除雪机械 文献综述

燕 山 大 学 本科毕业设计 论文 文献综述 课题名称 抛扬式除雪机除雪机构设计 学院 系 机械工程学院 专 业 工程机械 学 号 090101010293 学生姓名 李扬 指导教师 任玉波 2013 年 3 月 21 日 抛扬式除雪机除雪机构设计 1 一 课题国内外现状 从国内外来看 除雪的方式很多 如 机械除雪 融雪除雪 综合式除雪 等 顾名思义 机械除雪是通过机械设备清除积雪的方法 融雪除雪是利用 热能或撒布化学药剂而使积雪融化的一种方法 综合式除雪是机械除雪与 融雪除雪相结合的一种除雪方法 这三种除雪方法各有其特点 机械除雪应 用最为广泛 其原因是其除雪效率高 成本低 无污染 但对结冰路面及低等 级路面除雪效果差 主要适用于机场 高速公路及主要街路除雪 融雪除 雪方法成本高 对环境及路面易造成污染和腐蚀 一般应用较少 主要用于 结冰路面及坡路等局部除雪 由此可见 扩大机械除雪 研制和推广使用除 雪车是除雪的主要方向 对于地处较高纬度的地区和国家 冬季公路除雪是养护作业的主要内 容之一 它对维持正常运行 确保行车安全 延长路面使用寿命有重要意 义 因此 降雪较频繁的国家都很重视除雪机械的研制与使用 如加拿大 德国 日本 英国 法国 俄罗斯 瑞典等国家都实现了机械化 除雪车在国外已有很多厂家生产 如 瑞士的 MARCEL BOSCHUNG 公司和美国的 S 德国的 VOLKSWAGEN 公司和 DAIMLER BE 公司 英国的 SCHMIDT 公司等 其代表机型分别为 Unimog Mult icar Pony 和 SK150 后两种与 Multicar 是同一种吨位等级和同一种功能的机 器 该类机器的主要特征是以汽车为基础 采用机械式变速箱或静液压机 械传动方式 作业速度比较高 非常适合高速公路作业 目前国外除雪机的 品种 规格较为齐全 多功能除雪车及大型用除雪车正在开发 并将不断 地问世 对 8 0 0 H P 1 0 0 0 H P 的超大型旋转除雪机已能根据需求生产 目前 国外主要生产的除雪机按工作原理分为抛投式和推移式两大类 这些除雪车虽然有的在我国也有所应用 但这些除雪车结构复杂 售 价高 使用 维修成本大 推广和普及困难 为此 开发适合国情的除雪车 就显得十分必要 国内除雪机械的研制起步较晚 是从 20 世纪 80 年代以后研制与开发 随着改革开放的不断深入 道路的不断升级 各种机动车辆猛增而对交通要 求开始的 先后有十几种型号的除雪机被研制生产出来 在除雪作业中发挥 燕山大学本科生毕业设计论文 2 了一定的作用 哈尔滨雪狼牌系列除雪机 重庆迪马牌多功能除雪车和长 春 CZ 2400 型自动除雪机等等 在大力发展中国除机械的同时 有关部门也 注意引进吸收国外先进的道路养护技术 近年来先后从国外引进了一定数 量的道路综合养护设备 其中一些设备具有除雪功能 例如美国雪挪位除雪 机械和瑞士宝佳集团扫雪车等 二 除雪机械的分类和结构 根据除雪机械工作原理的不同可以将其分为推移式 螺旋抛投式 滚 压式 铲剁式 锤击式 5 种类型 实际使用中人们又习惯将除雪机分为犁 式和螺旋式两种类型 犁式除雪机主要适用于未经压实的积雪 特别是密度较小的新降积雪 由于价格低 效率高 工作可靠 是使用最广泛的除雪机械 犁刀的形式 主要有 V 形犁 U 形犁 单向犁和侧翼铲等 国外的犁式除雪机 大多数 具有避让功能 此外 还可以实现犁刀升降以及作业角度的变化 犁式除雪 机是国外使用较早的除雪机械 早在 1943 年 日本就开始把 V 型犁装在 载重卡车上用于道路除雪 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 K0 812 2 型犁式除雪机为例 这种除雪机基 础车采用 MT3 80 82 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 也可用于公路和建筑工地的除雪 工作装置有推土板 犁 刀和圆盘刷 除雪宽度 推土板 2 500 mm 犁刀 2 500 mm 圆盘刷 1 800 mm 20 世纪 90 年代初 在中国的沈大高速公路上 引进了德国产的乌尼 莫克道路综合养护车 辅机备有犁式除雪器 其总质量为 1 000 kg 最佳除雪 宽度 2375 mm 