破冰除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985破冰除雪機(jī)的設(shè)計(jì)摘要除雪機(jī)械可應(yīng)用于各種積雪的路面，由于我國(guó)北方地區(qū)特殊的氣候，冬季降雪較多，對(duì)北方冬季交通和人民日常生活有重要影響，所以除雪機(jī)械得到了廣泛應(yīng)用和較快發(fā)展。相比融雪劑、物理微波、人工除雪、除雪機(jī)械應(yīng)用的范圍廣、耗能低、效率高、無污染等特點(diǎn)在國(guó)外發(fā)展迅速，然而我國(guó)除雪機(jī)械自主研發(fā)的產(chǎn)品功能單一、避讓能力差、不能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用造成大部分時(shí)間閑置，雪后能否快速、干凈、高效的清除公路和道路的積雪及其形成的冰雪混合物，已成為迫切需要解決的科學(xué)與技術(shù)課題。本文在總結(jié)分析以往道路冰雪清除技術(shù)和原理的基礎(chǔ)上，以硬質(zhì)道路冰雪清除為主,對(duì)道路冰雪混合物的物理和機(jī)械性能進(jìn)行了試驗(yàn)與分析，形成了以破冰刀打擊硬質(zhì)混合冰雪破碎清除為主要研究目標(biāo)，且以經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、除凈率高、路面損傷小的新型除雪設(shè)備設(shè)計(jì)為研究思路。在全面調(diào)研國(guó)內(nèi)外除雪機(jī)械、綜合對(duì)比分析國(guó)外除雪機(jī)裝置的基礎(chǔ)上，確定研究方案，并用SOLIDWORKS軟件建立除雪機(jī)工作裝置的三維模型，并運(yùn)用軟件進(jìn)行有限元分析。關(guān)鍵詞除雪機(jī)；積雪的物理特性；傳動(dòng)原理；三維造型；有限元分析；買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985ISNOWPLOWERDESIGNABSTRACTSNOWBLOWERCANBEAPPLIEDTOTHEROADOFVARIOUSSNOW,BECAUSETHECLIMATEOFOURCOUNTRYNORTHERNREGIONISSPECIALANDWINTERSNOWMORE,WHICHHASANIMPORTANTEFFECTONTHETRAFFICANDDAILYLIFEINTHEWINTERSNOWBLOWERHASBEENAPPLIEDINAWIDERANGEANDHASDEVELOPEDFASTSNOWBLOWERHASCHARACTERISTICSOFLARGEAPPLICATIONRANGE,LOWENERGYCONSUMPTION,ANDHIGHEFFICIENCY,NOPOLLUTION,TOCOMPAREWITHUSINGSNOWMELTAGENTCOMPARED,PHYSICALMICROWAVE,ARTIFICIALSNOWBLOWER,ITDEVELOPFASTABROAD,HOWEVER,OURCOUNTRYDEVELOPSNOWBLOWERWHICHHASSINGLEFUNCTION,AVOIDINGCOLLISIONABILITYPOORLY,ASITCANTACHIEVEAVARIETYOFFUNCTIONSTOCAUSEMOSTOFTHETIMEIDLE,WHETHERCLEANINGTHEMIXTUREOFICEANDSNOWINTHEROADANDSTREETQUICKLY,NEATLYANDEFFICIENTLYAFTERTHESNOWINGHASALREADYBEENASCIENCEANDTECHNOLOGYPROJECTWHICHISURGENTTOSOLVEBASEDONTHESUMMARIZATIONANDANALYSISOFTHEPREVIOUSTECHNOLOGYANDPRINCIPLEOFCLEANINGTHESNOWONTHEROAD,TAKINGTHERIGIDROADSNOWCLEANINGASTHEMAINCONTENT,THEPAPERMAKESEXPERIMENTANDANALYSISONTHEPHYSICALANDMECHANICALPROPERTIESOFTHEMIXTUREOFICEANDSNOWINTHEROADANDTAKESBREAKINGTHERIGIDMIXTUREOFICEANDSNOWASMAINRESEARCHTARGET,THENEWSTYLESNOWBLOWERDESIGNWHICHISECONOMIC,PRACTICAL,EFFICIENTLYCLEANINGSNOWANDLOWDAMAGETOTHEROADASTHERESEARCHTHOUGHTBASEDONTHECOMPREHENSIVESURVEYOFTHEDOMESTICANDINTERNATIONALSNOWBLOWER,COMPARISONANDANALYSISONTHEFOREIGNSNOWBLOWER,THEPAPERCONFIRMSTHERESEARCHPROGRAMME，THENUTILIZESOLIDWORKSTOBUILDTHE3DMODELOFSNOWBLOWERANDFINITEELEMENTANALYSISKEYWORDSSNOWBLOWERPHYSICALPROPERTYOFSNOWTRANSMISSIONPRINCIPLE3DMODELINGFINITEELEMENTANALYSIS買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985II目錄摘要IABSTRACTII1概述111國(guó)內(nèi)外除雪機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展情況112除雪方式及適用范圍213除雪機(jī)的分類及特點(diǎn)214課題研究?jī)?nèi)容及意義515本章小結(jié)52積雪和冰雪混合物的物理機(jī)械性能的參數(shù)分析721積雪和冰雪混合物的物理機(jī)械性質(zhì)7211積雪和冰雪混合物的密度8212積雪和冰雪混合物的濕度922積雪和冰雪混合物的機(jī)械力學(xué)性能9221積雪和冰雪混合物的抗壓強(qiáng)度9222積雪和冰雪混合物的抗剪強(qiáng)度11223積雪和冰雪混合物的硬度12224積雪和冰雪混合物的摩擦系數(shù)13225積雪和冰雪混合物的導(dǎo)熱系數(shù)15226積雪和冰雪混合物的反射率1523本章小結(jié)153除雪裝置的設(shè)計(jì)及其計(jì)算1631整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16311除雪機(jī)械的選型及組合16312主要技術(shù)參數(shù)的確定1632動(dòng)力源的選擇1733刀輥軸裝配設(shè)計(jì)18331破冰刀的設(shè)計(jì)18332刀輥軸設(shè)計(jì)1934推雪板的設(shè)計(jì)2035路面清掃裝置設(shè)計(jì)2236擋雪板設(shè)計(jì)2337傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及各級(jí)傳動(dòng)比計(jì)算23371刀輥軸傳動(dòng)原理23372清掃機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理2438本章小結(jié)254主要部件有限元分析26買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985III41概述2642破冰刀的有限元分析2643除雪機(jī)主梁的有限元分析2944本章小結(jié)325結(jié)論與展望33參考文獻(xiàn)34致謝36買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985IV買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985V買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或119709851概述11國(guó)內(nèi)外除雪機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展情況近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，工程建設(shè)量不斷增加，因此對(duì)交通環(huán)境提出了更高的要求。