1m全液压铣刨机铣刨系统研究

1m全液压铣刨机铣刨系统研究

陈泽先

(徐州徐工筑路机械有限公司江苏徐州221000)

摘要：文章针对1m全液压铣刨机铣刨系统展开论述，主要分析了系统结构以及运行原理，并对负荷试验进行了分析，总结出铣刨液压系统运行注意要点，希望能够为今后沥青混凝土路面养护提供参考。

关键词：1m全液压铣刨机铣刨系统；沥青混凝土路面；公路行业；沥青路面养护

随着进入大修期的沥青混凝土路面越来越多，沥青混凝土路面的铣刨与再生将成为公路行业发展的一个重点。公路建设事业的快速发展在对国民经济产生巨大推动作用的同时，也向公路养护事业提出了更高要求。路面铣刨机是沥青路面养护施工机械的主要机种之一，主要用于清除公路、城市道路面层病害或沥青路面面层的整体铣刨作业。根据我国公路发展的统计，未来公路养护对各类现代化机械设备的需求将会越来越大。国外进口产品尽管性能先进，但价格昂贵、维修服务不便，因此可以预计国产沥青路面铣刨机将具有较广阔的市场前景。

11m全液压铣刨机铣刨系统

1.1动力系统

动力传动系统的功能是为整机提供动力，由发动机、燃油供给系统、动力冷却系统组成。其中发动机是核心组成部分，根据传动系统的不同可以选择不同的发动机动力输出方式：方式一，发动机动力从一端输出[1]。动力经过发动机飞轮传给分动箱后，在经分动箱分别驱动行走系统和铣刨系统，这种动力输出方式，使得动力传动系统可靠且结构紧凑。

1.2行走系统

行走系统一般有行走液压泵、液压马达、同步阀等组成，为行走系统提供动力。铣刨机的行走系统分为轮式和履带式两种。轮式一般用在中小型的铣刨机中，具有机动性能好，转场便，成本低廉等优点。

1.3转向系统

转向系统目前大概有三种形式。第一种是四个轮子均可独立转向，依靠精确的电子控制可实现前轮转向、后轮转向、原地转向、蟹行等转向功能；第二种是双桥转向，两前轮和两后轮分别是联动的；第三种是两前轮是联动的，而两后轮均是独立转向的。

1.4铣刨系统

铣刨系统是铣刨机的核心系统，主要用于对铣刨路面进行铣刨，并将铣刨下来的料向铣刨转子中间集中，以便集料系统运输旧料。铣刀以左右对称的方式按螺旋线方式布置在铣刨转子上，铣刨转子在铣刨马达的驱动和铣刨机自身重量的作用下，使铣刀依次切入铣刨路面，路面材料在铣刀的撞击和挤压作用下破碎为颗粒[2]。目前铣刨系统的区别主要集中在铣刨转子上，铣刨转子有以下三种：焊接刀座结构、可拆卸刀座结构、快换刀座结构。焊接刀座磨损后不易更换且重新定位困难；可拆卸刀座又容易造成道具前期损坏；快换刀座成本高，但一般情况下仅需更换刀头，维护方便。

1.5转子升降系统

转子升降系统的功能是调节铣刨转子相对于机体的高度，以实现不同深度的铣刨。由立柱外壁、立柱内壁、升降油缸壁，升降油缸活塞组成。其工作原理：升降油缸壁与立柱外壁连为一体，立柱外壁与机架连为一体，升降油缸底部与立柱内壁铰接，立柱内壁与车轮连为一体，通过控制液压油进入升降液压缸内带动活塞上下伸缩，可实现立柱内外壁的相对运动，从而实现铣刨转子相对路面的上升和下降，完成不同铣刨深度工况的作业。由于升降系统工作时立柱内外壁间较大应力的存在，所以系统设计时要考虑材料的磨损问题。另外，长期存放不用时，完全依靠升降油缸承重，这样将严重影响油缸密封件的寿命，所以建议设计时增加辅助支撑设备。

1.6集料系统

一般大中型铣刨机都带有集料系统回收旧料，集料系统由集料装置、一级输料皮带、二级输料皮带、托架、吊架、料斗、摆动油缸等组成，其作用是收集被铣刨下来的旧料，并将输送到运输卡车或指定的地点。对于二级输料来说，一级皮带下端可自由升降，二级皮带前段的高度可以调节并左右摆动，以适应各种运输卡车。根据机型的不同有的铣刨机不带二级输料皮带，另外，输送皮带可折叠以便运输的方便。

