除雪機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng),設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯 目 錄 1摘要-----------------------------------------------------5 2除雪機(jī)研制的現(xiàn)實(shí)意義-----------------------------------7 3 研究現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)-----------------------------------------7 3.1國(guó)內(nèi)除雪機(jī)現(xiàn)狀----------------------------------------7 3.2國(guó)內(nèi)除雪機(jī)發(fā)展方向------------------------------------9 3.3國(guó)外道路除雪機(jī)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r---------------------------10 3.4國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械的缺陷-----------------------------------15 3.5除雪機(jī)市場(chǎng)分析---------------------------------------16 4.總體方案分析與設(shè)計(jì)------------------------------------17 4.1方案一-----------------------------------------------17 4.2方案二-----------------------------------------------18 5.對(duì)課題提出的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析----19 5.1 課題研究?jī)?nèi)容-----------------------------------------19 5.2可行性分析-------------------------------------------19 6.除雪機(jī)設(shè)計(jì)---------------------------------------------20 6.1除雪機(jī)與動(dòng)力連接結(jié)構(gòu)---------------------------------20 6.2犁形前雪鏟曲面及鏟體設(shè)計(jì)-----------------------------20 6.3 除雪裝置升降機(jī)構(gòu)------------------------------------23 6.4 推雪與掃雪機(jī)構(gòu)-----------------------------------------23 6.5 鏟刃------------------------------------------------25 6.6 仿形支重機(jī)構(gòu)----------------------------------------26 6.7 液壓控制系統(tǒng)----------------------------------------26 6.8 液壓計(jì)算以及器件選擇--------------------------------27 7.配套動(dòng)力選擇------------------------------------------27 7.1 動(dòng)力選擇---------------------------------------------27 7.2 動(dòng)力校核---------------------------------------------27 7.3 除雪鏟的力學(xué)模型及計(jì)算-------------------------------28 7.3.1除雪鏟轉(zhuǎn)移的行駛阻力------------------------------29 7.3.2 除雪阻力、附著力除雪功率的計(jì)算--------------------29 7.3.3除雪鏟功率計(jì)算------------------------------------30 7.3.4計(jì)算步驟------------------------------------------30 8. 主要特點(diǎn)及技術(shù)性能參數(shù)------------------------------31 8.1 主要特點(diǎn)---------------------------------------------31 8.2 主要技術(shù)性能參數(shù)-------------------------------------31 8.3結(jié)束語(yǔ)------------------------------------------------32 參考文獻(xiàn)--------------------------------------------------33 結(jié)論------------------------------------------------------35 設(shè)計(jì)心得-------------------------------------------------36 附件------------------------------------------------------37 1.摘要 我國(guó)北方冬季降雪量大, 給各城市、園林、賓館、別墅、庭院的道路, 機(jī)場(chǎng)跑道與場(chǎng)區(qū)路面, 林區(qū)運(yùn)材道路, 以及高速公路等的交通運(yùn)愉工作造成了極大困難和不便, 交通事故屢屢發(fā)生。為了及時(shí)清除路面上的自然降雪, 給交通運(yùn)愉創(chuàng)造良好的安全條件, 減少交通事故的發(fā)生, 在我國(guó)，傳統(tǒng)的除雪理念是雪停后才開(kāi)始除雪，由于路面積雪大多不能及時(shí)清理而被車(chē)輛碾壓成實(shí)雪或冰，因此除雪對(duì)象實(shí)際上是壓實(shí)雪。在這種理念影響下，過(guò)去除雪機(jī)械的設(shè)計(jì)也主要是針對(duì)清除壓實(shí)雪而開(kāi)展的，并研制出各種清除壓實(shí)雪的機(jī)械設(shè)備。壓實(shí)雪除雪機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)難度較大，設(shè)備制造成本較高，除凈率低，工作效率低，絕大多數(shù)壓實(shí)雪除雪機(jī)需要大功率車(chē)輛作為配套動(dòng)力，燃油消耗大，整套設(shè)備資金投入大，動(dòng)輒數(shù)十萬(wàn)元，難以大量推廣應(yīng)用。 總結(jié)多年的除雪經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)及對(duì)各種除雪方式的比較，筆者認(rèn)為機(jī)械化“實(shí)時(shí)除雪”才是科學(xué)合理的除雪方式。從工程學(xué)的角度看，積雪被壓實(shí)的過(guò)程需要消耗大量能量，雪被壓實(shí)后再把它從地面上清除掉就要加倍消耗更大的能量和更多的時(shí)間，從而造成很大的浪費(fèi)。相比較而言，“實(shí)時(shí)除雪”所消耗的能量只有前者的幾十分之一，是效率最高最省時(shí)省力的除雪方法。目前歐、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家基本上都采用機(jī)械化“實(shí)時(shí)除雪”技術(shù)。