多功能清雪車總體布置畢業(yè)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本設(shè)計(jì)為多功能清雪車，能夠清除浮雪、厚雪、薄冰、軋實(shí)的冰雪，可有效清除 0 25 10的軋實(shí)冰雪，達(dá)到見黑路面效果?？蓮V泛用于市政道路、高速公路、普通公路、機(jī)場(chǎng)等地。 多功能清雪車以中國(guó)一汽生產(chǎn)的 一 汽 解 放 汽 車 有 限 公 司 無(wú) 錫 柴 油 機(jī) 廠 生 產(chǎn) 的 動(dòng)機(jī)為作業(yè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置，將除雪機(jī)構(gòu)與其底盤車架連接，并對(duì)除雪車的雪鏟、掃雪排、撒布機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，分析了雪鏟的工作阻力，通過對(duì)冰雪力 學(xué)性質(zhì)、整車性能匹配的研究，提出設(shè)計(jì)方案。 本文的主要工作如下： （ 1） 調(diào)研分析機(jī)械清雪的重要性能及可行性。結(jié)合國(guó)內(nèi)外目前的研究狀況，明確清雪機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)，確定研究方向。 （ 2） 研究積雪的物理機(jī)械性能。 （ 3） 鏟車型號(hào)的選擇及鏟的設(shè)計(jì)。確定鏟的參數(shù)，選擇適合型號(hào)車。 （ 4） 整車受力及積雪的運(yùn)動(dòng)分析。計(jì)算清雪車在作業(yè)過程中整車的受力情況，分析各參數(shù)對(duì)清雪作業(yè)的影響；通過對(duì)雪單元體的研究，分析鏟雪作業(yè)時(shí)的積雪運(yùn)動(dòng)。 （ 5） 穩(wěn)定性分析。鏟的特殊位置決定了其在作業(yè)過程中突出的穩(wěn)定性問題。鏟對(duì)清雪車作業(yè)穩(wěn)定性的影響較大，為保證清雪車安全作業(yè)。 關(guān)鍵詞 ： 除雪鏟 ； 撒布機(jī)構(gòu) ； 掃雪排 ； 滾雪刷 ； 軌道升降機(jī)構(gòu) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 25cm to 10cm in as a as if a u xi as on to to 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 究的目的及意義 . 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) . 2 面除冰技術(shù)的發(fā)展歷程 . 2 外路面除冰設(shè)備的研究現(xiàn)狀 . 4 內(nèi)路面除冰設(shè)備的研究現(xiàn)狀 . 5 面除冰雪技術(shù)的發(fā)展趨 勢(shì) . 7 章小結(jié) . 8 第 2 章 路面壓實(shí)冰雪物理力學(xué)性質(zhì) . 9 雪的成因與分類 . 9 面冰雪分類 . 9 面壓實(shí)冰雪的成因 . 10 響因素 . 10 面壓實(shí)冰雪力學(xué)性質(zhì) . 12 壓強(qiáng)度 . 12 切強(qiáng)度 . 13 關(guān)系數(shù) . 14 實(shí)冰雪破壞準(zhǔn)則 . 15 章小結(jié) . 18 第 3 章 清雪車分類及特點(diǎn) . 19 雪車分類 . 19 工作裝置特點(diǎn)分類 . 19 整車特點(diǎn)分類 . 22 章小結(jié) . 22 第 4 章 前雪鏟板空間曲面設(shè)計(jì) . 23 雪鏟前鏟設(shè)計(jì) . 23 雪鏟鏟板曲 面結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 . 26 雪鏟設(shè)計(jì) . 26 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 獨(dú)立壁障裝置設(shè)計(jì) . 29 章小結(jié) . 31 第 5 章 清雪車部件設(shè)計(jì) . 32 雪刷設(shè)計(jì) . 32 式滾掃刷刷毛排布形式分類 . 32 滾刷安裝位置不同分類 . 33 滾刷驅(qū)動(dòng)分類 . 34 滾刷刷毛選擇 . 35 雪排設(shè)計(jì) . 36 布機(jī)設(shè)計(jì) . 37 路設(shè)計(jì) . 38 章小結(jié) . 39 第 6 章 整車受力分析 . 41 雪鏟受力分析 . 41 雪鏟除雪阻力計(jì)算 . 41 雪鏟行駛阻力計(jì)算 . 41 雪阻力、附著力和除雪功率的計(jì)算 . 42 論計(jì)算 . 42 制除雪鏟功率計(jì)算條件 . 42 雪阻力計(jì)算 . 44 式阻力計(jì)算 . 46 雪阻力計(jì)算 . 47 雪功率計(jì)算 . 48 輛側(cè)向穩(wěn)定性分析 . 48 章小結(jié) . 49 結(jié) 論 . 50 致 謝 . 51 參考文獻(xiàn) . 