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冷再生機銑刨材料磨蝕試驗臺的設計
[ 編輯:admin | 時間:2012-10-12 13:36:17
| 瀏覽:4240次 | 來源:中國市政建設網 | 作者: ]
冷再生機銑刨材料磨蝕試驗臺的設計
李呼 ，王淑嫻，麻慶武，劉忠 摘 要：在這里我們介紹了一種冷再生機銑刨材料磨損參數方面的估測研究方法，來比較準確地測量不同材料磨損系數。通過測定的參數來估測對銑刨刀頭影響程度的大小，估測特定材料在特定磨蝕環境下刀頭所表現出來的機械特性。由此，在新的刀頭設計制造中我們可以對刀頭的機械的使用壽命進行控制，從而來提高銑削生產率。 關鍵詞：冷再生機；估測；銑刨刀頭；壽命；生產率Design of Test Bench used inCold Recyling Machine Milling Material Wear and Tear Li Hu,Wang Shu Xian,Ma Qing Wu,Liu Zhong (Shen Yang North Traffic Heavy Industry Group,Shen Yang 110142 China) Abstract:Here weintroduce a method of cold recyling of milling material wear parameters with respect to the estimation of research methods,tomore accurately measuring the wear coefficient of different materials.through the fixed parameters to estimate the milling and planing cutter head influence size,estimation of specific materials in a specific environment ,cutter abrasion performance mechanical properties.Thus in the new design and manufacture the cuuter head can be the tool bit service life of the machine control,so as to improve the milling efficiency. Key words： cold recycing machine；estimation；milling cutter head；life；production efficency 1引言 由于瀝青路面的硬度、結構組成不同，當冷再生機銑刨刀頭在銑削破損瀝青路面時必然要受到破舊路面及基層骨料的反作用而磨蝕刀頭。刀頭的磨蝕，不僅降低了銑刨刀頭的使用壽命而且也大大地降低了銑刨的工作效率，縮短了更換刀頭的使用周期，致使冷再生機的生產率降低。由于刀頭的強烈磨損，這甚至成為冷再生機刀頭銑削技術的主要障礙之一。通過研究破損路面及基層骨料的磨蝕性及其規律，不僅可以提高冷再生機刀頭的使用壽命，降低制造成本，并且還可以作為改進銑刨刀頭的設計依據。在研究磨蝕性時，磨蝕系數是銑刨機械等設計及使用中要引入的重要參數之一。 2 試驗臺工作原理 該試驗臺主要由加壓裝置、磨料倉、旋轉平臺、測試裝置等部分組成。當加壓裝置給磨料施加壓力時，使磨料與測試圓片之間產生一定的壓力，旋轉平臺帶動測試圓片旋轉，使測試圓片與磨料產生相對滑動進行摩擦。通過測試裝置測出轉速、壓力等參數，再經過計算得出摩擦系數。工作壓力由上部的液壓缸提供，容器內放置磨料，測試圓片安裝于選裝平臺上。 工作部分采用圓盤式摩擦片進行磨蝕實驗，這種工作方式優點在于位于圓盤不同直徑處擁有不同的工作速度，這樣更能模擬實際的工作環境已獲得更準確地估測值。總體結構示意圖如圖1所示：
