《路面冷铣刨机刀具磨损实例分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路面冷铣刨机刀具磨损实例分析.docx（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、路面冷铣刨机刀具磨损实例分析0 引 言 路面冷铣刨机已成为当今主要的沥青混凝土路面破碎回收设备。研究分析路面冷铣刨机刀具和刀座磨损，确保准确、合理地使用刀具刀座，有助于实现刀具的最佳耐用度和最强的切入性能，因此对保证施工质量、减少油耗、提高生产效率、降低成本以及延长铣刨机的使用寿命有着重要意义。本文结合路面冷铣刨机刀具和刀座损坏的实际典型案例，对路面冷铣刨机刀具和刀座磨损进行归类与分析。 1 刀具磨损 铣刨机特殊的工作原理和工况，决定了无法对其进行直接的实时监控与检测、评估。目前，只能通过听、看、摸间接地进行监测和辨别，再及时做出准确判断，进行停机检查评估和及时更换刀具、刀座，以确保正常的铣刨
2、作业。 1.1 刀具磨损过程 路面冷铣刨机的施工作业是通过铣刨轮上的刀具强制性冲击、凿碎来实现路面切削的。当铣刨轮连续高速旋转工作时，每一把刀具先后冲击凿碎路面材料，在此过程中，刀尖和刀体会与铣屑及施工面接触，发生剧烈摩擦，在接触区域内产生相当高的温度和压力。因此，在刀尖和刀体前端所发生的磨损主要为磨料磨损。硬质合金刀尖被逐渐磨钝的同时，合金钢制刀体也会产生磨损，刀体过度磨损会使硬质刀尖失去支撑和保护，在刀尖磨损较小时过早地从刀体上脱落（前端焊接式结构）；若刀尖与刀体均匀磨损，变钝后会远离原有工作性能，即当刀具失去正常铣削功能和对刀座的保护能力时，若不及时更换，刀座就会产生恶性磨损12。 1.
3、2 刀具磨损类型 1.2.1 正常磨损 正常情况下，刀具会经过初期磨损、正常磨损、急剧磨损3个阶段完成其使用寿命35，如图1、2所示。图3为最佳正常磨损实例。其所余留的硬质合金刀尖成对称圆锥形状，合金钢刀体圆锥磨损均匀，且余留的基体材料足够支撑刀尖，衬套磨损正常，弹簧垫圈磨损正常。 不同的铣削速度Vf、铣刨运动速度V和铣刨深度ap对刀具的耐用度T有着重要影响，可表示为T=GTVxfVyazp式中：GT为耐用度系数，与被铣刨材料和铣削条件有关；x、y、z为指数，分别表示各铣刨参数对刀具耐用度的影响程度。图1 刀具的理论磨损过程图2 磨损典型曲线图3 最佳正常磨损1.2.2 非正常磨损 在路面冷铣
4、刨的强制性控制冲击凿碎破碎切削施工作业过程中，工况极为复杂、恶劣，且具有不确定因素，因此在施工过程中刀具难免会发生一些非正常磨损现象，如刀体磨损、偏磨损及干涉磨损等。 1.2.3 崩碎与断裂 由于刀具自身质量问题，在硬合金刀尖与合金钢刀体异体焊接处容易发生崩碎、断裂现象。当铣刨机施工作业操作不当时，刀尖容易产生崩碎、断裂，刀柄与刀体处容易产生断裂或弯曲现象。 2 刀具磨损实例分析 2.1 正常磨损 图4所示的不同刀具磨损为正常磨损，衬套磨损正常。刀体材料显现明显磨痕，进入急剧磨损阶段。刀体出现凹陷现象，说明被铣刨路面材料材质相对较软，在可接受范围之内。刀尖、刀体及弹簧垫圈磨损均匀、规则，刀尖和
5、刀体的磨耗成比例，刀尖未过早失去有效支撑，即刀具选择合理，属正常磨损。图4 正常磨损2.2 刀体磨损 图5所示的刀具刀体磨损出现典型的均匀对称凹陷现象，磨损凹陷最小直径小于刀尖主体直径。而刀尖磨耗仍在有效正常磨损阶段，并且没有脱落。刀尖、刀体、弹簧垫圈磨损均匀、规则、对称，衬套磨损正常，属典型的刀体磨损。说明此刀具用在过软的路面进行铣刨，刀具选择不合理。图5 典型刀体磨损图6所示为刀具刀尖单侧轻微不对称磨损，刀尖整体几何形状完好无损。刀体、弹簧垫圈磨损成圆锥形，即少量铣刨料（沥青为主）粘附在刀座、衬套、刀柄之间，造成刀具无法灵活自转而产生轻微不对称，衬套磨损正常，属刀体磨损，兼有轻微偏磨损。若
6、不更换此刀具，将会出现图4所示的形状。出现这类情况，建议使用更大级别的硬质合金刀具。图6 早期刀体磨损图7所示的刀具刀尖几乎没有发生磨损，整体几何形状保持原状。刀体被磨损成多边正棱锥形，比较对称规整；弹簧垫圈产生垂直于刀具轴线的明显卷曲，并有沥青粘附在上面；衬套磨损正常。属刀体磨损。说明此刀具在过软的路面上进行铣刨，且刀具自旋转不太顺畅，即少量铣刨料粘附在刀座、衬套、刀柄之间，造成刀具工作时无法灵活自转。建议检查刀座与衬套接触面磨损状况，以及铣刨机喷洒水系统是否工作正常。图7 刀具自旋转不畅造成的刀体磨损2.3 偏磨损 图8所示的刀具出现明显的刀尖、刀体、弹簧垫圈不对称磨耗，且刀体凹陷磨耗也比
