小菏初露尖尖角—談國內(nèi)路面銑刨機的發(fā)展.doc

一、 國內(nèi)外路面銑刨機的發(fā)展現(xiàn)狀路面銑刨機是公路與城市道路養(yǎng)護作業(yè)的專用機械設(shè)備，主要用于清除路面的車轍、龜裂、癰包、坑槽等路面病害及水泥混凝土路面的拉毛處理。國外路面銑刨機的發(fā)展和工程應(yīng)用已有較長的歷史，積累了豐富的經(jīng)驗。形成了以德國Wirtgen公司為代表的歐洲風(fēng)格的產(chǎn)品和以美國RoadTech公司，CMI公司和Caterpiller公司為代表的北美風(fēng)格的產(chǎn)品。它們的工作原理和流程相同，發(fā)動機的裝機容量基本相當(dāng)。區(qū)別在于歐洲的銑刨機采用四履帶行走方式，外形結(jié)構(gòu)緊湊、精巧，更多地采用電子控制技術(shù)，特別是目前的數(shù)字電子網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)；而北美的銑刨機多采用三履帶行走方式，外形結(jié)構(gòu)造型粗曠，更加堅固。從近十年的中國市場情況來看，人們更多地接受了四履帶驅(qū)動方式的銑刨機。因此，在高速公路的養(yǎng)護工程中，經(jīng)常看到的是Wirtgen公司的2000DC, W2000和W1900路面銑刨機。在2002年之前，我國公路養(yǎng)護市場對路面銑刨機，特別是大型路面銑刨機的需求主要依賴于進口，但每年的市場批量不大。隨著八十年代末和九十年代初修建的一批高速公路，陸續(xù)進入大修期，對路面銑刨機的需求逐年遞增。從2002年開始，該機種的市場需求增長速度表現(xiàn)的非常突出。在這種情況下，發(fā)展我國自己的路面銑刨機，不論從國家的利益還是企業(yè)的利益來講，都是勢在必行的。自2002以來，國內(nèi)的一些廠家看好路面銑刨機的市場潛力，在借鑒國外同類產(chǎn)品經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)和制造了具有現(xiàn)代液壓傳動技術(shù)和電子控制技術(shù)的大型路面銑刨機。這些成果在2002年10月于北京舉辦的CHINA TRANSPO 交通設(shè)備展覽會上得到了展示，國內(nèi)有6個生產(chǎn)廠商首次展出了他們開發(fā)的大型路面銑刨機。到目前為止，國內(nèi)已有陜建股份、西安宏大、徐工集團、北方交通、西筑、中聯(lián)重科可以生產(chǎn)制造銑刨寬度為2m，最大銑刨深度為300mm，具有自動切深控制和收料裝置的履帶式路面銑刨機。其中陜建股份和西安宏大生產(chǎn)的CM2000、CM1900型路面銑刨機，如果從知識產(chǎn)權(quán)的角度來衡量，其整機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)計以及數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計都是自行設(shè)計完成的，不但擁有完整的知識產(chǎn)權(quán)，而且在整機系統(tǒng)設(shè)計、控制系統(tǒng)及其軟件設(shè)計和制造工藝等方面均達到了國際先進水平。就目前市場的需求量而言，據(jù)不完全的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2003年國內(nèi)路面銑刨機的銷售量已達到約120臺左右。但絕大部分的市場份額被進口設(shè)備占有，其中德國wirtgen公司占有主導(dǎo)地位。國產(chǎn)路面銑刨機由于發(fā)展歷史短，市場的認知度尚有一定的差距，處于弱勢地位。但是可以確信，通過不長時間的工程實踐和努力，國產(chǎn)路面銑刨機在技術(shù)的先進性和質(zhì)量的可靠性方面將有很大的提高，并且在經(jīng)濟性方面具有絕對的優(yōu)勢。隨著高速公路大修任務(wù)日益繁重，預(yù)計經(jīng)過23年的時間，我國市場的年需求量將會達到300400臺。到那時，國產(chǎn)路面銑刨機將會擁有很大的市場份額。二、國內(nèi)外路面銑刨機的技術(shù)狀況像其他工程機械一樣，路面銑刨機也經(jīng)歷了一個較長的發(fā)展過程，即由小型向大型由全機械式向全液壓式由機液控制技術(shù)向電液控制技術(shù)由模擬電子技術(shù)向數(shù)字電子技術(shù)由各系統(tǒng)的分立控制技術(shù)向整機的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展過程。它是目前工程機械領(lǐng)域中，結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且高新技術(shù)含量較高的少數(shù)幾種之一，全面集中地反映了國際工程界在機械制造、液壓傳動和電子控制等工程技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展成果。從技術(shù)的角度來看，國內(nèi)外各生產(chǎn)商的路面銑刨機產(chǎn)品，總體上結(jié)構(gòu)大同小異。但在動力傳動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)和行走驅(qū)動系統(tǒng)上有所區(qū)別。