试析铣刨机刀具磨损及影响因素

李朝野+孙孝北

摘 要：为了使铣刨机能够发挥出更加优良的性能，需要对影响铣刨机刀具相关的磨损因素进行分析，并掌握到影响刀具使用的寿命的因素，这样才能够确定最佳的铣刨机相关刀具的最佳更换时间。本文就铣刨机刀具磨损及影响因素进行了分析研究。

关键词：路面施工；铣刨机；刀具；磨损

在目前的道路工程施工之中已经普及了科技程度较高的生产设备，这些先进施工设备之中就包括施工路面铣刨机，这种施工机械一般情况下会利用装有小型铣刀的滚筒以旋转的方式进行路面的清理工作，通过这种施工设备的使用能够有效的对混凝土路面进行修补以及翻修操作，对于水泥材质的路面能够做到对其表面的抗滑纹理的相应的施工。另一方面，铣刨机在道路施工之中还能够有效的清楚路面上的障碍以及病害，由于其所具有的优良性能能够在路面进行高效施工的同时将对路面的损伤降到最低。但在实际的施工过程中需要铣刨机的刀具进行高频率、高强度的施工操作，所以会使得铣刨机在一定程度上受到损伤。

1 铣刨机施工环境分析

在铣刨机进行施工的时候，之所以造成铣刨机刀具出现磨损的情况，很大一部分原因是因为施工路面的相应材料造成的磨损，并且不同路面材料对于刀具的磨损情况也有所不同，为能够详细的分析造成刀具磨损的影响因素以及处理方式，首先就需要技术人员能夠充分的掌握不同路面材料等特点，在这个基础上做好铣刨机相关刀具部件的维护工作。

基于施工领域科学技术的不断更新，在现代的道路建设施工之中往往都会建设沥青路面，而在进行沥青路面的施工建设之中，通常的生产工艺都是通过使用石油以及沥青材料的混合物作为施工建设的原料，之后还需要将石油沥青的混合物进行高温加热，在这个基础上将混合物和石英、沙土等物质进行融合，并保证在其具有一定温度的状态下铺设到路面上。一线的施工技术人员对铣刨机刀具的磨损情况进行是了细致的研究，之后又对施工路面每种组成材料的特性进行了分析研究，通过大量的实验、分析，最终发现造成铣刨机刀具出现磨损的路面原材料为是石英，对比与其他的路面材料，石英这种原材料具有更高的硬度，会对铣刨机刀具的表面产生较大的影响。

2 刀具磨损情况分析

刀具，尤其是刀头，使用寿命很短，在破碎路面的过程中，与地面和废料产生剧烈摩擦，迅速磨损。刀具的合理磨损主要发生在刀尖和刀体的上部。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，此种磨损状况最大程度地延长了刀具的使用寿命。但是实际施工过程中，刀具往往不能达到理想刀的磨损状态，产生非正常磨损。非正常磨损形式大致分为以下几种：

2.1 刀具偏磨

造成的原因是物料过度堆积、刀具不旋转、刀座磨损、刀座不正、粘性材料、过快行走速度以及不适当的洒水导致。

2.2 合金头碎裂

造成的原因是路面材料过硬、刀具不旋转以及碰到硬物。

2.3 合金头丢失

造成的原因是碰到硬物、刀座孔磨损以及不适当的喷水。

2.4 刀体研磨

造成的原因是合金头太小、碰到高研磨性物料。

3 影响刀具使用寿命因素

3.1 刀具结构

一般刀体和刀头分别采用中碳合金结构钢和硬质合金制造，然后钎焊在一起。刀体材料常用40Cr钢，含碳量为0.37%～0.45%；铬元素含量为0.8%～1.1%，它既提高了金属材料的淬透性，又可降低焊接的热应力和应力集中。刀头主要化学成分是抗磨性好的碳化钨和韧性好的钻，硬质合金的耐磨性随碳钨颗粒减小、钻含量适当减少而增大；反之。适当增加钻含量。其韧性改善。加工成形的刀具必须调质处理，淬火后高温回火，以保证刀具较高的硬度和耐磨性以及良好的韧性。近年来开始使用的新材料--稀土镁合金具有良好的综合机械性能，可使韧性提高30%、硬度提高15%、耐磨性提高1倍。

3.2 行走速度、铣刨转子转速与铣刨深度

刀具随铣刨转子旋转进行铣削时，刀尖的运动速度由铣刨转子的旋转速度与铣刨机行驶速度（进刀速度）两部分组成。因此，刀具对沥青路面的铣削时按照螺旋线轨迹运动的，在铣刨转子转速一定情况下，行走速度越快，被铣削的物料越多，铣削的阻力便越来越大，亦即在刀具与被铣削物料之间产生很高的接触应力，其结果是物料被铣削的同时造成了刀具的磨损。在行走速度一定的情况下，铣刨转速过慢，铣刨水平进给量变大，阻力增大，磨损加剧；铣刨转速过快，单位时间内刀具切削路面次数增加，也会加剧刀具磨损。因此选用合适的行走速度与铣刨转子转速是必要的。

铣刨深度越深，不仅被铣削物料越多、阻力越大，而且与物料接触的时间越长，摩擦生成的热量也越多，造成对刀具的热蚀作用，促使刀具磨损。为避免刀具磨损，一般情况下铣刨转子转速选择100～120r/min。

通过以上分析，也经过实践证明，刀具磨损不但跟切削对象-路面材料的硬度、结合力有关，还跟切削要素，如设备行走速度、铣刨深度、铣刨转子转速有关，同时还与刀具材质、几何形状及角度有关。

4 刀具更换时间

当刀具磨损以后，就会致使有效直径逐渐增大，这样就没有较强的穿透力。如果穿透力下降，那么就会致使切削能力也会逐渐减少，进而致使没有较高的工作水平；其次，经过磨损以后的刀具存在削圆直径不同的情况，会在某种程度上致使铣刨后路面高低不同，对机械作业效率带来影响。即使将刀具更换时间逐渐延长，在磨损的情况下依然使用，可以实现节约资金的目的，然而刀头的磨损也会对机械的工作水平带来一定的影响，因此在第一时间将刀具进行更换，为机械的使用效率带来益处。在什么样的情况下对刀具进行更换呢？通常有以下两种判断方法：第一，相关人员可以依据自身经验对刀具的磨损情况进行检查，这种方法属于一种感性的判断形式，所具有的优势是操作起来较为简单，可以起到一定的作用，但是却有着随意的缺陷；第二，相关人员可以利用刀具的耐用度，并通过对比的方式进行判断，这就属于一种客观的判断手段，存在一定的事实依据，尤其是分析研究的时候可以采取这种方式。

结束语

通过以上内容的论述，可以得知：路面铣刨机的工作原理主要是依赖于机械传动亦或是液力传动的方式将铣刨鼓带动起来，并实现高速旋转的目的。利用子弹型刀具的切削来实现铣刨的效果。就铣刨机的应用包养方面等有关知识，不同厂家对该设备有着较高的要求，使用单位也应当这方面的问题引起高度重视，通常主要对路面压实坚硬程度较为重视，选择较小的刀具为宜，同时可以为使用单位在应用该设备的时候提供重要的参考依据。

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