离心扬雪式除雪机构的研究

优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！摘 要我国北方冬 季时间长， 降雪量大， 如果不及时 清除积雪， 将严重影响 交通安全，给人们 日常 生活带 来诸 多不便 。多 功能清 雪车 的研制 ，有 重要的 实用 价值， 对国 民经济的发展有重要意义基于目 前国 内外除 雪机 的发展 ，本 文结合 吉林 大学的 国家 经贸委 项目 “多功 能路面清雪车” ，针对离心扬雪式除雪机构进行理论分析。本文基 于对 积雪的 物理 机械特 性分 析，提 出机 械式除 雪的 几种方 案， 并针对 离心扬雪式 除雪 机构， 分别 对除雪 机构 中的螺 旋集 雪机构 和离 心排雪 机构 的工作 原理 进行分 析 ， 在 理 论 分 析 的 基 础 上 得 出 结 论 。 验 证 了 离 心 抛 雪 式 除 雪 装 置 的 可 行 性 。由沈阳 山河机 械厂按 照原有 设计制 造样机 ，对样 机进行 模拟试 验，试 验结果 表明离心扬雪式除雪车具有 良好的除雪性能，试验 结果达到预期要求。关 键 词 ： 除 雪 车 螺 旋 集 雪 离 心 扬 雪 试 验优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！第 章 绪 论 除 雪 车 发 展 的 现 状 国 外除 雪车 的 发展 现状近几十 年来 ，国外 除雪 车发展 非常 迅速， 种类 越来越 多， 各生产 厂商 在采用 新技术、新 材料、 新工 艺的同 时，不 断提 高产品 的作业 性能 和操作 性能， 以适 应冬季 除雪提出的更高要求，增强产品的竞争力“。在国外， 最初的清 雪机械是 采用推土 机或装载 机，利用 其推土板 和装载斗 将积雪集中在一 起，这后 来便发展 成犁式 除雪机。 早在 年日本就 开始把 型犁安装 在载重卡车上 用于除 雪。经过多年 的发展， 国外犁 式除雪机 已具有较 高的技 术水平。 以俄罗斯 新产品 型犁 式 除雪 机为 例， 这 种除 雪机 基 础车 采用 型 拖拉 机 ，其 功能 有除雪、清 除垃圾 和砂堆， 既可以 用于街 道、人行 道的垃 圾清除 ，也可用 于公路 和建筑工地的除 雪。犁 式除雪机 的工作 装置有 推土板、 犁刀和 圆盘刷 ，其除雪 宽度为 ：推土板：犁刀：圆盘刷。随着除雪 技术的不 断革新 ，在出现 了连续 快速的大 型旋转 式清雪机 后，清 理积雪的工作才 变得简单 。旋转式 除雪机 一般具有 切削、集 中、推 移和抛投 的功能， 具有结构复杂、 功能多 的特点。 德国和 日本是 生产旋转 式除雪 机的主 要国家， 其成熟 的技术合优良的 产品性 能位居世 界领先 水平。 日本生产 的高速 行走旋 切式除雪 机，其 作业速度为 ， 该 除 雪机 采 用 四 轮驱 动 方 式， 利 用 盘 式制 动 ， 全长 为 ， 机 宽 ，最大除雪宽度，发动机功率，最大除雪速度，最大除雪量。德国绅迪汽车机械有限公司经营的秀灵绞轮式扬雪车系列有一、一、一等几种型号。 扬雪车作为一个中 等型号，是为清 扫大量积雪而设计 的。它具备抑制噪 声 装 置 ， 操 作 时 特 别 安 静 ， 精 巧 而 先 进 的 电 子 驾 驶 系 统 ， 可 保 证 快 速 有 效 地 清 除 道路上的积 雪，保 障道路交 通安全 。该机 具有清雪 速度快 ，操作 方便、安 全、人 性化设优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！计 、 马 力 大 、 外 形 美 观 、 工 作 噪 声 低 、 维 修 方 便 等 优 点 。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！图 秀 灵 绞 轮 式 扬 雪 车 国 内除 雪车 的 发展 现状我国 的 除雪 机 械开 始 于 世 纪 年 代后 期 ，相 关 研究 单 位主 要 集中 在 东北 、 西北和华北地区，先后有十几种型号除雪车研制成功脚国内 主要 研发 的有 西安 公路 研究 所研 制的 型 除雪 车、 哈尔 滨林 业机 械研 究所研制 的 综 合破冰 除雪 机、吉 林交 通科学 研究所 研制 的 和 一 型系列除雪犁、吉林省盘 石县公路养路段研制的 一型公路除雪 器、陕西高速公路管理局 研制 的 型 除雪 机、 吉 林省 公路 机械 厂与 原吉 林工 业大 学共 同开 发的 压实冰 雪清除 机、 重庆迪 马公司 生产 的 多功 能除雪 车，该 除雪 车配备 有推雪铲、 滚刷、 融雪剂 散布机 等装置 、哈尔 滨雪 狼除雪 机械设 备有限 公司生 产的用 于清除硬冰 雪的 、 一 型 除雪 机和 北京 永峰 科技 有限 公司 研制 的雪 豹 系列 的多功能喷气式除雪车等。