铣削转子是沥青混凝土路面冷铣刨机核心部件,目前国内主要依据经验和类比进行铣削转子结构设计、铣削作业参数选取及铣削功率配置,铣削转子作业性能、功率利用率、铣削转子及部件寿命亟待提高。为此开展沥青混凝土路面铣削转子动力学研究,采用理论模型和室内足尺试验相结合的方法,深入研究单把刀具铣削转子与沥青混凝土路面相互作用的力学规律和铣削能耗规律,并实现单刀和旋转多刀铣削阻力计算、铣削能耗预测,为铣削转子设计、铣削参数选取、铣刨机功率控制等提供理论基础。主要研究内容如下;依据沥青混凝土铣削受力模式及平移切削阻力特性,以剪切破坏建立了包含沥青混凝土材料特性参数、铣削作业参数、铣削转子及铣削刀具结构参数的铣削刀具三维空间铣削阻力计算模型;将任一时刻同时参与铣削的各刀具铣削阻力的向量叠加作为旋转多刀铣削阻力,得到了旋转多刀铣削阻力和铣削功率的理论计算方法。为验证理论模型并进行铣削刀具与沥青混凝土相互作用动力学研究,研制了沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台。并设计了沥青路面冷铣刨机用角度调节式刀库组件及单刀铣削切向力、径向力和侧向力三分力传感器。以单刀铣削阻力、铣削转子转速、转角、驱动扭矩、铣削作业速度、铣削转子液压马达压力为主要检测值搭建了试验数据采集系统,并实现了单刀铣削阻力数据的无线传输。制作了典型AC-10、AC-13和AC-20三种沥青混凝土路面板并进行了其抗压强度、劈裂强度和剪切强度试验。开展沥青混凝土路面铣削转子单刀铣削试验得到了铣削线速度、铣削进距、铣削深度、安装角、铣削模式、沥青混凝土剪切强度对铣削阻力的单因素影响规律,并确定了铣削阻力模型中待定系数和铣削模式系数取值,实现了单刀和旋转多刀铣削阻力及铣削功率的理论计算。试验数据表明,保持铣削进距、铣削深度不变时,铣削切向力随铣削线速度无明显变化趋势;单刀铣削切向力随铣削进距和铣削深度均呈单调函数变化;铣削进距对单刀铣削切向力峰值影响最为显著。单刀铣削试验数据还表明铣削作业参数不变时单刀铣削切向力峰值随沥青混凝土剪切强度增大而增大,而与抗压强度和劈裂强度无明显联系,直接剪切试验得到的剪切强度可以很好的表征沥青混凝土铣削破坏难易程度。刀具刀尖半角为55°时,安装角最佳取值为42° :不同工况下铣削切向力与铣削阻力合力的夹角在26°～32°变化;通过试验确定了旋转多刀铣削时不同刀间距对应的铣削模式系数。铣削转子设计和铣削参数的选取还必须考虑铣削转子作业过程中的能耗规律。能耗参数的理论计算和试验数据表明,单刀铣削生产率、平均功率、比能耗随铣削转子半径、铣削线速度、铣削进距和铣削深度呈单调递增或递减函数关系。相同工况下单刀铣削生产率、平均功率、比能耗理论计算值与实测值差值较小,理论能耗模型可以较为准确的反映实际能耗。考虑铣削转子工作稳定及单刀铣削平均功率,铣削线速度应取6～7m/s并利用铣削刀具对沥青混凝土的冲击挤压作用;在一定铣削深度作业时,应适当提高铣削进距以降低比能耗提高生产率。理论模型为铣削转子及铣刨机设计和旋转多刀铣削功率控制提供理论支持。