(陕西建设机械股份有限公司,陕西西安710032)不同的铣削速度、铣刨运动速度和铣刨深度,从而得出路面冷铣刨机铣削用量对刀具磨损和刀具耐用度有着重要的影响,并且给出了刀具耐用度合理数值的确定方法。
由于中国公路网络的快速发展,公路养护中路面冷铣刨机被大量使用,正确合理地使用刀具对保证施工质量,提高生产效率及降低成本,延长铣刨机使用寿命有着重要的意义。现就路面冷铣刨机的刀具磨损与刀具耐用度作一探讨。
1刀具磨损与刀具耐用度1.1刀具磨损的形态及原因铣削时,刀具的刀尖和刀体与铣肩及施工面相互接触产生剧烈摩擦;同时,在接触区内只有相当高的温度和压力。因此,在刀具的刀尖和刀体前端发生的磨损主要为磨料磨损。硬质合金刀尖被逐渐磨钝同时合金钢制的刀体被磨损,进一步磨损使硬质刀尖失去了支撑和保护,在刀尖磨损较小时过早从刀体上脱落下来。
若不及时更换,刀库就会产生恶性磨损。
1.2刀具磨损的过程刀具磨损过程分3个阶段,为刀具磨损曲线。
1.3刀具的磨钝标准刀具磨损到一定的限度就不允许继续使用,此磨损限度称为磨钝。粗铣施工的磨钝标准较大,让刀具的铣削时间长些,更换刀头的次数少些。该标准可称经济磨钝标准。精铣施工的磨钝标准较小,为的是要保证施工精度与已铣刨面粗糙度。该标准可称工艺磨钝标准。
1.4刀具耐用度在施工中,卸下刀头来测量磨损量是否达到磨钝标准是不可行的,因此必须找一个能反映磨钝标准的指标来衡量是否磨钝,这就是刀具耐用度。
刀具耐用度是批新刀头(转子上全部为新刀头)从开始铣削直到磨损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,其单位为分钟或小时,还可以用达到磨损限度刀具所经过的铣刨路程Lm(Lm=Vt,单位为m)表示。
1.5刀具耐用度与切削用量的关系为了合理地确定刀具耐用度,可按以下方法求出刀具耐用度与铣削速度的关系式,在一定的铣削条件下选定磨损量值。取不同的铣削速度,作出各种铣削速度的刀具磨损过程曲线,如所示,曲线中的磨损量值可选取刀尖磨去的厚度测得(在一些情况下刀尖未被磨损到磨损量值,刀体提前报废,即刀尖从刀体上提前脱落)。然后在磨损曲线上取出达到磨钝标准时各铣刨工作速度f与刀具耐用度T的对应值,并将它们表示在双对数坐标中,见所示的刀具耐用度曲线。T-f之间呈现下列关系:同理,固定其他铣削条件,只变化铣刨运动速度V和铣刨深度ap,分别得到与f-T类似的关系,即由以上3个式子可以得到切削用量与耐用度的一般关系令x=,y=,条件有关;x,y,z指数,分别表示切削用量对刀具耐用度影响的程度。
由上式可知,铣削速度f,铣刨运动速度V,铣刨深度对耐用度的影响,表明铣削用量对刀具耐用度有着重要的影响。
2刀具耐用度合理数值的确定方法2.1刀具耐用度直接影响生产率和施工成本从效率来考虑,当刀具耐用度规定得过高(即时间过长),则在施工条件不变时铣刨运动速度会过低使铣削工时增加,生产率降低;当刀具耐用度规定得过低(即时间过短),铣刨运动速度虽可提高,可以降低铣削工时,但换刀时间增多,生产率同样会降低。因此,就有一个生产率*大的刀具耐用度和相应的铣削速度,见曲线1.刀具耐用度对生产率和施工成本的彩响曲线从施工成本来考虑,当刀具耐用度规定的过高,则铣刨运动速度会过低,使用铣刨机的费用及工时费用增大,因而成本提高;当刀具耐用度规定的过低,铣刨运动速度虽可提高,但换刀时间增多,刀具消耗以及与换刀有关的成本均增加,铣刨机的换刀停车时间也增加,因而施工成本也就增加。因此,也存在一个施工成本*低的刀具耐用度和相应铣削速度,见曲线2.综上所述,刀具耐用度合理数值的确定,可以用*高生产率或*低成本的原则来制定。