1.7自动调平系统

铣刨机配置了一套纯电子的铣削深度控制系统，它由连接在侧挡板上的拉绳深度传感器和数字控制器组成，使机器的铣削深度可准确至毫米[3]。

1.8洒水系统

洒水系统由高低压水泵和洒水机构组成，其主要功能是冷却铣刨转子及铣刀，其次还可以减少工作中的灰尘。铣刨机在工作时，铣刨过程是一个间歇性的过程，在此期间铣刀由于受到强烈的冲击以及被铣刨材料的摩擦，将会产生大量的热量，虽然铣刨转子内部一般会加装冷却液，但其冷却效果是有限的，在连续工作时，如果不进行洒水冷却，铣刀刀头将会由于温度升高而变得磨损加剧，从而加大了铣刨阻力，降低了生产效率，同时由于铣刀受热无法散去，热量将会经铣刀刀座传递到铣刨轮，再传到减速器和铣刨马达等，严重时可能导致系统无法正常工作。所以在连续工作时，进行洒水降温是十分必要和有效的。洒水系统的低压水泵将水经管路送到各个喷头（一般布置在转子和输料皮带处），主要用于强制降温和降尘。高压水泵主要用于系统的清洗。

1.9液压系统

液压系统是铣刨机的主要组成系统，它可以驱动工作装置——铣刨转子、整机行走机构、风扇等等。一般采用多泵且相互独立的液压系统，工作时相互之间不干扰，可靠性比较高。铣刨机的行走系统大多都采用全轮液压驱动系统，完成铣刨机的前进、后退等功能。

2全液压路面铣刨机铣刨系统负荷试验

为进一步研究路面铣刨机的铣刨载荷，进行了路面铣刨机的现场铣刨试验。机械传动的路面铣刨机，测试铣刨负荷需要在铣刨系统传动链中串入扭矩传感器，该扭矩传感器需要承受铣刨冲击载荷，且结构布置上难以实现，全液压铣刨机，铣刨液压系统的压力可以直接反映铣刨负荷值，且在铣刨液压系统中接入压力传感器是很容易实现的，因此，本次试验中，采用在铣刨液压系统接压力传感器，通过检测液压系统压力反映铣刨负荷。

转速传感器可分为机械、电气、电磁、光感等多个种类，还可根据信号输出方式分为模拟式转速传感器和数字式转速传感器，前者直接输出与转速呈线性函数关系的电压，后者输出频率信号。

路面铣刨机采用前桥驱动，两前轮为驱动轮，两后轮为从动轮。考虑到驱动轮转速测量的方便，在驱动轴与前桥连接的位置安装接近开关和测速码盘。驱动轴的最高转速为72r/min（等效驱动轮最高转速为7.5r/min），测速码盘为60齿，驱动轴转速传感器频率上限为72Hz。压力传感器型号PMP5073通过转换接头直接接在行走液压泵与铣刨液压泵的出口处。

试验中传感器信号通过DEWE‐5000数据采集仪记录。铣刨机行走速度传感器输出的脉冲信号，直接通过数据采集仪的频率模块测量脉冲信号频率，换算为速度信号；铣刨机铣刨液压系统压力传感器输出的电压信号，直接通过数据采集仪的电压模块测量，换算为压力信号。

试验过程中，改变铣刨速度和铣刨深度，逐次进行铣刨作业，记录相关数据，将采集到的数据进行幅值分布分析，得到铣刨液压系统压力的幅值分布曲线，从铣刨液压系统压力幅值曲线中，提取出特征参数。最终结论为，试验机型的铣刨液压系统，不能够传递发动机的全部功率，存在最大驱动扭矩设置偏小的缺陷。

图1铣刨系统负荷特性分析

结束语：

综上所述，当处于运行状态时，铣刨扭矩跟随铣刨速度增大不断提升，铣刨扭矩也会受铣刨深度增大而不断增大。如果工况正常，那么铣刨扭矩一旦增加，将会使系统泄漏得以怎家，降低铣刨转子转速，这一问题并不会带来较大的影响；如果处于超负荷工作状态，系统频繁溢流，反而会对铣刨转子转速带来较大影响。

参考文献：

[1]蒋世应,沈涛,管华超,etal.基于AMESim轮式铣刨机双速底盘行走液压系统四轮驱动模式的仿真研究[J].科技风,2017(14):169-169.

[2]徐远钦.铣刨机化解铣刨过载工况之分析[J].机电技术,2017(3).

[3]周鑫,吴海涛,樊丽丽.路面铣刨机行走顿挫的原因及改进方法[J].工程机械与维修,2017(1):58-59.