輪胎式鑿巖臺車車橋發展及趨勢研究

王培酈，劉望，梁鳳遠，鄭曉雯

（1.徐州徐工基礎工程機械有限公司，江蘇 徐州221004；2.徐州徐工工潤建筑科技有限公司，江蘇 徐州221000）

1 概述

鑿巖臺車是隧道開挖、礦山及井下開挖掘進的專業大型鑿巖設備，主要應用于鐵路、公路、礦山、井下及搶險等環境。隨著“自動化換人，機械化減人“政策的強制實施，采用鑿巖臺車施工作業爆破孔已經廣泛應用于山嶺隧道施工，迎來了鑿巖臺車國內需求的連續增加。鑿巖臺車發源于歐洲 （1970年法國蒙特貝特公司制造出世界上第一臺液壓鑿巖機H50），其中以美國的英格索蘭公司、加登丹弗公司、瑞典阿特拉斯·科普柯公司、林登阿利馬克公司、芬蘭湯姆·洛克公司、法國艾姆科塞克馬公司、德國克虜伯公司和日本古河公司影響最大【1】。目前已有20 多個國家的幾十家公司生產不同型號的鑿巖臺車【2】。其中以阿特拉斯、山特維克最為老牌，我國國內從20 世紀70年代后開始引進及研發，2010年之后更是加快了鑿巖臺車本土化的發展進程。

鑿巖臺車車橋主要擔負著整車的前進、后退、爬坡、制動、轉向功能。同時考慮到輪胎式鑿巖臺車方便公路運輸（整車高度及寬度考慮），鑿巖臺車車橋目前市場單一，多樣性不夠。

2 鑿巖臺車車橋現狀及參數

按照鉆臂數量分類，一般簡單分為單臂鑿巖臺車、兩臂鑿巖臺車、三臂鑿巖臺車、四臂鑿巖臺車等。目前國內已經出現五臂鑿巖臺車，國外能查到的臂數比五臂更多【3】。鑿巖臺車鉆臂和平臺的配置隨著臂數的增多，前橋承載能力大幅度增加。整車行駛速度一般在15 km/h 到20 km/h 之間，整車爬坡角度一般都要求25%（14°）以上，最大達到20°。鑿巖臺車行車制動要求在最大坡度上能停住，一般要求整車能夠左右轉向38°（或者達到41°）。

在整車設計的要求下，車橋主要考慮以下四點參數：（1）動載、靜載；（2）速比；（3）制動力矩；（4）橋殼長度。同時考慮到國內礦山及隧道等相關設備安全管理規定，針對車橋的制動必須選用濕式橋。

針對國內鑿巖臺車主流市場為單臂、 雙臂、三臂車型，本文僅分析這三種車型的車橋。

國內市場主要生產單臂鑿巖臺車的廠家及車橋配置，徐工、華泰和鑫通已經國產化車橋，多數廠家車橋依然選用德納車橋。

單臂鑿巖臺車市場競爭激烈，傳動系統出現了兩種類型：一種是傳統的機械液力傳動，一種是靜液壓傳動。其中機械液力傳動是主流，配置DANA 111 和DANA 112 車橋為最優選擇 （不考慮成本）。單臂車橋主要動載8 噸左右，速比22-26，制動力矩10000 N·m（單橋）左右，長度1300-2000 mm。

國內市場主要生產雙臂鑿巖臺車的廠家及車橋配置，除徐工外幾乎都選用德納車橋。雙臂鑿巖臺車產品的傳動系統中驅動橋，從收集到的資料顯示都被德納橋114 或者123 壟斷。車橋以123 為例，主要動載要求15-24 噸，速比18.6-22,制動力矩23000 N·m 以上 （單橋）, 長度1950-2550 mm。因為鑿巖臺車工況比裝載機工況好，在裝載機6 噸濕式橋的基礎上開發適應雙臂鑿巖臺車使用的驅動橋，打破德納公司在兩臂鑿巖臺車領域的壟斷有積極的國產化意義。

國內市場主要生產三臂鑿巖臺車的廠家及車橋配置幾乎都采用美國德納公司37R、213 的驅動橋。少部分選用德國Kessler 公司驅動橋。以37R 為例，動載37-39 噸，速比20-24,制動力矩32000 N·m 以上（單橋），長度2306-2566 mm。迄今只收集到鐵建開發的三臂鑿巖臺車車橋選配了分宜的國產化驅動車橋。

3 鑿巖臺車車橋趨勢

鑿巖臺車發展以小型化、多臂化、智能化為發展方向，這就對車橋提出了新要求。單臂鑿巖臺車車橋發展有以下發展新需求：

（1）單臂鑿巖臺車車橋由市場上主流的開式橋提出了對制動要求更安全的閉式橋。

（2） 同時單臂鑿巖臺車為了穩定性考慮，多家制造廠商退出了前寬后窄的整車，前橋使用雙胎并裝的安裝形式。

（3）為了提升產品利潤，單臂車橋大部分國內生產廠家實現了國產化配置。后續如何統一型號，跟國外車橋能夠互換，可靠性、維修性、制動能力全面提升，且將車橋做得小而美觀也是一大趨勢。

雙臂鑿巖臺車車橋發展呈現以下特點：

（1）雙臂鑿巖臺車變型產品較多，整車重量變化幅度較大，從20 多噸到30 多噸不等，對車橋動載要求較大。以最高承載25 噸動載要求，驅動橋寬度限制在2500 mm（方便公路運輸），速比25-29，制動力矩至少10 000 N.m（單橋）是國產化開發的主要參考。

（2）國產化兩臂的鑿巖臺車車橋，后續將推廣到同類型的輪胎式掘進鉆車和輪胎式采礦臺車。打破國外車橋壟斷地位，一方面有利于促進鑿巖臺車核心零部件的行業發展，另一方面也有利于降低鑿巖臺車成本和售價。

三臂鑿巖臺車車橋發展有以下新趨勢：

（1） 德納37R 和213 車橋在中國三臂市場有絕對統治地位。以這兩種型號的濕式橋為標桿國產化是未來需求方向，而目前國內橋廠家對重載大噸位短橋的設計能力和制造加工能力欠佳。

（2）隨著多臂鑿巖臺車發展，四臂五臂對車橋的要求必將會突破動載40 t，這種高附加值濕式驅動橋開發應用和國產化也是未來發展的新趨勢。

4 其他

隨著鑿巖臺車不斷發展，錨桿臺車、采礦臺車（在鑿巖臺車底盤上工作裝置有所不同）變形衍化產品需求極大，市場上已經出現了多種履帶式鑿巖臺車。

目前國產化的鑿巖臺車車橋集中在單臂臺車上，兩臂和三臂的車橋國產化還沒有大范圍出現。鑿巖臺車箱橋國產化中體積和外觀小型化（國內同類型車橋一般都比DANA 同類型車橋大而且胖），提升可靠性才是重中之重。兩臂和三臂臺車的車橋打破國外廠家壁壘，研發大噸位附加值較高的車橋才是市場亟需的。希望本文給行業內的車橋生產廠家一些啟示，推動整個鑿巖臺車行業關鍵零部件的長足發展。