Влияние износа режущих элементов на эффективность работы дорожной фрезы

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Леонид Михайлович Шамахов

Ярославский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: leonid.shamakhov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7559-282X
SPIN-код: 9115-7950

аспирант

Россия, Ярославль

Денис Владимирович Фурманов

Ярославский государственный технический университет

Email: denis_furmanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6932-6477
SPIN-код: 6237-2284

канд. техн. наук, доцент

Россия, Ярославль

Список литературы

  1. AO “KZTS”. The original design of the road cutters. [internet]. Accessed: 05/25/2024. Available from: http://www.kzts.ru/core/user_fi les/Road.pdf (In Russ.)
  2. Osipov SP, Shkolny AN, Bida KB, Malkov AV. Evaluation of the durability of rotating cutters with wear-resistant inserts of arbitrary shape. Bulletin of the Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering. 2014;(5):167–174. (In Russ.) EDN: STBMMR
  3. Osipov SP, Shkolny AN, Bida KB, Malkov AV. Assessment of the economic efficiency of timely replacement of road milling cutters. Mechanization of construction. 2014;(9):22-25. (In Russ.) EDN: SNIGXB
  4. Sivilevičius H, Martišius M. Field investigation and assessment on the wear of asphalt pavement milling machine picks. Transport. 2022;36(6):499–509. (In Russ.) doi: 10.3846/transport.2021.16443 EDN: EXTCTO
  5. Zaumanis M, Loetscher D, Mazor S, et al. Impact of milling machine parameters on the properties of reclaimed asphalt pavement. Construction and Building Materials. 2021;307:125114. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125114 EDN: MAWGOI
  6. Peng-yu M, Yong-biao H, Xin-rong Z. Research on adaptive power control parameter of a cold milling machine. Simulation Modelling. Practice and Theory. 2008;16(9):1136–1144.
  7. Pirnaev S, Sindarov R, Dzhumabeva F, Saidova S. Technique for experimental studies of asphalt concrete milling process. E3S Web of Conferences. 2021:02016. doi: 10.1051/e3sconf/202126402016 EDN: ZHODQH
  8. Wang X, Hu Y. Numerical calculation on multitool milling resistance of asphalt pavement milling machine. Hsi-An Chiao Tung Ta Hsueh. Journal of Xi’an Jiaotong University. 2016.
  9. Issabek Z, Kadyrov Z, Kim A. Improvement of a Technology of Use of a Road Milling Machine for Opening Cracks in Asphalt Concrete Pavements. International Review of Mechanical Engineering. 2022;16(1);40–47. doi: 10.15866/ireme.v16i1.21067 EDN: FXDRDP
  10. GOST 9454-78. METALS. The method of testing for impact bending at low, room and elevated temperatures. (In Russ.)
  11. Samsonov LN. Milling of peat deposits. Moscow: Nedra, 1985. (In Russ.)
  12. Shamakhov LM, Lysakov NE. Features of using a pendulum stand to study cutting processes of road construction materials. In: Fundamental and applied research of young scientists : Proceedings of the VI International Scientific and Practical Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists, Omsk, February 10–11, 2022. Omsk: Siberian State Automobile and Road University (SibADI); 2022:38–42. (In Russ.) EDN UQCRIP
  13. GOST R 58406.2–2020. Public roads. Mixtures of hot asphalt concrete and asphalt concrete. Technical conditions. (In Russ.)
  14. Furmanov DV, Shamakhov LM, Lysakov NE. The effect of wear of the cutting element of a road milling cutter on the strength of resistance to cutting asphalt concrete. Bulletin of the Siberian State Automobile and Road University. 2023;20(2):204–216. (In Russ.) doi: 10.26518/2071-7296-2023-20-2-204-216 EDN: KLHYLT
  15. Furmanov DV, Lysakov NE, Shamahov LM. Effect of asphalt concrete strength properties on energy intensity of milling. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1901(1). doi: 10.1088/1742-6596/1901/1/012086 EDN: ARQQDE
  16. Hu YB, Ma PY, Zhang XR. Modelling and simulating of cold milling machine Chang’an Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban). Journal of Chang’an University (Natural Science Edition). 2008.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Стенд маятникового типа: a — рама: 1 — опора; 2 –— растяжка, 3 — рычаг, 4 — лимб, 5 — регулируемый рычаг, 6 — система рычагов; b — резцедержатель: 7 — установочная площадка; 8 — резец. Составлено авторами.

Скачать (265KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Внешний вид образца асфальтобетона марки А16вн: a — вид сверху; b — вид сбоку. Составлено авторами.

Скачать (307KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Разноизношенные режущие элементы дорожной фрезы, используемые для проведения эксперимента: a — чрезмерный износ; b — неравномерный износ корпуса резца и наконечника; c — резец с деформированной шайбой и фиксирующей втулкой; d — правильный износ; e — режущий элемент модели А8/20. Составлено авторами.

Скачать (126KB)
Метаданные
5. Рис. 4. График зависимости сил сопротивления резанию (F) от вида износа режущего элемента и толщины срезаемой стружки (h) асфальтобетона марки А16вн. Составленно авторами.

Скачать (307KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025


 СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 81900 выдано 05.10.2021.