52 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 第 1章 緒論 究的目的及意義 城市道路是城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，它構(gòu)成城市的骨架，我國(guó)北方冬季時(shí)間長(zhǎng)，降雪量大，不及時(shí)清除積雪，將嚴(yán)重影響交通及安全，給生活、生產(chǎn)帶來(lái)諸多問題，多功能清雪車的研制，改變環(huán)衛(wèi)工作環(huán)境，減輕其勞動(dòng)強(qiáng)度，提高其工作的效率和安全性，改善城市冬季交通和衛(wèi)生環(huán)境，保障道路的暢通，減少交通事故，滿足市區(qū)道路通行的需要，有重要的實(shí)用價(jià)值。 近幾十年來(lái)，國(guó)外除雪車發(fā)展非常迅速，種類越來(lái)越多，各種生產(chǎn)廠商在采用新技術(shù)、新材料、新工 藝的同時(shí)，不斷提高產(chǎn)品的作業(yè)性能和操作性能，以適應(yīng)冬季除雪提出的更高要求，增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 在國(guó)外，最初的清雪機(jī)械是采用推土機(jī)或裝載機(jī)，利用其推土板和裝載斗將積雪集中在一起，這后來(lái)便發(fā)展成犁式除雪車。早在 1943 年日本就開始把 經(jīng)過多年的發(fā)展，國(guó)外犁式除雪車以具有較高的技術(shù)水平。以俄羅斯產(chǎn)品 種除雪車基礎(chǔ)車采用 功用有除雪、清除垃圾和沙堆，既可以用于街道、人行道的垃圾清除，也可以用于公路和建筑工地的除雪。犁式除 雪車的工作裝置有推土板、犁刀和圓盤刷，其除雪寬度為：推土板 刀 盤刷 著除雪技術(shù)的不斷革新，在出現(xiàn)了連續(xù)快速的大型旋轉(zhuǎn)式清雪機(jī)后，清理積雪的工作才變得簡(jiǎn)單。 我國(guó)的除雪機(jī)械開始于 20世紀(jì) 80年代后期，相關(guān)研究單位主要集中在東北、西北和華北地區(qū)，先后有十幾種型號(hào)除雪車研制成功。 國(guó)內(nèi)主要研發(fā)的有西安公路研究所研制的 除雪車、哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所研制的 合破冰除雪機(jī)、林省盤石縣公路養(yǎng)路段研制的 西高速公路管理局研制的 林省公路機(jī)械廠與原吉林工業(yè)大學(xué)共同開發(fā)的 實(shí)冰雪清除機(jī)、重慶迪馬公司生產(chǎn)的 功能除雪車，該除雪車裝備有推雪鏟、滾刷、融雪劑散布機(jī)等裝置、哈爾濱雪狼除雪機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的用于清除硬冰雪的除雪機(jī)和北京永鋒科技有限公司研制的雪豹 列的多功買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 能噴氣式除雪車等。 目前，國(guó)內(nèi)除雪車的開發(fā)研制工作還主要集中在鏟式除雪車和融雪劑散布機(jī)這兩種除雪車形式，但由于專業(yè)的除雪車，因其龐大的體積，降低 了操作靈便性和除雪效率，因而選擇一款操作靈便、通用化的汽車來(lái)改裝成一除雪車，來(lái)補(bǔ)充專業(yè)除雪車的不足。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 面除冰技術(shù)的發(fā)展歷程 在世界范圍內(nèi)，寒冷地區(qū)的國(guó)家冬季路面上都存在不同程度的積雪結(jié)冰。研究路面除冰技術(shù)具有十分廣泛的重要意義。路面除冰技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了人工清除、機(jī)械化清除和智能化清除三個(gè)階段。 人工除冰法主要依靠人力用簡(jiǎn)單的勞動(dòng)工具來(lái)完成路面冰雪的清除。人工除冰是最早期、最原始的除冰方法。雖然人工清除冰雪比較徹底，但是作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間， 作業(yè)時(shí)影響車輛通行和行車安全。目前，人工除冰法只適用于小范圍冰雪的清除或重點(diǎn)路段冰雪的清除。 隨著科技水平的不斷提高，交通建設(shè)的飛速發(fā)展，機(jī)械化的除冰技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前，常用的機(jī)械化除冰技術(shù)主要包括化學(xué)除冰法、熱力除冰法和機(jī)械除冰法三種。 （ 1）化學(xué)除冰法 化學(xué)除冰法是一種依靠撒布鹽類除雪劑來(lái)降低冰雪危害的方法。其原理是降低冰雪的冰點(diǎn)?；瘜W(xué)除冰法既可以用來(lái)清除路面結(jié)冰，也可以清除浮雪，是國(guó)際上比較常見的一種路面冰雪清除手段。 在一定環(huán)境條件下，化學(xué)除冰法可以有效的清除道路冰雪，改善道路安全狀況，提高道路運(yùn)輸 效率。