【正文】 展望本文有待繼續(xù)研究和改進的地方主要有以下幾個方面：（5）本項目研究過程中主要針對較為松散、粘附力較弱的干雪為作業(yè)對象，同時將工況定為路面平整，積雪厚度均勻一致的理想狀態(tài)。分析滾刷與浮雪相對運動所損耗的功率時，將刷毛進行剛性化假設(shè)，認為刷毛只與浮雪存在相對運動，不存在壓縮變形。同時為了使問題研究更具有普遍適用性，設(shè)定滾刷存在一定的安裝角，并分析不同的安裝角度對清掃效果所造成的影響。（3）考慮掃雪輥刷毛安裝及磨損更換問題，采用單個刷片連接，不僅更換方便，還可根據(jù)添加或減少刷片隔套來調(diào)節(jié)刷毛密度。（2） 對刷毛所用材料進行了對比說明并最終選取尼龍作為本清雪屬具的刷毛材料。通過設(shè)計多功能組件，充分實現(xiàn)了一機多用的顯著效果，極大的提高了機具的利用率，經(jīng)濟實用性強。6 總結(jié)與展望 總結(jié)本文主要針對掃雪輥除雪工作屬具進行研究，結(jié)合相關(guān)浮雪物理特性，將毛刷片安裝，掃雪機連接機構(gòu)等做了詳細分析論證。m)393202532018～40011281411本章節(jié)主要是介紹液壓系統(tǒng)的組成及其工作原理。min1)額定轉(zhuǎn)矩(Nr1額定壓力Mpa最高壓力Mpa額定轉(zhuǎn)速(rmin1)最高轉(zhuǎn)速(r表56 工作泵參數(shù)Table 56 the working parameters of pump公稱排量ml液壓缸的端蓋材料用40鋼，屈服極限為333MPa，材料的許用應力[]為[]=公式60將以上數(shù)據(jù)代入（515）（517）可得=22750000Pa ，τ=173239585Pa，=300059764Pa由于=300059764Pa[]=256153846Pa,所以升降缸體螺紋連接滿足要求。液壓缸的端蓋材料用20Cr，屈服極限為540MPa，材料的許用應力[]為[]=公式58將以上數(shù)據(jù)代入（515）（517）可得=11375647Pa ，τ=21037956Pa，=38173185Pa由于=38173185Pa[]=415384615Pa,所以升降缸體螺紋連接滿足要求。 D——液壓缸內(nèi)徑，單位為m；——缸體螺紋外徑，單位為m；——螺紋內(nèi)徑，單位為m，t為螺距；——螺紋預緊系數(shù)，=；——螺紋內(nèi)摩擦因數(shù)，；——材料許用應力，為材料屈服極限，n為安全系數(shù)，一般n=。則對活塞桿直徑強度進行校驗，所以滿足要求。則公式53對活塞桿直徑強度進行校驗公式54，所以滿足要求。活塞桿直徑強度按下式校驗強度，即 公式52式中 ——液壓缸負載，單位為N； []——材料許用應力，[]=，為材料抗拉強度，單位Pa，n為安全系數(shù)，一般n=。.當δ/=~，按下列校驗強度，即當δ/≥，按壁厚圓筒公式校驗強度，即缸體外徑Dm=D+2δ，然后圓整。目前對H的計算多采用經(jīng)驗公式 公式47液壓缸里的活塞寬度B可由下式確定，即B=(~) 活塞導向套滑動面長度A可由下式確定，即A=(~) 將表51的初始參數(shù)代入上式可得兩種液壓缸的參數(shù)，如下表所示：表55 兩種液壓缸的參數(shù)Table55 Two kinds of hydraulic cylinder of parameters名稱液壓缸無桿腔內(nèi)徑/mm液壓缸有桿腔內(nèi)徑/mm活塞桿直徑d/mm最小導向長度H/mm活塞寬度B/mm導向套滑動面長度A/mm升降液壓缸偏轉(zhuǎn)液壓缸3620缸體厚度δ的取值由強度條件決定。