 230 для передачи усилия выполнены с возможностью внесения предварительного нагружения в ножевую вставку 200 таким образом, что это предварительное нагружение действует с возможностью изменения начальной кривизны лезвийной части 210. Таким образом, лезвийные части 210 предварительно напряжены и становятся более жесткими для того, чтобы выдерживать силы, направленные на деформацию лезвийных частей 210 или ножевой вставки 200 в целом, как это будет происходить во время работы обрабатывающей головки 1. Как показано на чертежах и с этой целью, средства 230 для передачи усилия выполнены с возможностью внесения предварительного нагружения в направлении, которое по существу параллельно срединной плоскости лезвийных частей 210 на соответствующих первом 202 и втором 204 концах или вблизи них.
Этот признак показан на фиг. 3 и 5 с помощью стрелок F1 и F2 силы, указывающих направления усилий, прилагаемых натяжным устройством 134 и стопорным элементом 132, которые расположены вблизи дальних концов принимающей части 120 и вместе образуют средства 130 для приложения усилия держателя 100 ножа. В одном варианте осуществления изобретения натяжное устройство 134 представляет собой вращающийся эксцентрик, который вручную или автоматически приводят в действие простым вращением винта или тому подобным, как показано на подробных видах B и D на фиг. 3 и 5, соответственно. Специалисту в данной области техники следует понимать, что составляющие сил F1 и F2 взаимодействуют с начальной глубиной е лезвийной части 210 для дополнительного раскрытия или растяжения кривизны лезвийных частей 210.
В этом контексте следует отметить, что предварительное нагружение, внесенное в лезвийные части 210 по стрелкам F1 и F2 силы, содержит локальные изгибающие моменты, вызванные первыми 232 и вторыми 234 средствами для передачи усилия и их соответствующими эксцентриситетами 302, 304, описанными выше. Особенно плотная посадка между ножевой вставкой 200 и держателем 100 ножа может быть выполнена посредством соразмерного регулирования эксцентриситетов 302, 304 с учетом кривизны лезвийной части 210.
Удерживающая часть 220 ножевой вставки 200 выполнена с возможностью обеспечения заранее определенного максимального изменения начальной кривизны ножевой вставки 200 и противодействия любому дополнительному изменению при помощи опоры на принимающую часть 120 таким образом, что ножевая вставка 200 предварительно жестко напряжена посредством предварительного нагружения против принимающей части 120 держателя 100 ножа. Это может быть выполнено, например, при помощи соответствующего выбора соотношения жесткости между ножевой вставкой 200 и держателем 100 ножа. В одном варианте осуществления принимающая часть 120 держателя 100 ножа имеет форму, которая имеет слегка увеличенную кривизну по сравнению с кривизной лезвийной части 210, причем этот признак служит для обеспечения возможности небольшой деформации ножевой вставки 200 во время внесения предварительного нагружения. Принимающая часть 120 может быть выполнена с возможностью обеспечения заранее определенного максимального изменения начальной кривизны лезвийной части 210 и противодействия любому дополнительному изменению. Таким образом, выполняется плотная посадка между ножевой вставкой 200 и держателем 100 ножа.
Специалисту в данной области техники следует понимать, что заранее определенное изменение начальной кривизны ножевой вставки 200 может изменяться по величине, среди прочего, в зависимости от жесткости задействованных частей. В случаях, когда ножевая вставка 200 является относительно жесткой, заранее определенное изменение начальной кривизны может быть относительно небольшим и даже может находиться в диапазоне производственных допусков ножевой вставки 200, что означает, что во время предварительного напряжения ножевой вставки 200 против принимающей части 120 держателя 100 ножа эти производственные допуски компенсируются деформацией таким образом, что ножевая вставка 200 ножа и держатель 100 ножа имеют плотную посадку, а распределение предварительного нагружения вдоль ножевой вставки 200 является однородным.
В других случаях может быть желательно обеспечивать возможность большего изменения начальной кривизны для достижения более высокого уровня предварительного напряжения в ножевой вставке 200 и лезвийной части 210. В этих случаях до приложения предварительного нагружения можно определить начальный зазор между ножевой вставкой 200 и держателем 100 ножа невооруженным глазом. Таким образом, в частях ножевой вставки 200, которые подвергаются циклической нагрузке, может быть достигнуто предварительное сжимающее напряжение. Специалисту в данной области техники следует понимать, что сжимающее предварительное напряжение снижает уровень растягивающих напряжений в эксплуатации и может оказаться преимущественным для сопротивления усталости этого узла.