但是化學(xué)除冰法的負(fù)作用也比較明顯，主要體現(xiàn)在： 除冰效果受環(huán)境溫度影響較大，存在反復(fù)結(jié)冰現(xiàn)象； 造成瀝青路面脫層，路面大面積破損； 對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)存在著腐蝕性，使橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性下降； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 腐蝕機(jī)動(dòng)車輛的輪胎及車輛底盤，大大降低其性能和使用壽命； 造成路邊的土壤鹽分增加，土壤板結(jié)硬化貧瘠； 造成城市綠地黃化，樹木枯死，甚至影響道路附近農(nóng)作物的生長(zhǎng)； 造成水體污染，危害動(dòng)物生命和人類健康。 近年來(lái)，雖然無(wú)毒性和無(wú)腐蝕性的環(huán)保型除雪劑，如生物降解型除雪劑等已經(jīng)問世，對(duì)環(huán)境和植物的破壞減少了，但是并未徹底根除。因此化學(xué)除冰法的應(yīng)用還是受到了一定的限制。 （ 2）熱力除冰法 熱力除 冰法利用熱能使冰雪融化，消除冰雪危害，分為微波加熱、紅外線加熱、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)加熱等類型； 微波加熱。利用微波穿透冰雪加熱路面，使得貼近路面的冰雪融化，消除了路面和冰雪之間的結(jié)合力使二者分離，達(dá)到清除目的； 紅外線加熱。使用柴油作為燃料加熱紅外線加熱板，利用其熱輻射作用使路面上的冰雪迅速融化； 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)加熱。利用噴氣式 發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫?zé)釟饬鲗?duì)路面冰雪進(jìn)行加熱使其融化以達(dá)到清除目的。 雖然熱力除冰法清除冰雪速度快，安全性好但該方法往往耗能較大，費(fèi)用較高，所以其適用范圍也受到很大限制。 （ 3）機(jī)械除雪法 機(jī)械除雪法通過機(jī)械裝置對(duì)冰雪直接作用來(lái)消除冰雪危害，按其工作原理可以分以下幾種形式。 振動(dòng)式。振動(dòng)式主要利用冰雪在振動(dòng)作用下，小變形可以引發(fā)脆性斷裂的特點(diǎn)。振動(dòng)輪在振動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)下振動(dòng)，使其表面的刀具切入、擠壓冰雪。振動(dòng)式的工作效率高，清除冰雪效果比較好，能夠有效的 避免路面的損壞。但是顯而易見，振動(dòng)式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。 鏟剁式。鏟剁式模仿人工除冰，利用壓實(shí)冰雪硬而脆，不耐沖擊的物理性質(zhì)。由多種刀具組成的工作鏟在曲軸的帶動(dòng)下上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)路面的壓實(shí)冰雪進(jìn)行周期性的剁擊。鏟剁式工作效率較低，容易損傷路面，應(yīng)用范買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 圍受到限制。 推切式。除冰鏟是推切式除冰裝置常用的結(jié)構(gòu)。鏟刃在壓力作用下切入冰雪層，在牽引主機(jī)推動(dòng)下清除冰雪。除冰鏟結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，技術(shù) 比較成熟，工作效率比較高。但是由于工作阻力大，除冰鏟清除冰雪的硬度受到很大限制，需要大功率的牽引主機(jī)。此外，鏟刃的磨損比較嚴(yán)重，對(duì)路面有一定的損傷，當(dāng)路面起伏波動(dòng)較大時(shí)除冰鏟的清除效果受到影響。 碾壓式。碾壓式利用壓實(shí)冰雪脆性高，易斷裂的特點(diǎn)，通過滾筒上面的組合刀片，依靠自重和主機(jī)的協(xié)調(diào)壓力使楔形刀具切入冰雪層。隨著切入深度的增加，楔形刀具對(duì)冰雪層產(chǎn)生擠壓作用，使冰雪層脆性斷裂、破碎，并與路面剝離。碾壓式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作性能更好。 機(jī)械除冰易于實(shí)現(xiàn) 一機(jī)多用，不使用化學(xué)藥劑，無(wú)污染，能夠很好的保護(hù)環(huán)境和植被，公路兩側(cè)的農(nóng)田或者綠化帶內(nèi)是天然的堆放場(chǎng)所，還利于春季土壤保墑，所以它在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛。 隨著人們對(duì)路面除冰技術(shù)研究的不斷深入，出現(xiàn)了一類更為先進(jìn)的除冰技術(shù) 能化除冰技術(shù)著眼于借助路面的某些特殊功能阻止路面積雪形成或者融冰除冰，目前主要包括自應(yīng)力彈性路面技術(shù)、導(dǎo)電鋪面融冰技術(shù)、太陽(yáng)能 土壤蓄熱融冰雪技術(shù)。 