沥青路面铣刨机截齿的失效研究及结构设计

摘要

路面冷铣刨机作为一种沥青路面的养护施工设备应用广泛，铣刨机截齿作为铣刨机的铣削执行部件，目前铣刨截齿的失效问题已经成为影响铣刨机施工质量和进度的一个关键因素。笔者在依托前人研究成果的基础上，探讨了截齿的磨损失效机理，在一定程度上改进了铣刨截齿的结构；以ABAQUS软件为工具对截齿的磨粒磨损过程以及单把截齿参数对铣削阻力的影响规律进行了研究，本文的主要研究内容如下：
　　1.对铣刨机截齿进行简要分析，发现磨损是截齿失效的主要形式，并且发现截齿头参与铣削以及截齿存在偏磨情况；对铣刨机相关领域的研究现状进行了分析，并对现有研究中存在的问题进行了探讨。
　　2.总结了铣刨截齿的失效方式；通过建立铣刨截齿的单颗粒磨粒磨损模型，得到了影响截齿磨损的主要因素是截齿的硬度、铣削阻力和截齿遇到的硬质颗粒的数目；并对铣刨截齿磨粒磨损过程进行了三维数值仿真分析，探讨了铣刨截齿的磨损机理。
　　3.通过分析路面冷铣刨机的铣削过程，结合铣刨截齿铣削力学模型，对铣刨机截齿的受力进行了详细的分析。利用MATLAB软件计算出截齿的铣削阻力，得到铣刨机水平进给速度、铣刨鼓转速和安装截齿的角度对铣削阻力的影响规律。
　　4.利用ABAQUS软件建立截齿铣削路面的有限元模型，以截齿的齿尖角和齿身夹角为变量进行多次铣削模拟仿真，得到了截齿参数对铣削阻力的影响规律。
　　5.对现有的截齿进行分析，得知由于截齿头的硬度不够导致截齿磨损失效速度较快；讨论了分段式截齿的可行性，在此基础上设计了两种分段式截齿，通过比较分析得到两段式结构的截齿较为合理；通过对现有的截齿与刀座的连接方式进行分析，得知铣削废料较为容易进入刀座内而导致截齿在刀座内无法正常自转，从而使得截齿产生偏磨；改正现有结构的缺点，设计了一种截齿与刀座装配的新方法。

目录

声明

第1章 绪论

1.1选题背景

1.2铣刨机概述

1.3截齿概述

1.4 国内外研究现状

1.5 研究意义及研究内容

第2章 铣刨机截齿的磨损失效研究

2.1引言

2.2铣刨截齿失效分析

2.3铣刨机截齿的磨损失效机理和模型

2.4铣刨截齿磨粒磨损仿真研究

2.5小结

第3章 沥青路面材料模型及铣刨机铣削过程分析

3.1沥青混凝土概述

3.2沥青混凝土路面材料模型

3.3铣刨机铣削过程的分析

3.3 本章小结

第4章 铣刨机截齿铣削沥青路面的有限元分析

4.1 沥青路面仿真模型

4.2沥青路面有限元铣削过程分析

4.3截齿铣削沥青路面的有限元结果分析

4.4小结

第5章 截齿的结构改进

5.1 截齿的改进

5.2 铣刨截齿与刀座的的连接方式研究

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的研究成果