表54 速比推薦值Table 54Remended value ratio壓力p/MPaP1010≤p≤20p≥20速比φ2由于p=14MPa，在10≤p≤20區(qū)間。容積效率/%額定p最高額定最高外嚙合單級齒輪泵CBB14142000300090 液壓缸的設(shè)計計算1）液壓缸內(nèi)徑D由負載和供液壓力計算液壓缸內(nèi)徑的公式如下：表53 液壓缸的原始參數(shù)Table 53 hydraulic cylinder of original parameters名稱類型數(shù)量（個）負載/N運動速度u/cm其參數(shù)如表52.表52 外嚙合單級齒輪泵的參數(shù)Table 52 the meshing single stage of the parameters of the gear pump類別型號排量Q/mL齒輪泵的工作壓力與其類型和規(guī)格有很大的關(guān)系，通常其輸出壓力要在額定壓力范圍內(nèi)，工程機械的工作壓力通常為泵額定壓力的55%左右。具體設(shè)計參數(shù)如下表：表51仿形支重輪設(shè)計參數(shù)Table 51 profiling supporting wheel design parameters輪胎材料輪胎外徑輪胎寬度高度調(diào)節(jié)范圍起始安裝高度單輪承重橡膠輪胎16寸140mm0～30mm680mm1000kg圖51仿形支重輪設(shè)計Fig 51 profiling support wheel液壓系統(tǒng)是指由一定液壓元件組成的能夠完成一些列動作的整體，通常其包括動力元件、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件等。mm1最小套筒直徑DT/mm1610011897~640/n12211010815~480/n1321209914~370/n1421309151~291/n1531408498~233/n163150587931~189/n173208029045~3048/n1058527336~2540/n1119025818~2140/n1169524459~1820/n12110023236~1560/n1261103821124~1170/n1365仿形支重輪、液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算在掃雪作業(yè)時，仿形支重輪可承載部分整機的重量，提高拖拉機配套除雪設(shè)備工作時的穩(wěn)定性，當掃雪機的掃雪輥磨損后，可手動改變仿形支重輪的高度，來限定掃雪輥與地面之間的最佳工作距離。nvalid 工作圈數(shù)：（符合標準系列值，）剛度：表42簧絲直徑d的尺寸系列Table 42 spring silk diameter d size series第一系列123456810121620253035404550607080第二系列7911141822283238425565表43 壓縮彈簧有效圈數(shù)n系列Table 43Compress spring 最大工作載荷Fn=26000N彈簧工作行程h=280mm。圖42 除雪鏟板受力分布Figure 42 shovel snow removal plate suffers were 除雪作業(yè)時，雪鏟與障礙接觸后，其鏟板上受到雪、路面的摩擦和障礙物的接觸的合力作用，此三個力在垂直方向上的分解力要比除雪鏟的重力和彈簧的拉力大，以保證除雪鏟可以順利向上復位。是彈簧對雪鏟的拉力。為在水平方向上的分力，則。 避障彈簧的設(shè)計 避障彈簧原始幾何參數(shù) ， 在進行除雪作業(yè)過程中，地面和雪對除雪鏟產(chǎn)力的作用，其中除雪鏟的重量G，約占除雪裝置重量的六成。