便携式多功能冰刀研磨机的研制

金喜添

摘要：为了解决磨冰刀工作量大、质量难以保证的难题，综合利用机械原理及机械加工手段对现有的磨刀机进行了进一步的研究，研制了便携式多功能冰刀研磨机。叙述了该磨冰刀机的结构、特点及其工作原理。实际使用结果表明，该磨冰刀机具有具有操作简单、磨后的冰刀刃标准精确、多功能、工作效率高、便于携带等优点。该磨冰刀机对我国冰上项目开展与提高具有深远意义。

关键词：磨冰刀机；便携式；多功能；机械原理

中图分类号：G818.3文献标识码：A文章编号：1007-3612(2008)04-0575-02

滑冰是北方学校冬季冰上教学传统的内容［1］，运动员要取得好成绩，冰刀的质量是一个决定性因素［2］。冰刀使用一段时间后，其刃口会变钝，这时需要对其重新研磨，使其恢复原来的形状。因此，冰刀的正确研磨对于保障冰刀的滑行质量和提高运动员的运动成绩起着至关重要的作用。目前，冰刀的研磨方法主要有两种，手工研磨和数控研磨。对于手工研磨而言，冰刀的研磨质量完全取决于操作者的熟练程度，严重影响冰刀研磨的效率和质量［3］。我国在电动冰刀研磨机领域的研究和开发比较落后，这对我国冰上运动的发展是一个极大的制约［4］。

在70年代以前，我国磨刀机的工作都是由手工进行操作。目前，各大院校主要使用结构比较简单的电动磨刀机。电动磨刀机提高了工作效率，但在磨冰刀时，刃口沟槽的深浅及形状完全由手工来掌握，这就必须由个别少数有经验的人进行操作，否则不能保证磨刀质量，而且容易出现危险。国外一些发达国家已研制出先进的磨刀机，但每台磨刀机的价格都很昂贵，从目前我国各院校及比赛队伍的经济条件上看，引进设备显然是不符合国情的。这就造成了当前各中、小学和大专院校因磨刀带来的工作量大、同学为磨刀而排队、质量难以保证的难题。为了解决这一难题，笔者根据几年来积累的一些实际工作经验，综合利用机械原理及机械加工手段对现有的磨刀机进行了进一步的研究，研制了便携式多功能冰刀研磨机。

1研究方法

1.1文献资料法通过查询国内外相关文献，了解国内外对本课题研究现状，以便有针对性研究，使课题研究具有意义。

1.2调查法通过对我国开展冰上项目好的城市，实地走访了哈尔滨、吉林、齐齐哈尔、佳木斯等城市，了解了磨刀机的现状找专家咨询。

1.3实验法利用车、铣、磨、钻、焊、线切割设备，在模拟环境中，反复实验，最后优选砂轮片厚度、硬度、粗细、建立砂轮片修理器、三种刀型夹具、调整装置、操作平台、最后定型。

2便携式多功能冰刀研磨机的结构及特点

该设备结构简单，功能齐全。主要结构包括：机架、电机、砂轮片、砂轮锁紧装置、速滑刀夹具、速滑刀夹具高度调整装置、防护罩、偏心轮、上夹具 、固定夹板、活动夹板。其结构简图如图1所示。

该设备主要性能特点是：

2.1功能齐全，一机多用该设备能磨冰球刀、花样刀，又能磨速滑刀，不需要更换砂轮片。目前国内外还无类似设备能实现三种冰刀在一台设备实现的先例。同时采用了可移动砂轮片修理器。它具有宽缩的特点。可满足不同规格尺寸砂轮片的修整廓形的目的。

2.2磨削速度快、质量好由于采用了相应的稳定措施，大大的缩短了磨刀时间，使磨削的冰刀刀刃精确耐用，减少了磨刀刀板的磨削量，延长了刀板的使用寿命，是以住磨刀器具磨削质量的3～4倍。

