手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計

手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計,手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計,手推式,雪車,結(jié)構(gòu)設(shè)計 大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告 論 文 題 目：手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計及運(yùn)動分析 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 、班 級：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 機(jī)英134 學(xué) 生 姓 名： 陳萬圣 指導(dǎo)教師（職稱）： 馬宗民（博士） 2016年 12月 29日填 5.6 1 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告要求 開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1.論文（設(shè)計）題目及研究領(lǐng)域； 2.論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值； 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題； 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）； 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果。 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； 2.論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃。 四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通 過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實驗或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相 關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1.開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2.開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過； 3.開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論 文（設(shè)計）工作，否則不允許參加答辯； 4.開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5.開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張 上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?2 一、選題依據(jù) 1論文（設(shè)計）題目： 手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計及運(yùn)動分析 2研究領(lǐng)域： 工程應(yīng)用、工程實際 3論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值： 我國北方大概有35個月的降雪期，道路積雪給交通運(yùn)輸和人民的生活帶來了許 多的不便，尤其是凍結(jié)在道路上的積冰造成了很多的交通事故，而這些積冰用傳統(tǒng)的 機(jī)械很不容易清除，為此不得耗費(fèi)大量的人力物力。因此設(shè)計制造一種新型機(jī)械顯得 尤為重要。 國內(nèi)一些研究所和道路養(yǎng)護(hù)部門在這方面也做過一些工作 ,如吉林交通科學(xué)研 究所曾成功研制SY -20型撒鹽機(jī)，使用效果良好。但使用融解法除雪，除所需費(fèi)用 較高外,還容易對環(huán)境造成污染，因此，這種方法的使用范圍受到一定的限制。 