高速公路、鐵路里程快速增長(zhǎng)，民用機(jī)場(chǎng)樞紐航站大量增加，城市道路建設(shè)日新月異，交通對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。我國(guó)的高等級(jí)公路里程，每年以30左右的速度遞增，通車?yán)锍桃呀?jīng)躍居世界第二位。中國(guó)地域跨度大，因此氣候差異大，冬天絕大部分地區(qū)都有降雪尤其是東北地區(qū)。雪害是交通的重大隱患，機(jī)場(chǎng)降雪，航班無法進(jìn)出港，延誤航班；高速公路降雪則必須關(guān)閉，公路上的車輛被迫拋錨，交通處于癱瘓狀態(tài)。降雪伴隨而來的交通事故不僅僅給市民帶來人身和經(jīng)濟(jì)上的損失，還對(duì)社會(huì)造成很大影響。如何快速清除冰雪，保障交通暢通已成為亟待解決的問題。除雪機(jī)械化是時(shí)代發(fā)展進(jìn)步的產(chǎn)物和城市管理的必要條件，也是經(jīng)濟(jì)水平的標(biāo)志和文明程度的表現(xiàn)。近些年來，很多寒帶地區(qū)的國(guó)家都致力于研發(fā)效率高性能好的除雪機(jī)械。在國(guó)外清除路面積冰積雪的技術(shù)相對(duì)成熟。在我國(guó)冬季的降雪通常會(huì)以新降浮雪、壓實(shí)雪和冰層三種形式積于路面。由于人口密度、城市規(guī)模等條件的制約，城市道路積雪常常不能及時(shí)清理1。開發(fā)符合中國(guó)國(guó)情的除雪機(jī)是適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的當(dāng)務(wù)之急。在國(guó)外，除雪機(jī)械的發(fā)展比較先進(jìn)，技術(shù)也趨于完善，特別是芬蘭、瑞典、挪威、德國(guó)等北歐國(guó)家和加拿大已相當(dāng)成熟2。對(duì)比之下發(fā)達(dá)國(guó)家除雪機(jī)械的性能更好種類更全。推雪板式除雪機(jī)最大除雪速度可達(dá)2060KM/H，最大除雪寬度為1424M，左右偏轉(zhuǎn)角度為2030，螺旋式除雪機(jī)最大除雪寬度2426M，最大清雪高度為1218M，最大裝車高度為35M左右，最大拋雪高度為50M左右，可以滿足清除各種積雪路面的要求。除雪機(jī)分為工作裝置和行走裝置，除了專門為除雪作業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)底盤專用主機(jī)之外，驅(qū)動(dòng)主機(jī)一般選擇通用機(jī)動(dòng)車輛是各國(guó)普遍采用的方法3，如可以在拖拉機(jī)、裝載機(jī)、平地機(jī)、汽車等鉸接工作裝置或者將工作裝置直接放置在行走裝置上，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用避免閑置車輛。近年來由于各個(gè)國(guó)家都對(duì)冬季路面路基養(yǎng)護(hù)提出了更高的要求，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于各類除雪機(jī)械的持有量大幅度增加，不斷向著一機(jī)多用發(fā)展，在使用性能方面朝著多功能化發(fā)展，但是國(guó)外的除雪機(jī)械價(jià)格比較貴。中國(guó)除雪機(jī)械的研發(fā)制造起步較晚，真正的研制與開發(fā)是在80年代以后4，目前主要除雪方式多數(shù)還是使用小型除雪機(jī)械與傳統(tǒng)的人工除雪的組合上，與國(guó)外相比有不少種類除雪機(jī)械在我國(guó)還有很大空缺，除了機(jī)場(chǎng)專用除雪機(jī)外，現(xiàn)有的除雪機(jī)械，作業(yè)速度低、整機(jī)利用率低、避讓功能不夠理想、成本高等，很難滿足道路等場(chǎng)所的作業(yè)要求56。針對(duì)我國(guó)國(guó)情，國(guó)內(nèi)應(yīng)建立和完善公路氣象系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)雪冰的物理機(jī)械性能的參數(shù)加強(qiáng)研究，除雪機(jī)械應(yīng)向小型化、高速度的方向發(fā)展，向機(jī)、電、液一體化和多功能的方向發(fā)展，同時(shí)注意提升除雪作業(yè)的安全性和操作舒適性。國(guó)產(chǎn)除雪除冰機(jī)械的總體技術(shù)水平落后于發(fā)達(dá)國(guó)家主要體現(xiàn)在3個(gè)方面（1）避讓功能不夠理想。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的除雪除冰機(jī)械，在除雪除冰作業(yè)過程中，大部分路障回避能力較差，常常因遭遇路障避讓不及而容易使主機(jī)或工作裝置受損壞。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985（2）對(duì)路面保護(hù)能力差。當(dāng)路面凹凸不平時(shí)，除雪除冰機(jī)械容易對(duì)路面造成破壞7，雖然目前相關(guān)部門并沒有制定一個(gè)統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)去說明機(jī)械對(duì)路面的損壞程度，但國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的除雪機(jī)械對(duì)路面的保護(hù)和對(duì)路面的仿形功能等方面，相比國(guó)外存在一段差距。（3）品種類型不全。與國(guó)外相比，大型多功能除雪除冰機(jī)械、高效清除壓實(shí)積雪機(jī)械等在我國(guó)還是空白。在一些雪災(zāi)中，在相當(dāng)多的地區(qū)幾乎沒有有效的除雪破冰機(jī)械。在普遍缺乏大型、高效除雪破冰機(jī)械的情況下，只能使用鐵鍬、鐵鎬等簡(jiǎn)易工具抗擊雪災(zāi)，工作效率極低8。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)上述除雪機(jī)械功能單一等問題而設(shè)計(jì)研發(fā)集耗能少、適應(yīng)范圍廣、除凈率強(qiáng)、效率高、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)于一體的道路除雪機(jī)械。12除雪方式及適用范圍除雪作業(yè)主要分為新雪除雪、壓實(shí)雪除雪和薄冰處理三種9。當(dāng)前冬季除雪防滑采取的主要方式有人工除雪，機(jī)械除雪，融雪劑除雪撒砂、物理除雪、綜合式除雪1011。其中以機(jī)械除雪方式為主。各種方式主要特點(diǎn)如下（1）人工除雪方式適用于小雪，收費(fèi)站口和難重點(diǎn)路口，這種路段機(jī)械除雪困難，通過采用人工的方式可以進(jìn)行徹底清除，采用人工清除對(duì)冬季第一場(chǎng)雪效果較好。