2.3操作简单，易于撑握该设备结构简单，稍加指导便可操作。无危险，解决了排队和以住得有专业人员操作等难题。

2.4具有移动和携带的功能由于本身设备就具备体积小、重量轻的特点。又考虑到通用性和专业性的问题，结构的总装上也十分灵活，可满足不同使用者的要求。同时解决了专业运动队伍外出比赛难以携带的难题。

主要技术参数：

电动机 ：2 800转/min，

砂轮片 ：砂轮是1-200 mm×8 mm×32 mm—A80PTV—35 m/sGB2486

操作平台：3 mm厚的钢板、四框用2 cm厚的角铁支撑做成操作平台或2 cm厚的角铁支撑4 mμm厚的钢板做成操作平台。

3工作原理

由于速滑刀的刀面与冰面是平面接触，因此，我们在磨速滑刀时利用砂轮的端面对冰刀进行磨削。从上图中我们可以看到，在机架的侧面固定放置一套速滑刀夹具，在夹具的上平面加工一沟槽，用来固定冰刀。槽内有一个弹性夹条，使冰刀既能限位又能够使冰刀在纵向自由地移动。在沟槽的2个端头设有水平定位平台，该平台略低于砂轮平面，二者的高度差即为每次的磨削量。当砂轮平面因磨损而高度降低时，可调整速滑刀夹具高度调整装置，使定位的高度保持在合适的位置。在操作时，首先启动电机，然后将冰刀放置在沟槽中，由一端向另一端均匀地移动。在移动时要使冰刀完全接触在定位平面内，不可有一端抬起，向下用力要均匀，不可忽大忽小，同时应保持冰刀侧面与定位平面的垂直度，不可用力向两侧倾斜，从而破坏夹具的定位作用。

冰刀夹具与机体是非固定的，它的下底座与操作平台接触，并可自由地在平台平面内移动。冰刀夹具由底面、固定夹板、活动夹板、偏心轮、锁紧手柄、偏心轮导柱、高度调整系统等组成。在使用时，先将活动夹板取下，将冰球刀放置在固定夹板上，然后将活动夹板放入，调整偏心轮导柱，将锁紧手柄压下，使冰球刀（花样刀）夹在上下夹板之间，移动夹具，利用砂轮的边缘进行磨削。在砂轮防护罩上设有一可调节的砂轮修整器，它可将砂轮的边缘修整成要求不同的弧形，满足冰球刀（花样刀）刀刃形状的要求。在移动夹具进行磨削时，应用力均匀，保持磨进量的一致。

4结果与分析

该设备采用了支架支撑平台的平衡原理，辅之以起定位作用的夹具，有效的防止了以往磨刀器具在磨削冰刀过程中难以准确定位的现象，大大提高了磨削冰刀刀刃的质量。该设备大胆的采用了两套夹具技术和具有宽缩、移动的特点的砂轮修理器，可满足使用者对刀刃深度的不同要求，大大提高了不同规格砂轮的修整目和利用率。

该设备已在哈尔滨理工大学、北华大学和哈尔滨市体校等单位投入使用，取得了良好的使用效果。并得到了黑龙江省教育厅组织的专家委员会的一致好评。

5结论

该磨刀机具有操作简单、磨后的冰刀刃标准精确、3种冰刀（花样刀、冰球刀、速滑刀）可在同一部机器上完成、工作效率高、便于移动和携带等特点。非常适合于学校的体育教学及比赛队伍的使用。该机器的投入使用将给各使用单位带来极大的便利。在使用时无需专业人员指导人人均可自由操作，这些都符合我国目前的实际需求。可以说该磨刀机的研制将填补我国磨刀器具的一项空白。对我国冰上项目开展与提高具有深远意义。

参考文献：

［1］ 赵权,刘宇晶.对冰上教学多种冰刀混用教学方式的利弊谈［J］.冰雪运动,2006(1).

［2］ 李成文.我国优秀速度滑冰运动员冰刀弧度浅析［J］.冰雪运动，1995(2):58-59.

［3］ 左洪志.金属研磨平板消除冰刀卷刃的实验研究［J］体育科学,2001(1).

［4］ 向华,王小江.便携式数控冰刀研磨机的研制［J］.中国制造业信息化,2005(1).