機(jī)械法是通過機(jī)械對冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一種方法,這是人類傳統(tǒng) 的除雪方法 ,也是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的。研制性能優(yōu)越的除雪機(jī)械成為世界上冬 季降雪國家的一個重要課題。 4目前研究的概況和發(fā)展趨勢 現(xiàn)在不論是國外還是國內(nèi)，除雪機(jī)械的發(fā)展已經(jīng)有較高水平了，除雪的形式也有 多種，主要有溶解法和機(jī)械法，溶解法主要是利用化學(xué)物質(zhì)如氯化鈣等，機(jī)械法主要 是利用除雪機(jī)來進(jìn)行，除雪機(jī)械的形式主要有犁式除雪機(jī)和旋切式除雪機(jī)。 4.1 國內(nèi)除雪機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 我國除雪機(jī)械的研制起步較晚,真正的研制與開發(fā)是從 80年代以后，隨著改革 開放的不斷深入，道路的不斷升級與新建，各種機(jī)動車輛猛增而開始的，這些研究單 位主要集中在中國的東北西北地區(qū)，先后有十幾種型號的樣機(jī)被生產(chǎn)出來，在除雪作 業(yè)中發(fā)揮了一定的作用。隨著這幾年我國的一系列經(jīng)濟(jì)政策，我國在除雪機(jī)的發(fā)展上 已經(jīng)卓有成效?，F(xiàn)在主要制造的企業(yè)主要有中聯(lián)重科，吉林公路機(jī)械，恒潤高科，沈 陽山河，常林股份等。其代表的機(jī)器主要有中聯(lián)重科的ZLJ5250TCXZE3/ZLJ5251 TCXZE4多功能除雪車（如圖1）、沈陽山河PX2000旋轉(zhuǎn)拋雪式除雪機(jī)、常林股份956 除雪機(jī)（如圖2）、恒潤高科HHR5160TCX3EQ除雪撒布車 【15】 。 圖1 圖2 中聯(lián)重科ZLJ5250TCXZE3/ZLJ5251 TCXZE4多功能除雪車是一款集推雪、高速掃 雪、固體撒布、預(yù)濕撒布、刮冰等多種功能于一體的綜合除雪車。 該車功率大、效 率高， 在2011年初湖南和貴州等地山區(qū)公路抗擊冰雪災(zāi)害的工作中發(fā)揮了巨大作用。 3 沈陽山河PX2000旋轉(zhuǎn)拋雪式除雪機(jī)是為擁有各種裝載機(jī)的用戶研制的，主要用 于清除自然積雪、路邊堆積雪以及積雪的裝車作業(yè)，該機(jī)采用獨(dú)立動力系統(tǒng)，采用電 氣控制，安裝簡單、操縱方便，可以安裝在裝載機(jī)、拖拉機(jī)、拖車等車輛的底盤上。 常林股份956除雪機(jī)的鏟刃板采用高炭耐磨合金鋼，經(jīng)過中頻淬火處理， 具有 超強(qiáng)的耐磨特性；推雪板工作裝置可左右偏轉(zhuǎn)35 ，可越過最小50mm高的障礙物 （自動越障），輕松實現(xiàn)堆雪作業(yè)，具有操作簡單、機(jī)構(gòu)可靠的特點。 恒潤高科HHR5160TCX3EQ除雪撒布車是專門針對交通、高速公路、市政、環(huán)衛(wèi)等 部門相關(guān)作業(yè)的需求而研發(fā)設(shè)計的，主要用于清除路面冰雪，保障車輛、 飛機(jī)和行 人安全，能夠迅速有效地清除道路上的積雪和冰，可以布置在各類載貨底盤和自卸車 底盤上，規(guī)格齊全、融雪撒布方便、可靠精確，操作簡單、 靈活、高效；裝拆便捷， 無需清雪作業(yè)時可以便捷地拆掉專用裝置而從事運(yùn)輸作業(yè)；清除作業(yè)范圍廣、效率高、 效果好。 但是與國外發(fā)達(dá)國家相比，除雪機(jī)械仍存在著一些不足 【13】 ： 1作業(yè)速度低 目前國外犁式除雪機(jī)最大除雪速度可 50 km /h,旋切式除雪機(jī)最大速度達(dá) 70 km /h。吉林省交通科學(xué)研究所研制的 CBX-1600型除雪機(jī)，是國內(nèi)技術(shù)水平較高的除雪 機(jī)械，但其最大除雪速度僅為2.15km/h,與國外同級別的除雪機(jī)械相比，作業(yè)速度較 低。 2整機(jī)利用率低，成本高 盡管中國的北方地區(qū)冬季降雪期可達(dá) 3 5個月 ,但據(jù)統(tǒng)計冬季降雪次數(shù)并不 太多 ,最多也只是十幾次而已 ,如果除雪機(jī)功能單一 ,只能用來除雪 ,那么機(jī)器一 年里大部分時間處于閑置狀態(tài) ,這就大大提高了除雪作業(yè)的成本 ,增加了公路養(yǎng)護(hù) 部門的負(fù)擔(dān)。 