路面冰雪除雪機(jī)設(shè)計(jì)

1、 學(xué)科門(mén)類： 單位代碼 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）斜刃螺栓連接式厚冰雪碾壓除雪機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名所學(xué)專業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 XXXXXXXXX系二*年XX月開(kāi)題報(bào)告 1 課題來(lái)源、目的、意義、國(guó)內(nèi)外概況1.1 本課題的來(lái)源本課題屬于吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院2000級(jí)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目（國(guó)家經(jīng)貿(mào)委“國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目200386”）。是根據(jù)國(guó)際和國(guó)內(nèi)的最新形勢(shì)和市場(chǎng)需求而確定的研究課題。對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)和生活有很大的實(shí)際意義。是隸屬于國(guó)家攻關(guān)課題-多功能鏟雪車研制的一部分。1.2 本課題研究目的中國(guó)北方大部分地區(qū),每年有35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)

2、許多困難,有時(shí)甚至阻斷交通。近幾年來(lái)高等級(jí)公路里程不斷增加,及時(shí)有效地清除路面積雪已成為亟待解決、刻不容緩的問(wèn)題,這對(duì)于提高車輛的運(yùn)輸效率、避免重大交通事故的發(fā)生,具有很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前,國(guó)內(nèi)除雪作業(yè)多由人工或其它代用機(jī)械完成,其勞動(dòng)強(qiáng)度大,作業(yè)效率低。進(jìn)口外國(guó)先進(jìn)的除雪設(shè)備,造價(jià)高且不適合中國(guó)國(guó)情;而用其它的代用機(jī)械如平地機(jī)進(jìn)行除雪作業(yè),則又浪費(fèi)實(shí)用設(shè)備且對(duì)路面具有破壞性。所以,盡快開(kāi)發(fā)出適合中國(guó)國(guó)情的低成本、高效率、且宜大面積推廣應(yīng)用的除雪設(shè)備,是一項(xiàng)艱巨而緊迫的任務(wù)。1.3 本課題研究的意義我國(guó)北方大部分地區(qū),每年有很長(zhǎng)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

3、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1。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)道路情況的集破冰除雪于一機(jī)的設(shè)備,具有十分重大的意義。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)道路情況的集破冰除雪于一機(jī)的設(shè)備,同樣具有十分重大的意義。1.4 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況1.4.1 本課題國(guó)內(nèi)外研究概況目前，世界各個(gè)國(guó)家除冰雪的方法中

4、，應(yīng)用最普遍的是溶解法和機(jī)械法。溶解法是依靠熱作用或撒部化學(xué)藥劑使冰雪融化。其優(yōu)點(diǎn)是除凈率高，但是它的成本很高。而且容易造成環(huán)境污染。雖然環(huán)保型融雪藥劑已經(jīng)問(wèn)世，對(duì)環(huán)境和植被的影響減少了，但是并未徹底根除。因此使用范圍受到一定限制。機(jī)械法是通過(guò)機(jī)械作用直接作用解除冰雪危害。雖然除凈率較低，但是對(duì)環(huán)境和植被無(wú)任何影響。能實(shí)現(xiàn)冰雪的異地轉(zhuǎn)移。應(yīng)用范圍比較廣。因此，筆者認(rèn)為：清除冰雪必須以機(jī)械法為主，以溶解法為輔助，才能達(dá)到快速和環(huán)保的除雪效果。我國(guó)對(duì)除雪機(jī)械的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)都比較晚，因此還處于起步階段。目前，我國(guó)的城市道路和公路冬季除雪大部分仍沿用傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方式，即人工作業(yè)和小型的除雪機(jī)械相結(jié)合的方式

5、。高速公路和一級(jí)公路開(kāi)始使用大型專用除雪機(jī)械，進(jìn)行冬季養(yǎng)護(hù)。但是，除雪機(jī)械在數(shù)量和品種規(guī)格上還很少，所以除雪設(shè)備大部分依賴進(jìn)口。機(jī)械化程度和總體水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。只是最近幾年國(guó)內(nèi)的廠家才參照國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)研制了適合我國(guó)國(guó)情的除雪機(jī)械。綜觀國(guó)內(nèi)外的除雪機(jī)械，其類型總的來(lái)說(shuō)有三種類型：(1) 犁式除雪機(jī)犁式除雪機(jī)的工作裝置一般安裝在主機(jī)的前端，是所有除雪機(jī)中應(yīng)用最為廣泛、起源最早的除雪設(shè)備。主要使用于未被壓實(shí)的新降集雪，其厚度為300mm以下。犁板有整體式和分段式，有V型犁和U型犁之分。其特點(diǎn)是：多數(shù)采用了雙搖桿機(jī)構(gòu)，避讓效果明顯，越障高度較大，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可以在硬質(zhì)雪區(qū)工作。有的還增加了

6、滑靴和滾輪等裝置，用來(lái)減少或消除鏟刃對(duì)地面的作用力，保護(hù)了地面，減少了刀刃的磨損。具體類型有：1) 向犁-除雪犁以固定角度裝在除雪車前部。2) V型犁-主要結(jié)構(gòu)和工作原理與單向犁相同，只是結(jié)構(gòu)呈左右對(duì)稱，形成V形。3)變角度犁-指犁的排雪方向和行進(jìn)角度可以改變的除雪機(jī)械4)復(fù)合犁-又叫鉸接雪犁，采用兩翼結(jié)構(gòu)，中間垂直鉸鏈可以自由改變形狀，形成單向犁、V型犁、變角度犁等犁形。比較典型的產(chǎn)品有：徐州裝載機(jī)長(zhǎng)的專利產(chǎn)品-調(diào)壓自動(dòng)越障式除雪裝置。鄭工、柳工和沈陽(yáng)山河等廠家生產(chǎn)的ZL50型除雪機(jī)。由于該類除雪機(jī)械擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、價(jià)格低廉等特性，因此受到廣大用戶的認(rèn)可，得以廣泛的使用。(2) 旋切

