[发明专利]一种仿河狸门齿结构的耐腐蚀树枝粉碎刀具

说明书

本发明提供了一种仿河狸门齿结构的耐腐蚀树枝粉碎刀具，由仿生刀片和定位螺栓组成，其中，所述仿生刀片是由仿生切削刃和刀柄组成，在刀柄4上开有U形定位孔5，所述定位螺栓2垂直于刀柄4安装在U形定位孔5内，从而实现仿生刀片1与粉碎机的机体之间固定连接；所述仿生刀片1的仿生切削刃3的上切削表面的轮廓曲线为仿河狸门齿结构曲线，曲线方程为：f(x)＝a₁x²+a₀x；其中：a₁的取值范围为‑0.012～‑0.008，a₀的取值范围为0.55～0.70，x的取值范围为0mm～30mm；在所述仿生切削刃的上表面覆有MoS₂微球结构，所述MoS₂微球表面沿径向分布着纳米柱。本发明所述刀具仿河狸门齿结构，在树枝粉碎过程中，减少树枝粉碎刀具的工作阻力、提高粉碎效率。

技术领域

本发明属于仿生类加工机械技术领域，具体涉及一种仿河狸牙齿结构的耐腐蚀树枝粉碎刀具。

背景技术

我国林木资源丰富，每年产生大量林业剩余物及园林废弃物。目前，多种环保且有效处理林木剩余物的途径已经得到广泛应用，但处理林木剩余物的前提是均需要将剩余物进行粉碎。树枝粉碎机的核心部件即为碎粉刀具，其性能直接影响粉碎机的工作效率及粉碎效果。

现有树枝粉碎机刀具存在以下缺陷：

1.粉碎机刀具在粉碎切削林木剩余物过程中，会产生林木浆液，刀刃与林木粉碎所产生浆液接触后，极易被腐蚀，刀刃耐磨性能及机械性能急剧下降，从而导致粉碎机工作效率低下，需要频繁更换粉碎刀具；

2.粉碎机刀具的切削阻力较大，导致其存在功耗高，产率低等问题。

河狸是典型以植物为食的哺乳啮齿类动物，能在2小时内用锋利的牙齿将40cm直径的大树啃段，由于河狸的生活习性，经过自然进化，造就了河狸锋利的门齿和发达的咬肌。效仿河狸门齿的构造能够为树枝粉碎刀具的设计提供重要理论依据。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种仿河狸门齿结构的耐腐蚀树枝粉碎刀具，以实现在树枝粉碎过程中，减少树枝粉碎刀具的工作阻力、提高粉碎效率。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种仿河狸门齿结构的耐腐蚀树枝粉碎刀具，所述仿生树枝粉碎刀具由仿生刀片1和定位螺栓2组成，其中，所述仿生刀片1是由仿生切削刃3和刀柄4组成的一体式结构，在刀柄4上开有U形定位孔5，所述定位螺栓2垂直于刀柄4安装在U形定位孔5内，从而实现仿生刀片1与粉碎机的机体之间固定连接；

所述仿生刀片1的仿生切削刃3的上切削表面的轮廓曲线为仿河狸门齿结构曲线，曲线方程为：

f(x)＝a₁x²+a₀x；

其中：a₁的取值范围为-0.012～-0.008，a₀的取值范围为0.55～0.70，x的取值范围为0mm～30mm；

在所述仿生切削刃3的上表面覆有MoS₂微球结构6，所述MoS₂微球结构6的球径为300μm～600μm，所述MoS₂微球表面沿径向分布着纳米柱7，纳米柱高80μm～120μm，直径为500nm～700nm。

进一步地，所述仿生切削刃3的长度与刀柄4长度比例为1：2。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明所述的树枝粉碎刀具的仿生切削刃上表面轮廓曲线模仿河狸门齿结构，以提高刀片粉碎树枝过程与河狸啃碎树木行为之间的近似度，降低树枝粉碎机功耗、提高其切削粉碎效率；