3避讓功能不理想 在除雪過程中 ,常常因遇路障而使主機(jī)或者除雪裝置損壞 ,國內(nèi)已有的犁式除 雪機(jī)械 ,大部分回避路障的能力較差。吉林省交通科學(xué)研究所與磐石縣公路管理段聯(lián) 合開發(fā)的 CL-2.4型公路除雪器 ,安裝了避讓裝置和防止過度避讓鎖鏈 ,可以保證在 除雪作業(yè)過程中避讓路障 ,防止主機(jī)或除雪器的損壞 ,還可同時防止過度避讓鎖 鏈 ,因過度避讓使避讓回位彈簧損壞。 4對路面保護(hù)能力差。 當(dāng)路面凹凸不平時，除雪機(jī)作業(yè)時會對路面造成破壞，雖然除雪機(jī)對路面的損壞 程度目前還沒有一個衡量標(biāo)準(zhǔn)，但國內(nèi)的除雪機(jī)械在路面仿形能力、對路面保護(hù)等方 面，與國外相比還存在一定差距。 現(xiàn)在我國除雪機(jī)械總的發(fā)展方向是 【16】 ： 1加強(qiáng)雪的力學(xué)性質(zhì)研究，建立道路氣象系統(tǒng) 為設(shè)計出更好的除雪機(jī)，需要對雪的力學(xué)性質(zhì)做一個全面的分析，同時也應(yīng)該建 立道路氣象信息系統(tǒng)，對道路氣象系統(tǒng)做出更好的預(yù)測和判斷，以便靈活的、高效的 使用除雪機(jī)械。 4 2 向小型化、高速度的方向發(fā)展 在除雪作業(yè)中，除雪機(jī)機(jī)身的大小及除雪速度是影響交通的兩個重要因素，機(jī)身 過大，除雪機(jī)占道影響交通；速度過低，影響車流通暢，同時狹窄路面的除雪也要求 機(jī)身體積不宜過大。為了不妨礙交通，今后中國的除雪機(jī)械要向小型化、高速度的方 向發(fā)展。 3 向多功能、機(jī) - 電 -液一體化的方向發(fā)展 為了提高機(jī)器的使用率 ,除雪機(jī)械應(yīng)向一機(jī)多用的方向發(fā)展。中國的除雪機(jī)械應(yīng) 該向兼用型的方向發(fā)展 ,可在冬季降雪時進(jìn)行除雪作業(yè) ,其余時間可進(jìn)行灑水、清掃 等多種路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)及其它作業(yè)。除雪機(jī)械應(yīng)盡量采用機(jī) - 電 -液新技術(shù) ,實現(xiàn)自 動控制 ,提高除雪機(jī)械的科技含量。 4 要注意提高安全性、舒適性 部分除雪設(shè)備的駕駛室內(nèi)沒有增溫系統(tǒng)，駕駛員在工作狀態(tài)時處于寒冷的狀態(tài)， 而且有些除雪設(shè)備在使用過程中需要不斷的調(diào)試，可靠性不高。因此，提高除雪機(jī)械 的自動化功能，加強(qiáng)除雪設(shè)備的安全性是今后發(fā)展的趨勢。 5 打破專利封鎖，加強(qiáng)技術(shù)合作 集中人力、物力優(yōu)勢 ,聯(lián)合開發(fā)除雪機(jī)械 ,盡早研制出高速度、高性能的除雪設(shè) 備 ,減少人力除雪 ,實現(xiàn)除雪自動化。這樣既可以大大降低勞動強(qiáng)度 ,把人們從惡劣 勞動環(huán)境中解脫出來 ,又可以提高國內(nèi)城市建設(shè)機(jī)械化水平。 4.2 國外除雪機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 俄羅斯、日本是目前生產(chǎn)旋切式除雪機(jī)的主要國家，技術(shù)較成熟，其產(chǎn)品性能居 于全球領(lǐng)先水平。日本產(chǎn)高速行走旋切式除雪機(jī)，作業(yè)速度為70KM/h，該除雪機(jī)采用 四輪驅(qū)動方式，利用盤式制動，全長為7 790 mm,機(jī)寬2 490 mm,最大除雪寬度2 490mm, 發(fā)動機(jī)功率220 kW ,最大除雪速度70 km /h,最大除雪量3000t/h，其性能均優(yōu)于同 型機(jī)械。而俄羅斯現(xiàn)在的3403 型清雪車 【8】 （如圖3）居于世界領(lǐng)先地位，其功能 多樣化，具有除雪、清除垃圾、沙石等多種功能，能夠廣應(yīng)用。 3403 型清雪車具有以下特點： 1)機(jī)動性強(qiáng), 適應(yīng)范圍大。該清雪車可對機(jī)場、高速公路、城市公路及人行道進(jìn) 行清雪及拋撒物料。行駛速度一般為5060 km/ h,作業(yè)速度為2530 km/h,拋撒寬 度為4.010.6 m。 2)工作效率高, 特別適用于平坦的高速公路、寬廣的機(jī)場新雪的清除,更顯出其 高效的優(yōu)越性。 