機(jī)械化“實(shí)時(shí)除雪”技術(shù)實(shí)際上就是使用散雪除雪機(jī)械在降雪過(guò)程中進(jìn)行除雪，邊下雪，邊清除，多臺(tái)除雪車(chē)保持一定距離成梯形隊(duì)伍排列循環(huán)清理路面，過(guò)往車(chē)輛可在除雪車(chē)之間穿梭繞行而不影響交通，避免了積雪在路面停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而被碾壓成實(shí)雪或冰。開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的除雪機(jī)械, 探索與高速公路管理相適應(yīng)的作業(yè)方式, 將有著深遠(yuǎn)的意義。 關(guān)鍵詞：除雪機(jī) 積雪 除雪 液壓控制 提升裝置 Abstract Winter snowfall in north China，give each city, garden, hotel, villas、garden road, airport runway pavement with YunCaiDao road, forest area, and a highway of transport and logistics work such as yourself caused a great difficulties and inconvenience, the traffic accident happen repeatedly. To timely removal of natural snowfall road to transport and logistics, and create a good safety conditions yourself, reduce traffic accidents, in China, the traditional philosophy is focusing on snow removal begins after it had stopped snowing, focusing on snow removal，Because most cannot seasonable clear road snow was vehicles into real snow or ice roller, thus focusing on snow removal object is actually compacted snow. In this concept, under the influence of mechanical design also focusing on snow removal past is mainly directed against the clear for the compaction snow, and developed various remove compaction snow mechanical equipment. Compacted snow focusing on snow removal mechanical design technology difficulty bigger, equipment manufacturing cost is higher, cleanse rate is low, the working efficiency is low, the majority of compacted snow focusing on snow removal machine needs high-power vehicles as supporting power, fuel consumption, the whole equipment investment is big, frequently hundreds of thousands of yuan, difficult to large application.。 Summarize the experience and experience for many years and focusing on snow removal of comparison of focusing on snow removal way, the author thinks that mechanization "real-time focusing on snow removal" is focusing on snow removal of scientific and reasonable way. From engineering point of view, the snow is compaction process need to use a lot of energy, please compaction, and put it on the ground to remove from the energy consumed greater double and more time, resulting in a waste In comparison, "focusing on snow removal" real-time energy use only a small percentage of the former, it is the highest efficiency of save Labour focusing on snow removal methods. At present to Europe, the United States and other developed countries are using basically focusing on snow removal "technology" real-time mechanized。Mechanization "real-time focusing on snow removal" technology is actually used in snow scattered snow focusing on snow removal mechanical process, focusing on snow removal, the side snow removal, multiple edge focusing on snow removal car keeping a distance into trapezoidal team arrangement cycle passing vehicles can clear road, shuttling between the orbiting in focusing on snow removal car without affecting traffic, to avoid the snow in pavement retention time is too long and be rolling into real snow or ice. Suitable for the development of China's national conditions, focusing on snow removal machinery and explore the expressway management ADAPTS cooperationg way, will have a profound significance. 2.選題的目的及意義 我國(guó)北方大部分地區(qū)，每年有3～5個(gè)月的降雪期，道路積雪給交通運(yùn)輸及人民日常生活帶來(lái)許多不便。尤其凍結(jié)在道路上的積雪與薄冰，采用傳統(tǒng)除雪機(jī)用推刮的辦法無(wú)法清除，為此不得不耗費(fèi)大量人力物力進(jìn)行人工鏟除。采用機(jī)械方法清除是一項(xiàng)急需解決的難題。就目前國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械來(lái)看，大多數(shù)功能單一，或只能清除積雪、或只能破除積冰?。