В другом варианте осуществления одни или оба средства 230 для передачи усилия выполнены в виде средств для приложения усилия, например, в виде вращающихся эксцентриков, тогда как средства 130 для приложения усилия выполнены с возможностью обеспечения только сил реакции. В этом случае, при вставке ножевой вставки 200 в держатель 100 ножа для приложения предварительного нагружения к лезвийной части 200 оператор активирует и впоследствии блокирует поворотный эксцентрик на ножевой вставке 200.
Хотя на чертежах показан вариант осуществления, в котором предварительное нагружение индуцирует в лезвийных частях 210 сжимающее усилие и изгибающий момент, предусмотрены варианты осуществления, в которых предварительное нагружение представляет собой растягивающее усилие или растягивающее усилие в сочетании с изгибающим моментом. Такие варианты осуществления содержат ножевые вставки 200, лезвийная часть 210 которых имеет выпуклую кривизну при просмотре к стороне, обращенной от держателя 100 ножа. В этих случаях растягивающее предварительное нагружение, индуцированное на первом 202 и втором 204 концах, притягивает лезвийную часть 210 к принимающей части 120 соответствующей формы держателя 100 ножа и, таким образом, оказывает требуемое сопротивление деформации лезвийной части 210 и ее прикрепление с возможностью отделения к держателю 100 ножа.
В вариантах осуществления, показанных на фиг. 2-5, средства 130 для приложения усилия содержит по существу две пространственно разделенные части, а именно стопорный элемент 132 и натяжное устройство 134. Аналогично, средства 230 для передачи усилия были описаны как содержащие две отдельные части, а именно первые 232 и вторые 234 средства для передачи усилия. Однако в других вариантах осуществления, как показано на фиг. 6, каждые из средств 130 для приложения усилия и средств 230 для передачи усилия содержат один компактный подузел, взаимодействующий с приложением предварительного нагружения на ножевую вставку 100 в ее центральной части и, таким образом, фиксирующий ее на держателе 200 ножа.
В варианте осуществления, изображенном на фиг. 6, для одинаковых признаков использованы одинаковые ссылочные обозначения, и приведенные выше пояснения применимы также к этому варианту осуществления. Как было упомянуто выше, в отличие от приведенных выше вариантов осуществления, каждые из средств 130 для приложения усилия и средств для передачи усилия содержат один компактный подузел, причем этот признак в целом представлен стрелкой F, указывающей направление силы, вдоль которого может быть внесено предварительное нагружение в ножевую вставку 200.
Как можно видеть на этом чертеже, каждая ножевая вставка 200 и держатель 100 ножа имеют начальную кривизну, причем между ножевой вставкой 200 и держателем 100 ножа расположен начальный зазор 500, возникающий из-за разницы в начальной кривизне между этими частями. Специалисту в данной области техники следует понимать, что протяженность начального зазора 500 не соответствует масштабу на чертеже, а преувеличена, и выполнена ссылка на пояснения, приведенные выше.
Деталь A-A, показанная на фиг. 6, изображает вид в разрезе ножевой вставки 200 и держателя 100 ножа до закрытия начального зазора 500. В этом варианте осуществления удерживающая часть 220 ножевой вставки 200 представляет собой выемку, а принимающая часть 120 держателя 100 ножа образована ее сопрягаемой поверхностью. При прикреплении ножевой вставки 200 к держателю 100 ножа посредством приложения усилия зажима по стрелке F закроется начальный зазор 500, а вставка 200 ножа будет плотно прикреплена к держателю 100 ножа посредством взаимодействия удерживающей части 220 и принимающей части 120, как описано выше.
Теперь будут описаны детали, касающиеся приложения этого усилия зажима.
