銑刨機行駛作業阻力特性分析

呂聰正,馮忠緒,李 耀,段永波

(長安大學道路施工技術與裝備教育部重點實驗室，陜西西安 710064)

隨著國家高速公路網、國家區域發展戰略確定的高速公路以及省際連線高速公路建設的不斷推進，到2015年國家高速公路網將全部建成，屆時通車里程將達到500萬km[1]。在這種形勢下，公路養護工作變得日益繁重。從2010年開始，10 a前修建的公路開始普遍進入翻新、擴建、大修周期，銑刨機作為路面養護機械的主要機種，在國內的應用前景非常廣闊。

試驗研究表明，路面銑刨機銑刨系統消耗的功率約占整機功率的77%以上[2]，行走系統消耗的功率約占15%左右[3]。行駛系統和銑刨系統之間相互聯系又相互制約，2個系統的合理匹配直接影響銑刨機的性能指標[4]。本文通過理論分析結合現場樣機試驗對銑刨機行駛阻力特性進行分析研究。

1 銑刨機行駛阻力分析

銑刨機行駛阻力主要由銑刨機行駛過程中地面附著條件產生的滾動阻力和銑刨轉子作業過程中的水平切削阻力組成。

1.1 滾動阻力

銑刨機行駛過程中附著條件產生的滾動阻力FQ的計算式為

FQ=MQgδ，

式中δ為輪式車輛在瀝青路面上的滾動阻力系數，δ= 0.02～0.03；MQ為附著質量，由銑刨機整機質量以及銑刨轉子作業時產生的豎直分力決定；g為重力加速度，g=9.8 m/s2。

1.2 水平切削阻力

銑刨機水平切削阻力FH的計算式[3]為

式中k1為經驗系數，與路面材料以及銑刨轉子寬度、刀具排列等有關；k2為經驗系數，與路面材料以及切削寬度、厚度、速度等有關；B為銑刨寬度；……