切割線及裝配該切割線的打草機的製作方法

2023-05-27 15:27:26

專利名稱：切割線及裝配該切割線的打草機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種切割線，還涉及一種裝配該切割線的打草機。
背景技術：
通常，打草機等戶外園藝類切割工具上都設置有切割刀鋸用於對枝葉、草坪等進行修整，但切割刀鋸一般由金屬製成，重量較大，不方便用戶握持和操作，為了改善這一不足，目前市場上的打草機大多採用尼龍製成切割線來替換常規的金屬刀片。在打草頭高速旋轉狀態下，切割線作為刀鋸使用來對草進行切割，這樣不僅減輕了打草機的自身重量，使操作者在切割時不容易疲勞，同時也降低了打草機成本。但是，用純尼龍切割線替代金屬刀 片也存在不足，主要在於尼龍材料本身的強度不高、耐磨性差，導致打草過程中經常出現切割線磨損、斷裂的現象，頻繁的換線令用戶不勝其煩。

發明內容
為克服現有技術的不足，本發明提供一種強度及耐磨性提高的切割線，在打草機上應用這種切割線，能夠大大降低打草過程中切割線發生斷裂或磨損的機會，從而延長切割線的使用壽命，減小打草機用戶的換線頻率，同時在一定程度上降低製造成本。本發明的技術方案是這樣實現的一種切割線，裝設於打草機上旋轉以切割植被，所述切割線由複合材料製成，複合材料包括基體和增強材料，基體是熱塑性樹脂。本發明的有益效果是以複合材料製成的切割線的強度和耐磨性較之純尼龍有明顯的改善，大大降低了打草機在切割過程中的磨損、斷線的發生頻率。優選地，增強材料包括玻璃纖維。由於玻璃纖維的拉伸強度高，因此作為填充材料被置於熱塑性樹脂基體中後，玻璃纖維使可變形的或彈性的樹脂變得更堅硬，製備出的熱塑性樹脂基複合材料可克服純尼龍強度不高的缺陷，另外，玻璃纖維增強後的熱塑性樹脂的力學性能、尺寸穩定性、耐熱性、耐老化性能有明顯提高，耐疲勞強度是增強前的2. 5倍。優選地，玻璃纖維在複合材料中的含量在30%至35%之間。優選地，增強材料包括聚四氟乙烯。優選地，增強材料包括含有碳納米管的聚四氟乙烯複合材料。聚四氟乙烯本身具有自潤滑性能，加入聚四氟乙烯能夠在一定程度上降低原基體材料的摩擦與磨損，而碳納米管具有超強的力學性能和極高的縱橫比，採用其作為增強材料製備聚四氟乙烯複合材料，再將含有碳納米管的聚四氟乙烯複合材料作為耐磨材料製備熱塑性樹脂基複合材料，可以使材料的耐磨性得到顯著的提高，克服純尼龍材料耐磨性差的缺陷。用這種複合材料製成的切割線能夠經受的磨損時間明顯加長，大大降低了用戶的換線頻率。優選地，碳納米管在聚四氟乙烯複合材料中按體積比含量為10%至20%之間。
優選地，所述聚四氟乙烯在複合材料中的含量在8%至12%之間。優選地，增強材料包括金屬絲，優選地，所述金屬絲包括記憶金屬絲。記憶金屬絲包括鈦鎳合金纖維。鈦鎳合金纖維具有極強的抗拉強度和延伸度，且變形回復率高。含有所述鈦鎳合金纖維的複合材料的強度和彈性得到明顯的增強。將含有所述鈦鎳合金的複合材料製成切割線，切割線不易被拉斷，抗變形能力顯著提高，有效延長了切割線的使用壽命。優選地，所述鈦鎳合金纖維在所述複合材料中的含量在3%至5%之間。優選地，增強材料包括鋁、鈦、鎳、鉻金屬粉末，且金屬粉末在所述複合材料中的含量總和3% -5%之間。金屬粉末作為增強材料加入到基體材料中，能夠明顯增強材料的強度和耐磨性，令其製成的切割線更加耐磨耐用。與現有技術相比，本發明的有益效果是將耐磨性能好的增強材料加入到以熱塑性樹脂為基體的材料中，所製得的複合材料的強度、耐磨性得到顯著的提高，以這種複合材 料製成的切割線，強度與耐磨性能都大大提高了，從而延長了切割線的使用壽命，降低了打草過程中的換線頻率，同時在一定程度上降低了打草機的製造成本。本發明還提供了一種裝配該切割線的打草機一種打草機，包括縱向延伸的操作杆，設置於所述操作杆的手柄，設置於操作杆端部的工作頭，驅動工作頭旋轉的電機，打草機還包括如上所述的切割線，切割線連接於所述工作頭。裝配有強度及耐磨性都提高的切割線的打草機，在操作中不用頻繁換線，為用戶節省了時間和精力，提高了操作的舒適度和愉悅感。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖I是打草機的主視圖；其中1、操作杆； 2、主手柄； 3、副手柄；4、工作頭； 5、護罩； 6、風扇；7、切割線； 8、殼體；10、連接導線。
