BACKGROUND: Road cutters are widely used for removing the top layers of asphalt concrete pavements. The cutting elements of a road cutter are subject to uneven wear. This kind of wear mostly develops in different ways on the entire set of cutting elements located along the entire width of the milling drum.
AIM: Defining the cutting resistance forces that occur when milling asphalt concrete pavements with road cutters, taking into account different types of wear of cutting elements. The experimental data obtained make it possible to conduct a comparative analysis of the forces acting on worn cutting elements in comparison with a new cutting element.
MATERIALS AND METHODS: The worn cutting elements selected for the study are divided into the following types: correct wear; excessive wear; uneven wear of the cutter body and the tip; deformation of the washer and the fixing sleeve. Experimental studies were conducted on samples of asphalt concrete pavement with a nominal mineral aggregate size of 16.0 mm. This material is widely used for roads with normal traffic conditions. Experimental studies were conducted with a pendulum bench.
RESULTS: It is noted that improper wear of the cutting element can lead to an increase in cutting resistance forces by more than three times compared to the forces that arise on a new cutting element. The analysis made it possible to identify the most unfavorable types of wear of the cutting elements of road cutters. The data obtained will make it possible to predict changes in loads on the working body of road milling machines during operation. This, in turn, allows developing more advanced designs of road milling equipment.
CONCLUSION: For the machines being developed, it becomes possible to provide the necessary safety margin for the elements of the milling drum and to justify the power reserve of its drive. The obtained data also make it possible to choose the replacement interval for cutting elements during the operation of milling equipment reasonably. These measures together will lead to an increase in the specific productivity of the equipment and will improve the quality of the milled surface. The achieved results also make it possible to make changes in the existing mathematical models and the calculation methods of milling machines, taking into account the wear factor of cutting elements.
Обоснование. Дорожные фрезы широко используются для удаления верхних слоев асфальтобетонных покрытий. Режущие элементы дорожной фрезы подвержены износу, протекающему не равномерно. Такой износ, чаще всего проявляется по-разному на всем комплекте режущих элементов, расположенных по всей ширине фрезерного барабана.
Целью представленной работы является определение сил сопротивления резанию, возникающих при фрезеровании асфальтобетонных покрытий дорожными фрезами с учётом разных типов износа режущих элементов. Полученные экспериментальные данные позволяют провести сравнительный анализ сил, действующих на изношенные режущие элементы в сравнении с новым режущим элементом.
Методы. Изношенные режущие элементы, выбранные для проведения исследования, разделены на следующие виды: правильный износ; чрезмерный износ; неравномерный износ корпуса резца и наконечника; деформация шайбы и фиксирующей втулки. Экспериментальные исследования проводились на образцах асфальтобетонного покрытия с номинальным размером минерального заполнителя 16,0 мм. Этот материал широко используется для дорог с нормальными условиями движения. Экспериментальные исследования проводились на маятниковом стенде.
Результаты. Отмечается, что неправильный износ режущего элемента может привести к увеличению сил сопротивления резанию более чем в три раза по сравнению с силами, которые возникают на новом режущем элементе. Проведенный анализ позволил выявить наиболее неблагоприятные виды износа режущих элементов дорожных фрез. Полученные данные позволят прогнозировать изменения нагрузок на рабочем органе фрезерных машин в процессе эксплуатации. Это, в свою очередь, позволяет создавать более совершенные конструкции дорожно-фрезерного оборудования.
Заключение. Для разрабатываемых машин появляется возможность предусмотреть необходимый запас прочности элементов фрезерного барабана и обосновать запас мощности его привода. Полученные данные так же позволят обоснованно подходить к выбору интервала замены режущих элементов в процессе эксплуатации фрезерного оборудования. Такие мероприятия в совокупности приведут к повышению удельной производительности оборудования и качества отфрезерованной поверхности. Достигнутые результаты также дают возможность вносить изменения в уже существующие математические модели и методы расчёта фрезерных машин с учетом фактора износа режущих элементов.