3)結(jié)構(gòu)簡單, 制造方便, 成本低 此外，還有德國施密特（SCHMIDT）、瑞士波雄（BOSCHUNG）、美國豪士卡 （OSHKOSH）和雪挪拉（Snoway）以及丹麥依波克（Epoke）等廠商制作的多功能 除雪車均處于世界領(lǐng)先地位。上述廠商都擁有完整的產(chǎn)品體系，因發(fā)展過程、市場及 研發(fā)重點的不同，各廠商的除雪機(jī)械產(chǎn)品又各有優(yōu)勢和特色。 5 1. 犁裝置 2. 底盤 3. 電氣裝置4. 液壓系統(tǒng) 5. 刷子裝置 6. 撒砂裝置 3403 型清雪車構(gòu)造 現(xiàn)在，國外發(fā)展趨勢主要有以下幾方面 【19】 ： 1 綜合的除排雪系統(tǒng) 要將除雪與排雪結(jié)合起來,除下的積雪堆在路側(cè)會占道并影響視野。所以一方面 要在道路結(jié)構(gòu)上充分確保堆雪帶的空間;另一方面要有效地利用(排)雪溝。此外建立 道路立體交叉特殊部的除排雪系統(tǒng)也是很必要的。 2安全性 在對于人行道除雪這樣的作業(yè)時,行人的安全至關(guān)重要,因此除雪機(jī)械的安全性 非常重要。 3 信息化 只有根據(jù)氣象及路面狀況,才能靈活高效地使用除雪機(jī)械,確保24小時除雪體制。 因此,有必要建立一個能將氣象信息、道路管理者、除雪車有機(jī)結(jié)合的信息網(wǎng)絡(luò)化的冬 季道路管理保障體系。為了便于行車,該網(wǎng)絡(luò)還能為一般道路使用者提供除雪狀況和氣 象信息。 6 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 1.1鏟雪車的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 該部分主要包含原動件，傳動裝置，車架，行走結(jié)構(gòu)，破冰裝置，升降裝置，集 雪裝置及排雪裝置。 傳動裝置主要包含帶傳動或鏈傳動（需根據(jù)實際設(shè)計選定），蝸輪蝸桿傳動等。 破冰裝置與升降裝置為一體設(shè)計，可采用凸輪結(jié)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)。 1.2前鏟雪曲面和鏟體設(shè)計 前鏟雪曲面主要是雙螺旋曲面，在鏟體上分為左右兩部分，左邊左旋，右邊右旋。 1.3除雪裝置升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 升降機(jī)構(gòu)專用于破冰裝置，其結(jié)構(gòu)主要采用四桿機(jī)構(gòu)（為增加穩(wěn)定性和動力輸出 的平穩(wěn)性，實際采用六桿機(jī)構(gòu)，但機(jī)構(gòu)自由度保持不變，可以確保機(jī)構(gòu)的可行性）， 利用四桿機(jī)構(gòu)可以靈活平穩(wěn)的將破冰裝置進(jìn)行升降。通過以前的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計 的學(xué)習(xí)，可以很好的完成這一部分的設(shè)計。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） 2.1查閱相關(guān)文獻(xiàn) 2.2設(shè)計方案的確定 現(xiàn)初步構(gòu)想三個方案，方案一為利用吹風(fēng)方式，將雪吹到一邊；方案二為利用一 個至于車體前方的鏟子，隨著車體不斷前進(jìn)，將雪逐漸排到一邊；方案三為利用機(jī)械 裝置將雪攪碎、壓碎，將其拋棄一邊。具體方案設(shè)計須在后期設(shè)計時進(jìn)一步構(gòu)思選擇。 2.3原理設(shè)計和原型設(shè)計 升降機(jī)構(gòu)及破冰裝置均采用四桿機(jī)構(gòu)，傳動裝置采用鏈傳動、蝸輪蝸桿等，動力 輸入采用發(fā)動機(jī)，集雪裝置采用雙曲面螺旋結(jié)構(gòu)設(shè)計的鏟體。 2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算校核 主要校核軸，鏈傳動，蝸輪蝸桿，雙曲面螺旋葉的強(qiáng)度和剛度等參數(shù)。 2.5運(yùn)動分析 利用solidworks進(jìn)行運(yùn)動仿真，路徑規(guī)劃等 2.6圖紙繪制 圖紙主要包含機(jī)構(gòu)中的零件圖（如軸，蝸輪蝸桿等）、裝配圖等。 