淺析路面銑刨機技術研究現狀

摘 ?要：本文對銑刨機領域的專利文獻和非專利技術進行了統計和分析，闡述了路面銑刨機的總體結構、工作原理及主要工作部件等內容，同時展望了路面銑刨機未來研究發展方向。

關鍵詞：銑刨機;結構;工作部件

中圖分類號：U415.52 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）05-0000-00

銑刨機是一種高效率路面修復機械，主要用于公路、城鎮道路、機場、貨場、停車場等瀝青混凝土面層的開挖翻修。

1 路面銑刨機的總體結構、工作原理及分類

1.1 路面銑刨機的總體結構

路面銑刨機主要由發動機、機架、傳動系統、銑刨裝置、駕駛系統、行走裝置、轉向系統及制動系統、集料輸送裝置、液壓系統等組成。現代大、中型銑刨機還配置有功率自動控制系統、銑刨深度自動控制系統、自動調平系統及計算機自動控制和故障診斷系統。

1.2 路面銑刨機的工作原理

路面銑刨機沿待銑刨、剝離的路面運動，在控制系統的操縱下，放下回轉切削工具，在機架重力作用下，利用其旋轉的銑刨刀頭對路面進行銑刨作業，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，其動力的傳動路線為：發動機→液壓泵→液壓馬達、液壓缸→銑刨裝置。

1.3 路面銑刨機的分類

路面銑刨機有多種不同分類方式：根據銑削方式，駕駛式路面銑刨機可分為冷銑式和熱銑式兩種;根據銑削轉子旋轉方向，駕駛式路面銑刨機可分為順銑式和逆銑式兩種;根據行走裝置的結構特點，駕駛式路面銑刨機可分為輪式和履帶式兩種;根據銑削轉子的位置，駕駛式路面銑刨機可分為后懸式、中懸式和后橋同軸式三種;根據銑削轉子的作業寬度，駕駛式路面銑刨機可分為小型、中型和大型三種;根據傳動方式不同，駕駛式路面銑刨機可分為機械式和液壓式兩種。

2 路面銑刨機的重要工作部件

2.1 動力裝置

路面銑刨機的動力裝置主要為置于主機架上，與分動箱相連的風冷式柴油機或水冷式柴油機。風冷式柴油機具有體積小、質量輕、油耗低、動力性能好、在缺水地區使用不受影響等優點，但是其功率較小，適用于中小型銑刨機。水冷式柴油機功率大、穩定性好、壽命長，可以長時間不間斷運作，適用于大中型銑刨機。

2.2 機架

機架是路面銑刨機的承重構件，為了使銑刨機有足夠的重量以減少銑刨時整機的振動，銑刨機機架一般用厚鋼板切割成型并焊接制造成整體式結構，使其具有足夠的強度、剛度和重量。一般銑刨鼓的支撐裝置與機架固結，機架與履帶或車輪之間采用液壓油缸升降的支柱相連，每個支柱的高度都可以獨立調節。

2.3 行走裝置

路面銑刨機的行走裝置系統包括行走輪系統、轉向系統和制動系統等。

常見的履帶式路面銑刨機的行走輪系統由4個獨立的履帶裝置組成，行走履帶裝置主要由液壓行走馬達、行星齒輪減速箱、驅動鏈輪、支重輪、導向輪、履帶、張緊裝置、機架及橡膠履帶板等組成。

銑刨機的制動系統由液壓系統及液壓馬達等組成，每只輪子皆由各自的液壓馬達驅動，履帶裝置液壓驅動系統裝有液壓釋放制動機構，機械停止行駛時可自動地實施制動。

2.4 銑刨裝置

駕駛式路面銑刨機的銑刨裝置由銑刨鼓總成、銑刨裝置升降機構、銑刨深度控制裝置等組成。其中，銑刨鼓是路面銑刨機的主要工作部件，銑刨鼓由液壓馬達帶動皮帶輪驅動，皮帶張緊油缸的伸縮控制銑刨鼓的轉停。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，一般由硬質合金材料制造。刀體由優質合金鋼制成，刀頭焊接到刀體上后再作特殊強化處理。由于刀頭工作時直接與路面摩擦，為使其磨損均勻，刀體把柄外部裝有彈性套。

2.5 銑刨鼓驅動裝置

銑刨鼓驅動裝置分為機械式驅動裝置和液壓式驅動裝置。

2.5.1 機械式驅動裝置

在機械式驅動裝置中，發動機輸出的動力通過離合器和三角形組合皮帶傳遞到銑刨鼓內的傳動軸上，經行星齒輪減速器減速后驅動銑刨鼓旋轉，進行銑刨作業。機械式驅動方式能把最大功率傳遞到銑刨鼓上，可避免液壓傳動所帶來的功率損失。三角形組合皮帶傳動中的液壓自動張緊裝置既可使三角形組合傳動皮帶不至于快速磨損，又可以高效率地傳遞扭矩。

2.5.2 液壓式驅動裝置

液壓式驅動裝置中，發動機產生的動力由分動箱傳遞到液壓泵，液壓泵驅動液壓馬達，帶動銑刨鼓軸旋轉，進行銑刨作業。液壓式驅動裝置通常包括液壓馬達、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

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

3 路面銑刨機未來發展方向

3.1 動力技術

生物燃料發動機、混合動力裝置、純電動力裝置目前多用于車輛，但隨著大功率供電裝置的研制，將會逐漸應用于銑刨機。

3.2 傳動技術

機械液壓混合動力傳動系統是基于二次調節靜液傳動技術而形成的一種新型傳動系統，具有無級變速的精細速度調節、容易實現正反轉、能防止發動機超負荷運轉以及可靠性高等特點，同時還可回收車輛的制動動能，保證發動機工作于最佳燃油經濟區。機液混合傳動技術將在銑刨機上具有很強的競爭力。

3.3 控制與信息技術

將監視設備、控制設備、衛星定位、傳感器與遠程通信設備等功能有機集成在一起，使得銑刨機控與信息系統結構更加簡潔，功能更強大。

3.4 智能化技術

智能化技術綜合了現代控制方法、人工智能、先進傳感檢測系統、高級驅動技術為一體的特點，為銑刨機的創新提供了更高的平臺支撐。目前，智能化技術主要體現在以下幾個方面：基于分布式傳感測量系統的機器狀態智能感知技術、基于通用或專用控制器的中央智能控制技術、故障診斷的專家智能技術、智能化驅動技術、施工作業控制的智能化決策技術、與通訊技術結合的遠程智能化管理技術等。

3.5 環保技術

銑刨機的環保指的是減振、降噪和減少有害氣體的排放，其依賴于動力環保技術和燃燒加熱系統排放控制技術的發展。此外，未來會根據銑刨機結構特點，從理論上分析噪聲產生的機理和不同噪聲源的特性，利用聲強法和頻譜分析方法確定主要噪聲源;根據噪聲源位置和特性，采取相應的控制措施降低整機噪聲。

3.6 人機工程技術

目前先進的銑刨機在人機工程方面創新突出，舒適化駕駛、美觀化外型、一指化操作、全景化視野技術等大大提高了機器的美觀性、操作性、舒適性、可達性、可讀性、安全性等性能。借助于新型設計技術、色彩技術、材料技術、聲光電技術、數碼技術、視覺技術等，使銑刨機的使用更加人性化。

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，從事建筑領域專利審查工作。

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