7、式除雪機(jī)械旋切式除雪機(jī)械工作方式為自行式和懸掛式兩種。主要有離心式物料風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、拋雪筒、護(hù)板和螺旋型集雪器等部分組成。結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜。工作時(shí)借助主機(jī)或者專用底盤(pán)的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將集雪器聚攏的雪由風(fēng)道、拋雪筒拋出去。拋出距離和角度可以根據(jù)需要自己調(diào)整。在清除雪障時(shí)旋切式除雪機(jī)械有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是無(wú)法清除壓實(shí)的積雪。具體類型有：1) 螺旋式-螺旋軸鼓上的葉片呈左右旋向，左右旋向的葉片在軸線中部結(jié)合形成U形拋雪槽，U形拋雪槽低部稍微向后傾斜，內(nèi)側(cè)光滑，工作時(shí)軸鼓上的葉片刀刃切削破碎積雪，并將積雪集中送到中部U形槽內(nèi)拋出。2) 轉(zhuǎn)子式-主要以清除新雪為主要作業(yè)對(duì)象。轉(zhuǎn)子葉片可以完成

8、切雪、扒雪和拋雪。3) 單螺旋轉(zhuǎn)子式-有轉(zhuǎn)子和一根螺旋組成。螺旋水平布置在轉(zhuǎn)子前，螺旋 葉片作成左右旋向，當(dāng)螺旋周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，把兩邊的積雪送到中間，再由轉(zhuǎn)子拋出。4) 雙螺旋轉(zhuǎn)子式-雙螺旋轉(zhuǎn)子式的工作裝置的兩螺旋上、下平行地置于轉(zhuǎn)子前面。5) 立軸螺旋轉(zhuǎn)子式-該工作裝置將螺旋豎放在轉(zhuǎn)子兩側(cè)，螺旋葉片為左右旋向，工作時(shí)雪的移動(dòng)方向?yàn)樯舷逻\(yùn)動(dòng)。主要機(jī)型有：哈爾濱開(kāi)達(dá)公司生產(chǎn)的拋雪式除雪機(jī)和吉林大學(xué)研制的CX-30型除雪機(jī)。(3) 掃滾式除雪機(jī)械掃滾式除雪機(jī)械工作方式為自行式和懸掛式兩種。在主機(jī)或者專用底盤(pán)的動(dòng)力作用下，驅(qū)動(dòng)掃雪滾和掃雪盤(pán)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，掃雪滾和掃雪盤(pán)上的柔性強(qiáng)力掃雪刷，將路面積雪卷起使

9、之脫離地面，在高壓空氣的作用下吹向路邊。該式除雪機(jī)械主要適合于較薄的或者是犁式除雪機(jī)械工作后的殘留積雪。即使路面凸凹不平也可以獲得無(wú)殘雪的除雪效果。主要生產(chǎn)廠家有：哈爾濱開(kāi)達(dá)公司和哈爾濱重型機(jī)械廠等。國(guó)內(nèi)的除雪機(jī)械雖然有了很大的發(fā)展，但其總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，產(chǎn)品品種及性能都還有很大差距。適應(yīng)不了我國(guó)高速公路的發(fā)展的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)技術(shù)水平低，除雪機(jī)械在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、零部件供應(yīng)和使用管理等方面都存在技術(shù)水平低的問(wèn)題。致使除雪機(jī)械可靠性差、故障多、壽命短。2)功能單一。除雪機(jī)械具有明顯的季節(jié)性，如果功能單一，只能用做除雪和除冰專用，那么，機(jī)械一年中大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)

10、，大大增加了除雪 的成本。加重了公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)的負(fù)擔(dān)。3)品種類型不全。與國(guó)外相比，現(xiàn)在有不少除冰雪機(jī)械在國(guó)內(nèi)還是一片空白?，F(xiàn)有的除冰雪機(jī)械無(wú)法滿足公路和大型機(jī)場(chǎng)的除冰雪的要求。1.4.2 國(guó)內(nèi)外在這個(gè)方面的發(fā)展方向：(1) 加強(qiáng)對(duì)雪質(zhì)、雪性的基礎(chǔ)研究。為了提高除冰雪機(jī)械的設(shè)計(jì)水平，需要對(duì)冰雪的力學(xué)性質(zhì)和物理特性進(jìn)行深入研究。特別是對(duì)壓實(shí)冰雪的理論研究。據(jù)有關(guān)資料研究：東北地區(qū)壓實(shí)冰雪占總的除雪任務(wù)的80%以上。(2) 向一機(jī)多能和機(jī)電液一體化方向發(fā)展。在現(xiàn)有的條件下，可以對(duì)汽車、拖拉機(jī)、裝載機(jī)和推土機(jī)等設(shè)備進(jìn)行改裝，冬季降雪時(shí)用來(lái)除冰雪作業(yè)，其余時(shí)間可用來(lái)進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)和其他作業(yè)?？梢蕴岣咴O(shè)備的

11、利用率。采用機(jī)械、電子、液壓等技術(shù)提高除雪機(jī)械的科技含量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。(3) 向大型、小型和高速方向發(fā)展。我國(guó)的地理環(huán)境復(fù)雜，各個(gè)城市道路建設(shè)布局各異，冬季降雪情況不同，在除雪設(shè)備的選取上也不盡相同，因此要開(kāi)發(fā)出大型、小型的各種除冰雪機(jī)械，以滿足不同地區(qū)和工況的除冰雪要求。同時(shí)要開(kāi)發(fā)出效率高的機(jī)械，避免除雪作業(yè)造成路面交通擁擠。例如，東北有些城市規(guī)定：對(duì)于市區(qū)內(nèi)主干道，雪停止24H后需運(yùn)出城市外。(4) 加強(qiáng)行業(yè)間的技術(shù)交流與合作。走共同研發(fā)之路。各個(gè)廠家根據(jù)自己的實(shí)際情況開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品各有優(yōu)缺點(diǎn)，為了加快除冰雪機(jī)械的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，應(yīng)加強(qiáng)企業(yè)間的合作，集中財(cái)力、物力和人力走共同發(fā)展之路，實(shí)

