1、从工程学的角度看,积雪 被压实的过程需要消耗大量能量,雪被压实后再把它从地面上清除掉就 要加倍消耗更大的能量和更多的时间,从而造成很大的浪费。相比较而 言,“实时除雪”所消耗的能量只有前者的几十分之一,是效率最高最 省时省力的除雪方法。目前欧、美等工业发达国家基本上都采用机械化“实时除雪”技 术。机 械化“ 实时除雪”技 术实际上就是使用散雪除雪 机械在降雪过程中进行除雪,边 下雪,边 清除,多 台除雪车保持一定距 离成梯形队伍排列循环清理路面,过往车辆可 在除雪车之间穿梭绕行而 不影响交通,避 免了积雪在路面停留时间过长而被碾压成实雪或冰。开 发适合我 国国情的除雪机械, 探索与高速公路管理
2、相适应的作业方式, 将有着深远的意义。关 键词 :除 雪机 积 雪 除雪 液压控 制 提升 装置AbstractWinter snowfall in north China ,give each city, garden, road, airportrunway pavement with YunCaiDao road, forest area, and a repeatedly. To timely removal of natural snowfall road to transport and logistics, and create a good safety conditions
3、yourself, reduce traffic accidents, in China, the traditional philosophy is focusing on snow removal begins after it 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 conce
4、pt, 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, equ
5、ipment manufacturing cost is snow removal machine needs , the whole equipment investment is big, frequently , difficult to large application. 。real-time mechanizedSummarize the experience and experience for many years and focusing on snow removal of comparison of focusing on snow removal way, the au
6、thor 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 consumedgr
7、eater 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 snow removal methods. At present to Europe, the United States and other developed countries are using basically focusing on snow removal tech
8、nologyMechanization 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,
9、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 Chinas national conditions, focusing on snow removal machinery and explore the expr