人工清除費(fèi)用高，效率低，影響交通通行及行車安全等是它的缺點(diǎn)。（2）融雪劑除雪是通過噴灑各種化學(xué)材料或熱作用，從而達(dá)到降低結(jié)凍溫度或融化雪。適用于剛?cè)攵_春時(shí)期氣溫偏高，雪量比較大，對(duì)易融化冰雪路面的除雪作業(yè)效果較為明顯，缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境和道路具有相當(dāng)危害程度的污染12。就未來發(fā)展趨勢(shì)看，融雪劑的使用將會(huì)受到越來嚴(yán)格的限制，使用量及使用范圍將非常有限13。（3）機(jī)械除雪適用于對(duì)中大雪進(jìn)行大面積機(jī)械化清除作業(yè)，可全天作業(yè)。用機(jī)械方法清除路面積雪具有實(shí)時(shí)高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、基本不影響交通，對(duì)路面積雪清除也較為徹底等顯著優(yōu)點(diǎn)1415。（4）微波除雪目前國(guó)內(nèi)外研究的微波除雪能夠加熱的路面深度較淺，微波加熱道路材料只能達(dá)到路表面1CM左右的范圍內(nèi)，僅吸收微波發(fā)出總熱量的5左右，造成能量浪費(fèi)，同時(shí)道路表面升溫慢，冰雪層分離開道路表面耗時(shí)長(zhǎng)，因此微波加熱除冰的效率很低16。（5）綜合式除雪機(jī)械除雪和化學(xué)融雪兩種工作方式聯(lián)合使用，綜合式除雪機(jī)前端裝有碾壓磙式、螺旋葉片式或推雪板式等除雪裝置，后端裝有撒融雪劑裝置。作業(yè)時(shí)根據(jù)路面冰雪情況進(jìn)行機(jī)械除雪和化學(xué)融雪兩種作業(yè)選擇，可以同時(shí)使用也可以分開使用17。13除雪機(jī)的分類及特點(diǎn)目前除雪機(jī)的種類很多，可以按多種形式分類如底盤的不同、使用區(qū)域、工作原理的差異等。按照除雪機(jī)械的使用范圍可把除雪機(jī)分為泛用除雪機(jī)、人行道除雪機(jī)、鐵道除雪機(jī)和高速公路除雪機(jī)等4種18。根據(jù)除雪機(jī)械的底盤是否為專用的把除雪機(jī)分為兩種專用底盤和兼用底盤。大部分買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985機(jī)械采用兼用底盤。根據(jù)除雪機(jī)械的底盤行走方式又將其分為兩種橡膠履帶式和輪胎式。目前，從除雪的作業(yè)過程來看，除雪的原理和技術(shù)方法已基本完善，但在除雪工作過程中，經(jīng)常由于冰雪壓實(shí)還是松散、道路狀況、溫度高低等條件的影響，使用單一機(jī)械很難清除各種不同積雪路面。面對(duì)雪情除雪作業(yè)時(shí)要因地制宜，針對(duì)不同路況、不同雪情可以搭配多種不同的除雪方式，這樣方能提高除雪效率，保障除雪質(zhì)量19。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，冬季交通暢通的需要，機(jī)械式除雪已成為必然趨勢(shì)。機(jī)械式除雪可歸納為推移式除雪、旋切及沖擊旋切式除雪、鏟刮式除雪、剁式除雪、刷掃式除雪等。根據(jù)除雪機(jī)械工作原理的不同可以把除雪裝置分為推移式、螺旋轉(zhuǎn)子式拋投式、犁式、旋切式、沖擊旋切式、推移式、鏟剁沖擊式和刷掃式等類型等2021。國(guó)內(nèi)外常見的機(jī)械式除雪機(jī)類型主要有推移式，其又可分為前置中置側(cè)鏟式、鏟刮刮刀式、除雪汽車、不同形狀的除雪犁等；螺旋轉(zhuǎn)子式又可分為銑刀轉(zhuǎn)子式和葉輪轉(zhuǎn)子式兩種。圖11可調(diào)刮板式除雪裝置圖12多層刮板式除雪裝置圖13可調(diào)刮板式除雪裝置的工作模式買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985圖14單軸螺旋式除雪裝置圖15雙軸葉片式除雪裝置圖16單刮斗刮板式除雪裝置圖17單垂直葉片偏刮板式除雪置各類機(jī)械式除雪方式的適用范圍為（1）推移式除雪根據(jù)推刀的不同可分為有單向推刀、側(cè)翼推刀、V形推刀和U形推刀等。國(guó)外的推刀式除雪機(jī)具有較好的避讓功能，作業(yè)過程中根據(jù)路況調(diào)節(jié)油缸實(shí)現(xiàn)推刀的升降和其左右擺角的變化。用來清除較厚的路面積雪或壓實(shí)積雪，能夠破碎具有一定厚度的壓實(shí)冰雪，相比之下除雪能力較好，除凈率也較高。推刀除雪既能清除施工工地和公路的積雪同時(shí)也可用于街道、人行道。因其價(jià)格低廉，效率高，工作可靠而被廣泛使用，但適用的范圍主要為未被壓實(shí)的積雪和密度小的新降浮雪22。（2）旋切及沖擊旋切式除雪大部分具有切削、收集、推移和拋雪功能，雖然功能多，但是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，一般情況下工作裝置是由主機(jī)牽引著前進(jìn)工作，由液壓或者電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒上的斜齒或直齒對(duì)路面的積雪或者壓實(shí)冰雪進(jìn)行碾壓銑刨，不斷的使冰雪破碎來清除路面的冰雪。旋切式除雪機(jī)可分為兩種多級(jí)式和單級(jí)式，其中多級(jí)式分為兩種單軸螺旋風(fēng)扇型和多軸螺旋風(fēng)扇型。單級(jí)式又分為銑刀型和風(fēng)扇型。適用的范圍買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985主要有壓實(shí)積雪、冰雪混合積雪、薄冰壓實(shí)積雪等形式。但這種除雪機(jī)械鏟刃磨損較快，對(duì)路面也有一定的破壞作用23。（3）刷掃式除雪和路面清掃車類似，隨著牽引車前進(jìn)過程中，由動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)清掃刷旋轉(zhuǎn)。通過排雪裝置將破碎后的路面冰雪可清除到運(yùn)輸車上或路兩側(cè)。這種機(jī)構(gòu)的刷毛相對(duì)較軟，清掃路面積雪的硬度和厚度都收到局限。所以此機(jī)構(gòu)只適用于清除一定厚度的新降雪、自然積雪和厚度較薄的壓實(shí)積雪的路面，清雪作業(yè)速度相對(duì)較低。國(guó)外滾掃式清雪車最大作業(yè)速度一般為40KM/H，掃式清雪車最大作業(yè)速度一般為50KM/H2425。而我國(guó)刷掃式清雪車還遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上國(guó)外。（4）沖剁式除雪此機(jī)構(gòu)是模仿人工清除冰雪而設(shè)計(jì)的，隨著主機(jī)不斷前進(jìn)，液壓等方式驅(qū)動(dòng)偏心輪帶動(dòng)鏟頭轉(zhuǎn)動(dòng)，鏟桿鉸接在偏心輪上，帶動(dòng)鏟頭往復(fù)的上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行鏟剁冰雪，完成破碎清除冰雪的作業(yè)，適用于較厚冰雪混合物和一定厚度的壓實(shí)積雪的破碎。但是破碎效率較低，還需要增加保護(hù)路面的裝置以避免清雪作業(yè)時(shí)破壞路面。14課題研究?jī)?nèi)容及意義我國(guó)北方冬季積雪從自然積雪到壓實(shí)積雪的密度變化范圍為0107KG/M3，硬度變化范圍為060KG/M3，而冰的密度接近于10KG/M3，硬度范圍則為150300KG/M3，遠(yuǎn)大于一般積雪。所以相對(duì)而言，清除密度大、壓實(shí)積雪的難度要比清除硬度低、密度小的新降雪、浮雪、自然松散積雪的難度大，而清除冰雪混合物和冰層的難度更要大很多倍。