2.7總結(jié) 7 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果 3.1設(shè)計原理說明書 3.2圖紙一套 3.3數(shù)據(jù)電子版光盤 8 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； 1.1方案設(shè)計：機(jī)構(gòu)功能分析 可能的解決方案 決策及選定方案 1.2技術(shù)設(shè)計：零件設(shè)計 部件設(shè)計 總體設(shè)計 1.3設(shè)計要求：運(yùn)動學(xué)設(shè)計，零件的工作能力設(shè)計，部件裝配草圖和總裝配圖的設(shè)計， 主要零件的校核 1.4技術(shù)文件編制：設(shè)計計算說明書 使用說明書 標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表 2.論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃 第1周 研究相關(guān)課題內(nèi)容 第2周 查找中文文獻(xiàn) 第3周 查找英文文獻(xiàn) 第4周 開題報告撰寫及準(zhǔn)備開題答辯 第5周 小車結(jié)構(gòu)分析 第6周 鏟雪前爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 第7周 鏟雪前爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 第8周 除雪輥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 第9周 除雪輥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 第10周 中期檢查及文檔準(zhǔn)備 第11周 鏟雪前爪機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 第12周 除雪輥機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 第13周 圖紙繪制與檢查 第14周 整體機(jī)構(gòu)調(diào)試 第15周 整體機(jī)構(gòu)調(diào)試 第16周 修改論文及準(zhǔn)備答辯 9 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) 1 王黎勤，陳鐵銘.機(jī)械設(shè)計M.西安：哈爾冰工業(yè)大學(xué)出版社，1995. 2 劉鴻文.材料力學(xué)IM.北京：高等教育出版社，2004. 3 濮良貴.機(jī)械設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2009. 4 哈爾冰工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)M.北京：高等教育出版社，2013. 5 王曉方. 除雪車功能及主要參數(shù)設(shè)計J. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2006,12:24 29. 6 鄧洪超，馬文星. DQX路面除雪車浮雪鏟除雪作業(yè)模型J.吉林:吉林大學(xué)機(jī)械 學(xué)院,2005，35（4）:381385. 7 徐東明，劉莉莉. 除雪車的設(shè)計計算J. 哈爾濱拖拉機(jī)廠研究所,2004，4:9 10. 8 張建國. 多功能清雪車前雪鏟仿真分析與改進(jìn)研究D.吉林:吉林大學(xué)機(jī)械學(xué) 院,2006. 9 楊有為. 軍用機(jī)場除雪車工作裝置設(shè)計方案研究D.哈爾濱:哈爾濱大 學(xué),2010. 10 楊陽. 除雪機(jī)組合除雪裝置的設(shè)計D.哈爾濱:東北石油大學(xué),2012. 11 劉繼德. 多功能清雪車清雪裝置研究D.吉林:吉林大學(xué),2008,（4）. 12 薛洪麗, 冉玉梅等.手推式清雪車的設(shè)計J.德州學(xué)院,2016，29（145）:142 147. 13 王智明，張連富等.中國除雪機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J. 長春：吉林省交通科學(xué) 研究所,2016，16（83）:45. 14 張佳，張宇濤等. 除雪機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J. 機(jī)械工程師,2014，4:3132. 