目前，国 内除雪 机的开 发研制 工作还 主要集中 在铲雪 式除雪 机和融 雪剂散 布机这两种赊 雪机形 式， 但对于 螺旋抛 雪式 除雪机 的开发 研制 国内尚 属空白 。本 文主要 针对螺旋抛 雪式除 雪机的 螺旋集 雪绞龙 和离心 抛雪 机构进 行机构 及工作 特性分 析，开 发出高效率抛雪式除雪机，以此来填补我国除雪机领域的空白。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！ 除雪 机械 目前 仍存 在的 问题 及发 展趋 势除雪 机械 目 前仍 存在 的问 题，尽管几 十年来 ，国内 的许多 单位在 除雪机 械的研 制与改 进上做 了许多 工作， 但迄今为止。除雪机械并没有得到大面 积的推广使用，其主要原因如下（）作 业速 度低 。目 前 ，国 外犁 式除 雪机 最大 除雪 速度 可达 ，旋 切式 除雪机最大除 雪速度可 达 。在二十 世纪年 代初期， 吉林省交 通科学研 究所研制的 型 除雪 机集将 离心冲 击破 碎、圆 周力旋 切和 弹簧储 能冲击 破碎 的三种 功能集于一 体， 该机先 进的 方法， 在当 时可堪 称是 国内技 术水 平较高 的除 雪机械 ，但 其最大速度仅为 ，与国外同级别的除雪机械的作业速度相比，仍相差甚远。（）整机 利用率 低、成 本高 。尽管 中国的 北方地 区的冬 季降雪 期可达 个 月，但有关 资料表 明冬 季实际 降雪次 数并 不太多 ，最多 也仅 为十几 次而已 ，如 果除雪 车的除雪功能单一，这就 大大提高了除雪作业 的成本，增加了公路 养护部门的负担。（）避让功能不理想。在除雪过程中，常常 因遇路障而使主机或者除雪装置损坏，国内现 有的犁 式除 雪机械 ，大部 分在 回避路 障方面 的能 力较差 。吉林 省交 通科学 研究所与吉林 省盘石县 公路管理 段联合 开发的卜 型 公路除雪 器，安装 了避让装 置和防止过度 避让锁 链， 可以保 证在除 雪作 业过程 中避让 路障 ，防止 主机或 除雪 器损坏 ，还可同时 防止 过度避 让， 因过度 避让 会造成 避让 回位弹 簧的 损坏。 该装 置居国 内领 先地位，达 到了二 十世 纪年 代国外 同类 产品水 平，但 在机 器的运 行中还 需进 一步跟 踪测试、验证。（）对路 面保 护能力 差。当 路面 凹凸不 平时， 除雪 机作业 会对路 面造 成损坏 。虽然除雪 枫对 路面的 破坏 程度目 前还 没有一 个衡 量标准 ，但 国内的 除雪 机械在 路面 的仿形 能 力 、 对 路 面 保 护 等 方 面 ， 与 国 外 相 比 还 存 在 一 定 的 差 距 。为此， 各降雪 国家均 投入 一定的 人力、 物力 、财力 研制、 开发 性能优 越的除 雪机械，并大量推广机械除 雪以代替人工除雪， 加快机械化的进程。 。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！除 雪 机 械 发 展 趋 势目的 国 内 外 在 路 面 冰 雪 清 除 技 术 上 的 发 展 趋 势 主 要 有 以 下 几 个 方 面 ：优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！（）加强 雪的 力学性 质的分 析研 究，建 立道路 气象 系统。 为了提 高除 雪机的 设计水平， 需要对 雪的 力学性 质进行 深入 研究， 并建立 道路 气象信 息系统 。该 系统是 由设置在各 地的传 感器与 具有先 进软件 的微机 构成 ，用于 预测道 路的冻 结和除 雪状况 ，利用其传 感器可 获取路 面温度 、湿度 、风向 、风 速等方 面的信 息，这 样能够 及时、 准确她掌握路面状况，以便灵活、高效她使用除雪机掳。（）向小 型化 、高速 度的方 向发 展。在 除雪作 业中 ，除雪 机机身 的大 小及除 雪速度是影 响交通 的两 个重要 因素， 机身 过大， 除雪机 占道 影响交 通；速 度过 低，影 响车流通畅，同时狭窄路面 的除雪也要求机身体积 不宣过大。 为了不 妨碍交通，今后的除雪机械要向小型化、高速度的方向发展。（）大力研究路面上冰的清除技术。在冬季除雪过程中，由于雪的物理状态不同，我们应采用不同的除雪方法。 现在的国内外除雪机械主要是 用来清除未被压实的浮雪。所以， 我们要 针对 很多场 合积雪 被碾 压成坚 硬的冰 或冰 雪混合 物，大 力研 究路面 上冰的清除技术，这种研究技术前提是不能破坏路面。本文的 主要内 容就是 针对 路面上 被压实 的冰 研究路 面冰雪 清除 机的工 作机理 ，确定其主要技术参数并进行试验研究。（）向多 功能 、机电 液一体 化的 方向发 展：为 了提 高机器 的使用 率， 除雪机 械应向一机 多用的 方向发 展。