Как подробно показано на фиг.6, средства 130 для приложения усилия представляют собой резьбовой болт 140, вставленный в соответствующее отверстие в держателе 100 ножа. Резьбовой болт 140 взаимодействует с гайкой 142, прикрепленной к ножевой вставке 200 или выполненной за одно целое с ней. Следовательно, в этом варианте осуществления гайка 142 соответствует средствам 230 для передачи усилия. Для внесения предварительного нагружения в ножевую вставку 200, резьбовой болт 140 взаимодействует с гайкой 142 и затягивается для притягивания ножевой вставки 200 к держателю 100 ножа до тех пор, пока начальный зазор 500 не закроется под действием предварительного нагружения, а удерживающая часть 220 и принимающая часть 120 не будут сопряжены.
В детали B, показанной на фиг. 6, средства 230 для передачи усилия выполнены в виде выступа 152, в котором выполнено отверстие, причем выступ 152 может быть размещен в соответствующем зазоре 154, расположенном в держателе 100 ножа. Эксцентрик 150, вставленный в отверстие в держателе 100 ножа, также проходит через отверстие выступа 152 в смонтированном состоянии и образует средства 130 для приложения усилия. Когда эксцентрик 150 взаимодействует с отверстием выступа 152 и затягивается головкой болта или тому подобным, как показано на чертеже, начальный зазор 500 закрывается под действием предварительного нагружения, и удерживающая часть 220 и принимающая часть 120 сопрягаются.
Как очевидно из вышеизложенного, держатель 100 ножа и ножевая вставка 200 ножа вместе образуют систему для монтажа лезвия в машине или устройстве. Хотя эта система была описана применительно к обрабатывающей головке 1 лесозаготовительной машины, она также может быть применена в других областях техники, например, в пищевой и мясной промышленности или в устройствах для резьбы по дереву.
1. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки, предназначенная для использования с держателем ножа, содержащая
по меньшей мере одну лезвийную часть;
удерживающую часть, выполненную с возможностью взаимодействия с соответствующей принимающей частью держателя ножа;
средства для передачи усилия, выполненные с возможностью внесения предварительного нагружения от держателя ножа к ножевой вставке, причем предварительное нагружение выполнено с возможностью прижима удерживающей части к принимающей части по длине лезвийной части и, таким образом, удержания с возможностью отделения ножевой вставки на месте в держателе ножа.
2. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по п. 1, в которой срединная плоскость лезвийной части имеет начальную кривизну по длине от первого конца до второго конца лезвийной части, причем эта начальная кривизна предпочтительно имеет по существу дугообразную форму.
3. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по любому из п. 1 или 2, в которой средства для передачи усилия выполнены с возможностью внесения предварительного нагружения в лезвийную часть таким образом, что это предварительное нагружение действует с возможностью изменения начальной кривизны лезвийной части.
4. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по п. 3, в которой удерживающая часть выполнена с возможностью обеспечения заранее определенного максимального изменения начальной кривизны лезвийной части и противодействия любому дополнительному изменению при помощи опоры на принимающую часть таким образом, что ножевая вставка предварительно жестко напряжена посредством предварительного нагружения против принимающей части.
5. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по любому из предыдущих пунктов, в которой лезвийная часть проходит по существу от первого конца до второго конца ножевой вставки, причем средства для передачи усилия содержат первые средства для передачи усилия, расположенные на первом конце или вблизи него, и вторые средства для передачи усилия, расположенные на втором конце или вблизи него.
6. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по п. 5, в которой средства для передачи усилия выполнены с возможностью внесения предварительного нагружения в направлении, которое по существу параллельно срединной плоскости на соответствующих первом и втором концах или вблизи них.
7. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по любому из предыдущих пунктов, в которой удерживающая часть проходит вдоль лезвийной части и примыкает к ней.
8. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по любому из предыдущих пунктов, в которой удерживающая часть представляет собой паз, расположенный в ножевой вставке и выполненный с возможностью приема соответствующей шпонки держателя ножа.
9. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по любому из предыдущих пунктов, в которой удерживающая часть представляет собой шпонку, выступающую от ножевой вставки и выполненную с возможностью приема в соответствующий паз, расположенный в держателе ножа.
10. Ножевая вставка для деревообрабатывающей головки по любому из предыдущих пунктов, в которой первые средства для передачи усилия выполнены с возможностью внесения сжимающего или растягивающего усилия в качестве предварительного нагружения.