物理電熱熔化、微波清除積雪效率低、費(fèi)用高；化學(xué)融雪劑除雪存在難以避免的污染問題；所以機(jī)械除雪得到應(yīng)用和發(fā)展。除雪機(jī)工作裝置作為除雪機(jī)的重要結(jié)構(gòu)，其性能的好壞對(duì)除雪作業(yè)的效果起著至關(guān)重要的作用。目前清除路面壓實(shí)積雪和冰雪混合物是比較困難的。盡管國(guó)內(nèi)外多年來研究了很多不同的結(jié)構(gòu)和類型，但因?yàn)槠湟壮龉收?、效率不高、除凈率低等不同缺點(diǎn)，直到目前還沒有較為理想的除雪機(jī)械。除雪機(jī)械在結(jié)構(gòu)研發(fā)、工藝流程、零部件供給和操作管理等方面都存在技術(shù)水平低的問題，致使除雪機(jī)械故障多、壽命短、可靠性低。這些問題都亟待解決。要實(shí)現(xiàn)具有高效率、多功能的除雪機(jī)械而設(shè)計(jì)專用或改裝除雪機(jī)使其具有以下優(yōu)點(diǎn)（A）改裝除雪機(jī)械可以一機(jī)多用，除雪機(jī)以拖拉機(jī)為動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)與拖拉機(jī)的自由掛接，不需要為除雪機(jī)單獨(dú)配置動(dòng)力源。（B）城市路面與人們的生活息息相關(guān)，道路交通流量大，在短時(shí)間內(nèi)就將路面冰雪壓實(shí)，影響出行安全與行駛速度，除雪機(jī)應(yīng)能保證在短時(shí)間內(nèi)做到高速除雪。在除雪機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)中主要從三方面入手，第一是破冰除雪，如何保證在不損壞路面的前提下，使冰雪與路面脫離；第二是集雪能力，采用推雪鏟將雪收集推至一側(cè)；第三是清掃，利用清掃盤旋轉(zhuǎn)將路面最終打掃干凈。15本章小結(jié)我國(guó)大部分地區(qū)冬季都有降雪，降雪后，車輛運(yùn)輸或者行人等載荷作用于路面上和溫度變化使之經(jīng)常形成壓實(shí)積雪或者冰雪混合物，從而導(dǎo)致路面的防滑性能大大降低。車輛買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985動(dòng)力性能變差行駛過程中易打滑引起交通堵塞甚至是交通事故，給人民和社會(huì)帶了巨大損害。怎樣有效地解決冰雪道路的文通安全問題，避免或降低交通事故，提高道路通行能力和運(yùn)營(yíng)效益，形成規(guī)范良好的管理模式已迫在眉睫，需要盡快解決的問題。目前，國(guó)內(nèi)外清除冰雪所采用的方法主要有人工除冰雪、高壓氣流吹積雪、化學(xué)容劑融雪、物理除雪和機(jī)械除冰雪等幾種方法。其中機(jī)械除冰雪由于簡(jiǎn)單實(shí)用、效率高、經(jīng)濟(jì)無污染而得到廣泛使用。為了提高除雪機(jī)械設(shè)計(jì)水平，需要對(duì)冰雪的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行深入研究，此外應(yīng)建立道路氣象系統(tǒng)，以便實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地掌握路面狀況，靈活、高效地使用除雪機(jī)械。為了提高其使用率，除雪機(jī)械應(yīng)該向一機(jī)多用的方向發(fā)展。同時(shí)除雪機(jī)械應(yīng)盡量采用機(jī)械電氣液壓結(jié)合的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高除雪機(jī)械的科技含量。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或119709852積雪和冰雪混合物的物理機(jī)械性能的參數(shù)分析21積雪和冰雪混合物的物理機(jī)械性質(zhì)研究適合的除雪方法和工作裝置，首先要了解一下積雪的基本性質(zhì)。對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算除雪機(jī)械的除雪阻力和除雪功率等相關(guān)問題，也應(yīng)該了解和掌握積雪的物理機(jī)械性質(zhì)。積雪的物理機(jī)械性質(zhì)變化很大，隨著天氣溫度的不同、積雪落下的時(shí)間長(zhǎng)短、以及路面積雪由于車輛行駛、除雪作業(yè)及水分介入等因素作用而發(fā)生復(fù)雜的變化26。雪的主要物理機(jī)械性質(zhì)包括密度、硬度、摩擦系數(shù)、導(dǎo)熱率、反射率、抗壓強(qiáng)度等2728。表21路面冰雪的分類名稱狀態(tài)特征雪粒狀態(tài)密度KG/M3抗壓強(qiáng)度MPA新雪結(jié)晶狀新降的雪100無粒雪粒狀不能飄揚(yáng)起來，溫度交替變化后，機(jī)械攪拌或化學(xué)處理的積雪雪粒的直徑在03MM以上，互不連接的圓粒280500無壓雪板狀被車輛等碾壓過的積雪雪顆粒的直徑為005MM03MM，相互連接的圓粒450750196167冰雪板狀壓實(shí)雪融化后又凍結(jié)在一起，厚度在1MM以下雪顆粒的直徑為005MM2MM的多結(jié)晶冰，含有粒徑00101MM的氣泡750以上883294冰水混合物液狀由板結(jié)雪、顆粒雪、新降雪和粉雪等溶解物組成的，含水多的液體，過車時(shí)將飛濺直徑在1MM以上呈類似圓形的小粒，含水量在3050800900無（只有在非常精密的天平上才能夠稱出雪花的質(zhì)量。）因此在無風(fēng)天氣里的新降雪，雪花均勻稀疏地平鋪在道路上，各個(gè)雪花彼此的枝角接觸著密度較小；而在有風(fēng)天氣的新降雪，雪花在風(fēng)的作用下相互堆積著較為密實(shí)，相對(duì)來說其密度值較大。所以雪的密度變化范圍很大，一般情況下的密度P10900KG/M329，各類積雪密度情況如表21。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985211積雪和冰雪混合物的密度積雪的密度G指的是單位體積內(nèi)積雪的質(zhì)量。雪的密度值等于積雪在融化后所得水的質(zhì)量與其融化前積雪體積的比值，是因?yàn)檠┦撬囊环N固態(tài)的表現(xiàn)形式。所以積雪包括松散雪的密度變化幅度很大。積雪的密度是除雪機(jī)械的設(shè)計(jì)與使用的一個(gè)很重要的依據(jù)。由于落雪條件、沉積條件、測(cè)量方式等影響因素的不同使得積雪的密度有較大差異，有的日本學(xué)者認(rèn)為在G7700KG/M3之間變化，但是有的前蘇聯(lián)學(xué)者則認(rèn)為是在G10800KG/M3之間變化，而我國(guó)降雪條件與前蘇聯(lián)遠(yuǎn)東地區(qū)較為接近，所以關(guān)于雪質(zhì)較多的北方地區(qū)地選用了前蘇聯(lián)的研究資料30。前蘇聯(lián)學(xué)者經(jīng)過對(duì)不同條件下的積雪密度進(jìn)行綜合測(cè)量和分析，得出了以下結(jié)論1隨著雪沉積厚度的增加，雪的密度增大。對(duì)沉積兩個(gè)月的山坡積雪測(cè)量，20CM深度的積雪密度為300320KG/M3,100200CM深度的積雪密度為600640KG/M3。2隨著雪的沉積時(shí)間的增大，雪的密度增大，每個(gè)月平均會(huì)增多1020。3隨著結(jié)構(gòu)及氣象條件的不同，剛降的雪的密度變化，測(cè)量結(jié)果見表22。4剛降的雪密度與當(dāng)時(shí)氣溫的關(guān)系見表23。另外，由長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐得出，還可利用經(jīng)驗(yàn)法大致判定積雪密度，見表24。