除雪机设计

第1章绪论

1.1本次设计的目的、意义、国内外概况

1.1.1 本次设计研究目的

中国北方大部分地区，每年有3〜5个月的降雪期，道路积雪给交通运输及人民日常生活带来许多困难, 有时甚至阻断交通。近几年来高等级公路里程不断增加, 及时有效地清除路面积雪已成为亟待解决、刻不容缓的问题, 这对于提高车辆的运输效率、避免重大交通事故的发生, 具有很大的社会经济效益。目前, 国内除雪作业多由人工或其它代用机械完成, 其劳动强度大, 作业效率低。进口外国先进的除雪设备, 造价高且不适合中国国情; 而用其它的代用机械如平地机进行除雪作业, 则又浪费实用设备且对路面具有破坏性。所以, 尽快开发出适合中国国情的低成本、高效率、且宜大面积推广应用的除雪设备, 是一项艰巨而紧迫的任务。

1.1.2本次设计研究的意义

我国北方大部分地区,每年有很长的降雪期,道路积雪给交通运输及人民日常生活带来许多不便。尤其冻结在道路上的积雪与薄冰, 采用传统除雪机用推刮的办法无法清除,为此不得不耗费大量人力物力进行人工铲除。采用机械方法清除是一项急需解决的难题。就目前国内除雪机械来看,大多数功能单一,或只能清除积雪、或只能破除积冰[1] 。国外的除雪机功能较全,但结构复杂,造价昂贵, 且大多不适合国内的道路状况。因此开发研制适合我国道路情况的集破冰除雪于一机的设备,具有十分重大的意义。国外的除雪机功能较全,但结构复杂,造价昂贵, 且大多不适合国内的道路状况。因此开发研制适合我国道路情况的集破冰除雪于一机的设备,同样具有十分重大的意义。

1.1.3有关清雪机国内外研究概况

(1)有关清雪机国内外研究概况

目前，世界各个国家除冰雪的方法中，应用最普遍的是溶解法和机械法。溶解法是依靠热作用或撒部化学药剂使冰雪融化。其优点是除净率高，但是它的成本很高。而且容易造成环境污染。虽然环保型融雪药剂已经问世，对环境和植被的影响减少了，但是并未彻底根除。因此使用范围受到一定限制。

机械法是通过机械作用直接作用解除冰雪危害。虽然除净率较低，但是对环境和植被无任何影响。能实现冰雪的异地转移。应用范围比较广。因此，笔者认为：清除冰雪必

须以机械法为主，以溶解法为辅助，才能达到快速和环保的除雪效果。

我国对除雪机械的开发、生产都比较晚，因此还处于起步阶段。目前，我国的城市道路和公路冬季除雪大部分仍沿用传统的养护方式，即人工作业和小型的除雪机械相结合的方式。高速公路和一级公路开始使用大型专用除雪机械，进行冬季养护。但是，除雪机械在数量和品种规格上还很少，所以除雪设备大部分依赖进口。机械化程度和总体水平远远落后于发达国家。只是最近几年国内的厂家才参照国外的先进技术研制了适合我国国情的除雪机械。

综观国内外的除雪机械，其类型总的来说有三种类型：

1) 犁式除雪机

犁式除雪机的工作装置一般安装在主机的前端，是所有除雪机中应用最为广泛、起源最早的除雪设备。主要使用于未被压实的新降集雪，其厚度为300m以下。犁板有整体式和分段式，有V型犁和U型犁之分。其特点是：多数采用了双摇杆机构，避让效果明显，越障高度较大，环境适应性强，可以在硬质雪区工作。有的还增加了滑靴和滚轮等装置，用来减少或消除铲刃对地面的作用力，保护了地面，减少了刀刃的磨损。