12、現(xiàn)除冰雪的機(jī)械化。2 本課題預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)在ZL40型裝載機(jī)的前端安裝除雪裝置-斜刃螺栓連接式壓磙除厚冰雪裝置。采用斜刃式除雪裝置，使冰雪在破冰刀刃的作用下破碎。壓磙與ZL40型裝載機(jī)大臂相連。設(shè)計(jì)出包括鏟及其連接機(jī)構(gòu)。畫(huà)出全部圖紙：裝配圖、部件圖、零件圖、總明細(xì)表。設(shè)計(jì)時(shí)要保證相應(yīng)構(gòu)件的可靠性，所以要進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)分析、設(shè)計(jì)計(jì)算 、方針模擬等。并要求用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)重要部件進(jìn)行詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。設(shè)計(jì)相關(guān)的軟件。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，要不僅溫習(xí)好大學(xué)四年所學(xué)的大不分的理論知識(shí)，還要培養(yǎng)工程實(shí)際應(yīng)用的能力，鍛煉實(shí)際的動(dòng)手和全局的駕御能力。對(duì)裝載機(jī)和除雪機(jī)械有更深的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)在此方面的設(shè)計(jì)能力。3

13、本課題研究?jī)?nèi)容、研究方法及技術(shù)路線3.1 斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)的整體方案構(gòu)想斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)是針對(duì)我國(guó)道路情況設(shè)計(jì)的破冰清雪除雪設(shè)備。該設(shè)備主要起破冰作用的碾壓輥構(gòu)成。該設(shè)備的主機(jī)架可與40裝載機(jī)直接聯(lián)接。該設(shè)備碾壓輥固定在聯(lián)架臂上,聯(lián)架臂通過(guò)大臂與主機(jī)架鏟接。碾壓輥上裝有刀板,刀板上的刀條直接作用在冰面上,利用自身的重力和空氣錘的振動(dòng)的沖擊力達(dá)到破冰目的。3.2 結(jié)構(gòu)原理和計(jì)算要點(diǎn) 斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)是利用前部安裝的碾壓輥上裝有的刀板對(duì)雪進(jìn)行切削，利用自身的重力和空氣錘的振動(dòng)的沖擊力達(dá)到破冰目的。(1) 葉片結(jié)構(gòu)：采用斜刃螺栓連接式，材料用耐磨仿形材料。按

14、與地面平行布置在壓磙上，前后兩排葉片位置錯(cuò)開(kāi)。(2) 除雪機(jī)功率的計(jì)算：除雪機(jī)所消耗的功率包括兩大部分：行走裝置和工作裝置所消耗的功率。行走裝置所消耗的功率可以參照一般自行式車輛的計(jì)算辦法。下面對(duì)除雪工作裝置的所消耗的功率Na做一分析： Na=Ne+Nf+Nr+Nd 其中： Ne-推雪板切削所需功率。KW Nf-克服雪與板面的摩察力所需的功率。KW Nr-推雪板前雪堆移動(dòng)所需的功率，KW Nd-板刃與存雪地面間的摩察力所需的功率。KW3.3 擬采用的研究方法采用新舊技術(shù)相結(jié)合的方法。因?yàn)橛嘘P(guān)裝載機(jī)和除雪機(jī)構(gòu)的研究在我國(guó)已經(jīng)有了一定的進(jìn)展-即使和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還很落后-在很多領(lǐng)域。但近幾年我們引進(jìn)

15、了很多先進(jìn)的技術(shù)，特別是除雪機(jī)械方面的，加上我們的有關(guān)裝載機(jī)和其他工程機(jī)械的研究知識(shí)，將這兩方面的知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)新的突破，研制出適合我國(guó)國(guó)情的公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械-集工程作業(yè)和除雪能力于一體的多功能機(jī)械產(chǎn)品。3.4 擬采用的技術(shù)路線4研究冰雪的物理和力學(xué)特性-查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)裝載機(jī)和除雪機(jī)械、機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)資料和最新進(jìn)展-消化、吸收個(gè)方面的技術(shù)資料，并加以整理和創(chuàng)新-技術(shù)設(shè)計(jì)和整機(jī)設(shè)計(jì)。4 本課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有條件國(guó)內(nèi)外關(guān)于ZL40裝載機(jī)的數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料的搜集較為便利。在理論上和方法上具有很強(qiáng)的借鑒意義。指導(dǎo)老師李萌老師對(duì)我國(guó)這方面的情況很了解，是這方面的專家。有很深的理論和實(shí)踐知識(shí)，為本課題的研究奠

16、定了很好的理論和實(shí)證基礎(chǔ)。本人對(duì)于裝載機(jī)和除雪機(jī)械也有一定的認(rèn)識(shí)，相信一定能在李老師的指導(dǎo)下順利完成課題的研究。并取得優(yōu)異的畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)！同時(shí)為我國(guó)在此領(lǐng)域的研究作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)！謝謝朋友對(duì)我文章的賞識(shí)，充值后就可以下載說(shuō)明書(shū)。我這里還有一個(gè)壓縮包，里面有相應(yīng)的word說(shuō)明書(shū)（附帶：開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯）和CAD圖紙。需要壓縮包的朋友請(qǐng)了解QQ客服：1459919609。下載后我可以將壓縮包免費(fèi)送給你。需要其他設(shè)計(jì)題目直接了解！67 / 68斜刃螺栓連接式厚冰雪碾壓除雪機(jī)設(shè)計(jì)摘要 我國(guó)北方地區(qū)冬季降雪時(shí)間長(zhǎng)，雪量大，氣溫低，積雪數(shù)日經(jīng)車輛、行人碾壓而被壓實(shí)。路面上壓實(shí)冰雪的清除問(wèn)題關(guān)系到社會(huì)生

17、產(chǎn)、人民生活、交通安全、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)方面。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)壓實(shí)冰雪的清除還缺少行之有效的辦法。本文結(jié)合我國(guó)北方地區(qū)降雪后的特點(diǎn)及我國(guó)國(guó)情，主要針對(duì)路面上被壓實(shí)的冰雪研究了路面冰雪清除機(jī)械。本文提出了對(duì)路面壓實(shí)冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破碎的技術(shù)原理。根據(jù)這一原理確定了路面冰雪清除機(jī)械基本方案并分析了其工作機(jī)理。提出利用裝載機(jī)為動(dòng)力機(jī)，只需更換上清除冰雪裝置，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。研究了傳動(dòng)系統(tǒng)各部件的匹配以及冰雪清除裝置與整機(jī)的匹配，進(jìn)行了匹配計(jì)算和整機(jī)牽引性能分析。根據(jù)整機(jī)方案及相關(guān)條件確定了清除冰雪裝置中關(guān)鍵部件碾壓滾的構(gòu)造、重量和有關(guān)技術(shù)參數(shù)；分析研究了碾壓滾上刀齒的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵幾何參數(shù)，確定了刀齒在碾

