浅析路面铣刨机技术研究现状

摘  要：本文对铣刨机领域的专利文献和非专利技术进行了统计和分析，阐述了路面铣刨机的总体结构、工作原理及主要工作部件等内容，同时展望了路面铣刨机未来研究发展方向。

关键词：铣刨机;结构;工作部件

中图分类号：U415.52      文献标识码：A      文章编号：2096-6903（2020）05-0000-00

铣刨机是一种高效率路面修复机械，主要用于公路、城镇道路、机场、货场、停车场等沥青混凝土面层的开挖翻修。

1 路面铣刨机的总体结构、工作原理及分类

1.1 路面铣刨机的总体结构

路面铣刨机主要由发动机、机架、传动系统、铣刨装置、驾驶系统、行走装置、转向系统及制动系统、集料输送装置、液压系统等组成。现代大、中型铣刨机还配置有功率自动控制系统、铣刨深度自动控制系统、自动调平系统及计算机自动控制和故障诊断系统。

1.2 路面铣刨机的工作原理

路面铣刨机沿待铣刨、剥离的路面运动，在控制系统的操纵下，放下回转切削工具，在机架重力作用下，利用其旋转的铣刨刀头对路面进行铣刨作业，铣刨鼓下降的深度就是被剥离的沥青混凝土路面面层的厚度，其动力的传动路线为：发动机→液压泵→液压马达、液压缸→铣刨装置。

1.3 路面铣刨机的分类

路面铣刨机有多种不同分类方式：根据铣削方式，驾驶式路面铣刨机可分为冷铣式和热铣式两种;根据铣削转子旋转方向，驾驶式路面铣刨机可分为顺铣式和逆铣式两种;根据行走装置的结构特点，驾驶式路面铣刨机可分为轮式和履带式两种;根据铣削转子的位置，驾驶式路面铣刨机可分为后悬式、中悬式和后桥同轴式三种;根据铣削转子的作业宽度，驾驶式路面铣刨机可分为小型、中型和大型三种;根据传动方式不同，驾驶式路面铣刨机可分为机械式和液压式两种。

2 路面铣刨机的重要工作部件

2.1 动力装置

路面铣刨机的动力装置主要为置于主机架上，与分动箱相连的风冷式柴油机或水冷式柴油机。风冷式柴油机具有体积小、质量轻、油耗低、动力性能好、在缺水地区使用不受影响等优点，但是其功率较小，适用于中小型铣刨机。水冷式柴油机功率大、稳定性好、寿命长，可以长时间不间断运作，适用于大中型铣刨机。

2.2 机架

机架是路面铣刨机的承重构件，为了使铣刨机有足够的重量以减少铣刨时整机的振动，铣刨机机架一般用厚钢板切割成型并焊接制造成整体式结构，使其具有足够的强度、刚度和重量。一般铣刨鼓的支撑装置与机架固结，机架与履带或车轮之间采用液压油缸升降的支柱相连，每个支柱的高度都可以独立调节。

2.3 行走装置

路面铣刨机的行走装置系统包括行走轮系统、转向系统和制动系统等。

常见的履带式路面铣刨机的行走轮系统由4个独立的履带装置组成，行走履带装置主要由液压行走马达、行星齿轮减速箱、驱动链轮、支重轮、导向轮、履帶、张紧装置、机架及橡胶履带板等组成。

铣刨机的制动系统由液压系统及液压马达等组成，每只轮子皆由各自的液压马达驱动，履带装置液压驱动系统装有液压释放制动机构，机械停止行驶时可自动地实施制动。

2.4 铣刨装置

驾驶式路面铣刨机的铣刨装置由铣刨鼓总成、铣刨装置升降机构、铣刨深度控制装置等组成。其中，铣刨鼓是路面铣刨机的主要工作部件，铣刨鼓由液压马达带动皮带轮驱动，皮带张紧油缸的伸缩控制铣刨鼓的转停。铣刨鼓总成由铣刨鼓、铣刨刀基座、铣刨上部刀座、铣刨刀具、刮刀板、传动轴、行星齿轮减速器等组成。