國(guó)外的除雪機(jī)功能較全，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，且大多不適合國(guó)內(nèi)的道路狀況。因此開(kāi)發(fā)研制適合我國(guó)道路情況的除雪的設(shè)備，具有十分重大的意義。 3. 研究現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài) 3.1　國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械現(xiàn)狀 中國(guó)除雪機(jī)械的研制起步較晚, 真正的研制與開(kāi)發(fā)是從80年代以后, 隨著改革開(kāi)放的不斷深入, 道路的不斷升級(jí)與新建,各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛猛增而開(kāi)始的, 這些研究單位集中在中國(guó)的三北地區(qū), 先后有十幾種型號(hào)的樣機(jī)被生產(chǎn)出來(lái), 在除雪作業(yè)中發(fā)揮了一定的作用。在大力發(fā)展中國(guó)除雪機(jī)械的同時(shí), 有關(guān)部門(mén)也注意引進(jìn)吸收國(guó)外先進(jìn)的道路養(yǎng)護(hù)技術(shù), 近年來(lái)先后從國(guó)外引進(jìn)了一定數(shù)量的道路綜合養(yǎng)護(hù)設(shè)備, 其中一些設(shè)備具有除雪功能, 比較典型的有奔馳U1650 型萬(wàn)能工程車(chē)、烏尼莫克道路綜合養(yǎng)護(hù)車(chē)等。 3.1.1　犁式除雪機(jī) 犁式除雪機(jī)主要適用于未經(jīng)壓實(shí)的積雪, 特別是密度較小的新降積雪, 由于價(jià)格低、效率高、工作可靠, 是使用最廣泛的除雪機(jī)械。犁刀的形式主要有V 形犁、U 形犁、單向犁和側(cè)翼鏟等。國(guó)外的犁式除雪機(jī), 大多數(shù)具有避讓功能, 此外, 還可以實(shí)現(xiàn)犁刀升降以及作業(yè)角度的變化。犁式除雪機(jī)是國(guó)外使用較早的除雪機(jī)械。早在1943 年, 日本就開(kāi)始把V 型犁裝在載重卡車(chē)上用于道路除雪, 經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展, 國(guó)外犁式除雪機(jī)已具有較高的技術(shù)水平。以俄羅斯新產(chǎn)品KO-812-2 型犁式除雪機(jī)為例, 這種除雪機(jī)基礎(chǔ)車(chē)采用MT 3-80/ 82 型拖拉機(jī), 其功能有除雪、清除垃圾和砂堆, 既可以用于街道、人行道, 也可用于公路和建筑工地的除雪; 工作裝置有推土板、犁刀和圓盤(pán)刷, 除雪寬度: 推土板2 500 mm; 犁刀2 500 mm; 圓盤(pán)刷1 800 mm。 90 年代初, 在中國(guó)的沈大高速公路上, 引進(jìn)了德國(guó)產(chǎn)的烏尼莫克道路綜合養(yǎng)護(hù)車(chē), 輔機(jī)備有犁式除雪器, 其總質(zhì)量為1 000 kg , 最佳除雪寬度2 375 mm, 除雪鏟高1 000 mm, 最佳除雪速度20 km/ h, 最佳生產(chǎn)率4 7500 m2/ h, 殘留雪厚度不大于10 mm。國(guó)內(nèi)的犁式除雪機(jī)械, 雖然起步較晚, 但也取得了一定的成績(jī), 先后成功研制了一些犁式除雪機(jī)和除雪器。主要有西安公路研究所研制的L9280 型除雪車(chē), 吉林交通科學(xué)研究所研制的CL-3. 6, CL-3. 5 型系列除雪犁, 以及與磐石縣公路管理段聯(lián)合研制的CL-2. 4 型公路除雪器, 哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所研制的CBX-216 綜合破冰除雪機(jī), 其前部除浮雪裝置的犁式除雪器等等, 這些除雪機(jī)械在某一方面的性能具有一定的優(yōu)勢(shì)。 3.1.2　旋切式除雪機(jī) 旋切式除雪機(jī)一般具有切削、集中、推移和拋投功能, 具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多的特點(diǎn)。旋切式除雪機(jī)可分為單級(jí)式和雙級(jí)式兩種, 其中單級(jí)式又分為銑刀型和風(fēng)扇型, 雙級(jí)式分為單軸螺旋風(fēng)扇型及雙軸螺旋風(fēng)扇型。 俄羅斯、日本是生產(chǎn)旋切式除雪機(jī)的主要國(guó)家, 技術(shù)較成熟, 其產(chǎn)品性能居世界領(lǐng)先水平。日本產(chǎn)高速行走旋切式除雪機(jī), 作業(yè)速度為70 km/ h, 該除雪機(jī)采用四輪驅(qū)動(dòng)方式, 利用盤(pán)式制動(dòng), 全長(zhǎng)為7 790 mm, 機(jī)寬2 490 mm, 最大除雪寬度2 490mm, 發(fā)動(dòng)機(jī)功率220 kW, 最大除雪速度70 km / h, 最大除雪量3 000 t/ h。 國(guó)內(nèi)已研制成功的旋切式除雪機(jī)主要有吉林工業(yè)大學(xué)等單位研制的CX-30 型除雪機(jī), 哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所研制的CBX-216 型城市道路破冰除雪機(jī), 吉林交通科學(xué)研究所研制的CBX-1600 型除雪機(jī), 此外還有XLB-212 型, 15-1 型等等。其中一些型號(hào)的除雪機(jī)已進(jìn)行過(guò)工業(yè)性試驗(yàn), 效果較好。 3.2國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械的發(fā)展方向 3.2.1.加強(qiáng)雪的力學(xué)性質(zhì)研究, 建立道路氣象系統(tǒng) 為了提高除雪機(jī)設(shè)計(jì)水平, 需要對(duì)雪的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行深入研究, 此外應(yīng)建立道路氣象信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由設(shè)置在各地的傳感器與具有先進(jìn)軟件的微機(jī)構(gòu)成, 用于預(yù)測(cè)道路的凍結(jié)和除雪狀況, 利用其傳感器可獲取路面溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等方面的信息, 這樣能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握路面狀況, 以便靈活、高效地使用除雪機(jī)械。 3.2.2.向小型化、高速度的方向發(fā)展 在除雪作業(yè)中, 除雪機(jī)機(jī)身的大小及除雪速度是影響交通的兩個(gè)重要因素, 機(jī)身過(guò)大, 除雪機(jī)占道影響交通; 速度過(guò)低,影響車(chē)流通暢, 同時(shí)狹窄路面的除雪也要求機(jī)身體積不宜過(guò)大。為了不妨礙交通, 今后中國(guó)的除雪機(jī)械要向小型化、高速度的方向發(fā)展。 3.2.3.向多功能、機(jī)-電-液一體化的方向發(fā)展 為了提高機(jī)器的使用率, 除雪機(jī)械應(yīng)向一機(jī)多用的方向發(fā)展。中國(guó)的除雪機(jī)械應(yīng)該向兼用型的方向發(fā)展, 可對(duì)多種機(jī)械如卡車(chē)、推土機(jī)、建筑機(jī)械等實(shí)施改造, 只是在冬季降雪時(shí)進(jìn)行除雪作業(yè), 其余時(shí)間可進(jìn)行灑水、清掃等多種路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)及其它作業(yè)。