Нож для обрезки сучьев

Нож для обрезки сучьев

Реферат

 

Изобретение относится к обработке лесоматериалов, в частности к обрезке сучьев и может быть использовано в лесной промышленности. Цель изобретения - повышение качества обрезки сучьев, надежности и эффективности работы. Сущность изобретения: корпус ножа выполнен из композиционного материала с взаимопроникающими структурами компонентов, при этом равновесная граница 4 между основными компонентами, определяющими износостойкость и механическую прочность материала, расположена на уровне режущего лезвия 3. Компонент 5 с показателем износостойкости, определяемым интервалом 1,510^-9 - 5,6 10^-8 мкм/км, расположен между равновесной границей 4 и внутренней поверхностью 1 ножа, а компонент 6 с показателями предела текучести, ударной вязкости и пластичности, характеризующими его механическую прочность и определяемыми соответственно интервалами 1240 - 2270 мПа, 18 - 62 Дж/см² и 4 -13% - между границей 4 и внешней поверхностью 2 ножа. Линия 7 пересечения внутренней поверхности 1 ножа и его кромки 8, противоположной сформированной режущему лезвию 3, расположена не ниже указанного лезвия 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке лесоматериалов, в частности к обрезке сучьев, и может быть использовано в лесной промышленности. Цель изобретения повышение качества обрезки сучьев, надежности и эффективности работы. На фиг. 1 изображен разрез по продольной оси ножа; на фиг.2 то же, фрагмент копирования отрицательной кривизны. Нож для обрезки сучьев содержит корпус с внутренней 1 и внешней 2 поверхностями, а также режущее лезвие 3, сформированное на одной из граней корпуса между упомянутыми поверхностями. Корпус ножа выполнен из композиционного материала с взаимопроникающими структурами компонентов, при этом равновесная граница 4 между основными компонентами 5 и 6, определяющими износостойкость и механическую прочность материала, расположена на уровне режущего лезвия 3. Один из компонентов 5 имеет показатели износостойкости, определяемые интервалом 1,5 10^-9 5,6 10^-8 мкм/км и расположен между равновесной границей 4 и внутренней поверхностью 1 ножа, а компонент 6 с показателями предела текучести ударной вязкости и пластичности, характеризующими механическую прочность материала и определяемыми соответственно интервалами 1240 2270 мПа, 18 62 Дж/см² и 4 13% - между границей 4 и внешней поверхностью 2. Линия пересечения 7 внутренней поверхности 1 ножа и его кромки 8, противоположной сформированному режущему лезвию 3, расположена на уровне или выше указанного лезвия 3. Указанные оптимальные интервалы показателей износостойкости и механической прочности определяются в основном характеристиками существующих материалов, которые в данном случае используются как компоненты для композиционного состава, отвечающего необходимым эксплуатационным требованиям ножа для обрезки сучьев. Нижний предел показателя износостойкости 1,510^-9 мкм/км определен экономическими соображениями. Верхний предел износостойкости 5,610^-8 мкм/км выбран из учета эффекта самозатачивания режущего лезвия 3. Данные границы дополнительно характеризуются твердостью компонента, которая получается после термической обработки материала ножа в целом и определяется в свою очередь интервалом НRC 56 63. Твердость ниже НRC 56 не обеспечивает получения эффекта самозатачивания режущего лезвия 3 в условиях абразивного износа и соответствующей твердости другого компонента, а выше НRC 63 нецелесообразна из экономических соображений и соответствующей твердости другого компонента, который определяет несущую способность ножа в целом. Относительно показателей другого упомянутого компонента (предела текучести, ударной вязкости и пластичности), характеризующих механическую прочность получаемого композиционного состава в целом, необходимо соответственно отметить, что нижний предел текучести 1240 мПа определяется надежностью и несущей способностью ножа, а верхний предел 2270 мПа - экономическими соображениями, а также требуемыми показателями ударной вязкости и пластичности, которые также необходимы для обеспечения безотказной работы ножа в жестких условиях знакопеременных ударных нагрузок при его эксплуатации. При этом нижние границы интервалов соответственно 18 Дж/см² и 4% определяются также необходимой надежностью работы ножа, а верхние 62 Дж/см² и 13% получаются после соответствующей термической обработки (без повышенных экономических затрат при использовании дорогостоящих компонентов), в результате которой твердость HRC данного компонента определена интервалом 41-48. Ниже нижнего предела твердости не проявляется эффект самозатачивания режущего лезвия, из-за повышенного абразивного износа соответствующей поверхности и выкрашивания износостойкого компонента. Выше верхнего предела твердости показатели ударной вязкости и пластичности уходят из оптимальных интервалов, в результате чего нож становится хрупким с низкой ударной прочностью и надежностью в целом. Работа ножа осуществляется следующим образом. Дерево 9, подлежащее обработке, укладывается загрузочным устройством в сучкорезную головку, оснащенную предлагаемыми ножами. После