自應(yīng)力彈性路面技術(shù)利用彈性材料局部變形能力較強(qiáng)的特性，通過在路面鋪裝材料內(nèi)摻入一定量的橡膠顆粒，改變路面的變形特性。路面在 外載荷作用下產(chǎn)生的自應(yīng)力從而有效地抑制路面積雪結(jié)冰。 導(dǎo)電鋪面融冰雪技術(shù)是指在普通瀝青或者混凝土中添加聚合物類、炭類或金屬類導(dǎo)電組分材料，使之具有良好導(dǎo)電性能。冬季將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁孤访鏈囟壬撸┳詣?dòng)融化，從而保障交通暢通和行車安全。 太陽(yáng)能 土壤蓄熱融冰技術(shù)是指在道路中鋪設(shè)太陽(yáng)能采集系統(tǒng)，在地下土壤中設(shè)置能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，將太陽(yáng)能收集并儲(chǔ)存。降雪時(shí)將能量提取至路面，提高路面的溫度融化冰雪 外路面除冰設(shè)備的研究現(xiàn)狀 國(guó)外降雪頻繁的國(guó)家都很重視清雪機(jī)的研制和使用，機(jī)械清雪技術(shù)較為先進(jìn)，已經(jīng)進(jìn)入專業(yè)化的時(shí)代， 產(chǎn)品在技術(shù)、工藝和性能上都較為成熟。目買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 前，國(guó)外針對(duì)路面積雪結(jié)冰的清除技術(shù)還是以撒布除雪劑為主，設(shè)備既有綜合式的多功能專用除雪車，也有以工程車輛底盤為主機(jī)的一機(jī)多用型清雪車。國(guó)外清雪除冰設(shè)備主要生產(chǎn)廠家有瑞士 司、丹麥的 國(guó)的 司、英國(guó)的 司、美國(guó)的 S&S、 本和俄羅斯的生產(chǎn)廠家更是不勝枚舉。 瑞士 圖 1a）所示。該機(jī)存放除雪劑的料斗容積可達(dá) 12 立 方米，除雪劑的撒布量連續(xù)可調(diào)，撒布寬度與撒布劑量自動(dòng)同步，并配有自動(dòng)裝卸裝置。 日本冬季降雪頻繁、其清雪機(jī)械的技術(shù)水平處于世界領(lǐng)先地位。 清雪卡車、清雪推土機(jī)、清雪平地鏟、防凍劑撒布車等清雪機(jī)械設(shè)備在日本普遍應(yīng)用。防凍劑撒布車通過噴灑防凍劑來(lái)防止路面積雪碾壓凍結(jié)，撒布性能和行駛速度的協(xié)調(diào)性較好，是保證道路安全的重要工具。高速壓雪清除機(jī)如圖 1b）所示，采用 4300據(jù)壓實(shí)積雪的性狀，開發(fā)了振動(dòng)式和壓力信號(hào)綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效地控制清雪鏟的推力和角度，極大的提高了清雪作業(yè)能力。 清雪卡車是日產(chǎn)柴油工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的大型多功能清雪車，可以通過配置刮雪刀清除壓實(shí)冰雪。刮雪刀安裝在車輛前后輪中間，高度有 50070種。清雪卡車的主機(jī)采用 10 檔位變速箱，變速操作容易在清除壓實(shí)雪，車輛反復(fù)前進(jìn)、后退、變速時(shí)，車輛的舒適性、操作性、安全性有很大提高。 圖 1內(nèi)路面除冰設(shè)備的研究現(xiàn)狀 我國(guó)清雪技術(shù)的研發(fā)起步較晚，始于 20世紀(jì) 80年代后期，相關(guān)研究單買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 位主要集中在東北、西北、華北地區(qū)，先后有幾十種型號(hào)的清雪車研制成功。幾年來(lái)一些廠家參照國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，研 發(fā)出適合我國(guó)清雪作業(yè)急需的梨板式和轉(zhuǎn)子式清雪車以及拖式撒鹽車等車型，但與世界先進(jìn)國(guó)家清雪車發(fā)展相比，產(chǎn)品數(shù)量及性能差距較大，遠(yuǎn)不能滿足道路清雪需求。目前，國(guó)內(nèi)主要的清雪設(shè)備有沈陽(yáng)路泰達(dá)除雪機(jī)械生產(chǎn)的 擊振破冰清雪機(jī)、 圖 1（ a）（ b）所示；北京銀海除雪機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 圖 1c）所示；雪狼除雪機(jī)械生產(chǎn)的雪狼 圖 1（ d）所示；哈爾濱林業(yè)機(jī)械研究所研制的 合破冰清雪機(jī)；徐州裝載機(jī)廠生產(chǎn)的公路養(yǎng)護(hù)用輪式震 動(dòng)除冰車。 （ a） （ b） （ c） （ d）雪狼 圖 1內(nèi)道路除雪設(shè)備 經(jīng)過二十多年來(lái)的探索和研究，我國(guó)的路面除冰技術(shù)和設(shè)備取得了和大的進(jìn)步，但是從總體上看來(lái)，我國(guó)對(duì)路面除冰設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)尚處于起步買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 階段，除冰設(shè)備的技術(shù)水平還比較落后，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1） 技術(shù)水平低。