考 虑到我 国的国 情， 中国的 除雪机 械应该 向兼用 性的方 向发展，可 对多种 机械 如推土 机、装 载机 等工程 机械、 卡车 等实施 改造， 只是 在冬季 降雪时进行 除雪作 业。广 泛应用 于机械 电子工 程领 域的机 电液新 技术开 发研究 自动化 和智能化路面 冰雪清 除机械 ，提高 除雪机 械的科 技含量 。研制 自动控 制系统 、冰层 厚度自动探测技术、路面障碍物随动 技术，实现自动避让功能，避 免机器和除雪装置的损坏。 研 究 目 的 和 意 义针对高 速公 路、普 通公 路、市 区道 路上的 冬季 路面的 冰雪 的清除 问题 多年来 一直是国内 外关注 的重 大课题 。特别 是在 降雪量 较大的 国家 和地区 ，为了 保证 公共交 通设施能 够尽 快恢 复正 常运 行对 除 雪速 度的 要求 也越 来越 高， 目前 ，各 国都 在研 究和 发展 高 速 度 、 高 效 率 的 公 路 除 雪 装 置 。 路 面 冰 雪 清 除 问 题 关 系 到 社 会 生 产 、 居 民 生 活 、交通安全、环境保护等各个方面。在 我 国 北 方 地 区 ， 冬 季 降 雪 的 主 要 特 点 有 时 阃 长 、 雪 量 大 、 气 温 低 、 积 雪 数 日 甚至数月 不融化 。由 于降雪 后不能 及时 清除道 路上的 积雪 ，致使 这些积 雪经 车辆、 行人、。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！碾压而 被压实 。另 一种情 况是， 由于 昼夜温 差变化 ，车 轮打滑 等，被 压实 的积雪 融化优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！后再度 结冰 ，这种 再度 结冰的 冰层 中除水 分外 ，还含 有大 量的尘 土、 泥沙， 由于 这种融化结冰过程多次反复，使得最后覆盖在路面上的冰层十分坚硬，脆性降低、韧性增加。这 层冰 雪不仅 会造 成路面 滑、 车辆堵 塞、 交通事 故的 增加和 严重 影响正 常交 通运输。更会给人们的生产和生活带来诸多不便。传统的除雪方式主要是以人工为主，每当降雪过后，降雪城市组织成千上万甚至几十万人， 拿着锹稿上 街铲雪。 这种方法最 大的缺点是 由于除雪 工作需在白 天进行，不仅严 重影 响了城 市交 通，也 给过 往行人 带来 诸多不 便。 另外， 由于 冰雪不 能及 时清。扫而被 压实 ，使人 工除 雪不彻 底， 除雪效 率极 低，并 且除 雪的区 域也 只局限 于城 市主干道。随着社 会的 发展及 机械 化技术 水平 的不断 提高 ，针对 压实 的积雪 、冰 以及冰 雪混合物， 人们 迫切需 要有 一种性 能良 好、自 动化 程度较 高的 机械来 代替 传统的 除冰 雪方法 本研究 对于 降雪国 家及 城市在 冬季 有一个 良好 的交通 和卫 生环境 ，保 障道路 的畅通，减 少交 通事故 ，满 足高速 公路 、普通 公路 、市区 道路 养护的 需要 等方面 ，有 着重要的实用价值，同时，对于国民经济 的持续发展有着重要而深远意义。 研 究 的 主 要 内 容本文结 合吉 林大学 多功 能除 雪车科 研项 目， 首先对 新下 积雪 的物理 机械 性能 进行研究分 析， 借助分 析结 果提出 机械 化除雪 的解 决方案 ，并 通过对 离心 扬雪式 除雪 车的设计理 论进 行分析 ，得 出相应 结论 ，在此 基础 上对离 心扬 雪式除 雪车 的实体 模型 进行动力学分析，最后对除 雪车作样机实验，并通 过实验得出相应结论。本文的主要研究内容有：阐述 积雪 的 物理 机械 性质 ；根 据所 提 出的 对路 面上 新下 积 雪的 物理 特性 进行 分析，分析路面除雪机基本原理并确定除雪机的基本方案；针对 吉林 大 学多 功能 除雪 车科 研项 目 中的 离心 扬雪 式除 雪 车的 设计 理论 进行 理论分 析 ，以 得 出 相应 结 论 ： ，通过 对离 心 扬雪 式除 雪车 实体 模型 进 行运 动学 仿真 分析 ， 研究 主要 工作 部件 的工作 情 况 ， 实 现 基 于 仿 真 分 析 结 果 的 性 能 预 测 ：进行样机 实验， 验证其工 作特性， 并结合 以上理论 分析得出 结论。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！第 章 路 面 积 雪 的 特 性 研 究一积雪的物理机械性质 ，研究合 理有 效的除 雪方 法和装 置， 首先要 了解 掌握积 雪的 主要性 质。 对设计 计算除雪机械的除雪阻力、除雪功 率等相关问题，也必须了解和 掌握积雪的物理机械性质。积雪的 物理 机械性 质变 化很大 ，随 着天气 温度 的不同 、积 雪落下 的时 间长短 、以及路面积雪由于 车辆行驶、除雪 作业及水分介入 等因素作用而发 生复杂的变化。