具体类型有：

①单向犁--- 除雪犁以固定角度装在除雪车前部。

②V 型犁 - 主要结构和工作原理与单向犁相同，只是结构呈左右对称，

形成V形。

③变角度犁---- 指犁的排雪方向和行进角度可以改变的除雪机械。

④复合犁--- 又叫铰接雪犁，采用两翼结构，中间垂直铰链可以自由改

变形状，形成单向犁、V型犁、变角度犁等犁形。

比较典型的产品有：徐州装载机长的专利产品------ 调压自动越障式除雪装

置。郑工、柳工和沈阳山河等厂家生产的ZL50型除雪机。由于该类除雪机械拥有结构简单、性能可靠、价格低廉等特性，因此受到广大用户的认可，得以广泛的使用。

2) 旋切式除雪机械旋切式除雪机械工作方式为自行式和悬挂式两种。主要有离心式物料风机、风道、抛雪筒、护板和螺旋型集雪器等部分组成。结构相对比较复杂。工作时借助主机或者专用底盘的动力，驱动风机做高速旋转运动，将集雪器聚拢的雪由风道、抛雪筒抛出去。抛出距离和角度可以根据需要自己调整。在清除雪障时旋切式除雪机械有明显的优势。但是无法清除压实的积雪。

具体类型有：

①螺旋式 --- 螺旋轴鼓上的叶片呈左右旋向，左右旋向的叶片在轴线中部

结合形成U形抛雪槽，U形抛雪槽低部稍微向后倾斜，内侧光滑，工作时轴鼓上的叶片刀刃切削破碎积雪，并将积雪集中送到中部U形槽内抛出。

②转子式 --- 主要以清除新雪为主要作业对象。转子叶片可以完成切雪、

扒雪和抛雪。

③单螺旋转子式----- 有转子和一根螺旋组成。螺旋水平布置在转子前，

螺旋叶片作成左右旋向，当螺旋周转动时，把两边的积雪送到中间，再由转子抛出。

④双螺旋转子式----- 双螺旋转子式的工作装置的两螺旋上、下平行地置

⑤ ----------------------------- 立轴螺旋转子式该工作装置将螺旋竖放在转子两侧，螺旋叶片为

左右旋向，工作时雪的移动方向为上下运动。

主要机型有：哈尔滨开达公司生产的抛雪式除雪机和吉林大学研制的CX-30 型除雪机。

3) 扫滚式除雪机械

扫滚式除雪机械工作方式为自行式和悬挂式两种。在主机或者专用底盘的动力作用下，驱动扫雪滚和扫雪盘做高速旋转运动，扫雪滚和扫雪盘上的柔性强力扫雪刷，将路面积雪卷起使之脱离地面，在高压空气的作用下吹向路边。该式除雪机械主要适合于较薄的或者是犁式除雪机械工作后的残留积雪。即使路面凸凹不平也可以获得无残雪的除雪效果。主要生产厂家有：哈尔滨开达公司和哈尔滨重型机械厂等。

国内的除雪机械虽然有了很大的发展，但其总体水平与发达国家相比，产品品种及性能都还有很大差距。适应不了我国高速公路的发展的需求，主要体现在以下几个方面：

①技术水平低，除雪机械在结构设计、制造工艺、零部件供应和使用管理等方面都存在技术水平低的问题。致使除雪机械可靠性差、故障多、寿命短。

②功能单一。除雪机械具有明显的季节性，如果功能单一，只能用做除雪和除冰专用，那么，机械一年中大部分时间处于闲置状态，大大增加了除雪的成本。加重了公路养护部门的负担。

③品种类型不全。与国外相比，现在有不少除冰雪机械在国内还是一片空白。现有的除冰雪机械无法满足公路和大型机场的除冰雪的要求。

(2)国内外在这个方面的发展方向：

加强对雪质、雪性的基础研究。

为了提高除冰雪机械的设计水平，需要对冰雪的力学性质和物理特性进行深入研究。特别是对压实冰雪的理论研究。据有关资料研究：东北地区压实冰雪占总的除雪任务的80%以上。

①向一机多能和机电液一体化方向发展。在现有的条件下，可以对汽车、拖拉机、装载机和推土机等设备进行改装，冬季降雪时用来除冰雪作业，其余时间可用来进行公路