除冰設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、設(shè)備使用管理 和維護(hù)等方面都存在問題。 （ 2） 品種類型不全。目前，不少種類的路面除冰設(shè)備在我國(guó)還是一片空白，尤其是用于路面壓實(shí)冰雪的大型設(shè)備。 （ 3） 避讓功能不理想。我國(guó)現(xiàn)有的除冰設(shè)備大部分避障能力較差在除冰作業(yè)中，常常因?yàn)楸苷喜患皶r(shí)導(dǎo)致作業(yè)屬具或者牽引主機(jī)的損壞。 （ 4） 對(duì)路面養(yǎng)護(hù)能力差。在作業(yè)路面凹凸不平時(shí)，除冰設(shè)備容易對(duì)路面造成破壞。 面除冰雪技術(shù)的發(fā)展趨 勢(shì) 目前，路面除冰技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì) (1)高效化 。 高效化的發(fā)展趨勢(shì)包括兩個(gè)方面，一是作業(yè)效率高效化，二是冰雪清除程度的高效化。只有高的作業(yè)效率和高的清除效率，才能保證路面冰雪在 最短的時(shí)間內(nèi)得到及時(shí)和有效的清除，保障道路暢通和安全。 (2)低耗化 。 統(tǒng)計(jì)資料表明，冰雪清除設(shè)備在清除路面冰雪時(shí)的能量消耗成本占總成本的 80%以上。降低能量消耗，是降低冰雪清除成本的直接和有效的方法。 (3)智能化 。 由于路面形式的多樣性，尤其是城市道路路面的復(fù)雜性，要求冰雪清除設(shè)備能夠及時(shí)準(zhǔn)確地識(shí)別路面情況并作出相應(yīng)的判斷和動(dòng)作，防止作業(yè)屬具損傷路面，保護(hù)冰雪清除設(shè)備，有效地清除路面冰雪。 (4)多功能化 。 工作性質(zhì)的多功能性，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備清除各類冰雪，降低設(shè)備的投入資金，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)； 工作范圍的多功能性，可以在冰雪清除的非作業(yè)期間，拆除冰雪作業(yè)屬具，使主機(jī)從事其它作業(yè)，問接降低設(shè)備投入成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。 (5)環(huán)?；?。 冰雪清除設(shè)備的環(huán)境保護(hù)，包括設(shè)備主機(jī)對(duì)環(huán)境的影響和冰雪清除方法對(duì)環(huán)境的影響兩個(gè)方面。設(shè)備主機(jī)對(duì)環(huán)境的影響，通常包括噪聲和尾氣，因此，選取符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的主機(jī)是關(guān)鍵。 著重 多功能小型化 ，同時(shí) 中國(guó)的除雪機(jī)械 還 應(yīng)該著重向兼用型的方向發(fā)展，可對(duì)多種機(jī)械如卡車、推土機(jī)、建筑機(jī)械等實(shí)施改造，或配備雪犁等除雪裝置，只是在冬季降雪時(shí)進(jìn)行除雪作業(yè)，其余時(shí)間可進(jìn)行灑水、清掃等多種路面 養(yǎng)護(hù)作業(yè)及其他常規(guī)作業(yè)。除雪機(jī)械應(yīng)盡量采用機(jī)、電、液新技術(shù)，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高除雪機(jī)械的科技含量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高掃雪除冰的效率。 本章小結(jié) 本文結(jié)合哈爾濱市城市道路情況，參照吉林北歐多功能清雪機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要研究以下幾個(gè)方面內(nèi)容： （ 1）副發(fā)動(dòng)機(jī)和除冰裝置的結(jié)構(gòu)形式；分析路面壓實(shí)冰雪的物理力學(xué)性能和破壞準(zhǔn)則，為清雪車的相關(guān)設(shè)計(jì)、分析計(jì)算奠定基礎(chǔ)。 （ 2）研究清雪車的結(jié)構(gòu)和整車性能。確定本文選用牽引裝置。 （ 3）研究清雪車 清雪鏟 工作機(jī)理。