氣力式小型除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-05-23 01:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有點(diǎn)，以空氣為工作介質(zhì)，干凈來(lái)源也方便，采用后排氣處理簡(jiǎn)單，干凈的來(lái)源對(duì)環(huán)境也沒(méi)污染；其次是空氣流動(dòng)損失小，壓縮空氣可以遠(yuǎn)距離傳送；與液壓傳動(dòng)相比，啟動(dòng)迅速，維修簡(jiǎn)單，管路不易堵塞，不存在介質(zhì)變質(zhì)，補(bǔ)充和更換等問(wèn)題相對(duì)簡(jiǎn)單；工作環(huán)境適應(yīng)性好，可以適應(yīng)多個(gè)工作環(huán)境；氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。實(shí)用壓力等級(jí)低，所以實(shí)用相對(duì)安全。 本章小結(jié)本章對(duì)除雪機(jī)總體方案進(jìn)行確定。選擇方案三：利用一個(gè)置于清雪車前部的鏟子，隨著清雪車的不斷前進(jìn)，將積雪推至路的一邊。選擇鏟雪進(jìn)行除雪，從環(huán)保、節(jié)能、方便操作的原則上選擇為氣動(dòng)式綜合考慮，然后確定除雪機(jī)的機(jī)構(gòu)方案。3 除雪鏟機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 除雪鏟鏟板的設(shè)計(jì) 除雪鏟板的示意圖圖31 除雪鏟板的示意圖 是一次性清除雪的寬度，也就是除雪鏟在清雪車前進(jìn)方向的投影寬度，如圖31 所示。根據(jù)除雪車使用場(chǎng)合的不同，對(duì)除雪寬度的要求也不盡相同，所以根據(jù)場(chǎng)合而在一定限制下確定寬度。廣場(chǎng)等空曠場(chǎng)所需要較大除雪鏟板寬度的除雪車，而交通路線上除雪車的除雪鏟板寬度不宜超過(guò)一個(gè)車道的寬度，避免除雪作業(yè)時(shí)阻礙交通。，如圖 31所示。隨著推雪鏟的前進(jìn)，與地面具有一定切削角δ 的鏟刃，而根據(jù)角δ的大小鏟板所受的垂直力F 也不同，鏟雪板將積雪剝離其附著面，積雪沿導(dǎo)板曲面向斜上方運(yùn)動(dòng)，最后以一定的速度從推雪鏟后面排出。具有一定黏性的雪在切削角δ 較小時(shí)所呈流動(dòng)型，在切削角δ 大時(shí)所呈斷裂型。圖32所示為鏟刃切削時(shí)雪的三種變形形式：流動(dòng)型、斷裂型和剪裂型。 (a) (b) (c) a）流動(dòng)型 b）斷裂型 c）剪切型 圖32 雪被切削時(shí)的變形情況 L表示除雪鏟寬度；HF表示雪鏟小端高度；HR表示雪鏟大端高度。[11]1. 推雪鏟材料推雪鏟的工作環(huán)境，就局限它選的材料，由于是與積雪地面等介質(zhì)接觸的第一結(jié)構(gòu)，所以我們所取的材料應(yīng)該夠足夠的耐磨性，強(qiáng)度和剛度。因?yàn)槭且讚p件，所以采用多分段連接，可拆分。一般條件下下除雪車前鏟推雪鏟的質(zhì)量限制在400～700kg。材質(zhì)選擇時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)條件性，除連接零件外，大部分零件材質(zhì)選擇Q235鋼，這種鋼材便宜也好加工。選取切削刃材料時(shí)除考慮耐磨性、經(jīng)濟(jì)性等因素外，須考慮工作溫度對(duì)其物理特性的影響，所以一般條件下選取65Mn調(diào)質(zhì)鋼。主要工作部分是鏟板，為了使推雪鏟有個(gè)良好的性能，必須對(duì)切削刃和鏟板加以分析和認(rèn)識(shí)。由于降雪時(shí)間的不同我們所需要對(duì)應(yīng)的降雪也不同，前雪鏟所清理的主要是新絳積雪，新降雪的密度隨著時(shí)間也有變化，其密度值一般在20～800kg/m之間。較為相近的介質(zhì)，我們可以考慮松土的物力機(jī)械性質(zhì)，所以相對(duì)于積雪做參考，參考較為成熟的推土鏟切削刃設(shè)計(jì)理論可知，對(duì)于松土和積雪，一般認(rèn)為切削角δ 取30176。時(shí)切削刃強(qiáng)度和切削阻力組合最佳。但推土鏟的切削刃（如圖3–3）為了保證強(qiáng)度，尖角1不能小于20176。；同時(shí)由于切削原理和推土機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)地形變化的需要，必須有后角2，其值通常在30176。左右；因此綜合考慮，推雪鏟前鏟鏟刃切削角δ選擇為30176。，并對(duì)其結(jié)構(gòu)作相應(yīng)調(diào)整，如圖34，切削刃厚度取8mm左右即可。 圖33 推土鏟切削刃參數(shù) 圖34 推雪鏟切削刃參數(shù)由于前鏟所作業(yè)對(duì)象的密度較小，顆粒比較松散，所以采用推進(jìn)曲面旋移的理論進(jìn)行除雪。