雪的主要物理机械性质包括：密度、硬度、摩擦系数等。雪的密度冰雪密 度直 接决定 除雪 车设计 和使 用方法 。由 于雪是 水的 固态形 式， 所以雪 的密度值等 于积 雪在融 化后 雪水的 质量 与其融 化前 积雪体 积的 比值： 雪的 密度变 化范 围很大，日本学者统计在之间交化而前苏联学者认为是从与空气密度相近的直到与冰密度相近的。雪的密度因其降落条件、沉积条件和测量方法 等因 素的差 异有 很大不 同。 因为我 国降 雪条件 与俄 罗斯较 为接 近，所 以关 于雪质较 多地 选用 了前 苏联 的 研究 资料 。前 苏联 学者 经 过对 不同 条件 的 积雪 密度 进行 综合测 量 和分 析 ，得 出 了以 下 结论 ：（）雪密度随 其沉积时 问的增大而 增大，平 均每个月要 增加 ；（） 雪密 度 随 其沉 积 深 度的 增 加 而增 大 。 对沉 积 两 个月 的 山 坡积 雪 测 量， 深处 的积 雪密 度为 ， 相同 地点 深处 的积 雪密 度则 为一；（）新 降 雪 的 密 度 随 降 落 时 间 长 短 不 同 而 变 化 ， 测 量 结 果 见 表 ； ，（）新降雪密度 与当时温度的关 系见表。表 雪 的 密 度优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！雪 的 状 态新下 的 雪落 下 天 的 雪大 于 天 的 雪密实 的 雪冰雪混合冰密度， ， 一 降雪 气温 以 下一一一 一一 】一一一 以 上表 新 降 雪 密 度 与 气 温 的 关 系新降雪密度最小值 最大 值 平均 值 雪 的硬度雪的硬度即学的抗压强度”，是指积雪抵抗其他物体进入的能力，用刚体进入积雪时单位面积上所受 到的阻力表示。 雪的抗压强度是除 雪车设计计算的 重要参数之一。雪的抗压 强度因 环境不同 而不同 。这里 介绍一种 简便可 靠的测 量方法， 以便随 时随地确定雪的抗压强度。 测量装置示意图如图所示。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！曛豳 广吖可图 积 雪 抗 压 强 度 测 定 装 置 示 意 图卜重锤：一 标尺杆： 一承重块 ：一圆盘如图 所示 ，重 锤 可以 在有 刻度 的 标尺 秆 上作 自由 落体 运动 ，标 尺 杆、 承重块 和圆 盘 为 整 体 结 构。 测 定 抗 压 强度 时 将 圆 盘 平 置 于积 雪 上 表 面， 把 重 锤 由承重 块上 提起 至一 定高 度， 突 然释 放重 锤， 使其 做自 由落 体运 动撞 击承 重块 ，整 个装置由于受重锤撞击从原来位 置向积雪中下陷一定深度。需 要测量和记录的数值包括：标 尺 杆 、 承 重 块 和 圆 盘 三 者 的 总 质 量 （ ） ； 圆 盘 与 积 雪 的 作 用 面 积 （ ） ； 重 锤的质 量 （ ）： 重 锤 提 起的 高 度 （ ） ； 装置 在 积 雪 中 下 陷的 深 度 （ ） 。设定 ：装 置下 陷时 离开 原 点的 位移 变量 为 （） ；装 置下 陷时 所受 到的 以 为参 变量的 阻 力变 量 为 （） （） ；装 置 下 陷时 所 受阻 力 的平 均 值 为 （） ；积 雪 抗压 强 度为 （） 。则有：积 雪 受 到 的 冲 击 力 功 彤 （ ）：瞩（）积雪阻 力所 做的 功形（ ）：。 一（）出奄 ， 所 以 有一（）】工 ： 弋 （）（）。（）（）优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！一（）积雪 抗压 强 度有 以 下结 论 ：（） 般 积 雪 的 抗 压 强 度 随 其 密 度 的 增 大 而 增 大 ， 统 计 数 值 如 表 优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！表 雪的 抗 压 强 度随 状 态 和 密度 的 变 化（）积 雪的 抗压 强 度随 温度 的降 低而 增大 积 雪的 抗 压气 强度 与密 度、 温度 的关 系曲线如图所示三飞喜崔蠢善 么 ， 争 一 ， ，一 ， ，一 图 积 雪 抗 压 强 度 和 温 度 、 密 度 的 关 系积雪密度；：咯所；船；堙小（图中实线为搅和雪， 虚线 为 未揽 和 雪）雪的 摩擦系 数雪的摩擦系数包括 雪的内外摩擦系数 以及轮胎与冰雪路 面的附着系数册根 据 雪 的 状 态 ， 它 的 内 外 摩 擦 系 数 分 别 见 于 表 和 表 。路面上积 雪之后， 大大地 改变了路 面的使 用特性。 对于冬 季养护道 路的机 器进行牵引计算 时，必须 知道机器 沿着各 种冰雪路 面行走时 的滚动 阻力系数 和附着系 数。轮胎与冰雪路面 问的附着系数 砟见表。 。夕优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！