表22剛降雪的密度與結(jié)構(gòu)及氣象條件的關(guān)系雪的形式密度KG/M3雪的形式密度KG/M3非常松散的雪松散雪弱風(fēng)及中等風(fēng)時(shí)的降雪暴風(fēng)雪中得降雪2050601004030120180強(qiáng)風(fēng)中的降雪壓實(shí)濕雪雨夾雪150200130160270表23剛降雪密度與當(dāng)時(shí)氣溫的關(guān)系剛降密度KG/M降雪氣溫/C最小值最大值平均值10以下10515121210102020以上12113543691582332952584555295887587104128183196表24根據(jù)雪中通過物判定雪的密度買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985雪中通過物體雪的類型密度KG/M3戴手套的拳頭手指伸直的手掌一個(gè)手指削尖的鉛筆刀刃非常松散的雪松散雪中等硬度的雪硬雪非常硬雪10100110250260350360500500以上212積雪和冰雪混合物的濕度積雪的濕度對(duì)雪的工程性質(zhì)有非常大的影響。雪層中的水包括兩方面雪晶表面的重力水和薄膜水等。雪層的最大持水能力指的是雪層持有薄膜水的限度，它和雪晶的形狀、雪層的排列情況及其雪的密度有關(guān)，通常不超過雪重量的50。重力水在雪層中差異很大，最大時(shí)雪層的全部空隙都充滿了重力水，例如春天融雪階段就是這種狀況。各類積雪的最大持水能力見表25，通常把雪的含水狀況分為四個(gè)等級(jí)水濕雪，稍微用力就能夠擠壓出水；濕雪，雪層中能夠明顯看出有液態(tài)水的存在；潮雪，雪層中分離不出水，但卻可以凝結(jié)成塊；干雪，一點(diǎn)都不含水不能凝結(jié)成塊。水濕雪是各種濕度的雪中最不穩(wěn)定的，而其他三種雪在原理上通過滾掃就能夠清除掉。表25各類積雪的最大持水能力雪的狀態(tài)最大持水能力KG/M3剛下地雪（無風(fēng)）剛下的雪（有風(fēng)）未密實(shí)的雪密實(shí)的雪冰雪混合冰5505005503203002102001201005022積雪和冰雪混合物的機(jī)械力學(xué)性能積雪和冰雪混合物的機(jī)械力學(xué)性能參數(shù)包括抗壓強(qiáng)度、硬度、摩擦系數(shù)等，這些參數(shù)都是除雪機(jī)機(jī)理分析和除雪機(jī)設(shè)計(jì)的非常重要的參數(shù)。221積雪和冰雪混合物的抗壓強(qiáng)度積雪抵抗其他物體進(jìn)入的能力是雪的抗壓強(qiáng)度，剛體進(jìn)入到積雪單位面積上受到的阻力表示其大小。研發(fā)設(shè)計(jì)除雪機(jī)械，雪的抗壓強(qiáng)度是又一重要參數(shù)。由參考文獻(xiàn)可知，積雪的抗壓強(qiáng)度隨密度不同而有變化。當(dāng)雪的密度P400KG/M3時(shí)，雪的抗壓強(qiáng)度將隨積雪密度的上升而急劇上升。如前所述，積雪的抗壓強(qiáng)度值也是與其他的環(huán)境因素有關(guān)。為了確定積雪的抗壓強(qiáng)度值，可采用下面簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的測(cè)定方法，圖21所示即為其測(cè)試裝置示意圖。該裝置中的重錘1可以在有刻度的標(biāo)尺桿2上做自由落體運(yùn)動(dòng)，標(biāo)尺桿2承重塊3和圓盤4是三者合一的結(jié)構(gòu)。測(cè)定抗壓買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985強(qiáng)度時(shí)將該裝置的圓盤4平放在積雪上，然后把重錘1沿承重塊3上的標(biāo)尺自某一定高度值開始作自由落體運(yùn)動(dòng)撞擊承重塊。這時(shí)整個(gè)裝置由于受重錘碰撞而從原來位置往積雪中下降一定深度，依此即可算得積雪的抗壓強(qiáng)度。需要測(cè)量和記錄的數(shù)值包括標(biāo)尺桿、承重塊和圓盤三者的總重量MKG；圓盤與積雪的作用面積SM2；重錘的質(zhì)量MKG；重錘提起的高度HM；裝置在積雪中下陷的深度DM。清雪車設(shè)計(jì)的另外一個(gè)重要參數(shù)是壓實(shí)冰雪的抗壓強(qiáng)度指的是壓實(shí)冰雪抵抗其它物體進(jìn)入的能力，用剛體進(jìn)入冰雪時(shí)單位面積上所受到的阻力表示31。圖21積雪抗壓強(qiáng)度測(cè)定裝置示意圖設(shè)定裝置下陷時(shí)的離開原點(diǎn)的位移變量XM；裝置下陷時(shí)所受到的以X為參變量的阻力變量為FXN；裝置下陷時(shí)所受阻力的平均值為FN；積雪抗壓強(qiáng)度PPA。則有積雪受到的沖擊力功211MHDMGW積雪阻力所做的功22DFX0221所以有買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或1197098523GMDHMF1因此24SP雪的抗壓強(qiáng)度將隨積雪密度的增大而增大，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)參見表26。表26雪的密度雪的類型密度KG/M3溫度為120C時(shí)的抗壓強(qiáng)度/KPA松散雪輕板結(jié)雪密集雪強(qiáng)密集雪25026025036050051060049599821019603702940（2）隨著溫度的下降，雪的抗壓強(qiáng)度增大。積雪的抗壓強(qiáng)度與溫度、密度的關(guān)系如圖22所示。圖22積雪抗壓強(qiáng)度隨積雪密度和環(huán)境溫度的變化關(guān)系222積雪和冰雪混合物的抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度系數(shù)KQ表示切割每單位橫截面積積雪所需的力，包括積雪各種形式的變形強(qiáng)度。目前確定切削比阻力（抗剪強(qiáng)度系數(shù)）大多采用的經(jīng)驗(yàn)公式為3225106MPABHFKQQ買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985式中作業(yè)在刀刃上的切削阻力，N；QFB切削刃寬度，M；H切削層厚度，M。利用抗剪強(qiáng)度系數(shù)KQ可以很方便地進(jìn)行清雪車的牽引和動(dòng)力計(jì)算。前蘇聯(lián)學(xué)者對(duì)自然狀態(tài)下的積雪進(jìn)行切削試驗(yàn)，試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表27。表27自然積雪的抗剪強(qiáng)度系數(shù)雪的溫度/C雪的類型雪的密度KG/M31342222以下松散雪1201800718020839118輕板結(jié)雪200280203915292049輕板結(jié)雪構(gòu)成的密集雪3003603704402959591083969981474998118177黏合力弱的大顆粒冰雪構(gòu)成的密集雪280350380480396949982959396949886998有上層雪壓力的密集雪42052078167137216177294223積雪和冰雪混合物的硬度積雪的硬度是一種重要的指標(biāo)即為雪的抗壓強(qiáng)度33。密度非常低的新降雪硬度很小，重量較輕的甲蟲爬過也能留下一些痕跡。但是，經(jīng)過壓實(shí)的雪，例如經(jīng)過狂風(fēng)搬運(yùn)的雪堆硬度很高，人走過后也不會(huì)留下蹤跡。由參考文獻(xiàn)，一般來說新雪為片狀，密度在01G/CM3左右，幾乎沒有硬度；而壓縮雪的密度為045075G/CM3，硬度較大為20170KGF/CM2。