11. Держатель ножа для использования с ножевой вставкой для деревообрабатывающей головки, предпочтительно, сучкорезным рычагом для деревообрабатывающей головки, содержащий
принимающую часть, выполненную с возможностью приема соответствующей удерживающей части ножевой вставки;
средства для приложения усилия, выполненные с возможностью приложения предварительного нагружения к ножевой вставке, причем предварительное нагружение выполнено с возможностью прижима удерживающей части к принимающей части по длине лезвийной части и, таким образом, удержания с возможностью отделения ножевой вставки на месте в держателе ножа.
12. Держатель ножа по п. 11, в котором средства для приложения усилия содержат натяжное устройство и стопорный элемент.
13. Держатель ножа по п. 12, в котором натяжное устройство представляет собой вращающийся эксцентрик.
14. Держатель ножа по п. 12 или 13, в котором натяжное устройство и стопорный элемент расположены вблизи дальних концов принимающей части.
15. Держатель ножа по любому из пп. 11-14, в котором принимающая часть держателя ножа имеет форму, по существу соответствующую начальной кривизне лезвийной части ножевой вставки, или имеет слегка увеличенную кривизну.
16. Держатель ножа по любому из пп. 11-15, в котором принимающая часть выполнена с возможностью обеспечения заранее определенного максимального изменения начальной кривизны лезвийной части и противодействия любому дополнительному изменению.
17. Держатель ножа по любому из пп. 11-16, в котором принимающая часть выполнена по существу в виде шпонки, а также выполнена с возможностью приема соответствующего паза ножевой вставки.
18. Держатель ножа по любому из пп. 11-17, в котором принимающая часть представляет собой паз и выполнена с возможностью приема соответствующей шпонки, выступающей от ножевой вставки.
19. Система для монтажа лезвия в машине или устройстве, содержащая ножевую вставку для деревообрабатывающей головки по любому из пп. 1-10 и держатель ножа для деревообрабатывающей головки по любому из пп. 11-18.
20. Деревообрабатывающая головка, имеющая по меньшей мере один держатель ножа для деревообрабатывающей головки по любому из пп. 11-18.
21. Деревообрабатывающая головка по п. 20, также содержащая ножевую вставку для деревообрабатывающей головки по любому из пп. 1-10.
22. Способ установки ножевой вставки для деревообрабатывающей головки в держателе ножа, причем ножевая вставка содержит удерживающую часть и средства для передачи усилия, держатель ножа содержит принимающую часть и средства для приложения усилия, а способ включает следующие этапы:
этап взаимодействия удерживающей части ножевой вставки и принимающей части держателя ножа;
этап взаимодействия средств для передачи усилия ножевой вставки и средств для приложения усилия держателя ножа;
этап приведения в действие средств для приложения усилия для прижима удерживающей части к принимающей части по длине лезвийной части и для приложения предварительного нагружения к средствам для передачи усилия и, таким образом, к лезвийной части держателя ножа;
этап блокировки средств для приложения усилия для поддержания предварительного нагружения и удержания с возможностью отделения ножевой вставки на месте в держателе ножа.
23. Способ по п. 22, в котором срединная плоскость лезвийной части имеет начальную кривизну по длине от первого конца до второго конца лезвийной части, причем начальная кривизна предпочтительно имеет по существу дугообразную форму, а принимающая часть держателя ножа имеет форму, по существу соответствующую кривизне лезвийной части или имеет слегка усиленную кривизну.
24. Способ по любому из пп. 22 или 23, в котором предварительное нагружение вносят в ножевую вставку таким образом, что это предварительное нагружение действует с возможностью изменения начальной кривизны лезвийной части.
25. Способ по п. 24, в котором удерживающая часть выполнена с возможностью обеспечения заранее определенного максимального изменения начальной кривизны лезвийной части и противодействия любому дополнительному изменению при помощи опоры на принимающую часть таким образом, что ножевая вставка предварительно жестко напряжена посредством предварительного нагружения против принимающей части.
26. Способ по любому из пп. 22-25, в котором средства для приложения усилия содержат натяжное устройство и стопорный элемент.
27. Способ по любому из пп. 22-26, в котором натяжное устройство представляет собой вращающийся эксцентрик.