對(duì) 清雪鏟 結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì) 清雪鏟 的切線阻力進(jìn)行分析計(jì)算 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 第 2章 路面壓實(shí)冰雪物理力學(xué)性質(zhì) 冰雪的成因與分類 面冰雪分類 日本冰雪協(xié)會(huì)雪質(zhì)分類委員會(huì)經(jīng)過對(duì)道路雪質(zhì)調(diào)查，得出路面冰雪分類 ,本文節(jié)選出一部分，如表 表 面壓實(shí)冰雪分類表 分類 狀態(tài) 特征 雪粒狀態(tài) 密度 / 2m 新雪 結(jié)晶狀 剛下的雪 100左右 粉雪 粉狀 車輛帶起的由新雪雪 片分裂而成的小顆粒雪粉積存物 直徑為 270 410 壓雪 板狀 被壓過的積雪 雪 粒 直 徑 450 750 冰雪 板狀 壓雪滲進(jìn)水以后又凍結(jié)，厚度在 1雪 粒 直 徑 2氣泡 750 900 冰膜 薄 冰 膜 凍結(jié)的水膜在地面或積雪上，厚度在 1雪 粒 直 徑 多結(jié)晶冰，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 面壓實(shí)冰雪的成因 根據(jù)我國(guó)氣候及交通狀況，結(jié)合表 路面壓實(shí)冰雪的形成原因歸納為以下三個(gè)方面： （ 1）碾壓。冬 季路面降雪經(jīng)過車輛和行人的碾壓，密度較小的新雪被壓實(shí)，形成高密度的壓實(shí)雪。 （ 2）反復(fù)融凍。冬季由于晝夜溫差變化，路面降雪在一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)反復(fù)的融化、凍結(jié)，在路面上形成堅(jiān)硬的冰雪層。 （ 3）凍雨。凍雨是初冬或冬末春初時(shí)節(jié)的一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。凍雨落在路面上，隨即凍結(jié)成光滑的冰層。隨著雨量的增大，冰層也越結(jié)越厚。 以上三方面原因往往同時(shí)存在并相互作用，因此本文把壓雪、冰雪和冰層統(tǒng)稱為路面壓實(shí)冰雪。壓實(shí)冰雪在路面上的存在形式如圖 2圖中可以看出，壓實(shí)冰雪通過粘結(jié)層和路面固結(jié)在一起。通常情況下，粘結(jié)層的 厚度僅有幾毫米。 圖 2響因素 由壓實(shí)冰雪形成原因可以看出，壓實(shí)冰雪的性能不僅受溫度、水分的影響，還與外界壓力、路面雜質(zhì)、路面表面特性因素有關(guān)。 （ 1） 溫度 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 溫度影響積雪中水分的析出和凍結(jié) 當(dāng)溫度高于 0時(shí)，路面積雪開始融化，水分不斷增多。水分是凍結(jié)不可缺少的重要因素。當(dāng)路面溫度接近 0時(shí)，壓實(shí)冰雪內(nèi)部、壓實(shí)冰雪與路面之間的水分開始凝結(jié)，由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變。溫度持續(xù)下降，路面與壓實(shí)冰雪界面處的水分凝固加劇，兩者之間的粘結(jié)層強(qiáng)度不斷增大，并將壓實(shí)冰雪和路面牢牢地連接在一起。當(dāng)溫度降到一 定界限后，溫度的降低再不能從壓實(shí)冰雪內(nèi)部得到更多的水分，界面間的粘結(jié)層強(qiáng)度不再增大，界面處于系統(tǒng)平衡狀態(tài)。 溫度影響凍結(jié)速度 溫度變化的快慢會(huì)影響冰雪的凍結(jié)速度，而凍結(jié)速度的變化影響凍結(jié)壓實(shí)冰雪的結(jié)晶形態(tài)。不同結(jié)晶形態(tài)的冰雪，其性能變化很大。 由此可見，溫度是影響路面壓實(shí)冰雪性能的重要因素，對(duì)壓實(shí)冰雪與路面的粘結(jié)起著關(guān)鍵作用。路面壓實(shí)冰雪和粘結(jié)層的性能是隨溫度不斷變化的。 （ 2）壓力 壓力是形成路面壓實(shí)冰雪的重要條件，冰雪受到的壓力情況與被壓實(shí)后的冰雪的性能有直接關(guān)系。壓力作用的效果直接體現(xiàn)在壓實(shí)冰雪的密度 和硬度上。 壓力影響水分的析出 降雪在壓力作用下，會(huì)有一定的雪花轉(zhuǎn)化為水。壓力作用的次數(shù)越頻發(fā)，降雪轉(zhuǎn)化為水的數(shù)量就越多。 壓力影響壓實(shí)冰雪的密度和強(qiáng)度 壓力會(huì)使路面冰雪的密度和強(qiáng)度大大增加，這是因?yàn)樗┘拥膲毫σ环矫媸狗e雪被壓實(shí)，另一方面壓力會(huì)集中在界面上，使界面處冰雪層與路面的接觸更加緊密，水分向界面滲透加劇。滲透到路面的水分凍脹，大大增加了冰雪對(duì)路面的“抓固”作用，增加了整體的強(qiáng) 度。 在現(xiàn)實(shí)情況中，冰雪受到的壓力大小和次數(shù)均無(wú)法準(zhǔn)確衡量，所以壓實(shí)冰雪的性能仍有很大的隨機(jī)性。 （ 3） 凍結(jié)時(shí)間 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 在特定溫度下系統(tǒng)的平衡依賴于凍結(jié)時(shí)間。在系統(tǒng)未進(jìn)入熱量平衡之前，凍結(jié)時(shí)間與壓實(shí)冰雪的強(qiáng)度呈線性增長(zhǎng)關(guān)系，凍結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)，壓實(shí)冰雪的強(qiáng)度就越大。