18、壓滾上的排列方式、數(shù)量和間距，并根據(jù)冰雪的物理機(jī)械性質(zhì)計(jì)算了刀齒切削力。關(guān)鍵詞 冰雪清除 切削 破碎 路面 Oblique Edge Bolt Join Ice Snow Presses Snow-Clearing Machine DesignAbstract In the north of China, when the winter comes, the time for snowing is very long and the air temperature is low. The snow will become very hard after pressed by vehicles

19、and foot passengers. So at this time snow cleaning became very important to peoples living, traffic safety and so on. At present, there is still no effective method for cleaning the pressed snow in the world. In this paper, according to the situation of our country, the author did some researches on

20、 the snow-cleaning machine which used to clean the pressed snow on the road surface.In this paper, the author put forward a technical theory about use the method of pressing, cutting and cracking to clean the pressed snow. According to this theory, the author brought forward a project for snow-clean

21、ing machine and analyzed its working principle. Here used the loader as the mover, when it was time to clean snow we just needed to replace the bucket with the snow-cleaning equipments. The matching calculation of components of transmission system and the whole machine were studied and analyzed. Acc

22、ording to the project, we could decide the structure, weight and related technical parameters of the idler wheel. At the same time, the paper also analyzed the structure and geometry parameters of the idler wheel, gave a method about how to arrange the cutters and how to decide the reasonable amount

23、 of the cutters, how to calculate the cutters cutting force base on the snows physical and mechanical characters.【Key words】 SnowCleaning Cutting Cracking Road surface目 錄第1章 緒論 11.1本次設(shè)計(jì)來(lái)源、目的、意義、國(guó)內(nèi)外概況11.1.1 本次設(shè)計(jì)的來(lái)源 11.1.2 本次設(shè)計(jì)研究目的 1 1.1.3 本次設(shè)計(jì)研究的意義11.1.4 有關(guān)清雪機(jī)國(guó)內(nèi)外研究概況21.2 本設(shè)計(jì)預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)41.3 本設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容、研究方法及技

24、術(shù)路線5 1.3.1 斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)的整體方案構(gòu)想5 1.3.2 結(jié)構(gòu)原理和計(jì)算要點(diǎn)51.4 本課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有條件61.5 研究的主要內(nèi)容和方法61.5.1冰雪切削擠壓破碎技術(shù)、總體方案 61.5.2 碾壓滾型式和結(jié)構(gòu)61.5.3 滾齒排列方式及刀刃幾何參數(shù)61.5.4 各主要零件的校核驗(yàn)算6第2章 路面冰雪清除機(jī)機(jī)理研究 82.1 冰雪的物理機(jī)械性質(zhì)82.2 路面冰雪清除機(jī)基本方案、原理92.3 整機(jī)分析及裝置重量的確定 13 2.3.1整機(jī)的組成 132.3.2清除冰雪裝置重量 14第3章 碾壓滾結(jié)構(gòu)及參數(shù)153.1 碾壓滾結(jié)構(gòu)形式 153.2 碾壓滾參數(shù) 153.3 工作

25、阻力的計(jì)算 15第4章 齒刀的研究 174.1 齒刀在碾壓滾上的排列數(shù)量間距 174.2 齒刀幾何參數(shù) 174.3 切削力計(jì)算 18第5章 主要零件校核計(jì)算 195.1 軸承的校核計(jì)算195.1.1 當(dāng)量動(dòng)載荷的校核195.1.2 滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算305.2 齒刀強(qiáng)度的校核分析 215.3 銷軸的校核計(jì)算 265.4 軸的校核計(jì)算 295.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算305.4.2 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算30第6章 電器系統(tǒng) 336.1 電源電路 336.2 啟動(dòng)系統(tǒng) 336.3 照明和信號(hào)系統(tǒng) 336.4 儀表系統(tǒng) 33 6.5 預(yù)熱器 34第7章 電算部分35第8章 結(jié) 論43致謝45參考

26、文獻(xiàn)46第1章 緒 論1.1 本次設(shè)計(jì)來(lái)源、目的、意義、國(guó)內(nèi)外概況1.1.1 本次設(shè)計(jì)的來(lái)源本課題屬于吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院科研項(xiàng)目（國(guó)家經(jīng)貿(mào)委“國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目200386”）。是根據(jù)國(guó)際和國(guó)內(nèi)的最新形勢(shì)和市場(chǎng)需求而確定的研究課題。對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)和生活有很大的實(shí)際意義。是隸屬于國(guó)家攻關(guān)課題-多功能鏟雪車研制的一部分。1.1.2 本次設(shè)計(jì)研究目的中國(guó)北方大部分地區(qū),每年有35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)許多困難,有時(shí)甚至阻斷交通。近幾年來(lái)高等級(jí)公路里程不斷增加,及時(shí)有效地清除路面積雪已成為亟待解決、刻不容緩的問(wèn)題,這對(duì)于提高車輛的運(yùn)輸效率、避免重大交通事故的發(fā)生,具

27、有很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前,國(guó)內(nèi)除雪作業(yè)多由人工或其它代用機(jī)械完成,其勞動(dòng)強(qiáng)度大,作業(yè)效率低。進(jìn)口外國(guó)先進(jìn)的除雪設(shè)備,造價(jià)高且不適合中國(guó)國(guó)情;而用其它的代用機(jī)械如平地機(jī)進(jìn)行除雪作業(yè),則又浪費(fèi)實(shí)用設(shè)備且對(duì)路面具有破壞性。所以,盡快開(kāi)發(fā)出適合中國(guó)國(guó)情的低成本、高效率、且宜大面積推廣應(yīng)用的除雪設(shè)備,是一項(xiàng)艱巨而緊迫的任務(wù)。1.1.3 本次設(shè)計(jì)研究的意義我國(guó)北方大部分地區(qū),每年有很長(zhǎng)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