除雪機(jī)械應(yīng)盡量采用機(jī)-電-液新技術(shù), 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制, 提高除雪機(jī)械的科技含量。 3.2.4.要注意提高安全性、舒適性 由于除雪機(jī)械的駕駛操作具有一定的危險(xiǎn)性, 因此要最大限度地減輕駕駛員的操作強(qiáng)度, 改善除雪機(jī)械的可操作性, 研制自動(dòng)控制系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避讓功能, 避免機(jī)器和除雪裝置的損壞。同時(shí)要注意改善駕駛室的工作條件, 加強(qiáng)防噪音、防塵埃措施, 減輕駕駛室振動(dòng), 注意通風(fēng), 使駕駛員在一個(gè)舒適的環(huán)境中工作。 3.2.5.打破專(zhuān)利封鎖, 加強(qiáng)技術(shù)合作 集中人力、物力優(yōu)勢(shì), 聯(lián)合開(kāi)發(fā)除雪機(jī)械, 盡早研制出高速度、高性能的除雪設(shè)備, 減少人力除雪, 實(shí)現(xiàn)除雪自動(dòng)化。這樣既可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度, 把人們從惡劣勞動(dòng)環(huán)境中解脫出來(lái), 又可以提高國(guó)內(nèi)城市建設(shè)機(jī)械化水平。 3.3國(guó)外道路除雪機(jī)械技術(shù)發(fā)展概況 目前國(guó)外主要采用的除雪方式有三種: 融雪除雪、機(jī)械除雪和綜合式除雪。 3.3.1.綜合式除雪 綜合式除雪是將推雪、清雪及吹雪等多種除雪方式混合在一起的一種除雪作業(yè)方式, 在國(guó)外常用于機(jī)場(chǎng)跑道的除雪作業(yè)。除雪機(jī)目前國(guó)外的主要生產(chǎn)廠家有瑞士的BOSCHUN G 公司和美國(guó)的S&S公司。瑞士的BOSCHUN G 公司的機(jī)場(chǎng)除雪機(jī)目前在我國(guó)已有銷(xiāo)售。該機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)功率約為160kW , 吹吸雪功率約為140 kW , 可完成推雪、掃雪、吹雪、收雪和噴撒融雪溶液等作業(yè)。除雪機(jī)械和行走采用液壓驅(qū)動(dòng), 結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜, 但作業(yè)功能單一, 是機(jī)場(chǎng)跑道不可缺少的養(yǎng)護(hù)設(shè)備之一。 3.3.2.融雪除雪 融雪方式利用熱能或撒布化學(xué)藥劑使冰雪融化。使用融雪的方法, 所需費(fèi)用除車(chē)輛燃油消耗外,還要加上融雪的成本。采用熱能融雪可供利用的熱源主要有遠(yuǎn)紅外加熱和發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣等。采用撒布化學(xué)藥劑融雪容易對(duì)環(huán)境造成污染和對(duì)路表面產(chǎn)生腐蝕, 因此, 這種方法的使用目前仍在探討研究之中。融雪機(jī)械目前國(guó)外尚無(wú)專(zhuān)用機(jī)械, 均是采用非公路汽車(chē)改裝, 冬季需要時(shí)安裝好儲(chǔ)液罐, 加裝撒布裝置, 進(jìn)行噴撒融雪作業(yè)。具有該類(lèi)功能改裝能力的公司主要有德國(guó)的DA IML ER - BEN Z 公司、瑞士的MARCEL BOSCHUN G 公司和英國(guó)的SCHM IDT公司等。 3.3.3.機(jī)械除雪 機(jī)械除雪是通過(guò)機(jī)械對(duì)冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一種方法, 機(jī)械除雪可分為犁式除雪機(jī)械和螺旋轉(zhuǎn)子式除雪機(jī)械兩種。行走主機(jī)有非公路汽車(chē)底盤(pán)、工程機(jī)械專(zhuān)用底盤(pán)和拖拉機(jī)。目前國(guó)外除雪技術(shù)裝備主要是以機(jī)械除雪的方式為主。以汽車(chē)底盤(pán)為主機(jī)擴(kuò)展的除雪機(jī), 同時(shí)具有其他多種作業(yè)功能, 除雪僅作為在冬季作業(yè)機(jī)具。該類(lèi)除雪機(jī)械國(guó)外的代表公司有德國(guó)的DA IML ER -BEN Z 公司、德國(guó)的VOL KSWA GEN 公司、瑞士的MARCEL BOSCHUN G 公司和英國(guó)的SCHM IDT公司等, 其代表機(jī)型分別為U nimog、M ulticar、Pony和SK150, 后兩種與M ulticar 是同一種噸位等級(jí)和同一種功能的機(jī)器。該類(lèi)機(jī)器的主要特征是以汽車(chē)為基礎(chǔ), 采用機(jī)械式變速箱或靜液壓機(jī)械傳動(dòng)方式,作業(yè)速度比較高, 非常適合高速公路作業(yè)。 U nimog 多用底盤(pán)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油機(jī), 功率38～ 124 kW , 運(yùn)行速度011～ 90 km?h , 工作速度范圍大, 且前后橋驅(qū)動(dòng), 具有很好的越野性能及較大牽引能力, 同時(shí)備有機(jī)械、液壓、氣動(dòng)多個(gè)動(dòng)力輸出。M ulticar 的除雪車(chē)裝置的結(jié)構(gòu)與非公路車(chē)輛基本相同, 采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī), 功率62 kW (或78 kW ) ,采用ZF 專(zhuān)用變速箱作為傳動(dòng)部件, 前后設(shè)置液壓動(dòng)力輸出和快速懸掛機(jī)構(gòu), 前后橋驅(qū)動(dòng), 車(chē)輛行駛速度為1～ 85 km/ h。 這兩種車(chē)輛在冬季均可裝備撒布化學(xué)藥劑融雪裝置和機(jī)械除雪裝置, 除雪裝置大約有十幾種, 以螺旋式除雪裝置為多, 其余為犁式。當(dāng)積雪的厚度在20 mm 以下時(shí), 用螺旋式除雪機(jī)作業(yè)是不實(shí)用和不經(jīng)濟(jì)的。這時(shí)可用除雪板完成堆積作業(yè), 然后由螺旋式除雪機(jī)完成拋雪作業(yè)。犁式除雪器具有路面障礙保護(hù)機(jī)構(gòu), 其最佳除雪寬度2 375 mm , 除雪鏟高1000 mm , 分雪的最大角度為36°, 最佳除雪速度15km/h, 最佳生產(chǎn)率47 500 m2/h, 殘留雪厚度不大于10 mm。 這兩種車(chē)輛的螺旋式除雪裝置結(jié)構(gòu)型式較多,其中一些具有鼓風(fēng)機(jī)吹雪的功能。螺旋式除雪裝置的主要參數(shù)為: 除雪寬度2 600 mm , 滾筒直徑900mm , 拋雪距離可達(dá)16 000mm , 除雪效率約800 t/h ,工作速度小于15 km/h , 拋雪方向180°。 除雪裝置作為一種工作裝置, 拆裝方便。安裝時(shí)必須在一塊平整堅(jiān)固的地面上進(jìn)行, 并放在一高度為10 cm 的方形墊木上。通過(guò)支承輪的調(diào)節(jié), 將除雪裝置連接后板稍稍向上傾斜一些, 以便于與主機(jī)連接。連接板上安裝有一排快換接頭, 將主機(jī)液壓系統(tǒng)與工作裝置液壓系統(tǒng)連接起來(lái)。以工程、農(nóng)業(yè)車(chē)輛為主機(jī)擴(kuò)展的除雪機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊, 機(jī)動(dòng)靈活, 越野性好, 具有行走和作業(yè)兩個(gè)速度檔。國(guó)外具有代表性的公司為美國(guó)BOBCA T (山貓)公司、美國(guó)S&S 公司和瑞士STEYR 公司等。