10、essway management ADAPTS cooperationg way, will 或 60Si2Mn 钢 板 材 料 , 也 可 采 用 其 它 耐 磨 材 料 。 选用锰钢板主要是因为这种材料热处理后具有较高的硬度和较好的耐磨 性,且价格适中,可以有效降低成本。铲刃是易损配件,磨损到一定程 度后需更换新铲刃。为提高材料利用率,本机铲刃采用多孔位调节、可 对称翻转的使用方式,即铲刃上对称设置多排连接孔,当磨损到一定程 度后移动到下一排连接孔位连接,最后翻转180还 可继续使用,全部用 至极限位置后更换,这样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 重机 构在U形
11、框架上对称设置两个高度可调的仿形支重轮,仿形支重轮有 两个作用, 一是正常工作时承载部分整机质量, 减少车辆前悬挂载荷, 提高整机工作稳定性;二是当扫雪滚磨损后可以通过调节支重轮的升降 来限定及保持扫雪滚与地面的最佳距离。6.7液压控 制系 统图4为液压系统原理图。由于推雪板升降、除雪装置整体升降及U形 框架左右偏转、汽车货厢自卸和扫雪滚旋转等均为液压控制, 增加的液 压执行元件较多, 因此需对原车液压系统做较大改动。如图4 所示, 将原车的单路液压阀取消, 安装一组带先导式溢流阀 的手动三位六通并联组合阀,其 中4、 5 两组阀分别控制两个双作用液压 缸13 和14 实现推雪板升、 降及除雪
12、装置向左、 右偏转, 6、 7两组阀分 别控制两个单作用液压缸11、12 实现除雪装置升、降及货箱自卸,阀8 控 制液压马达10 驱动扫雪滚旋转。组合阀布置在驾驶室内由驾驶员操控。6.8液压计算以及器件选择以北京时代金刚568型自卸汽车为例进行液压计算,已知所选的液压 马达排量为100mlr,供油压力为p=1OMP,输入流量Q=30Lmin,液压马达的 容积效率,液压马达的回油背压为0.2MPa。试求:(1) 液压马达的输出转矩。(2) 液压马达的转速。解:液压马达的输出转矩6 -6*0.94 = 102.7N*m=pqM _(10-o.2)*10*70*102*3.142兀液压马达的转速Qm
13、 mv 40*0.92 n 二qM7.配套动力选择7.1动力选择由于除雪对象主要为散雪,因此工作阻力较小。根据试验测试结果, 雪层厚度100200 mm,推雪板宽度2000 mm,在平直水泥或柏油路面上浮 动推雪所需牵引力约为2.03.0 kN (与雪层厚度正相关)。考虑到推扫联 合作业时将需要更大的功率,因此可试选目前应用较为普遍的36.7 kV( 50 马力)左右的小型农用自卸汽车作为配套动力。7.2动力校 核现以北京时代金刚568 型自卸汽车为例进行 动力校核。该机使用485 型柴 油发 动机 ,功 率 为36.7 kW ( 50 马 力)3 000 (rmin )。 2.2.1 按 发
14、 动机 额定 功率 计算 最 大牵 引力 T= 9.545 5N nR ( 1) 式 中:T 发动机额定功率下可提供的最大牵引力,kN;N 发动机额定功率,kW;n 驱动轮转速,rmin ;R 驱 动 轮 动 力 半 径 , m。在进行推扫联合作业时, 满负荷情况下驱动扫雪滚最多消耗总动力 的 40 %左右,约14.6 kW。可以用于车辆行走及推雪作业的功率约22 kW。取 值:N= 22 , n=80, R= 0.28 (相 当于行走速度 8.44 km+F叶 Fi+Fb 式中:Fn空气阻力;Fr滚动阻力;Fi 上坡阻力;Fb 加速阻力。式(2) 只计算了行进方向的阻力,实 际还有侧向空气阻
15、力,曲 线行驶时的 转弯阻力 等, 这些影响甚小, 一般忽略不计。7.3.2除雪阻力、附 着力除雪功率的计算除雪作业总阻力F,是由雪阻力和车辆的行驶阻力合成的。Fs可以分解 为: Fsx=Fpx+Fm 、侧向分力: Fsy=Fpy 、垂直分力 : Fsz=Fpz切牵引力Fk指的是在牵引力元件作用下地面产生的作用于行走机构 平行于地面并沿着行驶方向的 总推力。 作用 于行走机构的最大且牵引 力 Fkmax=Fu为使梨式除雪机正常作业, 其最大牵引 力 必须大于等于外部阻力 之 和 , 即 Fkmax 。除雪功率式中 : Fsx- 行进方向的 除雪阻力 。V- 行 驶 速 度 传动效率。2. 理