28、,大多數(shù)功能單一,或只能清除積雪、或只能破除積冰1。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)道路情況的集破冰除雪于一機(jī)的設(shè)備,具有十分重大的意義。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)道路情況的集破冰除雪于一機(jī)的設(shè)備,同樣具有十分重大的意義。1.1.4 有關(guān)清雪機(jī)國(guó)內(nèi)外研究概況(1) 有關(guān)清雪機(jī)國(guó)內(nèi)外研究概況目前，世界各個(gè)國(guó)家除冰雪的方法中，應(yīng)用最普遍的是溶解法和機(jī)械法。溶解法是依靠熱作用或撒部化學(xué)藥劑使冰雪融化。其優(yōu)點(diǎn)是除凈率高，但是它的成本很高。而且容易造成環(huán)境污染。雖然環(huán)保型融雪藥劑

29、已經(jīng)問(wèn)世，對(duì)環(huán)境和植被的影響減少了，但是并未徹底根除。因此使用范圍受到一定限制。機(jī)械法是通過(guò)機(jī)械作用直接作用解除冰雪危害。雖然除凈率較低，但是對(duì)環(huán)境和植被無(wú)任何影響。能實(shí)現(xiàn)冰雪的異地轉(zhuǎn)移。應(yīng)用范圍比較廣。因此，筆者認(rèn)為：清除冰雪必須以機(jī)械法為主，以溶解法為輔助，才能達(dá)到快速和環(huán)保的除雪效果。我國(guó)對(duì)除雪機(jī)械的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)都比較晚，因此還處于起步階段。目前，我國(guó)的城市道路和公路冬季除雪大部分仍沿用傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方式，即人工作業(yè)和小型的除雪機(jī)械相結(jié)合的方式。高速公路和一級(jí)公路開(kāi)始使用大型專用除雪機(jī)械，進(jìn)行冬季養(yǎng)護(hù)。但是，除雪機(jī)械在數(shù)量和品種規(guī)格上還很少，所以除雪設(shè)備大部分依賴進(jìn)口。機(jī)械化程度和總體水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)

30、落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。只是最近幾年國(guó)內(nèi)的廠家才參照國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)研制了適合我國(guó)國(guó)情的除雪機(jī)械。綜觀國(guó)內(nèi)外的除雪機(jī)械，其類型總的來(lái)說(shuō)有三種類型：1) 犁式除雪機(jī)犁式除雪機(jī)的工作裝置一般安裝在主機(jī)的前端，是所有除雪機(jī)中應(yīng)用最為廣泛、起源最早的除雪設(shè)備。主要使用于未被壓實(shí)的新降集雪，其厚度為300mm以下。犁板有整體式和分段式，有V型犁和U型犁之分。其特點(diǎn)是：多數(shù)采用了雙搖桿機(jī)構(gòu)，避讓效果明顯，越障高度較大，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可以在硬質(zhì)雪區(qū)工作。有的還增加了滑靴和滾輪等裝置，用來(lái)減少或消除鏟刃對(duì)地面的作用力，保護(hù)了地面，減少了刀刃的磨損。具體類型有： 單向犁-除雪犁以固定角度裝在除雪車前部。 V型犁-主要結(jié)構(gòu)

31、和工作原理與單向犁相同，只是結(jié)構(gòu)呈左右對(duì)稱，形成V形。 變角度犁-指犁的排雪方向和行進(jìn)角度可以改變的除雪機(jī)械。 復(fù)合犁-又叫鉸接雪犁，采用兩翼結(jié)構(gòu)，中間垂直鉸鏈可以自由改變形狀，形成單向犁、V型犁、變角度犁等犁形。比較典型的產(chǎn)品有：徐州裝載機(jī)長(zhǎng)的專利產(chǎn)品-調(diào)壓自動(dòng)越障式除雪裝置。鄭工、柳工和沈陽(yáng)山河等廠家生產(chǎn)的ZL50型除雪機(jī)。由于該類除雪機(jī)械擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、價(jià)格低廉等特性，因此受到廣大用戶的認(rèn)可，得以廣泛的使用。2) 旋切式除雪機(jī)械旋切式除雪機(jī)械工作方式為自行式和懸掛式兩種。主要有離心式物料風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、拋雪筒、護(hù)板和螺旋型集雪器等部分組成。結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜。工作時(shí)借助主機(jī)或者專用底盤(pán)

32、的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將集雪器聚攏的雪由風(fēng)道、拋雪筒拋出去。拋出距離和角度可以根據(jù)需要自己調(diào)整。在清除雪障時(shí)旋切式除雪機(jī)械有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是無(wú)法清除壓實(shí)的積雪。具體類型有： 螺旋式-螺旋軸鼓上的葉片呈左右旋向，左右旋向的葉片在軸線中部結(jié)合形成U形拋雪槽，U形拋雪槽低部稍微向后傾斜，內(nèi)側(cè)光滑，工作時(shí)軸鼓上的葉片刀刃切削破碎積雪，并將積雪集中送到中部U形槽內(nèi)拋出。 轉(zhuǎn)子式-主要以清除新雪為主要作業(yè)對(duì)象。轉(zhuǎn)子葉片可以完成切雪、扒雪和拋雪。 單螺旋轉(zhuǎn)子式-有轉(zhuǎn)子和一根螺旋組成。螺旋水平布置在轉(zhuǎn)子前，螺旋葉片作成左右旋向，當(dāng)螺旋周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，把兩邊的積雪送到中間，再由轉(zhuǎn)子拋出。 雙螺旋轉(zhuǎn)子式-雙螺

33、旋轉(zhuǎn)子式的工作裝置的兩螺旋上、下平行地置于轉(zhuǎn)子前面。立軸螺旋轉(zhuǎn)子式-該工作裝置將螺旋豎放在轉(zhuǎn)子兩側(cè)，螺旋葉片為左右旋向，工作時(shí)雪的移動(dòng)方向?yàn)樯舷逻\(yùn)動(dòng)。主要機(jī)型有：哈爾濱開(kāi)達(dá)公司生產(chǎn)的拋雪式除雪機(jī)和吉林大學(xué)研制的CX-30型除雪機(jī)。3) 掃滾式除雪機(jī)械掃滾式除雪機(jī)械工作方式為自行式和懸掛式兩種。在主機(jī)或者專用底盤(pán)的動(dòng)力作用下，驅(qū)動(dòng)掃雪滾和掃雪盤(pán)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，掃雪滾和掃雪盤(pán)上的柔性強(qiáng)力掃雪刷，將路面積雪卷起使之脫離地面，在高壓空氣的作用下吹向路邊。該式除雪機(jī)械主要適合于較薄的或者是犁式除雪機(jī)械工作后的殘留積雪。即使路面凸凹不平也可以獲得無(wú)殘雪的除雪效果。主要生產(chǎn)廠家有：哈爾濱開(kāi)達(dá)公司和哈爾濱重型