其通過(guò)前置螺旋式除雪和犁式除雪裝置, 完成除雪作業(yè)。 該類(lèi)機(jī)型以中小型功率為主, 發(fā)動(dòng)機(jī)功率21～ 120kW , 最高行駛速度30 km/h 以下。小型機(jī)器具有多功能作業(yè)的特點(diǎn), 工作裝置可根據(jù)需要進(jìn)行更換。中型機(jī)器多為螺旋式除雪的專(zhuān)用機(jī)器。 螺旋式除雪是利用與行駛方向垂直的一個(gè)旋轉(zhuǎn)滾筒將雪切成小塊卷起。并通過(guò)一個(gè)拋雪豎筒將雪拋?zhàn)?。該拋雪豎筒可以180°轉(zhuǎn)動(dòng)。因此可以調(diào)整拋雪的方向, 同時(shí)利用一個(gè)調(diào)節(jié)板可將雪裝入載重汽車(chē)的貨箱中。除雪滾筒的傳動(dòng)由液壓馬達(dá)或機(jī)械傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng), 通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)一對(duì)錐齒輪傳動(dòng), 并將動(dòng)力分至兩側(cè)。除雪滾筒具有安全剪切銷(xiāo), 起安全保護(hù)作用, 以避免障礙物卡死除雪滾筒, 造成機(jī)器損害與危及人身安全。在每個(gè)除雪滾筒上有三個(gè)剪切保險(xiǎn)銷(xiāo)孔, 但在每個(gè)除雪滾筒上只允許安裝一根剪切保險(xiǎn)銷(xiāo)。剪切保險(xiǎn)銷(xiāo)的用途是當(dāng)除雪滾筒上的葉片被夾在雪中的障礙物卡住時(shí)對(duì)滾筒起保護(hù)作用。但是剪切銷(xiāo)剪斷后, 雖切斷了動(dòng)力, 旋轉(zhuǎn)的滾筒仍然儲(chǔ)存有大量的能量。 我國(guó)現(xiàn)階段的除雪機(jī)械應(yīng)該向多功能方向發(fā)展, 除雪機(jī)械應(yīng)能一機(jī)多用, 以提高使用率。如對(duì)現(xiàn)有的工程農(nóng)業(yè)機(jī)械(裝載機(jī)、推土機(jī)和拖拉機(jī)等) 和環(huán)衛(wèi)機(jī)械(清掃車(chē)等) 實(shí)施技術(shù)改造, 在冬季降雪時(shí)安裝除雪工作裝置, 進(jìn)行除雪作業(yè), 其余時(shí)間可進(jìn)行其他工程施工作業(yè)或道路清掃養(yǎng)護(hù)作業(yè)等。專(zhuān)用除雪機(jī)械應(yīng)采用機(jī)- 電- 液新技術(shù), 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)保護(hù)功能, 避免除雪裝置的損壞。為最大限度地減輕駕駛員的操作強(qiáng)度, 還應(yīng)改善提高除雪機(jī)械的操作性能和舒適性能。 3.4國(guó)產(chǎn)除雪機(jī)的缺陷 3.4.1.作業(yè)速度低 國(guó)外犁式除雪機(jī)最大除雪速度達(dá)50 km／h，螺旋式除雪機(jī)最大除雪速度可達(dá)70 km／h。國(guó)產(chǎn)CBX一1600型除雪機(jī)，最大除雪速度僅為2．15 km／h。 3.4.2.避讓功能不理想 在除雪過(guò)程中，常常因遇路障而使主機(jī)或者除雪裝置損壞，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的犁式除雪機(jī)，大部分回避路障的能力較差。CL一2．4型公路除雪機(jī)，安裝了避讓裝置和防止過(guò)度避讓鎖鏈，可以保證在除雪作業(yè)過(guò)程中避讓路障，防止主機(jī)或除雪器的損壞，還可同時(shí)防止避讓鎖鏈因過(guò)度避讓而損壞避讓回位彈簧，但還需進(jìn)一步跟蹤測(cè)試、驗(yàn)證。 3.4.3.對(duì)路面保護(hù)能力差 當(dāng)路面凹凸不平時(shí)，除雪機(jī)作業(yè)時(shí)會(huì)對(duì)路面造成損壞，雖然除雪機(jī)對(duì)路面的損壞程度目前還沒(méi)有一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，但國(guó)內(nèi)的除雪機(jī)械對(duì) 3.5.除雪機(jī)市場(chǎng)分析 首先我國(guó)幅員遼闊，氣候復(fù)雜，四季分明，當(dāng)南國(guó)春曖花開(kāi)，鳥(niǎo)語(yǔ)花香之時(shí)，北國(guó)卻是千里冰封，萬(wàn)里雪飄。改革開(kāi)放以來(lái)，在我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、文化迅猛發(fā)展的帶動(dòng)下，我國(guó)公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)等設(shè)施空前發(fā)展。但由于我國(guó)北方每年有三、四個(gè)月的冰降期，幾十萬(wàn)里的道路冰雪嚴(yán)重阻礙社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化活動(dòng)的發(fā)展。這就給冬季道路養(yǎng)護(hù)提出了迫切要求。其次，從日本市場(chǎng)看我國(guó)除雪機(jī)械的發(fā)展動(dòng)向。日本不僅是個(gè)多島小國(guó)，還是個(gè)多雪國(guó)家，積雪地域廣闊。日本國(guó)土廳劃定的大雪區(qū)域占國(guó)土面積的52%，約20萬(wàn)平方公里，因 此日本對(duì)除雪機(jī)械技術(shù)和降雪機(jī)械非常重視，并在這方面有很大發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2007年日本各類(lèi)除雪機(jī)械保有量為45678臺(tái)，轉(zhuǎn)式除雪車(chē)8467臺(tái)，推土機(jī)6364臺(tái)，除雪卡車(chē)7678臺(tái)，除雪平地機(jī)5456臺(tái)，防凍劑撒布車(chē)3135臺(tái)。與日本比較而言，我國(guó)北方受大雪覆蓋的公路面積約占我國(guó)國(guó)土面積的20 %還多，也就是20 0多萬(wàn)平方公里，約等于日本劃定的大雪區(qū)域面積的10倍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在這如此廣闊的區(qū)域上，僅運(yùn)行幾百臺(tái)除雪機(jī)械，這與我國(guó)公路除雪要求相去甚遠(yuǎn)。再者，我國(guó)道路建設(shè)起步晚、發(fā)展快，除雪機(jī)械配置普遍較差，人工清掃、自然融化還占據(jù)著重要地位，因此除雪機(jī)械在我國(guó)有著巨大的市場(chǎng)容量。由于目前筑路機(jī)械品種繁多，門(mén)類(lèi)基本齊全，開(kāi)發(fā)空間相對(duì)狹窄。眾多廠家已把目光瞄向路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械，除雪機(jī)械的廣闊前景遠(yuǎn)沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)和重視。雖然有幾家參照國(guó)外技術(shù)研制出一些除雪機(jī)械，但與世界先進(jìn)除雪機(jī)械技術(shù)相比，無(wú)論從規(guī)格、數(shù)量、性能上都有很大差距，尚不能完全適應(yīng)我國(guó)目前公路除雪技術(shù)要求。 綜上所述，除雪機(jī)械在我國(guó)有著巨大的潛在市場(chǎng)，是我國(guó)未來(lái)道路養(yǎng)護(hù)機(jī)械開(kāi)發(fā)的重要方向之一。雖然有些廠家已經(jīng)介入，但由于資金、科研技術(shù)實(shí)力所限，只能進(jìn)行一些初級(jí)的開(kāi)發(fā)。建議有關(guān)企業(yè)盡早組建除雪機(jī)械課題組，著手技術(shù)資料、情報(bào)信息的搜集整理工作，為后期開(kāi)發(fā)做好準(zhǔn)備，以便盡早介入除雪機(jī)械市場(chǎng)。