行 驶 阻 力 系 数 ， 一 般 比 外 摩 擦 系 数 大 ， 因 为 它 不 仅 产 生 摩 擦 ， 而 且 还 挤 压 雪 。 轮式 和 履 带 式 车 辆 的 行 驶 阻 力 系 数 按 表 选 取 。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！表 积 雪 的 内 摩 擦 系 数表 积 雪 的 外 摩 擦 系 数表 轮 胎 与 冰 雪 路 的 附 着 系 数优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！雪 的 状 态松软的松软潮湿的轻碾 压 的表 行 驶 阻 力 系 数雪的 密 度 阻 力 轮 胎 一 一 系，数 履 带碾冰压 的雪 一 一 除 雪 原 理 与 方 法目前， 冬季 降雪国 家普 遍采 用的除 雪方 法有 三种， 即融 雪除 雪、机 械除 雪和 综合。式除雪融雪除 雪方 法包 括融 解法 和盐 融法 。融 解法 是依 靠热 能作 用或 散布 化学 药剂 使冰雪融化的方法，可供利用的热源主要有电热、地热、发动机热及海水热等【。例如，日本扎幌 市将热力 管线敷设 在人行 道下，利 用热力管 线散热 融化人行 道上的积 雪。盐融法 由于 达不 到环 保要 求，在 很多 城市 已被 限制 使用 。环保 型融 雪剂 虽然 对环 境危窖较小，对植物 危害有限，但 成本高，因此主 要是配合机械 除雪方法使用 于机场跑道、立交桥、坡道等关键场所。盐融法即使用无机盐融雪剂，融雪常用的有氯化钠（） 、氯化钙（：） ，或氯化镁 （ 。 ） ，并 掺入少 量尿素 （ ） 。盐类 融剂融 化冰雪 效果与 气温、冰雪 量 、 融 剂 量 、 地 区 条 件 有 关 。日本盐 类融 雪实 验研 究结 构表明 ：冰 上洒 布盐 类后 ，冰点 很快 降低 ；氯 化钙 的融化温度 比氯 化钠 低， 严寒 时宜选 用氯 化钙 融雪 ：洒 布盐 对薄层 新雪 或冰 膜融 化效 果明显， 但 对有 相 当 深度 的 积 雪只 起 辅 助作 用 。氯盐类 融雪 剂价 格低 廉， 使用方 便。 但氯 盐类 融雪 剂的使 用会 造成 严重 危害 ，具体表现 在： 对交 通工 具和 基础设 施的 侵蚀 ；对 道路 附近 地区环 境的 损害 ；对 使用 区水钠质成 分的 影响 。北 京市 园林 局 年 初步 统计 结果 表明 ，因 使用 盐类 融雪 剂， 优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！导致 多 棵 大树 、 万 多 株 灌木 死 亡 ， 草地 受 害 而积 达 万 多 平 方 米。 由 于 盐类 融 雪 剂的使用，北京 地区一些立 交桥过早出现 部分构件裂 缝、剥落、钢 筋外露、锈 蚀等现象；优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！融雪剂对路而损坏虽不像桥梁那样明显，但也加速了路而混凝土的老化，一些路而过早出现大面积龟裂现象。年，北京市出台了全国第一个关于环保融雪剂的地方性标准，要求环 保融雪剂相 对普通盐类 融雪剂对水泥 、金属的腐 蚀必须降低 上，对植物的保护效果必须提高一倍以上路面除雪业已被纳入环境保护土程，除雪成本随之增加。机械除 雪法是 通过机 械对 一冰雪 的直接 作用 解除冰 雪危害 ，是 目前应 用最广 泛的除雪方 法。由 于机械 清除积 雪方法 不使用 化学 药剂， 因此清 除的积 雪可以 倾倒在 公路两侧的排水沟、农田或绿化带内，用于春季土壤保墒。且前国外除雪技术装备主要是以机械除雪的 方式为主。 机械除雪法 包含以下几种 除雪作业： 清除新雪、 清除实雪、扩宽除雪、运雪、人行道除雪、铁路除雪及压雪。综合式除雪 方法是将推 雪、清雪、 吹雪、收雪 、喷洒融雪 剂等作业综 合在一起，除雪车结构复杂，常采 用专用底盘，一般仅 使用于机场跑道等重 要场合的除雪作业。 除 雪 机 械 的 选 择 除 雪车分 类除雪车按工作装置分为：犁板式、压磙式、抛雪式及其它类型唧。（） 犁 板 式 除 雪 车 。犁板 式 除 雪 车 安 装 有 犁 板 式 除 雪装 置 ， 这 种 除 雪 装 置 最 大 的 特 点是 结 构 简 单 、 造 价 低 ， 性 能 可靠。 除 雪 作 业 时 以 直 线 运 动 为 主 ，应 用 广 泛 ， 是 除 雪 车 中 保 有 重 最大 的 类 型 。 按 犁 板 体 结 构 又 分 为单 向 犁 式 、 型 犁 式 、 刮 雪 板 式 、 侧 翼 板 式 及 犁 板 式 综 合 除 雪 车 。 犁 板 式 综 合 除 雪 车 是 为 增 加 除 雪作 业 种 类 ， 把 单 向 犁 或 型 犁 、 刮 雪 板 、 侧 翼 板 按 使 用 需 求 进 行 组 合 ， 安 装 在 同 一 辆 行 走 车 辆 上 。