7、较严重，弹簧垫圈外径原有直径轮廓存在，衬套磨损正常，即以偏磨损为主，兼有轻度刀体磨损。说明铣刨作业时，刀具在刀座内没有发生顺畅的自旋转，造成单侧磨损；刀具在相对较软的路面材料中铣刨。建议检查刀座是否正常或出现恶性磨损，以及铣刨机喷洒水系统是否出现异常。图8 偏磨损2.4 崩碎与断裂 从4个不同角度对比某刀具与新刀具的照片发现，刀尖发生崩碎现象。刀体磨损十分不均匀，也不规则，有明显的磨痕。衬套磨损严重，且上端部明显变形及缺损。刀体与刀柄处发生显著弯曲。可推测是由于铣刨机操作不当，造成刀尖崩碎，且因未及时更换刀具，造成刀体不均匀、不规则磨耗，弹簧垫圈产生显著压痕，衬套严生重变形和缺损。属操作不当，
8、造成打刀或崩碎。若不及时更换该刀具，将会对刀座造成严重损伤，如图9所示。图9 刀尖崩碎且未及时更换刀具时的磨损从同一把刀具4个不同角度的照片(图10)可以观察到，刀尖上部圆锥面上的冲击点痕迹清晰可见，且分布均匀。刀尖几乎没有发生磨损，但下部有缺损。缺损为一次性整体脆性断裂，在焊缝处脱离基体。刀尖与刀体焊接处有明显缺陷，且焊接粘结材料分布不均匀。属刀具产品质量不合格造成的打刀或崩碎。出现此种情况，应该及时更换刀具，防止进一步对刀座造成严重损伤。图10 刀具质量问题造成的崩碎图11 刀座磨损2.5 刀座磨损 从3个不同角度对比某刀座与新刀座的照片(图11)可明显观察到，刀座发生严重的恶性干涉磨损，
9、刀具与刀座接触面磨损正常。可以推测：刀具刀柄发生断裂，脱离刀座，又未及时更换刀具，而使刀座与待铣刨面发生磨料磨损，属操作不当干涉磨损。 3 刀具磨损的判断方法 3.1 刀具耐用度指标 铣刨机的运行成本很大程度上取决于磨损件(这里即指刀头及刀座)的使用性能和寿命，应经常检查刀具的磨损情况。随着刀具磨损程度的加重，铣刨机能够切削路面材料的能力下降，铣刨机最佳的作业速度也会降低，从而降低铣刨机的工作效率，同时增加单位时间耗油量。然而在施工中，卸下刀具逐个检测磨损量是否达到磨钝标准并不现实，因此必须找一个能够反映磨钝标准的指标来衡量是否磨钝，这就是刀具耐用度6。刀具耐用度是一批新刀头从开始铣削直到磨损
10、量达到磨钝标准所经过的铣削时间。刀具的耐用度用T来表示，其单位为min或h，还可以用达到磨钝标准所经过的铣刨路程L表示。 3.2 判断方法 刀具工作环境相当恶劣且具有不确定性，难免会发生刀柄、衬套与刀座卡死现象，即产生摩擦转矩不能使刀具自旋转而造成的偏磨损，使刀柄断裂、刀具崩碎。由于铣刨机特殊的工作原理和工况，无法对其进行直接实时监控与检测，但是可以通过听、看、摸的方法来进行监测和判断。这是一个经过长时间施工作业经验积累的技能，具体如下。 (1) 听发动机的声音是否平稳；铣刨轮铣削路面的接触摩擦声是否异常；刮料板的摩擦声音是否发生变化；铣刨轮皮带声音是否正常平稳，有无突然冲击或打滑声等。 (2
11、) 观察已铣刨路面刀痕纹理是否正常，有无异常刀痕出现；刮料板是否刮出白线等。 (3) 摸铣刨机的机身，判断是否突然出现异常周期性轻微跳动或振动的手感等。 通过上述方法能够及时做出准确判断，进一步停机检查和及时更换刀具、刀座，以确保正常施工。 4 结 语 通过路面冷铣刨机刀具、刀座磨损的典型案例，分析探讨了行之有效的判断刀具磨损的方法与途径。这有助于正确、合理地使用刀具，确保实现刀具的最佳耐用度和最强切入性能；有利于减少刀具消耗量，减少停机时间和操作成本，降低劳动强度，提高生产效率及利润率；能够保证施工质量，延长铣刨机使用寿命，减少油耗，同时具有显著的经济效益和社会效益。参考文献：1 李维维，霍建中.路面冷铣刨机刀具和刀座磨损形态及成因探析J.工程机械，2010，41（12）：6467.2 李维维，孟昭彬.路面冷铣刨机刀具磨损与耐用度J.筑路机械与施工机械化，2005，22（10）：2933.3 邓文英.金属工艺学M.北京：高等教育出版社，1991.4 陈日曜.金属切削原理M.北京：机械工业出版社，1993.5 乐对谦.金属切削刀具M.北京：机械工业出版社，1993.