淺析路面銑刨機(jī)技術(shù)研究現(xiàn)狀

摘 ?要：本文對(duì)銑刨機(jī)領(lǐng)域的專利文獻(xiàn)和非專利技術(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，闡述了路面銑刨機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理及主要工作部件等內(nèi)容，同時(shí)展望了路面銑刨機(jī)未來研究發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：銑刨機(jī);結(jié)構(gòu);工作部件

中圖分類號(hào)：U415.52 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2020）05-0000-00

銑刨機(jī)是一種高效率路面修復(fù)機(jī)械，主要用于公路、城鎮(zhèn)道路、機(jī)場(chǎng)、貨場(chǎng)、停車場(chǎng)等瀝青混凝土面層的開挖翻修。

1 路面銑刨機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理及分類

1.1 路面銑刨機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

路面銑刨機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、銑刨裝置、駕駛系統(tǒng)、行走裝置、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及制動(dòng)系統(tǒng)、集料輸送裝置、液壓系統(tǒng)等組成。現(xiàn)代大、中型銑刨機(jī)還配置有功率自動(dòng)控制系統(tǒng)、銑刨深度自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制和故障診斷系統(tǒng)。

1.2 路面銑刨機(jī)的工作原理

路面銑刨機(jī)沿待銑刨、剝離的路面運(yùn)動(dòng)，在控制系統(tǒng)的操縱下，放下回轉(zhuǎn)切削工具，在機(jī)架重力作用下，利用其旋轉(zhuǎn)的銑刨刀頭對(duì)路面進(jìn)行銑刨作業(yè)，銑刨鼓下降的深度就是被剝離的瀝青混凝土路面面層的厚度，其動(dòng)力的傳動(dòng)路線為：發(fā)動(dòng)機(jī)→液壓泵→液壓馬達(dá)、液壓缸→銑刨裝置。

1.3 路面銑刨機(jī)的分類

路面銑刨機(jī)有多種不同分類方式：根據(jù)銑削方式，駕駛式路面銑刨機(jī)可分為冷銑式和熱銑式兩種;根據(jù)銑削轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向，駕駛式路面銑刨機(jī)可分為順銑式和逆銑式兩種;根據(jù)行走裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，駕駛式路面銑刨機(jī)可分為輪式和履帶式兩種;根據(jù)銑削轉(zhuǎn)子的位置，駕駛式路面銑刨機(jī)可分為后懸式、中懸式和后橋同軸式三種;根據(jù)銑削轉(zhuǎn)子的作業(yè)寬度，駕駛式路面銑刨機(jī)可分為小型、中型和大型三種;根據(jù)傳動(dòng)方式不同，駕駛式路面銑刨機(jī)可分為機(jī)械式和液壓式兩種。

2 路面銑刨機(jī)的重要工作部件

2.1 動(dòng)力裝置

路面銑刨機(jī)的動(dòng)力裝置主要為置于主機(jī)架上，與分動(dòng)箱相連的風(fēng)冷式柴油機(jī)或水冷式柴油機(jī)。風(fēng)冷式柴油機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、油耗低、動(dòng)力性能好、在缺水地區(qū)使用不受影響等優(yōu)點(diǎn)，但是其功率較小，適用于中小型銑刨機(jī)。水冷式柴油機(jī)功率大、穩(wěn)定性好、壽命長，可以長時(shí)間不間斷運(yùn)作，適用于大中型銑刨機(jī)。

2.2 機(jī)架

機(jī)架是路面銑刨機(jī)的承重構(gòu)件，為了使銑刨機(jī)有足夠的重量以減少銑刨時(shí)整機(jī)的振動(dòng)，銑刨機(jī)機(jī)架一般用厚鋼板切割成型并焊接制造成整體式結(jié)構(gòu)，使其具有足夠的強(qiáng)度、剛度和重量。一般銑刨鼓的支撐裝置與機(jī)架固結(jié)，機(jī)架與履帶或車輪之間采用液壓油缸升降的支柱相連，每個(gè)支柱的高度都可以獨(dú)立調(diào)節(jié)。

2.3 行走裝置

路面銑刨機(jī)的行走裝置系統(tǒng)包括行走輪系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等。

常見的履帶式路面銑刨機(jī)的行走輪系統(tǒng)由4個(gè)獨(dú)立的履帶裝置組成，行走履帶裝置主要由液壓行走馬達(dá)、行星齒輪減速箱、驅(qū)動(dòng)鏈輪、支重輪、導(dǎo)向輪、履帶、張緊裝置、機(jī)架及橡膠履帶板等組成。

銑刨機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)及液壓馬達(dá)等組成，每只輪子皆由各自的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，履帶裝置液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)裝有液壓釋放制動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械停止行駛時(shí)可自動(dòng)地實(shí)施制動(dòng)。

2.4 銑刨裝置

駕駛式路面銑刨機(jī)的銑刨裝置由銑刨鼓總成、銑刨裝置升降機(jī)構(gòu)、銑刨深度控制裝置等組成。其中，銑刨鼓是路面銑刨機(jī)的主要工作部件，銑刨鼓由液壓馬達(dá)帶動(dòng)皮帶輪驅(qū)動(dòng)，皮帶張緊油缸的伸縮控制銑刨鼓的轉(zhuǎn)停。銑刨鼓總成由銑刨鼓、銑刨刀基座、銑刨上部刀座、銑刨刀具、刮刀板、傳動(dòng)軸、行星齒輪減速器等組成。

銑刨刀具由刀頭、刀體、彈性套組成，刀頭呈子彈頭形狀，一般由硬質(zhì)合金材料制造。刀體由優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，刀頭焊接到刀體上后再作特殊強(qiáng)化處理。由于刀頭工作時(shí)直接與路面摩擦，為使其磨損均勻，刀體把柄外部裝有彈性套。