这种 除 雪 车适 应 能 力强 ， 对 行走 车 辆 的功 率 要 求较 大 。幽 刮 雪 板式 除雪 车 优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！（） 压 磙 式 除 雪 车压磙式除雪车配备 的压磙除雪装置 适用予清除坚硬 冰雪。图所 示为前置式压磙除雪车的前 部压磙机构 。实验证 明，压磙式 除雪车能有 效清除冰 雪路面的压 实冰雪，并能 很好 的 保护 路面 。（） 扬 雪式 除 雪 车 图 压 磉 机 构抛雪式 除雪 车（如 图 ）的工 作装 置由集 雪装 置、扬 雪转 子、抛 雪筒 及连接 装置组成。 集雪 装置将 雪从 两边向 中间 运送， 位于 集雪装 置中 部的离 心抛 雪装依 靠离 心叶片的高 速旋 转，使 雪块 在高速 离心 力的作 用下 ，沿叶 片表 面运动 至抛 雪腔顶 部开 口处抛出，由抛雪筒导向合适区域 】图 扬 雪 式 除 雪 车扬雪简，推雪板，离心转子，纠板（） 其 它 类 型 的 除 雪 车其它类 型的 除雪车 主要 有铲剁 式、 锤击式 、扫 雪与吹 雪式 及运雪 车、 融雪剂 洒命优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！车 等 。 在 机 场 等 一 些 场 合 还 常 常 把 各 种 形 式 的 除 雪 装 置 搭 配 成 综 合 式 除 雪 车 以 获 得 满意的除雪 效果。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！ 本 章 小 结本章首 先对 雪的物 理机 械性 质包括 ：种 类、 密度、 抗压 强度 、及摩 擦系 数等 作了介绍。 其次 ，对 除雪方 法及 除雪 车分类 ，进 行了 归纳总 结。 限于 试验条 件， 关于 雪的物理机械性质较多 采用了与我国雪质 相似的前苏联专 家的研究结果优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！第 章 除 雪 机 构 特 性 分 析扬雪式除 雪机是利 用前部 安装的螺 旋式铣 削集雪器 进行切 削，然后 将切削 下的雪屑靠两端 反向安 装的集雪 螺旋输 送并集 中于推雪 板中部 的转子 抛雪器的 入口处 ，由于除雪机向 前运动使 积雪不断 增加， 在压差的 作用下， 雪屑被 连续送入 高速旋转 的抛雪转子室内在离心叶片的带动下，被不断沿抛雪筒抛出。 除 雪 车 整 体 方 案整机的组成扬雪式除雪车分为前部扬雪装置和后部动力装置“” ，考虑到一机多用的要求，多功能除雪 车采用 模块化 设计， 将扬雪 部分设 计成一 个单一 的模块 ，可以 与 型装载机的前部翻斗 对换适用， 当需要除雪作 业时，将 型装载机 的前部翻斗 拆掉，换装上与装载机大臂配套设计的扬雪机构。如图所示。图 连 接 示 意 图】一装载机翻斗，一扬雪装置，一装载机大臂工 作原理除雪车以 一定速 度前迸 时，积 雪从前 方不断进 入积雪 器中， 积雪器 由反向 安装的双 向 螺 旋 轴 、 推 雪 板 和 挡 板 组 成 ， 由 于 螺 旋 轴 的 高 速 旋 转 ， 积 雪 被 切 碎 并 通 过 双 向 螺旋的 横 向 位 移 迅 速 集中 到 集 雪 器 中 部 扬 雪转 子 室 的 入 处 ，随 车 体 前 进 而 进 入 转子 室 ，在 离 心 转 子 叶 片 的 带 动 下 ， 获 得 切 线 方 向 上 的 离 心 力 ， 依 靠 离 心 力 不 断 沿 抛 雪 筒 抛 向优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！路边绿化带。如图所示。图 扬 雪 装 置 不 惹 图。集雪螺旋，一集雪腔后挡扳，扬雪筒，离心扬雪叶片 除 雪 机 构 参 数 分 析 除雪机 在工作 时，积 雪先 是通过 前部的 螺旋 集雪轴 的挤压 作用 ，堆积 到离心 排雪腔中， 再依靠 离心 叶片高 速旋转 获得 离心力 抛扬出 去。 现分别 对螺旋 集雪 部分和 离心扬雪部分的参数分别进行分析。螺旋集雪转子参数分析螺旋集 雪转 子是由 旋向 相反的 两个 螺旋轴 对接 而成， 工作 是螺旋 旋转 ，积雪 即可被相反的螺旋挤压到中部，达到集雪的目的，如图所示。 图 集 雪 螺 旋 示 意 图考虑到 积雪具 有一定 的粘 性且较 易堆积 ，所 以集雪 螺旋考 虑使 用带式 螺旋。 带状螺旋为螺旋 式除雪机 的主要除 雪执行元 件，其主 要参数包 括螺旋外 径、带宽 、头数、螺距、 螺旋长 度及 转速等 ，这些 参数 的选择 直接关 系到 除雪机 的除雪 效率 及积雪 的除净度。 