15 姚繼蔚,孫 寬. 路面除雪機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J. 天津機(jī)械工程研究 院,2013，6:6873. 16 張佳，馬博等. 除雪機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J. 機(jī)械工程研究院,2014， （7）:3132. 17 卜小明，田靜除雪機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J.黑龍江交通科技，2006，（8）： 78-79. 18 胡雅靈.道路除雪設(shè)備技術(shù)與創(chuàng)新研究J.中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010（18）： 64 19 王濤,張永梅.國內(nèi)外路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢J.建設(shè)機(jī)械技術(shù) 與管理,1997,(3) 20 Bob Tracinski,Snow removal safety,Cleaning Maintenance Management J,2001,(9):36-38 21 Dosn，Take special precaution to keep snow removal equipment efficient and safe,Cleaning & Maintenance ManagementJ,2001,(9):37-40. 22 ANON，Small-sized Rotary Snow-removing EquipmentJ.Stroitelnye i Dorozhnye Mashiny,2005(1):19 23 Tan H-S,Bougler B,Steinfeld A.Snowplow Steering Guidance with Gain StabilizationJ .Vehicle System Dynamics:2001,(36):279305 附：文獻(xiàn)綜述或報告 10 文獻(xiàn)綜述 一、 引言 我國北方大概有35個月的降雪期，道路積雪給交通運(yùn)輸和人民的生活帶來了許 多的不便，尤其是凍結(jié)在道路上的積冰造成了很多的交通事故，而這些積冰用傳統(tǒng)的 機(jī)械很不容易清除，為此不得耗費(fèi)大量的人力物力。因此設(shè)計制造一種新型機(jī)械顯得 尤為重要。 二、 除雪方式及特點 路面上的積雪主要有冰雪層、壓實積雪和新降浮雪三種形式，早期多采用人力除 雪。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為提高除雪效率、 降低人們的勞動強(qiáng)度，根據(jù)不同的雪 層厚度和不同的積雪類型，先后出現(xiàn)了多種除雪方法，如機(jī)械、 化學(xué)、 熱能、 風(fēng) 能、 波能等方式除雪，除雪效果比較好，目前應(yīng)用比較廣泛的除雪方式主要有人工 除雪、機(jī)械除雪、 融雪除雪和綜合式除雪，現(xiàn)介紹如下： 1、人工除雪 人工除雪是通過人力運(yùn)用掃雪工具清除積雪，主要適用于中小雪的小型區(qū)域場 所。 由于除雪機(jī)械的誕生，人工除雪主要清除一些除雪機(jī)械無法清除或清除不徹底 的區(qū)域，另外對于校園、社區(qū)等一些場所，由于沒有合適的除雪機(jī)械，目前也采用人 工除雪。人工除雪費(fèi)用較高，效率低且勞動強(qiáng)度大，占有路面時間長，不宜進(jìn)行大面 積除雪工作。 2、機(jī)械除雪 機(jī)械除雪是通過機(jī)械裝備對冰雪的直接作用從而達(dá)到除雪的目的。 目前世界上 除雪機(jī)械的分類方式很多，如底盤的不同、 使用區(qū)域、 工作原理的差異等。面對雪 情除雪作業(yè)時要因地制宜，針對不同路況、 不同雪情選擇適合的除雪機(jī)械，按照除 雪機(jī)械的工作原理和使用范圍可歸納為：旋切式除雪機(jī)、犁式除雪機(jī)、刷掃式除雪機(jī)、 推移式除雪機(jī)、 鏟刮式除雪機(jī)等。 1）旋切式除雪機(jī)。 旋切式除雪機(jī)是在驅(qū)動車輛的前端安裝有旋轉(zhuǎn)的鉸籠，通過鉸籠的旋轉(zhuǎn)，將地面 的積雪隨鉸籠葉片銑削輸送至拋送口，經(jīng)過風(fēng)機(jī)或拋雪裝置將積雪拋送到車輛一側(cè)， 旋切式除雪適用于平整路面具有一定厚度的新降雪、 壓實積雪和冰雪混合積雪，與 其他除雪機(jī)械相比，對于較厚降雪的清理效果最好。 