王江蘭　延偉　孟馬平

摘要：針對輪式銑刨機右后輪異常磨損的現象，采用地磅測量前橋和后輪在銑刨模式和貼邊銑刨模式下所承受的載荷，并對測量結果進行對比分析。結果表明：右后輪距離整機重心位置太近，在貼邊銑刨模式下，當輸料機擺動至右側極限位置時，輪胎實際承受的載荷超過了其允許的使用載荷，導致輪胎出現異常磨損和撕裂。在分析的基礎上，針對上述原因提出了解決方案。

關鍵詞：銑刨機；右后輪；故障；解決方案

中圖分類號：U415.52文獻標志碼：B

Abstract： Aimed at the abnormal wear of the right rear tyre of wheeled milling machine， the load of front axle and rear wheel during common milling and edging milling was measured by weighbridge. The analysis of the measured results shows that since the right rear tyre is too close to the center of gravity of the milling machine， the tyre is overloaded when the material conveyor reaches the limit position of its right side， which causes the wear. Solutions were proposed in the end.

Key words： milling machine； right rear tyre； fault； solution

0引言

路面銑刨機作為公路和城市道路養護的專用設備，主要功能是清除或剝離公路車轍、龜裂、擁包等路面病害，以及對摩擦系數低的水泥混凝土路面進行拉毛作業，目前被廣泛應用于現代公路養護工程中[12]。城市道路因車流量大、彎道多、井蓋多等原因，在進行路面翻修時一般采用輪式銑刨機，但輪式銑刨機常出現輪胎異常磨損問題[34]。本文針對橡膠輪胎異常磨損情況進行了分析，并提出解決方案。

1輪胎異常磨損現象及故障解析

通過對市場上銷售量較大的國內外品牌輪式銑刨機的跟蹤研究發現，在相同的施工周期內，銑刨機右后輪的橡膠胎面磨損程度明顯比其余3個輪胎嚴重。如圖1所示，前輪橡膠胎面磨損均勻，胎面中部和邊緣磨損量基本相同，無明顯撕裂現象，屬正常磨損；右后輪橡膠胎面存在撕裂現象，特別是輪胎端面處普遍有橡膠脫落，部分車輛出現橡膠與鋼圈輪輞結合面分離[5]。進一步研究發現，左后輪與前輪的使用壽命基本不受銑刨作業的影響，而右后輪的使用壽命與銑刨作業模式有密切關系。貼邊銑刨作業工況占總銑刨作業時間的比例越大，輪胎使用壽命越短，特別是在貼邊銑刨作業模式下高速行車時，右后輪橡膠與鋼圈輪輞結合面極易出現分離現象，輪胎的壽命不足200 h，遠低于800 h的正常使用壽命[6]。

相同規格型號的輪胎在相同的施工工況和施工時間下，使用壽命出現明顯差異的最直接影響因素是輪胎承受的載荷不同[7]。當銑刨作業方式由通用銑刨模式切換為貼邊銑刨模式時，右后輪所承受的載荷明顯增加。

2重心測量及結果分析

2.1重心測量

采用地面支反力法，借助地磅測定設備在水平面內的重心位置，為了使測量結果與實際施工情況相符合，水箱、燃油箱、液壓油箱按規定添加液體至工作液面位置。輸料機在施工過程中會在一定范圍內左右擺動，因其自身質量大，擺動至不同位置時對整機重心有明顯影響，進而影響不同位置處輪胎所承受的載荷大小[8]。故將輸料機分別置于中間位置、左擺動極限位置和右擺動極限位置，在通用銑刨作業模式下，對整機質量等相關參數進行2次測量，結果如表1所示。

