[发明专利]一种热磨机磨片齿形结构设计方法

说明书

本发明属于人造板机械制造技术领域，涉及一种热磨机磨片齿形结构设计方法，是针对现有磨片磨损程度的分布情况所提出的改进设计方案，其中将磨片由内圆至外圆依次分为三个区域，分别为破碎区、粗磨区和精磨区，并先初步确定三个区的径向环距，在确定每个区内的齿形结构。本发明的磨片设计方法适用于42英寸到70英寸之间的全尺寸热磨机磨片结构设计，设计方法简单、有效，按照本发明设计出的磨片，可显著提高纤维质量，延长热磨机磨片使用寿命，降低纤维分离中的能量消耗。

技术领域：

本发明属于人造板机械制造技术领域，具体涉及一种热磨机磨片齿形结构设计方法。

背景技术：

纤维板作为三大板种之一，具有表面平整、尺寸稳定性好、结构均匀、强度高等优点，广泛应用于建筑、板式家具等行业。据国家林业局的统计数据显示，2013年至2018年，我国纤维板产量均在6000万立方米以上，最高年产量达到6651.22万立方米(2016年)。过去十年我国纤维板类产品年均增速达8.49％，已成为世界纤维板生产的第一大国。

热磨机是纤维板生产中的核心设备，热磨机磨片是热磨机直接分离木纤维的关键部件，而磨片作为热磨机最重要的组成部分，它直接影响着纤维的分离质量和分离能耗，由于在分离木纤维的同时，磨片自身也产生磨损，实际生产中磨片的摩擦频率高达4000-5000次/s，当磨片的磨损量达到一定程度生产的纤维质量不能达到产品要求时就要停机更换新磨片。因此，磨片齿形结构的优化设计一直是纤维分离设备研究的热点，也是纤维板生产技术的核心内容之一。研究人员们通过对大量磨损失效热磨机磨片的统计分析发现：正常磨损失效磨片的磨损失效区域主要集中在精磨区，破碎区磨齿的磨损量最小，失效磨片的破碎区磨齿依然可以满足生产要求；通过对不同破碎程度木材原料的研磨试验发现：在得到相同质量、产量的纤维时，只有进入粗磨区的木材原料破碎程度越大，精磨区磨齿的磨损量才会越小，研磨过程中的能量消耗也就更低。因此，急需构建一套磨齿布置合理、使用寿命长的磨片设计方法，这样不仅可以弥补现有设计方法的不足，也将有利于提高纤维质量，延长磨片的使用寿命，降低纤维板生产的能量消耗。

发明内容：

本发明为克服上述缺陷，提供了一种热磨机磨片齿形结构设计方法，通过该方法设计出的磨片能够提高其破碎区木材原料的破碎程度，降低精磨区磨齿的磨损，使磨片上各区磨齿的磨损趋于平衡。

本发明采用的技术方案在于：一种热磨机磨片齿形结构设计方法，该磨片用于处理木材浆料纤维，由以下步骤组成：

第一步：将磨片由内圆至外圆依次分为三个区域，分别为破碎区、粗磨区和精磨区，

1)破碎区径向环距：

式中：L_RP取整，L_RY为磨片在破碎区域沿径向的长度，单位为mm，D_w为磨片外圆直径，单位为mm；D_n为磨片内圆直径，单位为mm；

2)精磨区径向环距：

式中：L_RJ取整，单位为mm，且满足L_RJ≤L_RP；

3)粗磨区径向环距：L_RC＝L_RY-L_RP-L_RJ-δ_PC-δ_CJ

式中：L_RC取整，单位为mm，满足δ_PC为破碎区和粗磨区之间的径向间隙，δ_PC＝4～6，单位为mm；δ_CJ为粗磨区和精磨区之间的径向间隙，δ_CJ＝3～5，单位为mm；

第二步：设定破碎区齿形结构参数：

1)设定破碎区磨齿宽度：B_PCK＝(0.01～0.0075)D_w