積雪單位面積上所能承受的壓力是指積雪的硬度。積雪硬度測(cè)試器一種彈簧測(cè)力器是專門測(cè)量積雪硬度的，測(cè)頭是頂角為30或者60的圓錐。實(shí)際測(cè)量時(shí)，將圓錐在積雪上豎直地立直，慢慢地加載重量并測(cè)得下陷深度，由圓錐進(jìn)入到雪的深度或表面直徑算出圓錐印跡的投影面積，再按下式計(jì)算出積雪硬度。26SPH2721式中買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985所施加的載荷重量，KGF；1P硬度計(jì)的重量，KGF；2圓錐印跡的投影面積，MM2，；S2TANHS圓錐陷深，MM；H圓錐半頂角。此式可簡(jiǎn)化為當(dāng)時(shí)；當(dāng)時(shí)602051TAN2302260TAN于是有當(dāng)時(shí)KGF/MM221HPH當(dāng)時(shí)KGF/MM23026此外一種采用專門的儀器測(cè)量雪的密度方法，沖力硬度計(jì)是常使用的。此種硬度計(jì)的上端有調(diào)節(jié)的金屬砝碼，根據(jù)下降高度、砝碼的重量和硬度計(jì)被打進(jìn)積雪的深度，雪的硬度就能夠計(jì)算出來。一般情況下把雪的硬度分為四個(gè)等級(jí)。第一等級(jí)叫做松雪，指除了大拇外的四個(gè)手指伸直不費(fèi)力就能夠插入到這種雪層。第二等級(jí)叫做稍硬雪，這種雪層只能插入一個(gè)指頭。第三等級(jí)叫做堅(jiān)雪，需要鉛筆插入。第四等級(jí)叫做堅(jiān)實(shí)雪，小刀才能插入。測(cè)量步驟是先準(zhǔn)備一個(gè)雪坑，然后在剖面上從頂?shù)降滓来畏謱訙y(cè)量。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行。224積雪和冰雪混合物的摩擦系數(shù)在設(shè)計(jì)、選擇和使用除雪機(jī)械過程中涉及到牽引力、工作阻力，進(jìn)行理論計(jì)算時(shí)首先要考慮雪有關(guān)的摩擦系數(shù)。積雪的摩擦有內(nèi)摩擦和外摩擦兩種，積雪內(nèi)部雪與雪相互摩擦是指內(nèi)摩擦積雪與其它物體之間的摩擦指外摩擦。雪的狀態(tài)直接影響積雪的內(nèi)外摩擦系數(shù)。路面積雪后，路面的使用性能被大大降低了。冬季道路除雪機(jī)械工作時(shí)，要進(jìn)行牽引計(jì)算，首先了解除雪機(jī)械在不同的冰雪路面行走時(shí)的行駛阻力系數(shù)、附著系數(shù)等。冰雪路面與輪胎間的附著系數(shù)小因?yàn)槌C(jī)械不但與積雪產(chǎn)生摩擦，而且還對(duì)積雪產(chǎn)生擠壓，所以外摩擦系數(shù)一般比行駛阻力系數(shù)小。鋼鐵和積雪之間的摩擦系數(shù)與溫度和雪的密度有關(guān)見表28。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985表28積雪和鋼鐵之間的摩擦系系數(shù)與溫度和雪的密度關(guān)系表雪的溫度雪的密度KG/M3014163080100150200250300350400450480520550018011009007500560050040030100080070050040030020015014010008005005004003002積雪的內(nèi)摩擦系系數(shù)見表29。表29積雪和鋼鐵之間的摩擦系系數(shù)與溫度和雪的密度關(guān)系雪的溫度/C雪的密度KG/M30附近1610以下120200300400470560024030035040042045029033039044047050034036046050053057路面積雪后，使用特性有較大的差別。在計(jì)算除雪機(jī)械的輪胎行駛在冰雪路面的牽引力時(shí)，首先要了解行駛阻力系數(shù)和附著系數(shù)。冰雪路面與輪胎間的附著系數(shù)見表210。表210輪胎與冰雪路面間的附著系數(shù)行駛阻力系數(shù)一般較外摩擦因數(shù)大，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中不僅產(chǎn)生摩擦，而且和積雪之間的擠壓。輪式、履帶式車輛的行駛阻力系數(shù)如表211所示。前置式除雪裝置的除雪機(jī)械雪的狀態(tài)雪的密度KG/M3附著系數(shù)雪的狀態(tài)輪胎類型附著系數(shù)密實(shí)凍結(jié)的雪密實(shí)凍結(jié)的雪密實(shí)解凍的雪低壓胎高壓胎低壓和高壓胎020035020025010020壓實(shí)的凍結(jié)雪壓實(shí)的解凍雪解凍的雪高壓胎高壓胎低壓胎02090176006008買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985可根據(jù)除雪效果對(duì)行駛阻力系數(shù)進(jìn)行修正。表211行駛阻力系數(shù)阻力系數(shù)雪的狀態(tài)雪的密度KG/M3輪胎履帶松軟的雪松軟潮濕的雪輕碾壓的雪碾壓的雪冰雪1502501502502503504006007000202503015020080100600802020100500701225積雪和冰雪混合物的導(dǎo)熱系數(shù)很輕的雪花在空氣中降落時(shí)是飄浮不定的，有很多的分枝，這樣一來雪花間隙距離就變大了，但是存在于其中的空氣導(dǎo)熱率很低，所以地面的熱就不會(huì)馬上散去。如表212有雪與其它介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)。表212雪與其介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)物體名稱空氣雪水沙冰花崗巖導(dǎo)熱系數(shù)00000500003000080001400026000510005300097226積雪和冰雪混合物的反射率在陽光明媚的天氣里，人們?cè)诜e雪路上上行走時(shí)，經(jīng)常會(huì)睜不開眼睛。在醫(yī)學(xué)理把這種現(xiàn)象叫做雪盲。積雪對(duì)太陽光的反射很高就是產(chǎn)生雪盲的原因。由于積雪的反射率高，便于它能自我保護(hù)，以免積雪被馬上融化掉，有利于積雪積冰的形成。由參考文獻(xiàn)，如表213有雪與其它介質(zhì)的反射率。表213雪與其介質(zhì)的反射率墊面名稱雪面冰面沙土青草干草黑粉反射率50953060292619523本章小結(jié)本章對(duì)積雪和冰雪混合物的進(jìn)行了分類，又對(duì)其物理機(jī)械性能參數(shù)和力學(xué)機(jī)械性能的參數(shù)密度、硬度、濕度、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、摩擦系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、反射率等做了相關(guān)敘述，通過論述列出了積雪及冰雪混合物其性能變化的通用規(guī)律，為深入研究測(cè)試積雪性能和設(shè)計(jì)除雪機(jī)械打下了一定基礎(chǔ)。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或119709853除雪裝置的設(shè)計(jì)及其計(jì)算31整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)311除雪機(jī)械的選型及組合除雪機(jī)械是用來清除道路積冰雪路面的專門的設(shè)備，是冬季北方降雪地區(qū)各等級(jí)公路、城市道路和機(jī)場(chǎng)等養(yǎng)護(hù)部門必需的養(yǎng)護(hù)機(jī)械。