具體實施例方式本發明公開揭示了一種適用複合材料作為切割線的打草機裝置，由於該打草機採用複合材料切割線，該切割線的壽命比普通尼龍切割線的壽命長，因此用於連接切割線的繞線盤可以做得較小，或者不設繞線盤就可以方便的執行切割操作，現以具體實施例進行說明。參照圖I所示，是一種電動打草機，包括縱向延伸的操作杆1，操作杆I的一個端部設置一主手柄2，操作杆I上靠近於主手柄2的位置樞軸設置了一副手柄3，主手柄2的尾部設置了連接導線10用於連接供電電源，操作杆I的另一端部設置了工作頭4，工作頭4包括容納電機(圖中未示出)的殼體8，護罩5連接於殼體8並提供一個半環形的罩區，風扇6與電機軸相連接並由電機驅動旋轉，切割線7連接於風扇6的下端。上述的切割線由複合材料製成，所述複合材料包括基體和增強材料，所述基體是熱塑性樹脂，優選尼龍，其中，優選地以尼龍6/66的共聚物作為所述複合材料的基體。所述複合材料的增強材料包括玻璃纖維，優選地，所述玻璃纖維在所述複合材料中的含量在30% -35%之間。作為本發明的一種實施例，玻璃纖維增強尼龍基複合材料的製成方式如下將適量的尼龍加入雙螺杆擠出機中熔融，接著從所述雙螺杆擠出機的玻纖入口加入相當於尼龍重量一半的玻璃纖維，一起擠出，製備得到的玻璃纖維複合材料的強度得到顯著增強，同時，由於玻璃纖維的加入使得基體材料的彈性模量和硬度增加，複合材料表現出良好的耐磨性。優選地，所述增強材料包括聚四氟乙烯。優選地，所述增強材料包括含有碳納米管的聚四氟乙烯複合材料。當碳納米管在聚四氟乙烯複合材料中按體積比含量為10%至20%之間時，聚四氟乙烯複合材料的耐磨性能比原來提高150-200倍。所述聚四氟乙烯或所述聚四氟乙烯複合材料在尼龍基複合材料中的含量在8% -12%之間。作為本發明的另一種實施例，聚四氟乙烯增強尼龍基複合材料的製成方式如下將適量的所述尼龍加入雙螺杆擠出機中熔融，接著將約為尼龍重量的1/9的聚四氟乙烯或含有碳納米管的聚四氟乙烯複合材料通過相應入口加入到熔融的尼龍基體中，一起擠出，由此製備的複合材料的耐磨強度顯著增強。用這種複合材料製成的切割線能夠經受的磨損時間明顯加長，大大降低了用戶的換線頻率。優選地，所述增強材料包括金屬絲，所述金屬絲包括記憶金屬絲。所述記憶金屬絲優選為鈦鎳合金纖維。所述鈦鎳合金纖維的製法如下首先，鈦線纏在鎳箍上，製作鈦和鎳的配合比為I I的鎳鈦包覆線，這裡用數十支至數百支集束包裝材包上徑5-10mm的集束單線，通過拉模拔絲加工製造線徑細達O. 1-0. 5mm的集束軸心線。進一步將另外數十支到數百支集束包裝材包再一次拔絲加工徑O. 1-0. 5mm或兩次集束軸心線，在比鎳和鈦的熔點低1000°的溫度熱處理，鎳和鈦在固相狀態擴散合金化，然後除去包裝材，得到鈦鎳合金纖維。用此法製成的鈦鎳合金纖維具有極強的抗拉強度和延伸度，且變形回復率為80%以上。將所述鈦鎳合金纖維通過雙螺杆擠出機的相應入口加入到熔融的尼龍基體中，製備的複合材料的強度和彈性得到明顯的增強。將含有所述鈦鎳合金的複合材料製成切割線，切割線不易被拉斷，也不易變形，從另一個角度延長了切割線的使用壽命，降低了用戶的換線頻率。作為本發明的又一個實施例，將適量的金屬絲特別是含有鈦鎳合金的金屬絲作為增強相加入到熔融的尼龍基體中，通過雙螺杆擠出機擠出所製備的複合材料具有良好的很高強度，同時抗變形能力強，用其製成打草機的切割線，可以有效抵抗切割線的變形及磨損，延長切割使用壽命。優選地，所述金屬絲在所述複合材料中的含量在2% -5%最佳。