為企業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展提供技術(shù)儲(chǔ)備和保障。 4.總體方案分析與設(shè)計(jì) 方案1. 根據(jù)不同車(chē)型設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的固定架6與汽車(chē)車(chē)架相連接。固定架最小離地高度為300 mm，除雪鏟最大提升高度為450～550 mm，這兩 項(xiàng)尺寸參數(shù)基本上可以保證除雪車(chē)通過(guò)一定高度的臺(tái)階或其他障礙。 1．2．2升降機(jī)構(gòu)與快接機(jī)構(gòu) 如圖1所示，快接板15通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)中的連桿4與固定架6相連，在快接板與固定架之間設(shè)置一個(gè)升降液壓缸7，液壓缸伸縮帶動(dòng)除雪工作裝置升降?？旖影迳显O(shè)置快接銷(xiāo)3，快接銷(xiāo)3與機(jī)架上設(shè)置的可水平擺動(dòng)的快接螺栓9共同組成快接機(jī)構(gòu)?？旖訖C(jī)構(gòu)的主要作用是能夠使升降裝置較長(zhǎng)時(shí)間地保留在車(chē)體上，避免頻繁拆卸(不除雪時(shí)通過(guò)快接機(jī)構(gòu)從機(jī)架立板8處斷開(kāi)，將升降裝置提升至上止點(diǎn) 1．除雪鏟2．緩沖器3．快接銷(xiāo)4．連桿5．汽車(chē)6．固定架7．升降液壓缸8．機(jī)架立板9．快接螺栓10．鏟刃1 1．橫梁 12．偏轉(zhuǎn)液壓缸 13．中心銷(xiāo) 14．機(jī)架 15．快接板 16．機(jī)架加強(qiáng)桿 圖1除雪工作裝置 缺點(diǎn)：功能單一對(duì)道路掃雪效果不佳推雪之后會(huì)在道路上留下一些浮雪。 方案二： 1.2.1 除雪機(jī)與動(dòng)力連接結(jié)構(gòu) 圖1 為整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1 所示，根據(jù)不同車(chē)型設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的固定架2 與汽車(chē)車(chē)架相連。固定架最小離地高度為250~300 mm,除雪裝置最大提升高度為350~400 mm，該尺寸參數(shù)基本可以保證除雪機(jī)通過(guò)一定高度的臺(tái)階或其他障礙。 1.2.2 除雪裝置升降機(jī)構(gòu) 如圖1 所示，通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)4 將連接板5 與固定架2 鉸鏈相連，在連接板5 與固定架2 之間設(shè)置升降液壓缸3 帶動(dòng)除雪裝置升降。 1.2.3 推雪與掃雪機(jī)構(gòu) 如圖1 所示，U 形框架9 由橫梁和橫梁兩端的懸臂組成，橫梁與懸臂均為箱形結(jié)構(gòu)并焊接相連，橫梁后部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置帶有自調(diào)向結(jié)構(gòu)的仿形支重輪（萬(wàn)向輪）。升降臂14 的一端與推雪板13 相連，另一端與U 型框架9 相連，推雪板液壓缸11 控制推雪板13 的升降。掃雪滾8 通過(guò)螺栓與固定在U型框架9 上的接盤(pán)軸相連。U 形框架上部為薄鋼板護(hù)罩，該護(hù)罩與U 形框架焊接相連。偏轉(zhuǎn)液壓缸7的一端與連接板5 相連，另一端與U 形框架9 相連，通過(guò)偏轉(zhuǎn)液壓缸7 的伸縮帶動(dòng)U 形框架9 向左或右偏轉(zhuǎn)。 設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 本機(jī)采用價(jià)格較低的小型農(nóng)用自卸汽車(chē)作為配套動(dòng)力。除雪機(jī)與汽車(chē)配置方式為前置式，主要由推雪板和掃雪滾組成，推雪板設(shè)置在掃雪滾前方。推雪板升降、除雪裝置偏轉(zhuǎn)均由液壓缸控制，掃雪滾由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，可以單獨(dú)進(jìn)行推雪或掃雪作業(yè)，也可以進(jìn)行推掃聯(lián)合作業(yè)。 通過(guò)比較選擇方案二。 5.對(duì)課題提出的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 5.1研究?jī)?nèi)容 目前實(shí)時(shí)除雪的理念已經(jīng)逐漸被人們接受，普通推雪板式除雪機(jī)也越來(lái)越廣泛應(yīng)用，并成為城市道路除雪的主要設(shè)備。但在實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)在一些特殊道路情況下使用普通推雪板式除雪機(jī)并不合適，例如：當(dāng)降雪量較小，雪層厚度小于5mm時(shí)；一些大面積鋪設(shè)高檔磨光地磚的休閑廣場(chǎng)、步行街道等；路面平整度較差，使用普通推雪板式除雪機(jī)遺留殘雪較多時(shí)。顯然適合上述幾種情況的除雪設(shè)備是掃雪機(jī)。目前市場(chǎng)上多使用單一功能的推雪板式除雪機(jī)或掃雪機(jī)分別完成推雪或掃雪工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，除雪設(shè)備中配套車(chē)輛的資金占整車(chē)造價(jià)的60％~70％，如果在一臺(tái)配套車(chē)輛上同時(shí)實(shí)現(xiàn)推、掃兩種不同的除雪功能就可以節(jié)省一臺(tái)配套車(chē)輛，從而大大節(jié)省資金投入。本機(jī)采用價(jià)格較低的小型農(nóng)用自卸汽車(chē)作為配套動(dòng)力。除雪機(jī)與汽車(chē)配置方式為前置式，主要由推雪板和掃雪滾組成，推雪板設(shè)置在掃雪滾前方。推雪板升降、除雪裝置偏轉(zhuǎn)均由液壓缸控制，掃雪滾由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，可以單獨(dú)進(jìn)行推雪或掃雪作業(yè)，也可以進(jìn)行推掃聯(lián)合作業(yè)。 5.2實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 通過(guò)對(duì)本課題的熟悉和相關(guān)資料的查閱，我對(duì)本課題有了一個(gè)全面的了解，有多數(shù)據(jù)可供參考。四年的大學(xué)學(xué)習(xí)和以往課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，我已具備了機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己掌握的試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析知識(shí)，可以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì). 6.除雪機(jī)設(shè)計(jì) 6.1除雪機(jī)與動(dòng)力連接結(jié)構(gòu) 圖1 為整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1 所示，根據(jù)不同車(chē)型設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的固定架2 與汽車(chē)車(chē)架相連。固定架最小離地高度為250~300 mm,除雪裝置最大提升高度為350~400 mm，該尺寸參數(shù)基本可以保證除雪機(jī)通過(guò)一定高度的臺(tái)階或其他障礙。 