按鉸籠的結(jié)構(gòu)不同可分為兩種： 單級式鉸籠和多級式鉸籠，其中單級式鉸籠分為風(fēng)扇型和銑刀型兩種；多級式分為單 軸螺旋風(fēng)扇型和多軸螺旋風(fēng)扇型兩種。采用旋切式除雪機(jī)進(jìn)行除雪作業(yè)除雪效果好、 效率高，缺點是鉸籠內(nèi)的機(jī)械鏟刃容易磨損，并且對凸起的路面會有一定的破壞作用。 2）刷掃式除雪機(jī)。 刷掃式除雪機(jī)是利用在車輛前端、中端或尾端安裝滾筒或立式圓盤，滾筒或立式 圓盤上安裝有毛刷，毛刷材料多為含有防凍添加劑的尼龍、 聚丙烯等，也有采用金 屬絲材料的，驅(qū)動滾筒或立式毛刷旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向為圓周線速度與前行方向相反，從而清 除積雪。 該設(shè)備的作業(yè)幅寬為 1.03.0 m，功率范圍多為 30150 kW，作業(yè)時速 一般為 330 km/h，適用于雪層中厚度以下積雪的掃除，除雪效率高且不破壞地面。 3）推移式除雪機(jī)。 推移式除雪機(jī)是利用動力驅(qū)動車輛前端安裝的推板或雪鏟，推板與車輛行走方向 有一定傾角，推板通常采用優(yōu)化的弧形設(shè)計，車輛前進(jìn)即可把前方的積雪沿推板內(nèi)表 11 面上升，從一側(cè)拋出，達(dá)到除雪目的。推移式除雪機(jī)適用于清除平整路面上具一定厚 度且未被壓實的新降雪，按推板的機(jī)構(gòu)不同又可分為刮雪板式、 V 型犁式、 單向犁 式、 側(cè)翼板式和犁板式綜合除雪車，推移式除雪機(jī)費(fèi)用低廉、 效率高、 使用范圍 廣，缺點是對于凹凸不平的路面，除雪效果不好且容易對地面造成破壞。 3 融雪除雪 融雪除雪是依靠熱能或融雪劑潑灑車將融雪劑均勻地撒在路面上，從而達(dá)到降低 結(jié)凍溫度或融化雪。熱能主要有地?zé)帷?電熱和海水熱等，融雪劑主要成份為氯化物 及尿素等，融雪除雪主要適用于開春時期或者入冬不久的新降雪，此時室外氣溫較高， 除雪作業(yè)效果較為明顯，效率高，適用范圍廣，但對道路和環(huán)境有一定程度上的污染， 尤其是鈉鹽融雪劑，對路面表層進(jìn)行侵蝕破壞，就未來發(fā)展趨勢看，研究融雪劑的環(huán) 保和低溫性能將是融雪除雪技術(shù)的關(guān)鍵。 4 綜合式除雪 綜合式除雪是將融雪除雪和機(jī)械除雪兩種方式配合使用，一般是在除雪機(jī)具的前 端裝有推移式等除雪裝置、旋切式除雪機(jī)或碾壓式除雪機(jī)，在機(jī)具的后端裝有潑撒融 雪劑的裝置，根據(jù)路面積雪狀況的不同，可以選擇單一的融雪除雪或者機(jī)械除雪，也 可一起使用兩種方式。 三、 國內(nèi)外除雪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 1、國外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 處于嚴(yán)寒地區(qū)的發(fā)達(dá)國家現(xiàn)在的除雪機(jī)械的技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，針對不同路面 條件與氣候條件可選擇不同類型的設(shè)備，使用起來高效、可靠、安全，可實現(xiàn)先進(jìn)的 “即時除雪”。 多功能除雪機(jī)械的國際著名廠商包括德國施密特（SCHMIDT）、瑞士波雄 （BOSCHUNG）、美國豪士卡（OSHKOSH）和雪挪拉（Snoway）、丹麥依波克（Epoke）以 及日本除雪機(jī)制作所等。上述廠商都擁有完整的產(chǎn)品體系，但因發(fā)展過程、市場及研 發(fā)重點的不同，各廠商的除雪機(jī)械產(chǎn)品又各有優(yōu)勢和特色。 德國施密特：主要有三種類型，一種是Super 緊湊型掃雪車，見圖1，另一種 是TJS系列拖掛式掃雪車，見圖2；4001/5001自行式切雪拋雪機(jī)，見圖3。 12 瑞士波雄：主要有三種類型，一種是多片式推雪鏟，見圖4，另一種是Snowbooster， 見圖5；波雄捷特朗姆，見圖6。 2、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 上述高性能的國外除雪機(jī)械雖然已在我國得到部分應(yīng)用，但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、售價高、 使用維修成本大等一系列問題，推廣和普及應(yīng)用困難。