優選地，所述增強材料包括金屬粉末，所述金屬粉末包括鋁、鈦、鎳、鉻，優選地，所述金屬粉末的總含量在3% -5%之間。作為本發明的又一個實施例，金屬粉末增強尼龍基複合材料的製成方式如下將少量的鋁、鈦、鎳、鉻粉末作為增強相加入到熔融的尼龍基體中，通過雙螺杆擠出機擠出，所製備的金屬粉末增強尼龍基複合材料的耐磨強度得到明顯提高，用所述複合材料製成打草機的切割線更加耐磨，使用壽命更長久。綜上所述，用於製成打草機切割線的複合材料的基體優先選擇尼龍6/66的共聚體，所述複合材料的增強材料則可以單獨是含量優選在30% 35%的玻璃纖維，也可以單獨是含量優選為8% 12%的聚四氟乙烯或含有10% 20%的碳納米管的聚四氟乙烯複合材料，也可以單獨為含量在3% 5%之間的金屬絲或金屬粉末，這些增強材料的加入都可以增強尼龍基體的耐磨強度，所製得的尼龍基複合材料的強度和耐磨性都較之純尼龍有顯著的提高，將其製成切割線都比尼龍切割線更加耐磨耐用。為了證明複合材料製成的切割線相對於純尼龍切割線在耐用性上的優越性，申請人在測試電壓為120V的情況下，分別將純尼龍、玻璃纖維增強尼龍基複合材料(下表簡稱複合材料I)、聚四氟乙烯增強尼龍基複合材料(下表簡稱複合材料II)、金屬絲增強尼龍基複合材料(下表簡稱複合材料III)和金屬粉末增強尼龍基複合材料(下表簡稱複合材料IV)等5種材料製成的切割線安裝在同一個打草機上，在同樣的試驗條件下，測試同等長度的各種切割線在擊打同一個堅硬物體(本試驗選擇鋼塊)時，磨損長度達到同一個數值(本試驗設定的磨損量為15_)所消耗的時間。具體的試驗過程這裡不再贅述，試驗數據記錄如下述磨損長度和磨損時間，單位時間磨損量由計算公式算得。具體參見下表
權利要求
1.一種切割線，裝設於打草機上旋轉以切割植被，其特徵在於所述切割線由所述複合材料製成，所述複合材料包括基體和增強材料，所述基體是熱塑性樹脂。
2.根據權利要求I所述的切割線，其特徵在於所述增強材料包括玻璃纖維。
3.根據權利要求2所述的切割線，其特徵在於所述玻璃纖維在所述複合材料中含量在30%至35%之間。
4.根據權利要求I所述的切割線，其特徵在於所述增強材料包括聚四氟乙烯。
5.根據權利要求4所述的切割線，其特徵在於所述增強材料包括含有碳納米管的聚四氟乙烯複合材料。
6.根據權利要求5所述的切割線，其特徵在於所述碳納米管在所述聚四氟乙烯複合材料中含量在10%至20%之間。
7.根據權利要求4或5所述的切割線，其特徵在於所述聚四氟乙烯在所述複合材料中的含量在8%至12%之間。
8.根據權利要求I所述的切割線，其特徵在於所述增強材料包括金屬絲，所述金屬絲包括記憶金屬絲，所述記憶金屬絲包括鈦鎳合金纖維，所述鈦鎳合金纖維在所述複合材料中的含量在3%至5%之間。
9.根據權利要求I所述的切割線，其特徵在於所述增強材料包括鋁、鈦、鎳、鉻金屬粉末，所述金屬粉末在所述複合材料的含量總和在3% -5%之間。
10.一種打草機，包括縱向延伸的操作杆，設置於所述操作杆的手柄，設置於操作杆端部的工作頭，驅動工作頭旋轉的電機，其特徵在於所述打草機還包括如權利要求1-9中任一項所述的切割線，所述切割線連接於所述工作頭。
全文摘要
本發明公開了一種切割線，可裝設於打草機上旋轉以切割植被，切割線由複合材料製成，複合材料包括基體和增強材料，基體是熱塑性樹脂。將耐磨性能好的增強材料加入到以熱塑性樹脂為基體的材料中，所製得的複合材料的強度、耐磨性得到顯著的提高，以這種複合材料製成的切割線，強度與耐磨性能都大大提高了，從而延長了切割線的使用壽命，降低了打草過程中的換線頻率，同時在一定程度上降低了打草機的製造成本。
文檔編號A01D34/47GK102972143SQ20111025810
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者高振東 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司