2.2測量結果分析

表1中的測量結果顯示，輸料機所處位置對前橋和左后輪所承受載荷的影響較小，對右后輪所承受載荷的影響較大，載荷大小由輸料機左擺極限位置的4 200 kg增加至右擺極限位置的5 175 kg，漲幅達到23%。圖2也表明，右后輪更靠近整機重心位置，將承受更大載荷，其使用壽命低于其他3個輪胎；在貼邊銑刨作業模式下，右后輪擺動至前側時，距離重心位置更近，所承受的載荷更大。據此，按輸料機所處的3種位置，在貼邊銑刨模式下，再次測量整機質量相關參數，結果如表2所示。

表2測量結果顯示，在貼邊施工模式下，前橋和左后輪所受載荷明顯變小，左后輪所受載荷僅為通用銑刨模式下的60%。以輸料機置于中間位置為例，通用銑刨模式下左后輪所受載荷為4 585 kg，貼邊銑刨模式下所受載荷僅為2 825 kg，載荷降幅達40%。右后輪在輸料機右擺極限位置時所受載荷最大值達到7 850 kg，此時左后輪載荷僅為2 570 kg，2個前輪各承受約2 510 kg的載荷，僅且右后輪載荷的1/3。實心橡膠輪胎的拉伸強度為19 MPa，剪力強度為9 MPa，撕裂強度為400 N·cm-1，單個輪胎的荷重為6 000 kg，小于貼邊銑刨模式下右后輪的實際載荷力，從而導致右后輪使用壽命遠低于其他3個輪胎。

輪式銑刨機通過控制前輪轉動實現整機的行駛轉向，如圖3所示。前輪承受載荷較小且在跨越臺階時，可通過調節轉向角度避免輪胎側邊緣受剪切力作用，其承受的主要是整機重量作業的正壓力載荷，且遠小于輪胎的允許載荷[9]。銑刨機在施工過程中，完成第1刀銑刨作業之后，會在路面留下一個臺階，如圖4所示。進行后續銑刨作業時，要求施工前進路線與臺階面平行，否則銑刨后的路面會呈不規則形狀，將增加后續路面攤鋪作業的難度。此外，如果施工前進路線與臺階面不平行，會導致右后輪端面與臺階端面互相擠壓，造成輪胎端面磨損和撕裂[10]。

由上述測量分析結果可知，造成右后輪出現異常磨損和撕裂從而導致使用壽命過短的原因主要有以下3個方面。

（1）貼邊銑刨作業時，當右后輪擺動至前側位置時，距離整機重心位置太近，承受的載荷已超過輪胎的允許載荷，這是造成輪胎使用壽命短的主要原因。

（2）輪式銑刨機通過前輪實現轉向，對操作水平要求較高，而未經嚴格培訓的操作手在操作設備時，易導致輪胎側面與臺階面相互擠壓，造成輪胎異常磨損和撕裂。

（3）輪式銑刨機因整機質量大，要求輪胎的承受載荷能力強；而一般采用的實心橡膠輪胎，是不允許長時間高速行駛的，否則輪胎內部橡膠層相互擠壓產生的熱量不能及時散發掉，導致熱量持續積聚將加速橡膠老化，最終致使橡膠層與鋼圈輪輞結合面分離。

3結語

根據上述分析結果，通過以下幾種措施可有效提高輪胎的使用壽命。

（1）在設備左后輪附近增加配重，促使整機重心向中心軸線位置移動，可有效降低右后輪承受的載荷。配重可設計成裝配式結構，根據銑刨模式的變動實時進行調整，降低右后輪處的質量，同時增加前橋的質量也可有效降低右后輪的載荷。

（2）選用更寬胎面的右后輪，通過增加其接地面積，降低平均接地比壓，可有效提高輪胎的使用壽命。

（3）設備在使用一段時間后，通過對調前后輪，避免輪胎長時間承受大載荷，這樣可提高輪胎的平均使用壽命。

（4）設備操作手必須經過專業的操作培訓，合格后才允許上崗操作，從而有效降低輪胎橡膠面與鋼圈分離及輪胎端面橡膠撕裂的風險。

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[責任編輯：黨卓鈺]