1. 大型路面銑刨機的動力傳動系統(tǒng)主要分為兩類：第一類是以Wirtgen公司的W2000、Dynapac公司的PL2000S、陜建股份有限公司的CM2000和西安宏大的CM1900為代表的銑刨機。這類機器在傳動系統(tǒng)上，發(fā)動機將全部動力輸出至專門設(shè)計的分動箱，通過分動箱經(jīng)液控離合器驅(qū)動銑刨轉(zhuǎn)子和液壓系統(tǒng)，這種傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)新穎、緊湊，可靠性高，對發(fā)動機的選擇沒有限制。第二類是以Wirtgen的W1900、Bitelli的SF200L和國內(nèi)其他廠商生產(chǎn)的2m銑刨機，其傳動系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)的銑刨機傳動方案，即發(fā)動機采用兩頭出力的方式，其飛輪端通過液控離合器驅(qū)動銑刨轉(zhuǎn)子，前端則將動力輸出至分動箱來驅(qū)動液壓系統(tǒng)。由于受到整機橫向結(jié)構(gòu)尺寸的限制，采用這種傳動方案時必須選擇“V”型發(fā)動機，使發(fā)動機的選擇受到限制，并且動力系統(tǒng)的整體性較差。另外，對于一些小型的路面銑刨機，考慮到成本的因素，多采用全液驅(qū)動方案，即銑刨轉(zhuǎn)子采用液壓驅(qū)動方式。2. 控制系統(tǒng)可以分為全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和分立式控制系統(tǒng)兩種類型。所謂全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，就是由兩個或兩個以上的帶有CAN-bus或RS485接口的數(shù)字控制器和一個總線以及若干個傳感元件所構(gòu)成的控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的所有控制與反饋信號均由同一個總線傳遞。而分立式控制系統(tǒng)，意味著在同一臺機器上有兩個以上獨立的控制系統(tǒng)，相互之間沒有通信關(guān)系，無法實現(xiàn)信息資源的共享。以Wirtgen公司的W2000、Dynapac公司的PL2000S、陜建股份的CM2000和西安宏大的CM1900為代表的銑刨機采用了全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，它們采用了當(dāng)今國際上最先進的CAN-open或RS485總線通訊方式，對機器的行走速度、轉(zhuǎn)向操縱以及自動切深實施網(wǎng)絡(luò)化控制。操作人員可以通過控制系統(tǒng)的顯示裝置獲得關(guān)于發(fā)動機工作狀態(tài)、機器作業(yè)狀態(tài)、過載狀態(tài)和錯誤信息等數(shù)據(jù)資料，并具有故障自診斷和報警功能，便于操作和維護。另外，按轉(zhuǎn)向操作的方式又可以分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種類型。其一是以W2000為代表的開環(huán)控制方式，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中未設(shè)立轉(zhuǎn)向反饋傳感器，通過操縱手柄直接控制轉(zhuǎn)向比例閥進行轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向角度的大小由轉(zhuǎn)向手柄的操縱時間長短來確定，并且前后履帶通過兩個控制手柄進行獨立轉(zhuǎn)向，以實現(xiàn)各種轉(zhuǎn)向方式。其二是以PL2000S、CM2000、CM1900為代表的閉環(huán)控制形式，這類機器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中設(shè)有轉(zhuǎn)向反饋傳感器，通過手柄操縱轉(zhuǎn)向比例閥進行轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向角度的大小由操縱轉(zhuǎn)向手柄的角度來決定；通過轉(zhuǎn)向模式選擇開關(guān)可以進行前輪、后輪、全輪和蟹行轉(zhuǎn)向方式的選擇，無論在那種轉(zhuǎn)向模式下，只需要一個轉(zhuǎn)向手柄即可輕松操作；這種轉(zhuǎn)向控制方式的優(yōu)點是簡單、直觀和方便。Wirtgen的W1900、Bitelli的SF200L和國內(nèi)其他廠商生產(chǎn)的2m銑刨機均采用了分立式的控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，自動切深控制和整機的其他控制系統(tǒng)是相互獨立的。部分機型的轉(zhuǎn)向操縱采用了全液壓轉(zhuǎn)向方式。3. 國內(nèi)外的大型路面銑刨機均采用了履帶式的行走驅(qū)動系統(tǒng)。以W2000為代表的歐洲風(fēng)格的機器和以CM2000、CM1900為代表的國產(chǎn)銑刨機均采用了四履帶的行走驅(qū)動系統(tǒng)；而以Roadtec 公司和CMI公司的產(chǎn)品為代表的美國風(fēng)格的機器則采用了三履帶的行走驅(qū)動系統(tǒng)，在保證機器接地壓力相同的情況下，同四履帶相比需要更寬和更長的履帶，并且機器的內(nèi)部布置比較松散，機器的外形粗曠，但其轉(zhuǎn)向很靈活。