2.2*高生产率耐用度Tp*高生产率耐用度是单位时间内能完成的*大工程量或完成某个工程量所用生产时间为*小耐用度。
它是在分析某一施工段工作的基础上,建立工时与刀具耐用度的关系式,再经微分后得tct平均换一次刀具所消耗的时间。
养护机械与施工技术筑路机械与施工机械化沥青路面施工技术规范要求的3个阶段设计进行,并与天津市政工程研究院一起进行改性沥青混合料配合比设计,按照沥青混合料目标配合比设计结果,制备沥青混合料试件,进行马歇尔试验,测定有关指标,试验结果见表4.表4改性沥青混凝土马歇尔试验结果混合料试验项目油石比/密度/空隙率/沥青饱稳定度/流值/类型和度/%.试验结果技术要求实测值沥青混合料在马歇尔试验的基础上,在天津市政工程研究院分别进行了车辙动稳定度(60C)试验和小梁在-10C低温时的极限弯拉强度试验,测定沥青混合料的高低温性能,并进行水稳定性检验,均满足技术要求,试验结果见表5.表5改性沥青混合料性能试验混合料类型试验项目马氏稳定度/kN残留稳定度/%.冻融劈裂强度比/%动稳定度/(次。mm)极限弯曲应变/me试验结果技术要求7SBS改性沥青混合料的施工7.1SBS改性沥青混合料的拌和与运输改性沥青混合料拌和时,每个拌和站均采用2座175t/h的意大利玛连尼间歇式沥青混合料拌和机与改性沥青设备相连,使改性好的改性沥青直接输入拌和机进行拌和,拌和时间为5s.拌和时,严格控制各种矿料和沥青用量,确保混合料的级配和油石比符合要求,并保证出场的沥青混合料均匀一致,防止花白料和粗细集料分离、结团成块等现象,否则作废料处理。
混合料运输采用大吨位的大拖拉自卸车,运输车均用蓬布覆盖,混合料运至现场温度不得低于165C.7.2SBS改性沥青混合料的摊铺和碾压本工程采用2台ABG-423摊铺机并排成梯队摊铺,摊铺温度控制在160 C~170C范围内,摊铺前对每车料均进行检测,发现超温料、花白料、不合格材料均拒绝摊铺,退回废弃。碾压紧接着摊铺机进行,并不得产生推移、发裂现象,初压温度不低于160C,初压采用CC-42双钢筒式压路机静碾压2遍;复压紧接在初压后进行,采用YZ-12振动压路机和CC-501振动压路机联合完成,振动压路机采用高频低振幅碾压。Y12振动压路机碾压2~3遍;CC-501振动压路机碾压2遍;终压紧接在复压后进行,采用CC-501振动压路机静碾压2遍以上,直到无轮迹,碾压终了温度不低于100C.碾压成型后进行外观检查,观察接缝是否严顺、紧密,表面是否严整密实,有无轮迹、裂缝、松散等现象。
8结语唐山西外环高速公路采用SBS改性沥青铺筑表面层后,经过2年多的通车运行,从路面使用状况检查结果看,还没有发生车辙变形,也没有因混合料质量问题而发生松散、泛油及水损害现象,表面状况良好,各项指标均满足要求。说明运用SBS现场改性沥青,能很大程度上提高沥青路面的抗永久变形能力和低温抗裂缝能力,从而保证了沥青路面的路用性能、延长了路面的使用寿命、消除了路面的早期破损病害,大大提高了沥青路面的整体质量。
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