除雪铲高 1 000 mm 最佳除雪速度 20 km h 最佳生产率 47 500 m2 h 残留雪厚度不大于 10 mm 旋切式除雪机一般具有切削 集中 推移和抛投功能 具有结构复杂 功能多的特点 旋切式除雪机可分为单级式和双级式两种 其中单级式又 分为铣刀型和风扇型 双级式分为单轴螺旋风扇型及双轴螺旋风扇型 俄 罗斯 日本是生产旋切式除雪机的主要国家 技术较成熟 其产品性能居世 抛扬式除雪机除雪机构设计 3 界领先水平 日本产高速行走旋切式除雪机 作业速度为 70 km h 该除雪 机采用四轮驱动方式 利用盘式制动 全长为 7790mm 机宽 2 490 mm 最 大除雪宽度 2 490 mm 发动机功率 220 KW 最大除雪速度 70 km h 最大 除雪量 3 000 t h 国内已研制成功的旋切式除雪机主要有吉林工业大学等单位研制的 CX 30 型除雪机 哈尔滨林业机械研究所研制的 CBX 216 型城市道路破 冰除雪机 犁式除雪机主要有徐州装载机厂的调压自动越障式除雪装置 郑工 柳工 沈阳山河等厂家生产的 ZL50 型除雪机 三 发展趋势 国外发达国家除雪机的品种规格较为齐全 近年来 由于社会对冬季 道路养护提出了更高要求 各类除雪机的保有量在发达国家迅速增长 在 性能方面朝着自动化和一机多能方面发展 一些大型专用除雪机也开始使 用 现在能生产 800 马力至 1000 马力级的超大型旋转除雪机 在不断提高 机械的作业安全性和操作舒适性 其发展趋势有以下几方面 1 开发高 性能专用底盘 普遍采用液力矩器 动力换档装置和全自动电液控制系统 可在除雪作业时实现自动变速档功能 使作业速度自动适应除雪作业的负 荷变化 不仅减轻了司机的负担 还能保证高速除雪的要求 2 开发多 功能除雪车 如在除雪车上搭载滑雪装置 高雪堤除理装置 药剂撒面装 置等多种作业装置 以提高作业效率和减少更换除雪装置的时间 3 由 于从城市向郊外运雪费用较大 国外在开发高效率装雪机械的同时 还将 研制用气体进行一次除雪的装置 4 国外很重视除雪机械的工作对象 雪的研究 如前所述 为了提高设计水平 他们对雪的物理性质进行较 深入的研究 他们认为只有掌握了雪的特性 才能在设计上充分利用理论 进行指导 摆脱目前主要靠实验校核机械性能的做法 5 提高机械的效 率及安全性 操纵性和舒适性是 近年来日本生产除雪机械的显著技术动向 除雪机械的驾驶操作复杂 而 且有危险 因此要求尽量减轻驾驶员的操作强度 为了保障在暴风雪引起 视野恶化的条件下除雪机能作业 他们采用微电脑开发了具有负荷自动控 燕山大学本科生毕业设计论文 4 制和障碍自动躲避等系统的机械 6 大型除雪机正在研制中 超大型 8 0 0 H P 1000HP 的除雪机已能生产 以销定产 而我国除雪机械的发展趋势有如下五个方向 1 向小型化 高速 化方向发展 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宜过大 为了不妨碍交通 今 后我国的除雪机械要向小型化 高速化的方向发展 2 向多功能 一体 化方向发展 我国现阶段的除雪机械应该向多功能方向发展 除雪机械应能一机多用 以提高其使用率 如对现有的工程机械 农业机械和环卫机械 装载机 推土机 拖拉机 环卫机械清扫车等 进行技术改造 在冬季降雪时安装 除雪工作装置进行除雪作业 其余时间可进行其他工程施工作业或道路清 扫养护作业等 专用除雪机械应采用新技术 实现自动控制和自动保护功 能 避免除雪装置损坏 3 向提高安全性 舒适性方面发展 由于除雪 机械的驾驶操作具有一定的危险性 因此要最大限度地减轻驾驶员的操作 强度 提高除雪机械的可操作性能 研制自动控制系统 实现自动避让功 能 避免机器和除雪装置损坏 同时还要注意改善驾驶员的工作条件 采 取防噪声 防尘等项措施 减轻驾驶室的振动 保持通风 使驾驶员在一 个舒适的环境中工作 4 打破专利封锁 加强技术合作集中人力 物力 优势 联合开发除雪机械 尽早研制出高速度 高性能的除雪设备 减少人 力除雪 实现除雪自动化 这样既可以大大降低劳动强度 把人们从恶劣劳动 环境中解脱出来 又可以提高国内城市建设机械化水平 5 加强雪的力 学性质研究 建立道路气象系统 为了提高除雪机设计水平 需要对雪的力 学性质进行深入研究 