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铣刨机刀具的使用与维护

  
评论: 更新日期:2011年05月15日



    2.0 刀具的使用及维护
    2.1 刀具与作业方式
    简单看来,作业效率是和铣刨深度、前进速度有关。大铣深,全速前进好象是产量最大的时候,实则不然。因为铣深加大了,前进速度必然要降低。某2M铣刨机的铣深和前进速度如图3所示。此外,铣深大,前进速度小,则铣刨废料的粒径小,对刀具的磨损也就越严重,单把刀具的产量也就下降。图4表示的是某型号刀头的单把产量和铣深的关系。可见,有时候分层铣刨反而更经济。
    2.2 刀具的磨损
    刀具,尤其是刀头,使用寿命很低,在破碎地面的过程中,与地面和废料产生剧烈摩擦,迅速磨损。沥青混凝土路面是用高稠度沥青为结合料,经高温加热与各种矿物质材料强制拌合、摊铺、碾压而成。沥青混凝土路面材料是混合材料,能谱分析知其主要构成元素是硅、钙、铝、碳、钾、铁等元素,其中含量较多的是硅和钙。构成的化学物质主要有石英(SiO)、方解石(CaCO、白云石(CaMg)(CO)、高岭土(AlO、2SiO、2HO)等。各种物质的结构形态及硬度见表1。
由表1可见,路面材料中含有硬度非常高的石英,硬度接近硬质合金。图5是硬质合金刀尖(WC-Co)磨损的扫描电镜图。有明显的凹坑和有方向性划痕,这就是石英等硬质颗粒对合金刀尖产生的颗粒磨损。图6是使用45#钢制成的刀柄磨损后的扫描电镜图,靠近刀尖处有明显的划痕和犁沟。本应由碳化钨合金刀尖承当的切削任务,由于刀具的形状、安装位置以及恶劣的工况,造成刀柄部分与路面材料直接接触,发生摩擦磨损。由于刀柄本身材料硬度较刀尖低,所以往往先被磨蚀。通过以上分析可知,刀具的合理磨损主要发生在刀尖和刀柄的上部。为了使刀头磨损均匀,刀具在切入地面时,刀头轴线不在刀尖轨迹平面内,有一定的夹角,促使刀头在切入地面的同时在刀座孔内旋转,均匀磨损。正常的磨损过程如图7,此种磨损状况最大程度地延长了刀具的使用寿命。但是在实际施工过程中,刀头往往不能达到理想的磨损状态,产生以下非正常磨损,如图8所示。
    刀柄过度磨损铣刨过软的路面材料或铣刨室堆料过多时容易产生这种情况。刀尖硬度有足够富余,连接刀尖的刀柄部分过度磨损,如不即时更换,磨损的刀柄不足以支撑刀尖切削而被折断,进而开始磨损刀座,对机器造成更大伤害。出现这种情况应立即检查输料带转速,如没有问题,则要更换刀头,使用刀尖底部直径较大的刀头,有效保护刀柄。
    偏磨刀头在铣刨过程中没有旋转,仅在一侧产生磨损,则会造成偏磨。偏磨的成因比较复杂,可能有:洒水不够,导致刀具过热;刀座过度磨损;铣刨沥青含量高的黏性材料;使用轻型刀头;细小的铣刨废料进入刀柄与涨簧之间等。偏磨的刀头也需要立即更换。
    刀尖崩裂在铣刨过程中突然遇到硬物,比如钢筋、窨井盖、大块水泥等,刀尖易崩裂。崩裂后的刀头极易磨损,应立即更换。
    由以上分析可知,要减少刀具磨损,缩短停机时间,提高经济效益,需要做到:合理选用刀具,使刀具和发动机功率、铣刨路面的材料、铣深和前进速度相匹配;充分的洒水,降低刀头温度;高效的输料系统,减少铣刨室堆料等。
    2.3 刀具的更换
    刀具更换的理由有两点。首先,随着刀尖的磨损,刀尖直径变大,导致切削能力降低,从而机器的作业效率也降低。其次,磨损的刀具导致刀尖切削圆直径不同,铣过的路面也不平整,机器的作业质量降低。虽然延迟刀具的更换,使其在磨损的状态下继续工作,可以节省刀头费用,但是磨钝了的刀头会降低工作速度,减少铣刨产量(如图7)。所以及时更换磨损的刀具是有利于提高经济效益的。
    具体的更换时间是由操作手靠感觉机器的振动以及观察铣刨后的路面来判断刀具的磨损情况。当发现机器振动加大,铣刨后的路面凹凸不平时,需要停机检查刀头。发现上文所述的不正常磨损的刀头以及正常磨钝的刀头(见图7最右端刀头),就需要及时更换。更换时注意一定要使用铜锤敲入,防止合金刀头崩裂(见图8)。
    刀座的更换需要根据刀座的磨损标志线来评估。当标志线被磨完时,就需要更换刀座。

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