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入熱量平衡后，強(qiáng)度趨于平衡不再發(fā)生變化。 由此可見，路面壓實(shí)冰雪的形成過程是系統(tǒng)散失熱量，水分凝固結(jié)冰的過程。凍結(jié)時(shí)間與壓實(shí)冰雪的強(qiáng)度有直接的關(guān)系。 （ 4） 路面表面特性與雜質(zhì) 路面表面特 性 壓實(shí)冰雪性能受到路面表面特性的影響，主要包括路面的粗糙度和表面濕潤(rùn)性等表面特性與導(dǎo)熱性、熱膨脹性等材料熱特性。 我國(guó)等級(jí)路面分為瀝青類路面和水泥混凝土類路面兩種。北方地區(qū)路面以瀝青類路面為主。較小的空隙率使瀝青混凝土路面具有透水性小、水穩(wěn)定性好、耐久性高、有較大的抗自然因素的能力，使用年限可達(dá) 15 20 年以上。瀝青混凝土路面表面粗糙度大、抗水性好、比熱小、熱膨脹系數(shù)小，壓實(shí)冰雪與瀝青路面的凍結(jié)十分堅(jiān)固。 路面雜質(zhì) 在各種 公路的路面上，不可避免的存在各種雜質(zhì)，比如粉塵、泥沙、碎石顆粒物等。這些雜質(zhì)的存在對(duì)路面壓實(shí)冰雪的性能也有重要影響。 當(dāng)路面與壓實(shí)冰雪之間存在雜質(zhì)時(shí)，雜質(zhì)起到了凝結(jié)粘合的作用，水的結(jié)合凍不均勻，增大粘結(jié)層強(qiáng)度。一般情況下，粘結(jié)層的強(qiáng)度高于壓實(shí)冰雪的強(qiáng)度不同的路面的表面特征及路面雜質(zhì)的存在情況各不相同，所以路面壓實(shí)冰雪的性能是隨著路面雜質(zhì)不斷變化的。 面壓實(shí)冰雪力學(xué)性質(zhì) 壓強(qiáng)度 壓實(shí)冰雪的抗壓強(qiáng)度是清雪車設(shè)計(jì)的重要參數(shù)之一，指壓實(shí)冰雪抵抗其他物體進(jìn)入的能力，用物體進(jìn)入冰雪時(shí)單位面積上所受到的阻力表示。壓實(shí)冰雪的抗壓強(qiáng)度因環(huán)境不同而不同，強(qiáng)度值隨密度的增加而增大，隨溫度的降低而增大，統(tǒng)計(jì)數(shù)值如表 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 表 壓實(shí)冰雪的抗壓強(qiáng)度 冰雪類型 冰雪的密度 (m ) 范圍（ 壓雪 450 750 雪 750 900 層 900左右 抗切強(qiáng)度 抗切強(qiáng)度 義為切割每單位橫截面積壓實(shí)冰雪所需的力，包括壓實(shí)冰雪各種形式的變化強(qiáng)度。目前，抗切強(qiáng)度的計(jì)算大多利用經(jīng)驗(yàn)公式 =（ 2 式中 抗切強(qiáng)度， 作用在刀刃上的 切削阻力， N； b 切削刃寬度， m； h 切削層厚度， m。 利用抗切強(qiáng)度 以很簡(jiǎn)便地進(jìn)行壓實(shí)冰雪清除裝置阻力計(jì)算和清雪車的牽引特性分析，壓實(shí)冰雪的抗切強(qiáng)度如表 表 實(shí)冰雪的抗切強(qiáng)度 冰雪厚度 （ 3m ） 抗切強(qiáng)度 （ 310 溫度（） 0 2 10以下 300 400 50 750 50 900 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 關(guān)系數(shù) 壓實(shí)冰雪清除裝置設(shè)計(jì)、清雪車的工作阻力計(jì)算和牽引性能分析涉及到冰雪的摩擦系數(shù)、冰雪路面的附著系數(shù)、冰雪路面的行駛阻力系數(shù)的選取。 冰雪的摩擦系數(shù)包括外摩擦系數(shù) 和內(nèi)摩擦系數(shù)，外摩擦系數(shù)是指冰雪與其他物體之間的摩擦系數(shù)，內(nèi)摩擦系數(shù)是指冰雪內(nèi)部之間的摩擦系數(shù)。本文的外冰雪摩擦系數(shù)具體指冰雪和鋼鐵之間的摩擦系數(shù)，取值表 雪內(nèi)摩擦系數(shù)取值如表 外摩擦系數(shù)都與溫度和冰雪的密度有關(guān)。 表 冰雪和鋼鐵的摩擦系數(shù) 摩擦系數(shù) 冰雪密度 （ 3m ） 溫度（） 0 2 16 50 550 50 650 50 750 50以上 雪的內(nèi)摩擦系數(shù) 摩擦系數(shù) 冰雪密度 （ 3m ） 溫度（） 0 2 10以下 450 750 50 900 00 面壓實(shí)冰雪的存在很大程度上降低了路面原來(lái)的使用性能，具體路況下輪胎的附著系數(shù)和行駛阻力系數(shù)取值分別如表 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 表 冰雪路面的附著系數(shù) 壓實(shí)冰雪狀態(tài) 輪胎類型 附著系數(shù) 密實(shí)凍結(jié) 低壓胎 實(shí)凍結(jié) 高壓胎 實(shí)解凍 低壓胎 實(shí)解凍 高壓胎 實(shí)凍結(jié) 高壓胎 實(shí)解凍 高壓胎 冰雪路面的行駛阻力系數(shù) 冰雪狀態(tài) 冰 雪密度 （ 3m ） 行駛阻力系數(shù) 輪胎 履帶 松軟 150 250 軟潮濕 150 250 度壓實(shí) 250 350 壓 450 750 雪 750 900 實(shí)冰雪破壞準(zhǔn)則 由材料力學(xué)可知，當(dāng)材料處于簡(jiǎn)單受力情況時(shí)，材料的危險(xiǎn)點(diǎn)處于簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)，破壞 可以由簡(jiǎn)單試驗(yàn)來(lái)確定。