鏟雪曲面空間形狀直接影響除雪過(guò)程中的阻力和除雪效率等的重要因素。①鏟板鏟型 犁板式除雪車前鏟采用高速推進(jìn)，利用曲面旋移原理將積雪清離路面。鏟板曲面的作用在于旋移和推運(yùn)積雪。鏟板的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)雪屑運(yùn)動(dòng)規(guī)律、積雪容量、推運(yùn)阻力都有影響。為了便于向道路外側(cè)排雪，推雪鏟常設(shè)計(jì)成一端小一端大，以固定的行進(jìn)角（鏟板長(zhǎng)度方向與車輛行進(jìn)方向所夾的銳角θ ）工作。被除雪屑的理想運(yùn)動(dòng)軌跡是空間螺旋外拋運(yùn)動(dòng)。常用的鏟板形狀有圓弧型、拋物線型、I類漸開(kāi)線型、II類漸開(kāi)線型（如圖35）。其中拋物線和圓弧的形狀很近似，兩者的性能也很近似。圖35 曲面板類型②鏟板寬度 除雪車前鏟常以固定的行進(jìn)角進(jìn)行除雪作業(yè)。推雪鏟的寬度應(yīng)保證工作時(shí)在除雪車前進(jìn)方向上的最小投影寬度大于車寬，前端（小端）應(yīng)比同側(cè)輪胎外緣寬出約200mm，后端（大端）應(yīng)比同側(cè)輪胎外緣寬出約400mm。這種寬出量是為了保證在作業(yè)過(guò)程中除雪車能給自己開(kāi)辟前進(jìn)的道路，從而保證其作業(yè)質(zhì)量，初定鏟板寬度為12350mm。選擇推雪鏟的寬度應(yīng)首先根據(jù)除雪車總體結(jié)構(gòu)布置，初步確定推雪鏟寬度，再按比切力加以檢驗(yàn)： 式中，F(xiàn)e—推雪車額定牽引力，N；B—推雪鏟寬度，cm；對(duì)于新降積雪，查閱國(guó)內(nèi)外除雪車的相關(guān)資料，推雪鏟鏟刃的水平比切力選20～100N/cm即可滿足工作要求。③鏟板高度 應(yīng)該根據(jù)整體結(jié)構(gòu)，清雪效率，工廠生產(chǎn)率等問(wèn)題，估算推雪鏟大概高度，再進(jìn)行調(diào)整。本設(shè)計(jì)根據(jù)分析采用II類漸開(kāi)線型鏟板，小端初定設(shè)計(jì)高度初定為320mm，大端高度初定為350mm。 前鏟機(jī)械避障裝置設(shè)計(jì)我國(guó)公路及其城市道路的路況已經(jīng)有了很大的改善，但是還是有一部分路況較差，突出表現(xiàn)為路面平整度低局部毀壞（如變形，斷裂等情況）另外除雪過(guò)程中也也能遇到一些路面阻礙物，如道釘，凸臺(tái)等。這樣我們就得設(shè)計(jì)一個(gè)避障措施，否則在清雪過(guò)程中有可能損壞除雪機(jī)構(gòu)，而且在同時(shí)也節(jié)能對(duì)路面措施產(chǎn)生破壞，所以我們要設(shè)計(jì)的除雪裝置要有良好的彈性避讓裝置。 避障機(jī)構(gòu)的方案本設(shè)計(jì)采用雙搖桿機(jī)構(gòu)，如下圖36所示。設(shè)計(jì)機(jī)械避障裝置時(shí)應(yīng)該考慮：（1）為了順利避障，雙搖桿機(jī)構(gòu)可以保證鏟刃上抬運(yùn)動(dòng)。（2）推雪鏟翻擺時(shí)的極限應(yīng)該有一定限制，因?yàn)榉冗^(guò)大可能使設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)性能達(dá)不到使用要求，產(chǎn)生死點(diǎn)，推雪鏟不能及時(shí)回落（3）根據(jù)我國(guó)道路狀況所知，自動(dòng)越障高度H應(yīng)控制在100mm左右。（4）要保證對(duì)地面有足夠的壓力，用于剝離地面上的積雪；但是彈簧垃圾不能過(guò)大或者過(guò)小，過(guò)大了就會(huì)影響越障，也可能損壞地面，過(guò)小則會(huì)導(dǎo)致除雪效果不理想。[1]圖36 雙搖桿避障機(jī)構(gòu) 避障機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)。如下圖37所示。圖37 避障機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型在避障過(guò)程中，為保證鏟刃緊貼地面，必須采用彈性元件，彈簧一端掛在推雪鏟上，另一端掛在前托架上。為防止產(chǎn)生死點(diǎn)，在最高避障位置時(shí)彈簧應(yīng)與下連桿成一角度，避免彈簧拉力與通過(guò)鉸點(diǎn) 4，使避障機(jī)構(gòu)產(chǎn)生死點(diǎn)，影響前鏟越過(guò)障礙后的迅速回落，應(yīng)該在避障機(jī)構(gòu)達(dá)到最大避障高度時(shí)，如圖 38所示鏟刃運(yùn)動(dòng)的上極限位置處，設(shè)
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