除雪机 的除 雪效率 是单位 时间 内清除 积雪的 面积 ，具体 表现在 所能 输送积 雪的体 积 上 ， 它 与 螺 旋 的 各 参 数 间 存 在 着 某 种 函 数 关 系 ； 积 雪 除 净 度 是 机 器 所 清 扫 过 的 池 面上 ， 无 雪 面 面 积 占 整 个 清 扫 面 积 的 比 例 。 由 于 积 雪 的 性 质 及 除 雪 的 特 殊 要 求 ， 积 雪 除净度取 决于螺 旋对 底层与 路面冻 结在 一起的 积雪的 清除 程度， 试验证 明它 与螺旋 的头。优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！数及 转 速 成 正 比 ， 与 机 器的 行 走 速 度 成 反 比 。螺 旋 叶 片 对 雪 的 推 动 作 用在动力 的作用 下，以 某一 螺旋升 角加工 安装 的右旋 螺旋叶 片， 随螺旋 轴以一 定的转速旋转，当 除雪机向前 行走时，积 雪被收集于位 于带状除雪 螺旋后侧的 清雪铲内，此时 ， 位 于 叶片 上 某 点 的 积 雪 ，在 叶 片 的 法向 推 力 及 雪 与 叶 片间 的 摩 擦 力 的 作用下， 产生 一个与 螺旋 叶片旋 向相 反的螺 旋线 运动， 即积 雪颗粒 一方 面随时 片旋 转作周向运动，另一方面沿螺旋轴作轴向运动，如图所示。图 螺 旋 对 积 雪 颗 粒 的 剪 切 力为直观起见，将积雪颗粒所在直径上的螺旋线展开如图所示。广图 积 雪 颗 粒 运 动 展 开 图颗粒在叶片的法向推力及摩擦力的作用下，运动方向与叶片的法向偏离一角度，此 角 就 是 雪 与 叶 片 问 的 摩 擦 角 ， 由 图 各 参 数 问 的 几 何 关 系 ， 我 们 可 以 得 出 在 螺 旋优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！转 过 一 周 时 ， 叶 片 某 直 径 上 的 颗 粒 的 周 向 运 动 和 轴 向 运 动 累 计 距 离 分 别 为 ：优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！生查地！幽毛：型查鲤堂型 、一 （）式中：瓯积雪颗粒的周向运动距离，咖；以：积雪颗粒的轴向运动距离，嗍；以积雪颗粒在叶片点处的螺旋直径 ，册；口雪与叶片间的摩擦力。：声嫘旋升角，；螺距，咖。除雪带状螺旋 的外径及带宽 是由初定的除 雪机的除雪厚 度及除雪效率 所决定的，因此 ， 积雪 颗 粒 在叶 片 点 处的 螺 旋直 径 己 知， 这 样由 式 （ ） ，在 点 处 的螺 旋螺距完全随螺旋升角的变化而变化。由于除雪螺旋的除雪量为：白） 【（）巧） （）式中：刀螺旋外径，舢；螺旋内径，珊：螺旋外缘与雪铲的问隙，姗；螺旋转一圈，积雪颗粒的轴向运动累计距离，硼；蜀积雪的填充度；螺旋转速，。 由（）式中我们可以看出， 在螺旋的外径、带宽、转速 等参数相同的情况下，螺旋的除 雪量与 积雪 的轴向 运动累 计距 离成正 比，故 我们 在设计 螺旋过 程中 ，希望 轴向运动有较大值。显然，要求得式（）的只：的极大值，只需对螺旋升角多求一阶导数，。：二鲁。堕【卢（，口）一卢（卢口） 】：（）优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！并令 其等 于零 即可 。口 廿 口贝卢 （卢 ）一卢（口）（卢口）优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！得芦石一或芦。新一（对本研究无意义，舍去）即当卢，一时，积雪的轴向运动累计距离为最大值。在本项目研究中，动力消耗的结果使积雪产生与除雪螺旋旋向相反的螺旋线运动，即周向运 动与轴 向运动的 合成运 动。积 雪的轴向 运动为 除雪机 所作的有 用功， 而周向运动为无 用功， 要达到 除雪机 清除积 雪的目 的，最 大限度 地降低 动力消 耗，在 螺旋升角的选取时，一方面要保证 轴向运动有较大值，同时又 要使周向运动为较小值。带状 螺旋 轴向 运动 累计 距离 计算对于带宽远小于螺旋中径（带宽十）的带状螺旋，在计算轴向运动累计距离 时，各 直径上 的螺旋 升角均 可看成 是中 径上的 螺旋升 角，因 此整个 带宽沿 直径方向各点酌轴向运动累计距离可看成是中径处的累计距离，但对于带宽较大而中径相对又较 小的带 状螺旋 ，采用 此种方 法计算 ，定 会产生 较大的 误差， 需从理 论上作 进一步的探讨。为便于 螺旋 的加 工与 安装 ，程 上多 采用 等螺 距螺旋 ，在 本项 研究 中， 采用 等螺距带状 螺旋 。由式 （ ）可 得： （）（）从式（） （ ）中我们 可看出，在 螺距确定 以后，带状 螺旋沿直径 方向各点上的值， 随各点 处的螺旋 升角的 变化而 变化。