铣刨刀具由刀头、刀体、弹性套组成，刀头呈子弹头形状，一般由硬质合金材料制造。刀体由优质合金钢制成，刀头焊接到刀体上后再作特殊强化处理。由于刀头工作时直接与路面摩擦，为使其磨损均匀，刀体把柄外部装有弹性套。

2.5 铣刨鼓驱动装置

铣刨鼓驱动装置分为机械式驱动装置和液压式驱动装置。

2.5.1 机械式驱动装置

在机械式驱动装置中，发动机输出的动力通过离合器和三角形组合皮带传递到铣刨鼓内的传动轴上，经行星齿轮减速器减速后驱动铣刨鼓旋转，进行铣刨作业。机械式驱动方式能把最大功率传递到铣刨鼓上，可避免液压传动所带来的功率损失。三角形组合皮带传动中的液压自动张紧装置既可使三角形组合传动皮带不至于快速磨损，又可以高效率地传递扭矩。

2.5.2 液压式驱动装置

液压式驱动装置中，发动机产生的动力由分动箱传递到液压泵，液压泵驱动液压马达，带动铣刨鼓轴旋转，进行铣刨作业。液压式驱动装置通常包括液压马达、变量泵、冷却油泵、冷却油池、精滤器、粗滤器、油箱等部件组成。

2.6 集料输送装置

驾驶式路面铣刨机集料输送装置一般为皮带式输送装置，且一般设有一级料和二级料输送装置，铣刨机工作时能将铣刨装置铣刨下来的沥青物料直接输送到运输车上。集料输送皮带机将铣刨下来的散料收集并送到装车输送皮带机。装车输送皮带机再将散料输送到自卸车料斗内回收再利用。

3 路面铣刨机未来发展方向

3.1 动力技术

生物燃料发动机、混合动力装置、纯电动力装置目前多用于车辆，但随着大功率供电装置的研制，将会逐渐应用于铣刨机。

3.2 传动技术

机械液压混合动力传动系统是基于二次调节静液传动技术而形成的一种新型传动系统，具有无级变速的精细速度调节、容易实现正反转、能防止发动机超负荷运转以及可靠性高等特点，同时还可回收车辆的制动动能，保证发动机工作于最佳燃油经济区。机液混合传动技术将在铣刨机上具有很强的竞争力。

3.3 控制与信息技术

将监视设备、控制设备、卫星定位、传感器与远程通信设备等功能有机集成在一起，使得铣刨机控与信息系统结构更加简洁，功能更强大。

3.4 智能化技术

智能化技术综合了现代控制方法、人工智能、先进传感检测系统、高级驱动技术为一体的特点，为铣刨机的创新提供了更高的平台支撑。目前，智能化技术主要体现在以下幾个方面：基于分布式传感测量系统的机器状态智能感知技术、基于通用或专用控制器的中央智能控制技术、故障诊断的专家智能技术、智能化驱动技术、施工作业控制的智能化决策技术、与通讯技术结合的远程智能化管理技术等。

3.5 环保技术

铣刨机的环保指的是减振、降噪和减少有害气体的排放，其依赖于动力环保技术和燃烧加热系统排放控制技术的发展。此外，未来会根据铣刨机结构特点，从理论上分析噪声产生的机理和不同噪声源的特性，利用声强法和频谱分析方法确定主要噪声源;根据噪声源位置和特性，采取相应的控制措施降低整机噪声。

3.6 人机工程技术

目前先进的铣刨机在人机工程方面创新突出，舒适化驾驶、美观化外型、一指化操作、全景化视野技术等大大提高了机器的美观性、操作性、舒适性、可达性、可读性、安全性等性能。借助于新型设计技术、色彩技术、材料技术、声光电技术、数码技术、视觉技术等，使铣刨机的使用更加人性化。

收稿日期：2020-04-15

作者简介：李鹏程（1983—），男，湖北襄阳人，硕士，助理研究员，从事建筑领域专利审查工作。

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