但是，壓實(shí)冰雪在外載荷的作用下常常處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，壓實(shí)冰雪的強(qiáng)度及其在載荷作用下的性狀和冰的應(yīng)力狀態(tài)有很大關(guān)系。目前，材料力學(xué)中的多種破壞理論都可以用來(lái)解釋壓實(shí)冰雪在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的破壞。 （ 1）最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則 該理論認(rèn)為最大拉應(yīng)力是引起壓實(shí)冰雪斷裂的主要因素。當(dāng)最大拉應(yīng)力達(dá)到與壓實(shí)冰雪有關(guān)的材料性質(zhì)的某一極限值時(shí)，壓實(shí)冰雪就發(fā)生斷裂破壞。最大拉應(yīng)力理論的破壞準(zhǔn)則為 1 將極限應(yīng)力 以安全系數(shù) n，可以得到許用應(yīng)力 ，則最大拉應(yīng)力買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 理論的強(qiáng)度條件 1 最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則只適用于單向應(yīng)力狀態(tài)及某些應(yīng)力狀態(tài)中的受拉的情況。對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，該準(zhǔn)則有不足之處。 （ 2）最大正應(yīng)變準(zhǔn)則 該理論認(rèn)為材料的破壞取決于最大正應(yīng)變，只要材料 內(nèi)任一方向的正應(yīng)變達(dá)到單向壓縮或單向拉伸中的破壞數(shù)值，材料就發(fā)生破壞，破壞準(zhǔn)則為 （ 2 由廣義胡克定律 11m 1E=- )( 32 +，代入式（ 2 1 ( 32 =+（ 2 將極限應(yīng)力n，可以得到許用應(yīng)力 ,則最大正應(yīng)變理論的強(qiáng)度條件為 1 - )(32 + （ 2 3）莫爾強(qiáng)度理論及莫爾 庫(kù)侖準(zhǔn)則 莫爾強(qiáng)度理論是莫爾在 1900年提出的，是目前工程中應(yīng)用最多的強(qiáng)度理論之一。該理論認(rèn)為材料內(nèi)有一點(diǎn)的破壞與中間主應(yīng)力無(wú)關(guān)，主要決定于主應(yīng)力 1 和 3 。在 面上，可以繪制一系列的極限應(yīng)力圓，每一個(gè)極限應(yīng)力圓都反映一種達(dá)到破壞極限的應(yīng)力狀態(tài)。這一系列極限應(yīng)力圓的包絡(luò)線稱為莫爾包絡(luò)線，如圖 2絡(luò)線代表材料的破壞條件或強(qiáng)度條件。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 圖 2 極限應(yīng)力橢圓的包絡(luò)線 12345根據(jù)莫爾理論，可以利用在 面上畫出該點(diǎn)的莫爾應(yīng)力圓，來(lái)判斷材料內(nèi)某點(diǎn)處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下是否破壞。如果所作應(yīng)力圓在莫爾包絡(luò)線以內(nèi)，則通過該點(diǎn)任何面上的剪應(yīng)力都小于相應(yīng)面上的抗剪強(qiáng)度 ，說(shuō)明該點(diǎn)沒有破壞，處于安全狀 態(tài)；如果所作應(yīng)力圓剛好與包絡(luò)線相切，則通過該點(diǎn)有一對(duì)平面的剪應(yīng)力剛好達(dá)到相應(yīng)面上的抗剪強(qiáng)度，該點(diǎn)處于臨界破壞狀態(tài)。 對(duì)于不同條件的材料，莫爾強(qiáng)度條件的形式也不相同。對(duì)于抗拉強(qiáng)度很弱，抗壓強(qiáng)度很高的脆性材料，在應(yīng)用莫爾強(qiáng)度理論時(shí)，可以用單向拉伸和單向壓縮兩個(gè)極限應(yīng)力圓的公切線來(lái)代替包絡(luò)線，將包絡(luò)線進(jìn)行化簡(jiǎn)。將該直線形式的包絡(luò)線稱為莫爾 圖 2爾 剪切應(yīng)力 大于內(nèi)聚力 之和時(shí)，材料便發(fā)生脆性剪切破碎。莫爾 式中 C 壓實(shí)冰 雪的內(nèi)聚力， 壓實(shí)冰雪的內(nèi)摩擦力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 119709