[發明專利]基于負泊松比結構的林木聯合采育機進料輥

有效

• 申請號: 201810947313.6
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN110843030B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 王典;王棟;曲云飛;黃青青;劉晉浩
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B27B25/00
• 分類號: B27B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種基于負泊松比結構的林木聯合采育機進料輥，沿徑向由外向內依次為進料輥齒、進料輥外蒙圈、雙V附耳型負泊松比填充層材料和進料輥輪轂；所述雙V附耳型負泊松比填充層材料位于進料輥輪轂與進料輥外蒙圈之間，雙V附耳型負泊松比填充層材料固結于進料輥輪轂，進料輥齒底座陣列設在各組相連的負泊松比胞元的附耳連接處。本發明的進料輥通過結合負泊松比材料與胞元結構，使進料輥在徑向與軸向都具備負泊松比特性、可壓縮性、強度與剛度受壓增強特性，進而增大進料輥圓周工作面與伐倒木之間的接觸面積，在工作面內增加若干對進料輥齒，提高林木聯合采育機生產效率。

技術領域

本發明涉及林業采伐機械領域，特別涉及一種基于負泊松比結構的林木聯合采育機進料輥。

背景技術

目前廣泛使用的林木聯合采育機進料輥是聯合伐木機在工作過程中代替人力，提高生產效率的綜合實施方案，但現有的林木聯合采育機進料輥的圓周工作面為直齒結構，在加工伐倒木過程中，由于圓周工作面與伐倒木的接觸面較少與伐倒木直徑不一而導致伐倒木加工表面加工不均勻甚至損壞。另外由于傳統林木聯合采育機進料輥由剛性材料制作且內部不設有減震緩沖部件，從而導致進料障礙、進料不穩定、加工效率降低、加快進料輥或者聯合伐木機其他部件磨損甚至發生安全事故，存在安全隱患。

中國大陸專利申請第CN201420178943.9號公開了一種聯合伐木機伐木頭進料輥，包括輥軸本體，齒輪輥套，壓縮彈簧，圓環固定片，墊片和螺釘，輥軸本體圓周陣列有多個凹形槽，凹形槽內設有兩個沿輥軸本體軸向均勻分布的彈簧定位孔，彈簧定位孔內設有壓縮彈簧，齒輪輥套內壁對應凹形槽圓周陣列有定位凸臺，定位凸臺兩側的徑向平面與凹形槽兩側的徑向平面相對應，定位凸臺中間設有寬度與壓縮彈簧外徑等長的凹形槽，壓縮彈簧兩端分別與彈簧定位孔底面和凹形槽底面相抵觸，從一定程度上減少了進給伐倒木時產生的振動，提高了進料穩定性。

但是中國大陸專利申請第CN201420178943.9號所公開的聯合伐木機發木頭進料輥結構，單純為機械結構式的減震緩沖構造，受制于壓縮彈簧行程與彈簧剛度的影響，減震緩沖作用十分有限；其在傳統進料輥結構基礎上增加機械減震緩沖部件的方案，在一定程度上削弱了進料輥的整體強度與剛度，同時其機械減震結構需要定期維護，進一步影響了進料輥的工作壽命。且該進料輥施加的彈性力使得進料輥受力環境更為復雜，進料輥與伐倒木會受到更加嚴重的沖擊。而且該專利并沒有從根本上解決加工過程中進料輥與伐倒木的接觸面較少的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于負泊松比結構的林木聯合采育機進料輥，憑借其在徑向與側向的負泊松比效應顯著改善進料輥在圓周工作面上與伐倒木之間的強度剛度與接觸性，同時進料輥結構穩定、整體性較好，減震緩沖性能突出，抗震性能好，負泊松比胞元結構自身的幾何-性能關系也為本新型進料輥提供了良好的功能導向設計。

為了實現以上目的，本發明提供一種基于負泊松比結構的林木聯合采育機進料輥，沿徑向由外向內依次包括進料輥齒、進料輥外蒙圈、雙V附耳型負泊松比填充材料層和進料輥輪轂；所述進料輥齒固定在雙V附耳型負泊松比填充材料層上，進料輥外蒙圈對進料輥齒起著限位與固定作用，雙V附耳型負泊松比填充材料層位于進料輥外蒙圈與進料輥輪轂之間。

進一步，所每個負泊松比胞元結構呈左右對稱的V字型結構，在V型結構兩端分別設有兩只附耳結構。。

進一步，雙V附耳型負泊松比胞元通過各負泊松比附耳周向連接，在圓周方向均勻分布，構成一個圓環狀的結構。

進一步，雙V附耳型負泊松比填充材料層由若干層直徑不同同心圓環狀負泊松比胞元組構成，所述圓環狀負泊松比胞元組在雙V附耳型負泊松比填充材料層中從內圈到外圈呈放射狀延伸分布。

進一步，所述各圓環狀負泊松比胞元組中負泊松比胞元數隨著進料輥尺寸與用途而改變。

進一步，用來制造進料輥齒的材料可以是金屬、陶瓷、聚合物材料、有機或無機材料等；制造方法可以是鑄造、沖壓、3D打印等。