怎么針對(duì)冬季不同的降雪量、積雪形態(tài)，經(jīng)濟(jì)、適當(dāng)?shù)倪x擇現(xiàn)有除雪機(jī)械類型，達(dá)到有效高效地清除冰雪的目的，對(duì)除雪機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化選型和組合是必要的。我們要根據(jù)人力、物力、區(qū)域、路況、雪況及擁有除雪機(jī)械的條件等不同狀況而實(shí)施不同的除雪方法和措施。用于除雪的機(jī)械設(shè)備主要為推雪鏟、推雪機(jī)、掃雪機(jī)、滾刷機(jī)、破冰機(jī)和融雪劑撒布機(jī)等，這些除雪機(jī)械設(shè)備均適用于不同的除雪路況，作業(yè)時(shí)根據(jù)雪量的大小、壓實(shí)程度、積雪的形態(tài)、環(huán)境濕度等相關(guān)的因素適當(dāng)?shù)倪x擇機(jī)械并進(jìn)行的組合提高效率。1雪量為小雪小雪路面積雪厚度一般在3CM以下。如果路面積雪疏松，利用掃雪機(jī)直接清掃便可以，并將掃完的雪拋到馬路兩側(cè)的綠化區(qū)，如果路面積雪與路面粘結(jié)在一起，經(jīng)車輛行人壓實(shí)雪達(dá)12CM左右，應(yīng)該先考慮采用撒布融雪劑或掃雪機(jī)清掃，此時(shí)無法采用推雪鏟，因?yàn)橥蒲╃P在除雪作業(yè)時(shí)雪鏟與路面的安全間隔最低就是1CM多。2雪量為中雪路面積雪厚度可以到達(dá)520CM，可先用推雪車將雪鏟松，并將積雪運(yùn)走或堆放綠化區(qū)域，路面剩余的雪可用撒布除雪劑或掃雪機(jī)清除。3雪量為大雪地面積雪厚度可以到20CM以上，此時(shí)應(yīng)采用螺旋拋雪機(jī)與輸送雪的大卡車一起作業(yè)，把雪裝到卡車運(yùn)走，地面余下的雪，可撒融雪劑使其融化蒸發(fā)或者掃雪機(jī)清掃。4冰層由于除雪作業(yè)時(shí)可以采用撒融雪劑進(jìn)行融化3CM以下薄冰層，大量的積雪一定時(shí)間內(nèi)沒有得到及時(shí)清理，溫度冷熱變化而形成3CM以上的冰層，那么只有使用專門的破冰機(jī)，依靠碾壓磙刀具對(duì)冰層產(chǎn)生破碎的壓力來清除冰層。除雪機(jī)械需要的數(shù)量3410TBVSN其中S除雪作業(yè)的面積，M2；V除雪機(jī)的速度，KM/H；T完成除雪時(shí)間，H；B除雪機(jī)的寬度，M。312主要技術(shù)參數(shù)的確定（1）取車速V4KM/H。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985（2）刀具所在圓周直徑取D400MM時(shí),結(jié)構(gòu)上允許其圓上分布Z3個(gè)刀片。（3）據(jù)人工除雪經(jīng)驗(yàn),兩次敲擊的間距H50MM時(shí)才能保證除雪質(zhì)量。（4）據(jù)上述條件可計(jì)算出刀輥所應(yīng)具備的轉(zhuǎn)速N444R/MIN。（5）刀具對(duì)地面的敲擊力度可用動(dòng)量來表示P刀MV。式中P刀除雪刀輥上單片刀頭對(duì)路面的撞擊力度；M單個(gè)刀頭質(zhì)量，取M15KG；V刀片旋轉(zhuǎn)至與路面接觸位置時(shí)相對(duì)路面的速度，M/S。經(jīng)計(jì)算V15M/S，代入式，則P刀1515225KGM/S。（6）人力除雪時(shí)，設(shè)鐵鍬對(duì)地面的作用力F100N，M2KG的鐵鍬經(jīng)S250MM距離撞擊地面,其加速度和作用時(shí)間分別為A50M/S2，T01S，則撞擊速度VAT5M/S。那么人工除雪鐵鍬對(duì)路面的作用力度為P人MV10KGM/S。經(jīng)上述計(jì)算說明輥刀對(duì)地面作用力遠(yuǎn)大于人力作用。實(shí)際工作時(shí)我們可通過控制刀片質(zhì)量、彈簧扭力、刀輥轉(zhuǎn)速、行車速度等因素來保證刀片對(duì)路面的作用力度大于或等于人工除雪，或者使其在某一合適的范圍。生產(chǎn)效率KM2/H以單位時(shí)間內(nèi)清除的道路面積計(jì)VB式中B機(jī)器的工作幅寬，M；V機(jī)器的工作速度，KM/H。該破冰除雪機(jī)工作幅寬23M，根據(jù)公式每小時(shí)作業(yè)面積可達(dá)到92KM2/H。適用于冬天北方城市主要交通路面。實(shí)際工作時(shí)應(yīng)當(dāng)均衡這兩個(gè)因素，使除雪機(jī)械能最大程度地滿足生產(chǎn)要求。該破冰除雪機(jī)是集破冰、除雪于一機(jī)的組合式設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)很高的清雪速度，對(duì)路面和雪況的適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)動(dòng)力、材料及制造工藝無特殊要求，適用范圍廣，且易損部件都可更換，從而降低了維修費(fèi)用，是一種適合我國(guó)道路的除雪設(shè)備。32動(dòng)力源的選擇本設(shè)計(jì)是由破冰除雪裝置、鏟雪裝置、清掃裝置組成，因此其動(dòng)力源選擇拖拉機(jī)比較適宜。一般拖拉機(jī)自身都具備原較強(qiáng)大的液壓系統(tǒng)、機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)能提供有足夠的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)拋雪裝置等除雪設(shè)備。拖拉機(jī)具有多檔變速箱和懸掛裝置等結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)雪況變化調(diào)節(jié)變速箱，適用于除雪作業(yè)。比如俄羅斯莫斯科市的幾千余臺(tái)除雪機(jī)械可分為十多種機(jī)型。其中大多數(shù)機(jī)型以拖拉機(jī)為驅(qū)動(dòng)底盤。我國(guó)生產(chǎn)的拖拉機(jī)機(jī)型種類都很多已相當(dāng)發(fā)達(dá)，并且許多在冬季處于冬閑狀態(tài)，應(yīng)該成為主要選項(xiàng)之一。根據(jù)作業(yè)效率拖拉機(jī)動(dòng)力選擇100馬力。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或1197098533刀輥軸裝配設(shè)計(jì)331破冰刀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)破冰刀時(shí)，必須使其滿足一定的切削性能和力學(xué)性能的要求，減少切削阻力和刀刃磨損，降低能量消耗，延長(zhǎng)刀刃的使用壽命，并有利于提高清除率。為了提高除雪機(jī)對(duì)雪層厚度的適應(yīng)能力，刀輥軸上的刀片設(shè)計(jì)為能進(jìn)行機(jī)械調(diào)節(jié)，以便改變與地面的接觸高度，在破冰的同時(shí)不損傷地面。刀輥軸的作用是將雪層從路面上剝離，其結(jié)構(gòu)形式為一系列的刀片沿徑向均布于主軸圓周上，并與主軸上的輻板鉸接；在軸向上，并排地分布著多排這樣的與輻板鉸接的刀片，以形成一定的除雪幅寬。工作時(shí)刀片除與主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可繞鉸鏈在一定角度內(nèi)擺動(dòng)，刀片靠扭力彈簧保持其徑向固定位置。除雪作業(yè)時(shí)，刀輥主軸以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)以速度V0前進(jìn)，這就使分布在主軸圓周上的刀片依次敲擊雪層然后刮擦，使雪層與路面剝離。