34、機(jī)械廠等。國(guó)內(nèi)的除雪機(jī)械雖然有了很大的發(fā)展，但其總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，產(chǎn)品品種及性能都還有很大差距。適應(yīng)不了我國(guó)高速公路的發(fā)展的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 技術(shù)水平低，除雪機(jī)械在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、零部件供應(yīng)和使用管理等方面都存在技術(shù)水平低的問(wèn)題。致使除雪機(jī)械可靠性差、故障多、壽命短。 功能單一。除雪機(jī)械具有明顯的季節(jié)性，如果功能單一，只能用做除雪和除冰專用，那么，機(jī)械一年中大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)，大大增加了除雪的成本。加重了公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)的負(fù)擔(dān)。 品種類型不全。與國(guó)外相比，現(xiàn)在有不少除冰雪機(jī)械在國(guó)內(nèi)還是一片空白?，F(xiàn)有的除冰雪機(jī)械無(wú)法滿足公路和大型機(jī)場(chǎng)的除冰雪的要求。(2) 國(guó)內(nèi)外在這個(gè)方

35、面的發(fā)展方向：加強(qiáng)對(duì)雪質(zhì)、雪性的基礎(chǔ)研究。為了提高除冰雪機(jī)械的設(shè)計(jì)水平，需要對(duì)冰雪的力學(xué)性質(zhì)和物理特性進(jìn)行深入研究。特別是對(duì)壓實(shí)冰雪的理論研究。據(jù)有關(guān)資料研究：東北地區(qū)壓實(shí)冰雪占總的除雪任務(wù)的80%以上。 向一機(jī)多能和機(jī)電液一體化方向發(fā)展。在現(xiàn)有的條件下，可以對(duì)汽車、拖拉機(jī)、裝載機(jī)和推土機(jī)等設(shè)備進(jìn)行改裝，冬季降雪時(shí)用來(lái)除冰雪作業(yè)，其余時(shí)間可用來(lái)進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)和其他作業(yè)。可以提高設(shè)備的利用率。采用機(jī)械、電子、液壓等技術(shù)提高除雪機(jī)械的科技含量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 向大型、小型和高速方向發(fā)展。我國(guó)的地理環(huán)境復(fù)雜，各個(gè)城市道路建設(shè)布局各異，冬季降雪情況不同，在除雪設(shè)備的選取上也不盡相同，因此要開(kāi)發(fā)出大

36、型、小型的各種除冰雪機(jī)械，以滿足不同地區(qū)和工況的除冰雪要求。同時(shí)要開(kāi)發(fā)出效率高的機(jī)械，避免除雪作業(yè)造成路面交通擁擠。例如，東北有些城市規(guī)定：對(duì)于市區(qū)內(nèi)主干道，雪停止24H后需運(yùn)出城市外。 加強(qiáng)行業(yè)間的技術(shù)交流與合作。走共同研發(fā)之路。各個(gè)廠家根據(jù)自己的實(shí)際情況開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品各有優(yōu)缺點(diǎn)，為了加快除冰雪機(jī)械的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，應(yīng)加強(qiáng)企業(yè)間的合作，集中財(cái)力、物力和人力走共同發(fā)展之路，實(shí)現(xiàn)除冰雪的機(jī)械化。1.2 本設(shè)計(jì)預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)在ZL40型裝載機(jī)的前端安裝除雪裝置-斜刃螺栓連接式壓磙除厚冰雪裝置。采用斜刃式除雪裝置，使冰雪在破冰刀刃的作用下破碎。壓磙與ZL40型裝載機(jī)大臂相連。設(shè)計(jì)出包括鏟及其連接機(jī)構(gòu)。畫(huà)出

37、全部圖紙：裝配圖、部件圖、零件圖、總明細(xì)表。設(shè)計(jì)時(shí)要保證相應(yīng)構(gòu)件的可靠性，所以要進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)分析、設(shè)計(jì)計(jì)算 、方針模擬等。并要求用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)重要部件進(jìn)行詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。設(shè)計(jì)相關(guān)的軟件。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，要不僅溫習(xí)好大學(xué)四年所學(xué)的大不分的理論知識(shí)，還要培養(yǎng)工程實(shí)際應(yīng)用的能力，鍛煉實(shí)際的動(dòng)手和全局的駕御能力。對(duì)裝載機(jī)和除雪機(jī)械有更深的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)在此方面的設(shè)計(jì)能力。1.3 本設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容、研究方法及技術(shù)路線1.3.1 斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)的整體方案構(gòu)想斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)是針對(duì)我國(guó)道路情況設(shè)計(jì)的破冰清雪除雪設(shè)備。該設(shè)備主要起破冰作用的碾壓輥構(gòu)成。該設(shè)備的主機(jī)架可與ZL4

38、0裝載機(jī)直接聯(lián)接。該設(shè)備碾壓輥固定在聯(lián)架臂上,聯(lián)架臂通過(guò)大臂與主機(jī)架鏟接。碾壓輥上裝有刀板,刀板上的刀條直接作用在冰面上,利用自身的重力和空氣錘的振動(dòng)的沖擊力達(dá)到破冰目的。1.3.2 結(jié)構(gòu)原理和計(jì)算要點(diǎn)：斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)是利用前部安裝的碾壓輥上裝有的刀板對(duì)雪進(jìn)行切削，利用自身的重力和空氣錘的振動(dòng)的沖擊力達(dá)到破冰目的。(1) 刀齒分布結(jié)構(gòu)：采用斜刃螺栓連接式，材料用耐磨仿形材料。按與地面平行布置在壓磙上，前后兩排刀齒位置錯(cuò)開(kāi)。(2) 除雪機(jī)功率的計(jì)算：除雪機(jī)所消耗的功率包括兩大部分：行走裝置和工作裝置所消耗的功率。行走裝置所消耗的功率可以參照一般自行式車輛的計(jì)算辦法。下面對(duì)除雪工作