4. 在銑刨寬度為1.3m以下的小型銑刨機中，以Wirtgen公司的W1200F、Bitelli公司的SF102以及西安宏大的CM1200為代表的銑刨機是小型銑刨機領(lǐng)域的高端產(chǎn)品，具有自動切深控制系統(tǒng)，輸料系統(tǒng)為前置式輸送方式，并且行走系統(tǒng)也采用了全液壓四履帶（或四輪）驅(qū)動系統(tǒng)，機器的作業(yè)質(zhì)量好，效率高。國內(nèi)大部分廠商生產(chǎn)的小型路面銑刨機多采用單橋驅(qū)動的機械傳動方式，牽引力較小，并不裝備電子控制系統(tǒng)，適用于對作業(yè)質(zhì)量要求不高、切深較淺的小規(guī)模路面養(yǎng)護作業(yè)。三、我國路面銑刨機面臨的機遇與挑戰(zhàn)隨著我國公路交通事業(yè)的突飛猛進，公路養(yǎng)護工作也變得日益繁重，以銑刨機為主要作業(yè)機械的現(xiàn)代化養(yǎng)護方式勢在必行。根據(jù)我國公路發(fā)展的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，到2003年底，我國高速公路的總里程將接近3萬公里。因此，未來公路養(yǎng)護對路面銑刨機的需求將會越來越大。如果以高速公路每百公里配置一到兩臺，二級以下等級公路每二百公里配置一臺來計算，再考慮城市道路養(yǎng)護作業(yè)的需要，一個很大的市場就要來到。在機遇的面前，我們是否能夠抓住它，利用這個機遇發(fā)展我國的筑路機械工業(yè)，是擺在我們面前的一個重要任務(wù)。從歷史的看，我國的路面銑刨機才剛剛實現(xiàn)了從無到有的突破，尚處于開始階段，工程經(jīng)驗少，市場的認知度低。而國外的路面銑刨機生產(chǎn)廠商， 特別是德國的Wirtgen 公司，已有數(shù)十年的工程和市場經(jīng)驗，產(chǎn)品的質(zhì)量好，信譽度高，在我國的公路養(yǎng)護市場也已有10余年的歷史，已被國內(nèi)的許多用戶所接受。這些構(gòu)成了制約我們發(fā)展的因素，是擺在我們面前，需要我們?nèi)ビ庠降暮涂朔睦щy。除了這些客觀的因素以外，一些人為的因素也給我們帶來了不少的不利環(huán)境。例如，在我國已經(jīng)加入WTO的今天，國產(chǎn)路面銑刨機和進口產(chǎn)品之間，享受著不同市場待遇。國產(chǎn)大型路面銑刨機，作為工程機械中的高端產(chǎn)品，系統(tǒng)中的液壓和電子控制及傳感元件，甚至機械部件，幾乎全部由國外進口，占整機成本的65%到70%。國內(nèi)的各生產(chǎn)企業(yè)按照國家海關(guān)和國稅部門的規(guī)定，在進口這些關(guān)鍵部件時，向國家上繳了17%的增值稅和一定的海關(guān)稅。然而，目前進口的路面銑刨機在全國許多較高級別的進出口公司的操作下，利用國家的技改優(yōu)惠政策，幾乎全部免去了增值稅和海關(guān)關(guān)稅。這是一個非常不平等的市場環(huán)境。如果說在2002年以前，我們還沒有自己的大型銑刨機的情況下，可以對國外產(chǎn)品有一定的優(yōu)惠，是可以理解的。然而，從2002年開始，如果繼續(xù)這樣的政策，是不合適的。希望國內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)和國家的有關(guān)部門，對這樣的問題給予關(guān)注。自2002年以來，國內(nèi)各路面銑刨機生產(chǎn)商都已將自己的產(chǎn)品投入到高速公路的大修養(yǎng)護工程中去，取得了豐富的工程經(jīng)驗和技術(shù)數(shù)據(jù)，在研究和設(shè)計層面上對銑刨機有了較深刻理解。從目前了解到的情況看，國產(chǎn)的許多大型銑刨機，例如像陜建股份的CM2000和西安宏大的CM1900，去年以來的年工作量已超過20萬平方米（以切削深度為5cm計），經(jīng)歷了水泥混凝土路面的拉毛作業(yè)和瀝青路面的銑刨作業(yè)。經(jīng)歷的最大切深達290mm。當(dāng)然，在這個過程中，各家都遇到了各種各樣的困難。但可以相信，通過在設(shè)計上的不斷改進和生產(chǎn)制造上精益求精，在較短的時間內(nèi)，國內(nèi)自行設(shè)計的路面銑刨機在技術(shù)的先進性和質(zhì)量可靠性方面取得大的進展，達到國外同類產(chǎn)品的水平。四、對我國路面銑刨機發(fā)展的建議1、加強創(chuàng)新性研究在借鑒吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助逐漸積累的工程經(jīng)驗，針對工程施工中遇到的新要求、新問題，開展對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)切削動力學(xué)、發(fā)動機及其動力系統(tǒng)的合理匹配、液壓傳動系統(tǒng)的優(yōu)化組合以及控制系統(tǒng)等方面的研究，以便能夠獲得更多的第一手工程數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，擁有完整的自主知識產(chǎn)權(quán)，對路面銑刨機的