為此，開發(fā)適合我國國情的除 雪機(jī)械顯得十分必要。 隨著這幾年我國的一系列經(jīng)濟(jì)政策，我國在除雪機(jī)的發(fā)展上已經(jīng)卓有成效。現(xiàn) 在我國開始快速發(fā)展，但大部分產(chǎn)品實際應(yīng)用中無論是機(jī)械本身質(zhì)量還是除雪效果， 與國外先進(jìn)設(shè)備相比，尚有一定差距。現(xiàn)在主要制造的企業(yè)主要有中聯(lián)重科，吉林公 路機(jī)械，恒潤高科，沈陽山河，常林股份等，其主要生產(chǎn)的產(chǎn)品現(xiàn)介紹如下： 中聯(lián)重科ZLJ5250TCXZE3/ZLJ5251 TCXZE4 多功能除雪車（見圖七）是一款集推 雪、高速掃雪、固體撒布、預(yù)濕撒布、刮冰等多種功能于一體的綜合除雪車。 該車 功率大、效率高， 在2011年初湖南和貴州等地山區(qū)公路抗擊冰雪災(zāi)害的工作中發(fā)揮 了巨大作用。 沈陽山河PX2000旋轉(zhuǎn)拋雪式除雪機(jī)是為擁有各種裝載機(jī)的用戶研制的， 主要用 于清除自然積雪、路邊堆積雪以及積雪的裝車作業(yè)， 該機(jī)采用獨(dú)立動力系統(tǒng)，采用 電氣控制，安裝簡單、操縱方便，可以安裝在裝載機(jī)、拖拉機(jī)、拖車等車輛的底盤上。 常林股份956除雪機(jī)的鏟刃板采用高炭耐磨合金鋼，經(jīng)過中頻淬火處理， 具有 超強(qiáng)的耐磨特性；推雪板工作裝置可左右偏轉(zhuǎn)35 ，可越過最小50mm高的障礙物 （自動越障），輕松實現(xiàn)堆雪作業(yè)，具有操作簡單、機(jī)構(gòu)可靠的特點。 恒潤高科HHR5160TCX3EQ除雪撒布車是專門針對交通、高速公路、市政、環(huán)衛(wèi)等 部門相關(guān)作業(yè)的需求而研發(fā)設(shè)計的，主要用于清除路面冰雪，保障車輛、 飛機(jī)和行 人安全，能夠迅速有效地清除道路上的積雪和冰，可以布置在各類載貨底盤和自卸車 底盤上，規(guī)格齊全、融雪撒布方便、可靠精確，操作簡單、 靈活、高效；裝拆便捷， 無需清雪作業(yè)時可以便捷地拆掉專用裝置而從事運(yùn)輸作業(yè)；清除作業(yè)范圍廣、效率高、 效果好。 13 3、國內(nèi)發(fā)展趨勢 （1） 多功能化。 除雪設(shè)備的專業(yè)性很強(qiáng)，但如果一車專用無疑是一種浪費(fèi)。今后除雪機(jī)械應(yīng)該向 多功能方向發(fā)展，實現(xiàn)一機(jī)多用，提高設(shè)備利用率。 （2） 小型化。 為了不妨礙交通，除雪機(jī)械要向小型化方向發(fā)展，若機(jī)身過大，除雪機(jī)械會占道 影響交通，同時不適合狹窄路面的除雪。小型化除雪機(jī)械還要保證較高的除雪效率和 較好的除雪效果，以保障道路暢通和安全。 （3） 高性能、高效率 設(shè)計高精度調(diào)平系統(tǒng)及自動監(jiān)測報警系統(tǒng)，保護(hù)路面。利用加熱裝置在除冰雪之 前給凍結(jié)的冰雪加熱，降低冰雪層的強(qiáng)度，提高除冰雪速度。開發(fā)多功能附屬裝置， 增加設(shè)備功能、提高設(shè)備利用率。提高除雪機(jī)械的信息化、自動化程度，實現(xiàn)機(jī)群作 業(yè)時的智能控制，協(xié)調(diào)調(diào)度。 （4） 節(jié)能環(huán)保 滿足各項排放法規(guī)要求，減振降噪。節(jié)能減排，綠色環(huán)保也是未來除雪機(jī)械的一 個重要發(fā)展方向。 四、 總結(jié) 在我國當(dāng)前國情之下，除雪技術(shù)還需要不斷發(fā)展。國內(nèi)專家應(yīng)加強(qiáng)對積雪物理特 性的研究并對積雪的形式進(jìn)行細(xì)化分類，建立積雪道路氣象觀測系統(tǒng)，根據(jù)不同路況、 不同的積雪形式和不同的除雪環(huán)境，選擇合適的除雪機(jī)械，改進(jìn)當(dāng)前的除雪機(jī)械，根 據(jù)積雪的物理特性，研制出更全面、更可靠的除雪設(shè)備，這樣才能高效、靈活地應(yīng)用 除雪機(jī)械并加快除雪技術(shù)的快速發(fā)展。 14 審 核 意 見 指導(dǎo)教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評 閱） 簽字： 年 月 日 教研室主任意見 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見 簽字： 年 月 日 公章： 15