6.2犁形前雪鏟曲面及鏟體設(shè)計(jì) 犁形前雪鏟依靠車(chē)體的前進(jìn)動(dòng)力將路面積雪清離路面，并使積雪沿鏟體向一側(cè)滑移而到達(dá)道路邊沿。積雪在鏟體表面的運(yùn)動(dòng)形式類(lèi)似于農(nóng)用高速犁翻耕出的土塊在犁體表面的運(yùn)動(dòng)，但其拋射距離要遠(yuǎn)大于土塊，其目的是盡可能地將積雪遠(yuǎn)離道路堆置。因此，鏟體曲面應(yīng)具有農(nóng)用高速犁的特征。 同時(shí)，必須注意到雪鏟與農(nóng)用犁之間在制造上的巨大差異：農(nóng)用犁體積很小，通常為批量生產(chǎn)，一般采用鑄造方法加工&而雪鏟體積龐大，為單件生產(chǎn)，從經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)方面考慮，不允許采用鑄造方法加工，只能采用鈑金焊接的方法加工。因此在選擇雪鏟空間曲面形式上受到加工方法的限制， 即必須采用數(shù)控卷板機(jī)可加工曲面作為雪鏟的空間曲面。 調(diào)查數(shù)控卷板機(jī)可加工曲面類(lèi)型，對(duì)比分析高速犁體曲面類(lèi)型， 最后確定雪鏟曲面的設(shè)計(jì)方案為漸開(kāi)線(xiàn)等螺距螺旋面。 漸開(kāi)線(xiàn)（如圖1a）上的每一點(diǎn)都繞等螺距螺旋線(xiàn)（如圖1b）的z 軸作同樣的螺旋運(yùn)動(dòng)（一方面繞Z軸作相同角速度的圓周運(yùn)動(dòng)）另一方面沿z軸作相同速度的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)） 時(shí)，就形成漸開(kāi)線(xiàn)等螺距螺旋面。 漸開(kāi)線(xiàn)等螺距螺旋面的數(shù)學(xué)模型為： 式中 &= 常數(shù)，表示曲面上不同的螺旋線(xiàn)，它們具有相同的導(dǎo)程h但有不同的螺旋角常數(shù)表示不同位置的漸開(kāi)線(xiàn)Ro漸開(kāi)線(xiàn)基圓半徑 6.3 除雪裝置升降機(jī)構(gòu) 如圖1 所示，通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)4 將連接板5 與固定架2 鉸鏈相連，在連接板5 與固定架2 之間設(shè)置升降液壓缸3 帶動(dòng)除雪裝置升降。 6.4 推雪與掃雪機(jī)構(gòu) 如圖1 所示，U 形框架9 由橫梁和橫梁兩端的懸臂組成，橫梁與懸臂均為箱形結(jié)構(gòu)并焊接相連，橫梁后部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置帶有自調(diào)向結(jié)構(gòu)的仿形支重輪（萬(wàn)向輪）。升降臂14 的一端與推雪板13 相連，另一端與U 型框架9 相連，推雪板液壓缸11 控制推雪板13 的升降。掃雪滾8 通過(guò)螺栓與固定在U型框架9 上的接盤(pán)軸相連。U 形框架上部為薄鋼板護(hù)罩，該護(hù)罩與U 形框架焊接相連。偏轉(zhuǎn)液壓缸7的一端與連接板5 相連，另一端與U 形框架9 相連，通過(guò)偏轉(zhuǎn)液壓缸7 的伸縮帶動(dòng)U 形框架9 向左或右偏轉(zhuǎn)。 推雪板13 的斷面為圓弧和直線(xiàn)相切的曲面設(shè)計(jì)，圓弧半徑過(guò)小會(huì)使殘雪沿推雪板傾斜方向的流動(dòng)性變壞，造成前進(jìn)阻力增大，排雪不暢；圓弧半徑過(guò)大會(huì)造成殘雪上沖形成漫溢，影響除凈率。本機(jī)推雪板斷面為圓弧半徑500 mm及一段長(zhǎng)為150 mm的直線(xiàn)段相切設(shè)計(jì)。通過(guò)試驗(yàn)和實(shí)際使用證明，這一設(shè)計(jì)參數(shù)基本合理。推雪板工作當(dāng)中可能會(huì)碰到地面障礙，如排污井口、路面裂縫、機(jī)動(dòng)車(chē)減速路障等，為保護(hù)工作部件遇到意外障礙時(shí)不會(huì)超載損壞，本機(jī)設(shè)置了超越式緩沖保護(hù)機(jī)構(gòu)。當(dāng)遇到障礙時(shí)，推雪板13 向前翻轉(zhuǎn)并最終從障礙物上方滑過(guò)，越過(guò)障礙物后通過(guò)復(fù)位彈簧12 使推雪板復(fù)位。 圖2 為掃雪滾局部斷面結(jié)構(gòu)圖。如圖2 所示，沿?zé)o縫鋼管5 徑向均布8 個(gè)、沿軸線(xiàn)方向排列6~8個(gè)排刷架2。排刷架為長(zhǎng)408 mm、中部折彎的條形鋼板，沿條形鋼板長(zhǎng)度方向上均勻設(shè)置10 個(gè)直徑為20 mm 左右的圓孔，將套管3 沿徑向切割出與條形鋼板厚度相同的槽，然后嵌入條形鋼板并與每個(gè)圓孔位置對(duì)齊后焊接連接。取數(shù)量一定的每匝長(zhǎng)度為460 mm 左右的鋼絲或尼龍絲于1/2 處對(duì)折并從條形鋼板孔及套管3 中穿過(guò)，排刷架2 通過(guò)帶有鎖緊裝置的螺栓6 與無(wú)縫鋼管5 連接組成掃雪滾。這種掃雪滾結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的軸向直串式刷毛固定方式不同，它大大簡(jiǎn)化了刷毛的拆裝及磨損后更換的復(fù)雜過(guò)程。 圖3 為掃雪滾與U 型框架連接結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，軸承支承套7 與U 型框架5 系螺栓聯(lián)接。接盤(pán)軸6 的一端通過(guò)半圓鍵與液壓馬達(dá)輸出軸連接，另一端與掃雪滾芯軸2 螺栓連接，掃雪滾芯軸2 與芯軸支承內(nèi)、外幅板1、4 焊接連接。這種連接結(jié)構(gòu)使掃雪滾的維修、拆裝更加方便。 6.5 鏟刃 鏟刃采用厚度10~12 mm 的65Mn 或60Si2Mn鋼板材料，也可采用其它耐磨材料。選用錳鋼板主要是因?yàn)檫@種材料熱處理后具有較高的硬度和較好的耐磨性，且價(jià)格適中，可以有效降低成本。鏟刃是易損配件，磨損到一定程度后需更換新鏟刃。為提高材料利用率，本機(jī)鏟刃采用多孔位調(diào)節(jié)、可對(duì)稱(chēng)翻轉(zhuǎn)的使用方式，即鏟刃上對(duì)稱(chēng)設(shè)置多排連接孔，當(dāng)磨損到一定程度后移動(dòng)到下一排連接孔位連接，最后翻轉(zhuǎn)180°還可繼續(xù)使用，全部用至極限位置后更換，這樣可以最大限度地提高材料利用率，降低使用成本。 6.6 仿形支重機(jī)構(gòu) 在U 形框架上對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩個(gè)高度可調(diào)的仿形支重輪，仿形支重輪有兩個(gè)作用，一是正常工作時(shí)承載部分整機(jī)質(zhì)量，減少車(chē)輛前懸掛載荷，提高整機(jī)工作穩(wěn)定性；二是當(dāng)掃雪滾磨損后可以通過(guò)調(diào)節(jié)支重輪的升降來(lái)限定及保持掃雪滾與地面的最佳距離。 6.7 液壓控制系統(tǒng) 圖4 為液壓系統(tǒng)原理圖。由于推雪板升降、除雪裝置整體升降及U 形框架左右偏轉(zhuǎn)、汽車(chē)貨廂自卸和掃雪滾旋轉(zhuǎn)等均為液壓控制，增加的液壓執(zhí)行元件較多，因此需對(duì)原車(chē)液壓系統(tǒng)做較大改動(dòng)。 如圖4 所示，將原車(chē)的單路液壓閥取消，安裝一組帶先導(dǎo)式溢流閥的手動(dòng)三位六通并聯(lián)組合閥，其中4、5 兩組閥分別控制兩個(gè)雙作用液壓缸13 和14 實(shí)現(xiàn)推雪板升、降及除雪裝置向左、右偏轉(zhuǎn)，6、7兩組閥分別控制兩個(gè)單作用液壓缸11、12 實(shí)現(xiàn)除雪裝置升、降及貨箱自卸，閥8 控制液壓馬達(dá)10 驅(qū)動(dòng)掃雪滾旋轉(zhuǎn)。