39、裝置的所消耗的功率Na做一分析： Na=Ne+Nf+Nr+Nd其中：Ne-推雪板切削所需功率, KW Nf-克服雪與板面的摩察力所需的功率, KW Nr-推雪板前雪堆移動(dòng)所需的功率，KW Nd-板刃與存雪地面間的摩察力所需的功率。KW(3) 擬采用的研究方法采用新舊技術(shù)相結(jié)合的方法。因?yàn)橛嘘P(guān)裝載機(jī)和除雪機(jī)構(gòu)的研究在我國(guó)已經(jīng)有了一定的進(jìn)展-即使和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還很落后-在很多領(lǐng)域。但近幾年我們引進(jìn)了很多先進(jìn)的技術(shù)，特別是除雪機(jī)械方面的，加上我們的有關(guān)裝載機(jī)和其他工程機(jī)械的研究知識(shí)，將這兩方面的知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)新的突破，研制出適合我國(guó)國(guó)情的公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械-集工程作業(yè)和除雪能力于一體的多功能機(jī)械

40、產(chǎn)品。(4) 擬采用的技術(shù)路線研究冰雪的物理和力學(xué)特性-查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)裝載機(jī)和除雪機(jī)械、機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)資料和最新進(jìn)展-消化、吸收個(gè)方面的技術(shù)資料，并加以整理和創(chuàng)新-技術(shù)設(shè)計(jì)和整機(jī)設(shè)計(jì)。1.4 本課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有條件國(guó)內(nèi)外關(guān)于ZL40裝載機(jī)的數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料的搜集較為便利。在理論上和方法上具有很強(qiáng)的借鑒意義。指導(dǎo)老師鄧洪超老師在我國(guó)裝載機(jī)技術(shù)和除雪機(jī)械的研究方面走在前列。對(duì)我國(guó)這方面的情況很了解，是這方面的專家。有很深的理論和實(shí)踐知識(shí)，為本課題的研究奠定了很好的理論和實(shí)證基礎(chǔ)。本人對(duì)于裝載機(jī)和除雪機(jī)械也有一定的認(rèn)識(shí)，相信一定能在鄧?yán)蠋煹闹笇?dǎo)下順利完成課題的研究。并取得優(yōu)異的畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)！同時(shí)為我國(guó)在此領(lǐng)

41、域的研究作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)！1.5 研究的主要內(nèi)容和方法本文針對(duì)路面上被壓實(shí)的冰雪研究路面冰雪清除機(jī)械。方法是進(jìn)行理論分析和計(jì)算，并重點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。具體研究?jī)?nèi)容如下。1.5.1冰雪切削擠壓破碎技術(shù)、總體方案主要闡述冰雪的物理機(jī)械性質(zhì)；根據(jù)所提出的對(duì)路面上壓實(shí)冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破碎的技術(shù)思想，分析路面冰雪清除機(jī)基本原理并確定樣機(jī)基本方案；分析整機(jī)的牽引平衡和功率平衡，確定路面冰雪清除裝置的重量，進(jìn)行整機(jī)匹配計(jì)算及分析。1.5.2 碾壓滾型式和結(jié)構(gòu)主要闡述工作裝置碾壓滾結(jié)構(gòu)型式研究和碾壓滾參數(shù)。1.5.3 滾齒排列方式及刀刃幾何參數(shù)主要闡述齒刀在碾壓滾上的排列方式；齒刀的數(shù)量和間距；齒刀幾何參

42、數(shù)確定。1.5.4 各主要零件的校核驗(yàn)算主要是對(duì)齒刀的強(qiáng)度、銷軸剪切強(qiáng)度、軸的強(qiáng)度以及軸承進(jìn)行校核計(jì)算。第2章 路面冰雪清除機(jī)機(jī)理研究2.1 冰雪的物理機(jī)械性質(zhì)路面冰雪清除機(jī)械的行走機(jī)構(gòu)以及清除冰雪的工作裝置與路面上的冰雪相接觸。冰雪的形成特性及其物理機(jī)械性質(zhì)在相當(dāng)大的程度上決定著清除路面上冰雪的方法，要研究行走機(jī)構(gòu)和工作裝置與冰雪的相互作用關(guān)系，首先要分析冰雪的物理機(jī)械性質(zhì)。冰雪的基本特征之一是它的密度，其變化范圍很大，如表2.1所示。硬度是雪的物理機(jī)械性質(zhì)的主要指標(biāo)之一，表示冰雪阻止其它物體壓入的特性，其數(shù)值是根據(jù)它的密度和狀態(tài)決定的，如表2.2所示。雪的硬度、密度和溫度之間存在著如圖2.

43、1所示的關(guān)系，溫度愈低，硬度愈高；密度愈大，硬度愈高4。后面對(duì)路面冰雪清除機(jī)的工作阻力以及牽引力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要知道雪的機(jī)械性質(zhì)，表示雪的機(jī)械性質(zhì)的指標(biāo)通常是內(nèi)外滑動(dòng)摩擦系數(shù)、切削阻力系數(shù)、附著系數(shù)和行駛阻力系數(shù)。表2.1 雪的密度雪 的 狀 態(tài)密 度（g/cm3）新下的雪落下30天的雪大于30天的雪密實(shí)的雪冰雪混合冰0.100.150.200.300.340.420.400.600.600.750.90雪的摩擦性質(zhì)決定于它的內(nèi)外摩擦系數(shù)。根據(jù)雪的狀態(tài)，它的內(nèi)外摩擦系數(shù)分別列于表2.3和表2.4。表示雪的切削阻力的指標(biāo)，一般是用切削阻力系數(shù)k0，它是切斷橫斷面等于1的冰雪層所必需的力，k0的大