此外应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 准确地掌握路面状况 以 便灵活 高效地使用除雪机械 抛扬式除雪机除雪机构设计 5 四 存在问题 尽管几十年来国内的许多研发和管理单位在除雪机械的研制与技术引 进上做了许多工作 但迄今为止 除雪机械并没有大面积推广使用 其主 要原因如下 1 作业速度低 目前国外除雪机的最大除雪速度可达 50km h 旋切式除雪机最大速度达 70km h 20 世纪 90 年代初期 吉林 省交通科学研究所研制的 CBX 1600 型除雪机 集离心冲击破碎 圆周旋 切和弹簧储能冲击破碎三种切削功能于一体 性能优越 是国内技术水平 较高的除雪机械 但其最大除雪速度仅为 2 15km h 与国外同类除雪机械 相比 作业速度很低 2 整机利用率低 成本高 尽管我国北方地区冬 季降雪期可达 3 4 个月 但降雪次数并不多 如果除雪机功能单一只能用 来除雪 那么机器在一年中大部分时间处于闲置状态 这就大大提高了除 雪作业的成本 增加了公路养护部门的经济负担 3 避让功能差 国内 已有的除雪机械大部分回避路障的能力较差 在除雪过程中常常因遇路障 而使主机或除雪装置损坏 4 对路面保护能力差 除雪机在凹凸不平的 路面作业时会对路面造成破坏 虽然目前除雪机对路面的损坏程度还没有 一个衡量标准 但国内的除雪机械在路面仿形能力及对路面保护等方面与 国外机型相比还存在一定差距 五 主要参考文献 1 齐晓杰 郝晨声 等 城市道路机械式清除冰雪机械研究与探讨 J 黑龙江 燕山大学本科生毕业设计论文 6 工程学院学报 2002 16 2 24 26 2 吴书琴 城市道路除雪现状及未来发展方向 J 佳木斯大学学报 自然科学版 2006 24 4 3 田磊 中国北方城市需要实时清雪技术 J 公路建设与养护 2005 2 4 卜小明 田 静 除雪机械现状及发展趋势 J 黑龙江交通科技 2006 8 78 80 5 王 军 袁俊生 等 除雪技术的开发现状 J 海湖盐与化工 2004 34 2 27 32 6 王 振 国内除雪除冰机械现状刍议 J 工程机械 2002 7 46 47 7 胡海英 国内除雪方式探讨及除雪机械的发展趋势 J 林业机械与木工设备 2001 39 5 8 9 22 8 张启君 夏磐夫 国内外除雪机械的探讨 J Road Machinery Construction Mechanization 2005 11 1 5 9 张启君 国外除雪设备发展情况概述 J 建设机械技术与管理 2008 3 63 66 10 田晋跃 国外道路除雪机械技术发展概况 J 专用汽车 2001 4 43 44 11 谢立扬 张西农 李勇 除雪机械构造 J Road Machinery Construction Mechanization 2005 11 10 12 12 张长荣 道路除雪机的主要结构及其功能 J 建筑机械化 1999 3 14 15 13 郭志军 罗文龙 高速转子除雪机的开发 J 产品和技术 2007 2 92 93 14 李 晶 小型旋转式清雪车的总体设计和三维绘图 D 大连铁道学院 15 陆季挺 靳长征 高速公路快速除雪作业 筑路机械与施工机械化 J 1999 2 43 45 16 穆存远 刘鸿儒 国外除雪机械人工程问题综述 J 沈阳建筑工程学院学报 1996 7 12 3 349 353 17 张长荣 道路除雪机的主要结构及其功能 J 建筑机械化 1999 3 14 15 18 杨光 李广鹏 等 CL3 6 型犁式除雪装置的开发研制 J Road Machinery ConstructionMechanization 1998 3 期 10 11 19 王智明 张连富 中国除雪机械现状及发展趋势 J Road Machinery 抛扬式除雪机除雪机构设计 7 Construction Mechanization 1999 6 4 5 20 张长荣 振动压裂式破冰雪机的研制 J Road Machinery Construction Mechanization 1999 6 16 17 21 杨光 刘大志 CBX 1600 型除雪机的功率计算 J 筑路机械与施工机械化 1996 2 5 6 22 魏玉新 李雷 冰雪清涂