对 于等螺 距带状 螺旋，从 螺旋外 径到内径的螺旋升角由屈一愿交化，这样在磊一展的变化范围内，论的平均值分别为：二堕掣 （ ）（）解上述二式得：优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！式中：瓦。而口 【（卢）懈（）芦）螺旋螺距，珊；（）、岛螺旋内外径处的螺旋升角， 。 ；口雪与叶 片间的摩擦 系数（本文取 一）根 据 初 定 的 除 雪 机 的 除 雪 厚 度 为 ， 根 据 经 验 及 相 应 试 验 ， 取 螺 旋 外 径，带宽。运用上式，当螺旋选外径： 、内径一时，描绘出。与。随值变化的曲线。如图所示； 图 积 雪 的 轴 向 及 周 向 移 动 距 离 随 时 间 变 化 的 曲 线从图中 我们可以 清楚的看出 对于带 状螺旋而言 ，螺距的 大小直接 影响螺旋对物料的 输送效果 。随着螺 距的增 大，周向 运动越来 越大，而 轴向运 动，值太 大或太小对轴 向运动 都不 利。因 此，对 于有 不同要 求的带 状螺 旋而言 ，要使 旋转 扩散作 用较显著， 螺距 应取较 大值 ，要使 轴向 输送作 用显 著，螺 距应 根据实 际情 况，通 过计 算来确定 较理 想的 参数 。在本研 究中， 为了降 低动 力消耗 ，螺旋 参数 的选择 应保证 轴向 运动有 较大值 ，周优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！向运动应尽 可能的选 取较小值 。由图 所示， 当螺距在 岫范围 选取时，对本 研 究 中 所 要 求 的 带 状 螺 旋 较 理 想 。试验表 明， 按上述 研究 所确定 的螺 旋螺距 加工 制造的 除雪 螺旋， 除雪 效率高 、动力 消 耗 低 。 另 外 ， 为 了 提 高 路 面 积 雪 除 净 度 ， 提 高 积 雪 的 填 充 系 数 ， 采 用 多 头 带 状 螺旋 ， 螺 旋 头 数 应 根 据 螺 旋 的 外 径 、 螺 距 等 参 数 来 确 定 ， 在 能 保 证 加 工 制 造 的 前 提 下 ，螺 旋 头 数 尽 量 选 取 高 值 ， 本 研 究 中 头 数 为 ， 工 作 效 果 较 好 。 考 虑 除 雪 机 构 作 业 灵 活 ，优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！、易于操作 ，整机 结构不易 过大， 螺旋长 度取 倍的螺 距长较 适宜。螺 旋的除 雪效率与螺旋叶 片的轴 向投影面 积成正 比，在 能保证制 造精度 的前提 下，螺旋 带宽可 适当增加， 但 为 防 止 积 雪 堵 塞 ，故 不 采 用 实 体 面 型 螺 旋 。扬雪机构的原理和参数分析离心扬雪机构工作时，设质量为的物体， 。被扬升叶片以初速度抛扔出去，则该物体从叶片那里获得的动能为三曙。根据对除雪车扬雪的要求：即不但要把积雪抛送到一定的 高度，而且 积雪升到最 高处离开抛 雪筒时还应该 有一定的末 速度，以便将积雪抛向路边缘化带或运雪车将积雪运走处理。，离心 排雪泵的基 本理论分析决定 排雪 泵的 排量 的 主要 因素 是排 雪泵 叶 片形 式， 为此 要寻 求 出叶 片形 状与 （每单 位 空气 体 积所 具有 的 能量 ）及 （空 气 流量 ）的 关系 。 要求 此 关系 需要 从 离心 泵的基本理论方程式入手“” 。离心风扇 的功用 在于在 管路中 造成压 差，使之 形成强 烈的气 流，以 便进行 所需的工作。工作时，由于风扇向管路中压气或吸气的结果，既胄甚促使空气在管路中流动。因此要使 气流在 管路中流 动，就 必须在 管路中造 成一定 的压差 ，使气流 具有一 定的压力和速度，以克服气流在流动过程中的沿程阻力。离 心 泵气 流 的 速 度禹 心 泵 工 作 时 ， 气 体 在 管 道 里 的 全 压 力 （毫 米 水 柱 高 表 示 ） ， 代 表 单 位 体 积 气 体 从风扇那里所获得的能量，它由动压力和静压力，两部分组成，即： 一， （）其中静压力，用来克服沿程各种阻力；动压力用来使空气具有一定的动能。质量为 的气体 ，以 速度在 管路中 流动 时，其 所具有 的动能 为：（）优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！ 优秀本科毕业设计（论文）答辩无忧，值得下载！式中 空气流量，；空气的容重一）一重力加速度，因此每立方米的流动气体，其所具有的能量为：”等挚或锕（） 当 量 孔设管道的各种压力损失“” ，可以用一个孔来代替。假如 有一 管道 和一 个面 积为 的理 想孔 口（ 空气 通过 此孔 时， 不产 生能 量损 失，： 一 ） ，如 果在 相同 的全 压 力作 用下 ，通 过管 道和 孔 口的 空气 流量 相同 ，则 该孔口 即 为此 管 道 的当 量 孔 。此时一