16、论计 算733 除雪铲功率计算除雪宽2m 除雪深0.1m除雪断面积S=2*0.1=0.2积雪密度行进速度车辆总质量 W=4276kg行进角空气阻力系数刃口与路面摩擦系数滚动阻力系数轮胎与路面附着系数车辆正面投影面积A=21动力传动效率铲体质量除雪车功率35kw道路坡度抗断应力7.3.4计算步骤铲体除雪阻力计算Fpx =9.8ufWp S:v2(1 0.18Si n 0.45cos2)= 156(N)Fpy =0.72S v2sinwos: -425( N)行走阻力计算Fm=Fa+Ft+Fi+Fb= 9.8(UaAV2 u Wcose Wsia(W W)= 1527(N)除雪车总阻力计算Fsx
17、= Fpx Fm = 3345( N)附着力计算Fu =u (9.8W -Fpx) = 8549( N)显然,FuFsx除雪功率计算P=根据上面的计算可知FkmaxFsx ,而且除雪车效率35kw大于34kw ,所以除雪车可以正常作业。8.主要特点及技术性能参数8.1 主要特点本除雪机采用小型农用自卸汽车作为配套动力,可单独进行推雪或扫 雪作业,也可以进行推扫联合作业,除雪装置可向左或右偏转25 ,推 雪板工作倾角可调。设置超越式缓冲保护机构,可以越过一定高度的障 碍物,整机全部为液压控制。8.2主要技术性能参数配套动力:50PS小型自卸汽车 最大除雪厚度(mm) 200。最大推雪宽度(mm)
18、 2000。最大扫雪宽度(mm) 2000。除雪装置最大偏转角度(左或右)() 25。行走速度(kmh。除雪装置质量(不含配套车辆)(kg ) 800。8.3结束语推扫一体式散雪除雪机在单台配套车辆上实现了两种不同的除雪功 能,提高了车辆的使用效率。由于采用价格较低的小型农用自卸汽车作 为配套动力,进一步降低了整机的成本。该机结构简单,操纵方便,能 够满足不同的使用要求,是我国北方城市较为理想的机械化实时除雪设 备.参考文献 1 王 涛 , 张 永 梅 . 国 内 外 路 面 养 护 机 械 的 技 术 水 平 及 发 展 趋 势 J . 建 设 机 械 技 术 与 管 理 , 1997, (
19、 3) . 2 张先璞, 王丽勋 , 等. CL-2. 4 型公路除 雪器的研制 J . 吉 林交 通科 技, 1993, ( 2) .3C.H.科热夫尼科夫,N耶西皮科.机构元件M.隆礼湘,译.北京:机 械工 业出 版社 .1973.4黄祖德.机械设计M.北京:理工大学出版社,1992.吴书琴,李乔非,邵东伟,等城市道路除雪现状及未来发展方向J. 佳木斯大学学报, 2006(. 4 ) :556- 558.6吴书琴,李乔非,刘春山JD- SX2800 、JD- SX3500 型散雪除雪机研制J. 工 程机械,2007 ( 6):14- 177徐至钧等. 高塔基础设计与计算. 北京: 烃加工出
20、版社,19868孙靖民. 机械优化设计. 北京: 北京机械工业出版社, 19989刘鸿文. 材料力学. 北京: 高等教育出版社, 199510齐晓杰,郝晨声,毕凤阳,王革新. 城市道路机械式清除冰雪机械 研究与探讨J 黑龙江工程学院自然科学版学报,2002(02)11齐晓杰,康建营,齐英杰,段宏伟.冰雪清除机械的研究与探讨J 林业机械与木工设备, 2005(11)工程机械与维修 CONSTRUCTION MACHINERY & MAINTENANCE 2010(10)13胡天明.俄罗斯清雪车的性能分析与探讨J.交通科技与经 济,2008(2):66-68.14吴书琴,邵东伟,姜东华,等.城市道
21、路除雪现状及未来发展方向J.15程宪春,苗忠,闫钰锋.ZHI200型组台式破冰除雪机设计J.长春大 学学报,2002(2):12-14.16朱彩霞,夏智武.QX700型庭院清雪机的研制J.新疆农机 化,2002(5):31-33.17李盛林,张宏文.公路快速清雪装置的设计J.筑路机械与施工机 械化 ,2002(1):3-4.18刘永章.介绍一种破冰除雪装置J.工程机械,1995(3):2-3.19冯雨芹,于继承,齐晓杰.高速公路清冰雪技术研究J.建筑机 械,2006(7):71-75.20李国灿,郎惠明.城市道路破冰除雪机的设计浅论J.工程机械 ,1993(1):19-22.21崔平正.组合式