組合閥布置在駕駛室內(nèi)由駕駛員操控。 6.8 液壓計(jì)算以及器件選擇。 以北京時(shí)代金剛568 型自卸汽車(chē)為例進(jìn)行液壓計(jì)算，已知所選的液壓馬達(dá)排量為100ml/r,供油壓力為p=10MP,輸入流量Q=30L/min,液壓馬達(dá)的容積效率，液壓馬達(dá)的回油背壓為0.2MPa。試求： （1）液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩。 （2）液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。 解:液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩 液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 7.配套動(dòng)力選擇 7.1 動(dòng)力選擇 由于除雪對(duì)象主要為散雪，因此工作阻力較小。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，雪層厚度100~200 mm，推雪板寬度2000 mm，在平直水泥或柏油路面上浮動(dòng)推雪所需牽引力約為2.0~3.0 kN（與雪層厚度正相關(guān)）?？紤]到推掃聯(lián)合作業(yè)時(shí)將需要更大的功率，因此可試選目前應(yīng)用較為普遍的36.7 kW（50 馬力）左右的小型農(nóng)用自卸汽車(chē)作為配套動(dòng)力。 7.2 動(dòng)力校核 現(xiàn)以北京時(shí)代金剛568 型自卸汽車(chē)為例進(jìn)行動(dòng)力校核。該機(jī)使用485 型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，功率為36.7 kW（50 馬力）/3 000（r/min）。2.2.1 按發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算最大牽引力T= 9.545 5N / nR （1）式中： T———發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率下可提供的最大牽引力，kN； N———發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率，kW； n———驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，r/min； R———驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑，m。 在進(jìn)行推掃聯(lián)合作業(yè)時(shí)，滿(mǎn)負(fù)荷情況下驅(qū)動(dòng)掃雪滾最多消耗總動(dòng)力的40﹪左右，約14.6 kW?？梢杂糜谲?chē)輛行走及推雪作業(yè)的功率約22 kW。取值：N= 22，n=80，R= 0.28 （相當(dāng)于行走速度8.44 km/h），代入式（1）得：T= 9.37 kN 2.2.2 按地面附著計(jì)算最大牽引力 T0 =f·Q （2） 式中： T0———地面附著可提供的最大牽引力，kN； f ———地面附著系數(shù)； Q ———驅(qū)動(dòng)輪載荷，kN。 取值：f = 0.4，Q = 20 （貨廂內(nèi)最大加載后的Q 值）， 代入式（2）得： T0 = 8 kN 計(jì)算結(jié)果為T(mén)＞T0 ，可以滿(mǎn)足要求。 7.3 除雪鏟的力學(xué)模型及計(jì)算 犁式除雪鏟在進(jìn)行除雪作業(yè)時(shí)所受到的總阻力稱(chēng)為除雪阻力。除雪阻力包括作業(yè)時(shí)除雪犁所受到的雪阻力與車(chē)輛行走阻力兩部分(圖1、圖2)。 7.3.1除雪鏟轉(zhuǎn)移的行駛阻力Fm。 Fm=Fn+Fr+Fi+Fb 式中：Fn——空氣阻力； Fr——滾動(dòng)阻力； Fi——上坡阻力； Fb——加速阻力。 式(2)只計(jì)算了行進(jìn)方向的阻力，實(shí)際還有側(cè)向空氣阻力，曲線(xiàn)行駛時(shí)的轉(zhuǎn)彎阻力等，這些影響甚小，一般忽略不計(jì)。 7.3.2 除雪阻力、附著力除雪功率的計(jì)算 除雪作業(yè)總阻力F,是由雪阻力和車(chē)輛的行駛阻力合成的。Fs可以分解為：Fsx=Fpx+Fm、側(cè)向分力：Fsy=Fpy、垂直分力：Fsz=Fpz 切牽引力Fk指的是在牽引力元件作用下地面產(chǎn)生的作用于行走機(jī)構(gòu)平行于地面并沿著行駛方向的總推力。作用于行走機(jī)構(gòu)的最大且牽引力Fkmax=Fu 為使梨式除雪機(jī)正常作業(yè)，其最大牽引力必須大于等于外部阻力之和，即Fkmax。 除雪功率 式中：Fsx---行進(jìn)方向的除雪阻力。 V---行駛速度 ----傳動(dòng)效率。 2.理論計(jì)算 7.3.3除雪鏟功率計(jì)算 除雪寬2m 除雪深0.1m 除雪斷面積S=2*0.1=0.2 積雪密度 行進(jìn)速度 車(chē)輛總質(zhì)量W=4276kg 行進(jìn)角 空氣阻力系數(shù) 刃口與路面摩擦系數(shù) 滾動(dòng)阻力系數(shù) 輪胎與路面附著系數(shù) 車(chē)輛正面投影面積A=21 動(dòng)力傳動(dòng)效率 鏟體質(zhì)量 除雪車(chē)功率35kw 道路坡度 抗斷應(yīng)力 7.3.4計(jì)算步驟 鏟體除雪阻力計(jì)算 （N） 行走阻力計(jì)算 Fm=Fa+Ft+Fi+Fb = 除雪車(chē)總阻力計(jì)算 附著力計(jì)算 顯然，F(xiàn)u>Fsx 除雪功率計(jì)算 P= 根據(jù)上面的計(jì)算可知Fkmax>Fsx，而且除雪車(chē)效率35kw大于34kw，所以除雪車(chē)可以正常作業(yè)。 36 8. 主要特點(diǎn)及技術(shù)性能參數(shù) 8.1 主要特點(diǎn) 本除雪機(jī)采用小型農(nóng)用自卸汽車(chē)作為配套動(dòng)力，可單獨(dú)進(jìn)行推雪或掃雪作業(yè)，也可以進(jìn)行推掃聯(lián)合作業(yè)，除雪裝置可向左或右偏轉(zhuǎn)25°，推雪板工作傾角可調(diào)。設(shè)置超越式緩沖保護(hù)機(jī)構(gòu)，可以越過(guò)一定高度的障礙物，整機(jī)全部為液壓控制。 8.2 主要技術(shù)性能參數(shù) 配套動(dòng)力：50PS 小型自卸汽車(chē) 最大除雪厚度（mm） 200。 最大推雪寬度（mm） 2000。 最大掃雪寬度（mm） 2000。 除雪裝置最大偏轉(zhuǎn)角度（左或右）（°） 25。 行走速度（km/h）10—20km/h。 除雪裝置質(zhì)量(不含配套車(chē)輛)（kg） ≈800。 8.3 結(jié)束語(yǔ) 推掃一體式散雪除雪機(jī)在單臺(tái)配套車(chē)輛上實(shí)現(xiàn)了兩種不同的除雪功能，提高了車(chē)輛的使用效率。由于采用價(jià)格較低的小型農(nóng)用自卸汽車(chē)作為配套動(dòng)力，進(jìn)一步降低了整機(jī)的成本。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱方便，能夠滿(mǎn)足不同的使用要求，是我國(guó)北方城市較為理想的機(jī)械化實(shí)時(shí)除雪設(shè)備. 參考文獻(xiàn) [ 1] 　王濤, 張永梅. 國(guó)內(nèi)外路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢(shì)[ J] .建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理, 1997, ( 3) . 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