44、小載入表2.5中。路面上積雪之后，大大地改變了路面的使用特性。對(duì)于冬季養(yǎng)護(hù)道路的機(jī)器進(jìn)行牽引計(jì)算時(shí)，必須知道機(jī)器沿著各種冰雪路面行走時(shí)的滾動(dòng)阻力系數(shù)和附著系數(shù)。輪胎與冰雪路面間的附著系數(shù)載入表2.6。行駛阻力系數(shù)，一般較外摩擦系數(shù)大，因?yàn)樗粌H產(chǎn)生摩擦，而且還擠壓雪。輪式和履帶式車輛的行駛阻力系數(shù)按表2.7選取。表2.2 雪的硬度雪的狀態(tài)雪的密度（g/cm3）當(dāng)溫度由-1-20OC時(shí)雪的硬度（kPa）松 軟 的弱密實(shí)的密 實(shí) 的很密實(shí)的小于0.250.260.350.360.500.510.60小于506010021020003803000圖2.1 雪的硬度與密度和溫度的關(guān)系2.2 路面冰雪清

45、除機(jī)基本方案、原理對(duì)于路面冰雪的清除，人們?cè)鴩L試了各種清除原理和方案，這些原理和方案有的已在實(shí)際中使用，有的則還在探索和完善中。例如，對(duì)于清除未被壓實(shí)的浮雪，犁式清雪機(jī)和轉(zhuǎn)子式清雪機(jī)已在應(yīng)用中，二者分別采用了推移和旋切的原理。對(duì)于被壓實(shí)的雪、冰或冰雪混合物，采用的清除原理有鏟剁、錘擊、等，但這些方法經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明要么原理不完善，要么清除壓實(shí)冰雪的效果不，有待于進(jìn)一步完善。針對(duì)上述情況，本文嘗試提出了一種對(duì)路面上壓實(shí)的冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破碎的技術(shù)原理。這一思想的來(lái)源可聯(lián)想到金屬切削加工，如銑床的銑刀切削表2.3 內(nèi)摩擦系數(shù)2雪的密度（g/3）雪 的 溫 度（OC）0附近-1 -6-10以下0.12

46、0.200.300.400.470.560.240.300.350.400.420.450.290.330.390.440.470.500.340.360.460.500.530.57 表2.4 外摩擦系數(shù)（對(duì)鋼）1雪的密度（g/3） 雪 的 溫 度（OC）-2-4 -16 -30 -100.1 0.2 0.30.4 0.450.500.100.0850.070.0550.0480.025 0.140.0970.080.0650.0480.0330.180.110.090.0750.0560.040加工金屬件。根據(jù)這一思想，確定基本方案首先選擇一種汽車或自行式工程機(jī)械作為動(dòng)力機(jī)。在我國(guó)，由于冬

47、季降雪時(shí)間只占全年的三分之一，根據(jù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，單獨(dú)設(shè)計(jì)清除冰雪動(dòng)力機(jī)一機(jī)一用，機(jī)械閑置時(shí)間太長(zhǎng)，造成浪費(fèi)。為此，本文以裝載機(jī)為動(dòng)力機(jī)來(lái)研究清除冰雪工作裝置。根據(jù)對(duì)路面上壓實(shí)的冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破碎的基本思想，清除冰雪工作裝置可以由托架、帶有刀刃的碾壓滾組成，能夠與鏟斗互換，冬季除冰雪時(shí)取下鏟斗換上該裝置，清除被壓實(shí)了的冰雪，其他季節(jié)裝上鏟斗，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)的多功能使用。作為動(dòng)力機(jī)的裝載機(jī)，我們可以選擇現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)機(jī)型如ZL30、ZL40、ZL50裝載機(jī)。 本文確定ZL40E裝載機(jī)作為動(dòng)力機(jī)進(jìn)行分析研究和計(jì)算。根據(jù)對(duì)路面上壓實(shí)的冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破碎的基本思想，清除冰雪工作裝置可以由托架、

48、帶有刀刃的碾壓滾組成，能夠與鏟斗互換，冬季除冰雪時(shí)取下鏟斗換上該裝置，清除被壓實(shí)了的冰雪，其他季節(jié)裝上鏟斗，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)表2.5 雪的切削阻力系數(shù)k0雪的狀態(tài)雪的密度C（g/3）雪 的 溫 度（OC）-1-3-4-22低于-22天 然 狀 態(tài)松軟的弱密實(shí)的小粒冰雪形成密實(shí)的大粒冰雪形成密實(shí)的0.120.180.200.280.300.360.280.350.71.82.04.03.06.0 4.07.00.20.81.53.04.07.03.06.00.41.22.05.05.10.0 5.09.0人 工 狀 態(tài)弱密實(shí)的密實(shí)的很密實(shí)的0.300.400.450.520.550.655.012.0

49、10.025.020.035.08.025.015.040.0 30.080.05.035.030.080.0 70.0130.0表2.6 輪胎與冰雪路的附著系數(shù)雪 的 狀 態(tài)輪 胎 類 型附著系數(shù)C密實(shí)凍結(jié)的雪密實(shí)凍結(jié)的雪密實(shí)解凍的雪壓實(shí)的凍結(jié)雪壓實(shí)的解凍雪解凍的雪低壓胎高壓胎低壓和高壓胎高壓胎高壓胎低壓胎0.200.350.200.250.100.200.2090.1760.060.08表2.7 行駛阻力系數(shù)雪 的 狀 態(tài)雪的密度g/3）阻 力 系 數(shù) f輪 胎履 帶松軟的松軟潮濕的輕碾壓的碾壓的冰雪0.150.250.150.250.250.350.40.60.70.20.250.30.

50、150.20.080.10.060.080.20.20.10.050.070.1的多功能使用。作為動(dòng)力機(jī)的裝載機(jī)，我們可以選擇現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)機(jī)型如ZL30、ZL40、ZL50裝載機(jī)。 本文確定ZL40E裝載機(jī)作為動(dòng)力機(jī)進(jìn)行分析研究和計(jì)算。其主要性能參數(shù)如下：額定斗容量（m3） 2.1 額定裝載質(zhì)量（） 4000整機(jī)操作質(zhì)量（） 12500軸距（） 3020輪距（） 1980最大崛起力（kN） 136.0最大牽引力（kN） 110.5水平通過(guò)半徑（mm） 6322轉(zhuǎn)向半徑（mm） 5686發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) X6110ZG3-22 標(biāo)定1h功率(kW) 113.9 額定轉(zhuǎn)速（r/min） 2200行駛速度（km/h） :14.46 :46.35最大爬坡