сведения ножей и их прижима внутренними поверхностями 1 к поверхности ствола обрабатываемого дерева 9 образуется замкнутый режущий контур. При обеспечении перемещения дерева 9 и образованного режущего контура друг относительно друга, режущими лезвиями 3 ножей сучкорезной головки осуществляется обрезка сучьев на всей поверхности ствола. При завершении обработки данного дерева ножи сучкорезной головки разводятся, происходит загрузка следующего дерева и цикл обработки полностью повторяется. В процессе срезания сучьев, за счет выполнения ножа из композиционного материала, обладающего сочетанием необходимых свойств, которые соответствуют эксплуатации требованиям и предложенной совокупности отличительных признаков, происходит эффект "самозатачивания" режущего лезвия 3. Это объясняется тем, что, например, компонент 5 расположен в основном между равновесной границей 4 и внутренней поверхностью 1 ножа, имеет показатели износостойкости I и твердости НRC соответственно 1,5 2,110^-8 мкм/км и 59 61, при этом, например, компонент 6 расположен в основном между границей 4 и внешней поверхностью 2, имеет показатели прочности _т, ударной вязкости К_cи и пластичности , соответственно определяемые интервалами 1760 1880 мПа, 23-27 Дж/см² и 5 6% Указанное сочетание физико-механических характеристик основных компонентов композиционного материала обеспечивает в процессе работы ножа соответствующий износ по заточенным участкам внутренней 1 (И₁) и внешней 2 (ИU₂) поверхностям, определяемым соотношением И₁ И₂. Как следствие данного факта (о равномерности износа поверхностей), сформированное режущее лезвие 3 будет "самозатачиваться и перемещаться" в процессе эксплуатации по равновесной границе 4 основных компонентов ножа в продольном его направлении, так как граница 4 расположена на уровне сформированного лезвия 3. При этом качество обрезки сучьев повышается не только от эффекта "самозатачивания" режущего лезвия 3, но и за счет лучшего копирования отрицательной кривизны поверхности ствола обрабатываемого дерева 9 и уменьшения тем самым высоты остатков сучьев. Указанный момент схематично пояснен фрагментом, представленным на фиг.2, где сплошной линией изображен нож предлагаемой конструкции, в котором линия 7 пересечения внутренней поверхности 1 и его кромки 8 размещена на уровне или выше режущего лезвия 3, а пунктиром известные ножи аналогичного назначения. За счет указанных отличительных особенностей, в данном случае h₁ < h₂, и дополнительно в предлагаемом варианте уменьшается влияние краевого "бульдозерного" эффекта линии 7, что соответствующим образом уменьшает сопротивление перемещению обрабатываемого дерева. Надежность ножа повышается за счет оптимального и относительного сочетания необходимых физико-механических свойств используемого материала в целом получаемых соответствующими характеристиками основных компонентов 5 и 6. Кроме этого, в используемом композиционном материале выраженной границы раздела между основными компонентами 5 и 6 не существует, так как система материала выполнена с взаимопроникающими структурами упомянутых основных компонентов, и в данном случае обеспечивается плавный переход одного основного компонента в другой через условную равновесную границу 4, в которой процентное содержание каждого из них равно друг другу. На основании этого используемый материал ножа представляет собой единую монолитную структуру с комплексом необходимых свойств, соответствующих требованиям использования ножей по своему прямому назначению. За счет таких взаимопроникающих структур основных компонентов 5 и 6 используемого материала исключаются отрицательные моменты, присущие, например, биметаллам и материалам, получаемым наплавкой или напылением (выкрашивание, шелушение, сдвиг по границам раздела компонентов материала, краевые эффекты и т.д.). Таким образом, при реализации изобретения за счет указанной совокупности признаков повышается качество обрезки сучьев, надежность и эффективность работы ножа.

Формула изобретения

1. Нож для обрезки сучьев, включающий корпус с внутренней и внешней поверхностями и режущим лезвием, сформированным упомянутыми поверхностями на одной из его граней, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрезки сучьев, надежности и эффективности работы, корпус ножа выполнен из композиционного материала с взаимопроникающими структурами компонентов, один из которых, имеющий показатели износостойкости, определяемые интервалом 1,5 10^-9 5,610^-8 мкм/км, расположен между равновесной границей и внутренней поверхностью ножа, при этом равновесная граница между компонентами расположена на уровне режущего лезвия, а другой компонент с показателями предела текучести, ударной вязкости и пластичности, характеризующими его механическую прочность и определяемыми соответственно интервалами 1240-2270 мПа, 18-62 Дж/см² и 4-13% расположен между равновесной границей и внешней поверхностью корпуса. 2. Нож по п. 1, отличающийся тем, что линия пересечения внутренней поверхности корпуса и его грани, противоположной режущему лезвию, расположена на уровне или выше упомянутого лезвия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000