2.5 銑刨鼓驅(qū)動(dòng)裝置

銑刨鼓驅(qū)動(dòng)裝置分為機(jī)械式驅(qū)動(dòng)裝置和液壓式驅(qū)動(dòng)裝置。

2.5.1 機(jī)械式驅(qū)動(dòng)裝置

在機(jī)械式驅(qū)動(dòng)裝置中，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力通過離合器和三角形組合皮帶傳遞到銑刨鼓內(nèi)的傳動(dòng)軸上，經(jīng)行星齒輪減速器減速后驅(qū)動(dòng)銑刨鼓旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行銑刨作業(yè)。機(jī)械式驅(qū)動(dòng)方式能把最大功率傳遞到銑刨鼓上，可避免液壓傳動(dòng)所帶來的功率損失。三角形組合皮帶傳動(dòng)中的液壓自動(dòng)張緊裝置既可使三角形組合傳動(dòng)皮帶不至于快速磨損，又可以高效率地傳遞扭矩。

2.5.2 液壓式驅(qū)動(dòng)裝置

液壓式驅(qū)動(dòng)裝置中，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力由分動(dòng)箱傳遞到液壓泵，液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，帶動(dòng)銑刨鼓軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行銑刨作業(yè)。液壓式驅(qū)動(dòng)裝置通常包括液壓馬達(dá)、變量泵、冷卻油泵、冷卻油池、精濾器、粗濾器、油箱等部件組成。

2.6 集料輸送裝置

駕駛式路面銑刨機(jī)集料輸送裝置一般為皮帶式輸送裝置，且一般設(shè)有一級(jí)料和二級(jí)料輸送裝置，銑刨機(jī)工作時(shí)能將銑刨裝置銑刨下來的瀝青物料直接輸送到運(yùn)輸車上。集料輸送皮帶機(jī)將銑刨下來的散料收集并送到裝車輸送皮帶機(jī)。裝車輸送皮帶機(jī)再將散料輸送到自卸車料斗內(nèi)回收再利用。

3 路面銑刨機(jī)未來發(fā)展方向

3.1 動(dòng)力技術(shù)

生物燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力裝置、純電動(dòng)力裝置目前多用于車輛，但隨著大功率供電裝置的研制，將會(huì)逐漸應(yīng)用于銑刨機(jī)。

3.2 傳動(dòng)技術(shù)

機(jī)械液壓混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是基于二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)技術(shù)而形成的一種新型傳動(dòng)系統(tǒng)，具有無級(jí)變速的精細(xì)速度調(diào)節(jié)、容易實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、能防止發(fā)動(dòng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)以及可靠性高等特點(diǎn)，同時(shí)還可回收車輛的制動(dòng)動(dòng)能，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作于最佳燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)。機(jī)液混合傳動(dòng)技術(shù)將在銑刨機(jī)上具有很強(qiáng)的競爭力。

3.3 控制與信息技術(shù)

將監(jiān)視設(shè)備、控制設(shè)備、衛(wèi)星定位、傳感器與遠(yuǎn)程通信設(shè)備等功能有機(jī)集成在一起，使得銑刨機(jī)控與信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡潔，功能更強(qiáng)大。

3.4 智能化技術(shù)

智能化技術(shù)綜合了現(xiàn)代控制方法、人工智能、先進(jìn)傳感檢測(cè)系統(tǒng)、高級(jí)驅(qū)動(dòng)技術(shù)為一體的特點(diǎn)，為銑刨機(jī)的創(chuàng)新提供了更高的平臺(tái)支撐。目前，智能化技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：基于分布式傳感測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)器狀態(tài)智能感知技術(shù)、基于通用或?qū)Ｓ每刂破鞯闹醒胫悄芸刂萍夹g(shù)、故障診斷的專家智能技術(shù)、智能化驅(qū)動(dòng)技術(shù)、施工作業(yè)控制的智能化決策技術(shù)、與通訊技術(shù)結(jié)合的遠(yuǎn)程智能化管理技術(shù)等。

3.5 環(huán)保技術(shù)

銑刨機(jī)的環(huán)保指的是減振、降噪和減少有害氣體的排放，其依賴于動(dòng)力環(huán)保技術(shù)和燃燒加熱系統(tǒng)排放控制技術(shù)的發(fā)展。此外，未來會(huì)根據(jù)銑刨機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從理論上分析噪聲產(chǎn)生的機(jī)理和不同噪聲源的特性，利用聲強(qiáng)法和頻譜分析方法確定主要噪聲源;根據(jù)噪聲源位置和特性，采取相應(yīng)的控制措施降低整機(jī)噪聲。

3.6 人機(jī)工程技術(shù)

目前先進(jìn)的銑刨機(jī)在人機(jī)工程方面創(chuàng)新突出，舒適化駕駛、美觀化外型、一指化操作、全景化視野技術(shù)等大大提高了機(jī)器的美觀性、操作性、舒適性、可達(dá)性、可讀性、安全性等性能。借助于新型設(shè)計(jì)技術(shù)、色彩技術(shù)、材料技術(shù)、聲光電技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)、視覺技術(shù)等，使銑刨機(jī)的使用更加人性化。

收稿日期：2020-04-15

作者簡介：李鵬程（1983—），男，湖北襄陽人，碩士，助理研究員，從事建筑領(lǐng)域?qū)＠麑彶楣ぷ鳌?/p>

Abstract：This article makes statistics and analysis on the patent literature and non-patent technology in the field of milling machine， from the overall structure， working principle， main working parts of road milling machine， etc.， and predicts the future research and development direction of road milling machine.

Keywords：milling machine;structure;working parts