圖1 磨蝕試驗臺總體結構示意圖 1．液壓缸 2．加壓裝置 3．壓力傳感器 4．磨料倉 5．磨料倉定位架 6．動力傳動系統3主要構成 3.1加壓裝置 加壓裝置的加壓方式采用液壓缸加壓。采用液壓方式加壓可以方便壓力的調節，使液壓系統的操控性更強，而且在磨料的體積發生變化的情況下，通過液壓控制閥的調節可以使壓力保持不變。 3.2磨料倉 磨料倉采用圓筒式容器，圓形有很好的壓力特性，考慮到磨料對容器的磨損，在長時間運行下會使壁厚降低，所以對倉壁選擇耐磨高強板。 3.3旋轉平臺 旋轉平臺的動力由液壓馬達和加速器等傳動部件組成，摩擦方式采用旋轉地相對運動進行摩擦試驗，試驗材料做成圓片狀，將試驗材料安裝于一個旋轉平臺上，由這個旋轉地平臺帶動試驗圓片在一定壓力的磨料中進行旋轉摩擦試驗，主軸上安裝有轉速傳感器。由于摩擦會產生熱量，所以旋轉平臺所選的速度應不高于100r/min,系統的熱量問題要根據實際運行以后系統達到熱平衡狀態下的溫度來決定是否增加散熱裝置。 4液壓系統 4.1液壓傳動系統 液壓傳動系統如圖2所示
圖2 液壓傳動系統原理圖 1．液壓缸 2．單向閥 3．定壓減壓閥 4．單向液壓泵 5．安全閥 6．調速閥 7．液壓馬達4.2液壓系統說明 加壓裝置液壓回路由定壓加壓閥和單向閥以及一個三位四通閥組成，在受到反向推力時由于單向閥的鎖定作用活塞桿不會縮短。 當三位四通閥處于中間位置時，液壓缸回路直接與油箱連接，回路出口壓力為零，這時定壓減壓閥打開，液壓泵的出口直接引回油箱，這樣可以實現系統的無負載啟動，有利于保護電動機以及液壓泵、液壓馬達不受啟動負載造成的沖擊載荷影響。 當三位四通閥位于左位時，高壓回路接通液壓缸的底部，使液壓缸進行伸出動作。當液壓缸運行到工作位置時，由于磨料對液壓缸的反作用力，會使液壓缸底部的壓力逐漸增加，當壓力增大到定壓減壓閥調定值的時候，定壓減壓閥閥口流通面積減小出口壓力保持恒定。通過定壓減壓閥調節壓力，壓力表能精確顯示壓力。 當三位四通閥位于右位時，液壓缸進行收縮運動。由于液壓缸的收縮運動不承受很大的拉力，只承受自身的重力，所以在進行收縮運動時定壓減壓閥出口壓力不會很大，液壓缸能完全收縮。 5摩擦系數的確定 在工作裝置的主軸上安裝有轉速測量裝置，在加壓裝置上裝有壓力傳感器。在測量塑性變形較大磨料的時候，由于液壓缸行程的限制，有可能液壓缸已經達到最大行程而磨料的實際壓力還沒有達到預定值，這樣需要進行二次加壓，當磨料填滿料倉的時候用加壓裝置對磨料進行加壓，然后退出加壓裝置，再次將磨料填滿磨料倉，這個過程可以重復多次。這樣可以保證磨料體積有較大的變化空間，而不會使行程造成的壓力失效。磨蝕系數f由F=Nf來確定，其中摩擦力F由T/r=9550P/n×r來確定經過整合得：f=9550P×K/n×r×N 式中： f—磨蝕系數 P—摩擦盤軸輸出功率 (kw) r—摩擦盤任意點處半徑 (mm) n—摩擦盤軸轉速 (r/min) N—摩擦盤壓力 (Mpa) K—修正系數 由于各種誤差的存在，需要在測試數據的推導過程中引入一個修正系數K，用來修正估計值與真實值的差別，這個修正值需要進行實踐來獲得。通過對實際材料的測量，與實際條件的真實值相比較而獲得更準確的修正值。 6結論 這樣在擁有該材料的磨蝕系數后，在設計銑刨刀頭時就可以利用這個近似準確而有利得參數設計出針對實際情況的切削刀頭，從而降低了制造成本，提高了刀頭的使用壽命，也大大提高了生產率。 [參考文獻] [1]章宏甲，黃宜主編．液壓傳動．北京：機械工業出版社,1992 [2]單輝祖主編．材料力學教程．北京：高等教育出版社，2004 [3]樂兌謙主編．金屬切削原理．第二版．北京：機械工業出版社，1993 [4]鄭林慶主編．摩擦學原理．北京：高等教育出版社，1994 [5]趙文光．道路的就地冷再生．建筑機械與施工工業化，1997，16（2）：31-32 作者簡介：李呼（1983-），男，助理工程師，主要從事路面冷再生機動力傳動系統的設計。 
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