當(dāng)遇有路面凸起或阻力過大時(shí)，刀片就克服彈簧阻力繞鉸鏈擺動(dòng)一定的角度，實(shí)現(xiàn)避讓障礙的動(dòng)作，從而自動(dòng)適應(yīng)路面，起到保護(hù)路面的作用。破冰刀是破冰除雪的主要工作部件，由于破冰刀工作時(shí)會(huì)大量與地面接觸，此時(shí)路面可看做砂輪，破冰刀每次打擊都會(huì)出現(xiàn)磨損，因此對(duì)其材料的耐磨性和強(qiáng)度都有一定的要求。根據(jù)需求可選擇鑄鋼MN13，其化學(xué)成分應(yīng)符合下列規(guī)定C090130、MN110140、SI05、P010。其具體結(jié)構(gòu)如下圖31。為了防止破冰刀每次打擊地面造成的磨損而是刀刃變鈍的現(xiàn)象發(fā)生，是破冰刀刀刃部分與地面成一個(gè)角度，這么在每次打擊地面時(shí)，會(huì)使破冰刀越來越鋒利，其結(jié)構(gòu)如圖32。圖31破冰刀圖32破冰刀與地面接觸角332刀輥軸設(shè)計(jì)破冰除雪機(jī)工作幅寬要求23M，因此刀輥軸設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為27M。破冰刀片的排列方式對(duì)破冰質(zhì)量影響很大，破冰刀的排列方式與旋耕機(jī)的旋耕刀片的排列方式相似。有單螺旋線、買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985雙螺旋線、星形、對(duì)稱排列等幾種。不管哪種排列均應(yīng)滿足（1）刀軸受力均勻，徑向受力平衡；（2）相鄰兩刀片徑向夾角要大。這里選用單螺旋線排列，刀輥軸在工作時(shí)側(cè)向偏移力矩較小，側(cè)向力可以得到較好的平衡。圖33刀輥軸除雪機(jī)向前運(yùn)動(dòng)，破冰刀打擊冰雪并將打擊下來的冰雪向后拋送。下圖為破冰刀工作時(shí)與地面接觸瞬間。圖34破冰刀工作圖由于刀輥軸實(shí)際工作時(shí)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，若只使用一個(gè)刀輥軸工作，會(huì)在刀輥軸上產(chǎn)生較大的力和力矩，造成工作時(shí)的不穩(wěn)定和動(dòng)作部件的損壞，為了減小這種情況的發(fā)生，該除雪機(jī)采用兩個(gè)刀輥軸交錯(cuò)分布，在保證工作幅寬的情況下，盡可能將路面冰雪全部清除。具體安裝如下圖。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985圖35刀輥軸三維圖模型34推雪板的設(shè)計(jì)除雪機(jī)具在清除道路積雪時(shí)，是在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下通過將積雪打擊震碎，來達(dá)到清雪目的。但是，如果不及時(shí)將振碎的積雪清除出路面，就除雪而言是毫無意義的。因此，推雪板就成為清雪作業(yè)必不可少的組成部分。推雪板分為簡(jiǎn)易型和液壓型。簡(jiǎn)易型即機(jī)械型,包括連接架、推鏟、斜度調(diào)節(jié)器、鎖定裝置、彈性避讓器；液壓型包括連接架、推鏟、斜度調(diào)節(jié)油缸、彈性避讓器。（1）連接架，推雪板依靠驅(qū)動(dòng)車輛推動(dòng),連接架是驅(qū)動(dòng)車輛和推雪板之間的連接裝置,是一種可保持連接平面水平位移的平行四桿機(jī)構(gòu)空間機(jī)架,其連接平面的位移用機(jī)械裝置或液壓油缸控制。（2）推鏟，是弧型金屬板焊接件。鏟刃采用厚度1012MM的65MN或60SI2MN鋼板制造，也可以采用其它耐磨材料。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，價(jià)格適中，可以有效降低使用成本。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)型鏟刃采用多孔位調(diào)節(jié)、可對(duì)稱翻轉(zhuǎn)的使用方式即鏟刃上對(duì)稱設(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。（3）斜度調(diào)節(jié)器，為了將路面積雪推到一側(cè)，推雪板在作業(yè)時(shí)必須有一斜角，調(diào)整斜角的主要依據(jù)是雪層厚度,其次是推雪板行走速度。在液壓型推雪板中依靠油缸實(shí)現(xiàn)斜度的控制和鎖定；在簡(jiǎn)易型推雪板中依靠絲桿絲母實(shí)現(xiàn)斜度的控制，同時(shí)應(yīng)增加機(jī)械鎖定裝置如掛鉤或檔板。（4）仿形機(jī)構(gòu)，當(dāng)推雪板前進(jìn)過程中遇到障礙物時(shí)，為保護(hù)推雪板自身結(jié)構(gòu)和不破壞路面，推雪板應(yīng)該可以上下自如的運(yùn)動(dòng)，這里采用仿形四桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)遇到障礙物時(shí)推雪板向上抬起，越過障礙物，當(dāng)通過障礙物時(shí)，又可以自動(dòng)放下。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985圖36推雪板裝配圖圖37推雪板三維模型圖35路面清掃裝置設(shè)計(jì)經(jīng)過破冰刀的除雪和推雪板推雪后，會(huì)在路面上殘留一些雪末，這些雪末若是不經(jīng)過清掃，會(huì)隨著車輛的通過而壓實(shí)，在路面形成一層薄冰，雖然較未經(jīng)過清理的冰雪路面狀況有一定的提高，但是也會(huì)降低路面與車輪之間的摩擦，造成安全隱患。因此在除雪機(jī)的尾部設(shè)有清掃盤，其動(dòng)力來源于拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸，經(jīng)過萬向節(jié)變速箱傳遞到清掃盤。在破冰越障鏟雪作業(yè)后，清掃盤可以將作業(yè)面殘余的雪和碎冰清理到道路一側(cè)，同時(shí)鋼刷可清理地面，使行車更加平穩(wěn)。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號(hào)交流197216396或11970985清掃盤圓周直徑為85MM，固定在推雪板后部，共有4個(gè)組成，與地面的高度可以由壓縮彈簧調(diào)節(jié)，同時(shí)壓縮彈簧還可以保護(hù)清掃盤遇到障礙物不被損壞。因?yàn)榍鍜弑P的清掃苗大量與地面接觸，是易損壞部件，材料要求為耐磨，因此選用碳素彈簧鋼絲，其含碳量小于1350112，除鐵、碳和限量以內(nèi)的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)外，不含其他合金元素的鋼。為了保證將路面清掃干凈，要選取適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，清掃盤轉(zhuǎn)速在100R/MIN適宜，這樣既可以保證道路清掃干凈，又不至于消耗過多的功率。圖38清掃盤組裝圖39清掃機(jī)構(gòu)裝配36擋雪板設(shè)計(jì)除雪機(jī)在前進(jìn)過程中，同時(shí)刀輥軸又以很高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，這樣打擊下來的冰雪會(huì)由于慣性向后飛出，若是沒有擋雪板的存在，飛出的冰雪散落不集中，造成后面的清掃困難，或者將已打掃干凈的路面再次覆蓋冰雪。同時(shí)刀輥軸的高速旋轉(zhuǎn)也帶來一定的安全隱患，當(dāng)破冰刀連接斷開時(shí)，破冰刀隨慣性飛出，容易造成人員傷亡的危險(xiǎn)，為了防止這些問題