22、清雪机除雪装置的机液伺服系统设计J】.机床与 液 压 , 2003 , (2) : 22-23 22刘长年液压伺 服系 统的分析与 设计 M 北京:科学出版社,198523机械设计手册编委会.机械设计手册【M】.北京:机械工业出版社, 200424张世英陈元基筑路机械工 程, 199825马文星邓洪超筑路与养护路机械化学工业出 版社, 200526马文星特种车辆化学工 业出 版社.2007结论推扫一体式散雪 除雪 机在单台配套车辆上实现了 两种不同的除雪 功 能, 提高了车辆的 使用效率。由于采用价格较低的小型农用自卸汽车作 为配套动力, 进一步降低了整机的 成本。该机结构简单, 操纵方便,
23、能 够满足不同的 使用要求, 是我国北方城 市较为理想的 机械化实时除雪 设 备.设计心得为期一 个学 期的 紧张而 又繁 忙的 毕业 设 计已 近尾 声, 这 次毕 业设 计,是 对我们四年来所学知识的 综合运用,并 加以巩固和加深,受 益非 浅 。虽 然 这 次 设 计 时 间 紧 迫 ,难 度 较 大 ,让 人 觉 得 很 累 ,即 使 在 休 息 时 也还在想着设计, 但我却从中学到了很多东西, 这些时间过的 很充实, 使我学会了独立思考问题,自 己解决问题的 方法,为 以后步入社会、适 应社会需求提供了一次很好的 锻炼机会。同时 我深深地体会到了设计是 一项很复杂、很烦琐同时也很枯燥
24、的工 程, 在设计时你必须考虑细致、 周到、认真, 一时间体会颇多:1.设计是了解和熟悉的过程:由于我们还未走上工 作岗位,没 有任何的设计经验,因 此这次设计 就是一个练兵的过程,目的 就是让我们了解和熟悉设计的 过程、方 法和 注意点。以使我们能更好的为企业和社会服务。2.设计是检验和考核的过程:在经过四年的学习之后,毕 业在即,本 次设计是对我们过去所学内 容的一个综合考核的机会,以检验我们是否是一个合格的大学毕业生。3.设 计 是 全面系 统的 复习 过程 :此次 毕业 设计 需 用的 资料 多且 广,综 合运用了 各个方面 的知识,如 : 专业 课本 机 械制 图 、 机械 设计 、
25、 绘图 软 件 AutoCAD 等专 业知 识。 虽然这些知识都是已经学习过的课程,但是由 于各课程学习时间相隔较 长,对其具体内容已经印象不深,加上又没有实际应用的经验,因此, 在此次设计过程中,必 须认真的复习这些课程的内容,也 因此使我对已 经学习过的知识有了更深刻的了解,建立初步的系统理论知识。4.设 计 是 学习查 阅资 料的 过程 :随着 科技 的发 展 ,机械 行业 设计 已 日趋 完善 ,尤 其 是 传统 机械 的设 计,因 此,设 计中 有许多数据及标准都是从资料中查出来的,而 这些数 据及 标准 又分 别在 各 种不 同的 设计 手册 中,这就要 求我 们 必须 学会 查阅
26、 资料。刚 开始时,由 于不熟悉查阅方法,有 时一个数据,要 花大半天的 时间,慢 慢的查阅次数多了,就 摸索 出一套方法,这 也应该算是熟 能生 巧了吧。5.设 计 是 一项不 断完 善的 过程 :设计 是一 个不 断 完善 的过 程,每 一次的 设计都 是在 原 有基 础上 的改 进,我们的主要任务就是对其结构进行不断的完善,使其结构合理化, 操作简单化,成 本最低化,技 术现代化,以 使其更加完善,更 能适应社 会的发展。6.设 计 是 一个创 新的 过程 :设计本身就意味着创新,任 何一次设计,都是根据由于社会生产的 需要而产生,这 就要求我们只有不断创新,才 能使我们 或我们的企业更 好的生存和发展。7.设 计 是 一个相 互合 作的 过程 :随着社会的发展和进步,现 代的设计是一项复杂而庞大的过程,单 凭个人很难完成,必须相互合作,才能更好的完成设计任务。限于水平、时 间有限,设 计中难免有不足之处,恳 请各位老师批评 指正!附录:除雪装置闲置状态图扫雪时工作图推雪时的工作图
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