（2）避障彈簧剛度的選擇要適中，剛度過大不利越過障礙，剛度于過小則會使道路除雪不干凈。其整個工作過程是：當雪鏟遇到障礙物與之接觸后，除雪鏟3將繞支點A旋轉(zhuǎn)一定角度，此時彈簧逐漸拉伸，當雪鏟體通過障礙物后，在彈簧彈性作用下鏟體歸位，恢復正常工作。之間，通常適用于中小型除雪設(shè)備，由于其且結(jié)構(gòu)比較簡單，造價成本低，因此本文設(shè)計的除雪設(shè)備采用第二種避障機構(gòu)。相對于雙搖桿機構(gòu)采用擺動導桿避障機構(gòu)時其導桿機構(gòu)需安裝在鏟刀刀片之后，因此會縮小鏟刀的最佳切削角取值范圍，通常該避障機構(gòu)鏟刀切削角取值范圍在63176。通常第二類機械避障的結(jié)構(gòu)可以概括為兩種: 一種是利用雙搖桿機構(gòu)，通過鏟體的動作實現(xiàn)緩沖和避讓；一種是利用擺動導桿機構(gòu)，依靠鏟刀的運動完成避障過程。一般按照原理的不同，可將除雪設(shè)備的避障措施分為兩類：第一類是根據(jù)發(fā)射出去的聲（磁）波反射回來后，來判斷前方是否有與冰雪相異的障礙物，從而調(diào)控推雪鏟的作業(yè)高度，以避開障礙物。除以上問題外，在進行除雪作業(yè)時，還要將道路減速帶、突出的井蓋、道釘?shù)嚷访嫖锟紤]在內(nèi)，以免出現(xiàn)除雪設(shè)備損壞或者路面設(shè)施破壞，亦或?qū)ο嚓P(guān)作業(yè)操作人員造成安全威脅。公式43式中：──除雪車作業(yè)時，摩擦所產(chǎn)生的功率損耗，kW；──刷毛彈性變形所消耗的功率，kW；──克服空氣阻力所消耗的功率，kW。浮雪層以上部分主要包括：刷毛與浮雪相對運動產(chǎn)生的功率損耗、刷毛彈性變形產(chǎn)生的功率損耗、滾刷高速運轉(zhuǎn)時克服空氣阻力產(chǎn)生的功率損耗［23］。目前，世界上仍沒有系統(tǒng)的科學計算方法，通常是按照以往經(jīng)驗認為這部分損耗是克服路面摩擦損耗的1%，故克服空氣阻力所產(chǎn)生的功率損耗P3為：由于滾掃式清雪車的主要作業(yè)對象為無地面粘附力的松散干雪，本文將這些功率損耗主要分為兩部分，分別為浮雪層以下部分和浮雪層以上部分。同時滾掃屬具隨工作主機向前行駛過程中也會克服一定的空氣阻力，相應的也會產(chǎn)生功率損耗［22］。公式42式中：R──滾刷的半徑，m。壓縮過程不僅導致刷毛與地面之間的摩擦功耗，同時刷毛自身由于形變也會損耗一部分功率［21］。將E =1. 01011Pa，J=1012，S =，YK =，R1 =，R =，μ =，vq = m/s，vm=，可以求得滾刷接地作業(yè)時克服路面摩擦所損耗的功率。該摩擦損耗功率可求得如下［20］公式39式中：P1──摩擦所損耗功率，kW；N ──滾刷刷毛作用在路面上力，N；μ──刷毛與路面間的摩擦系數(shù)，由于本文使用的是尼龍刷毛，~；──除雪車作業(yè)時的牽引速度，m/s；──滾刷的圓周線速度，m/s；η──除雪車的傳動效率,。圖312 觸雪部分刷毛受力分析Figure312Touch the snow part brush MAO stress analysis從上圖中可以得出位于 C 點的某根刷毛上兩個反作用力之間的關(guān)系，這樣螺旋滾刷軸向所受的推力值應該為，由于滾刷所受切向力的規(guī)律前面已經(jīng)得出,可知滾刷所受軸向力只是在方向上與所受切向力垂直，受力幅值上與所受切向力相差 tgα倍［19］。圖 312 說明了螺旋滾刷上位于 C 點的某根刷毛在作業(yè)過程中的受力情況，是浮雪沿軸向?qū)ζ涫┘拥姆醋饔昧Γ歉⊙┭厍邢驅(qū)ζ涫┘拥姆醋饔昧?；和分別是觸雪螺旋刷毛沿軸向和牽引行駛方向的線速度。圖311滾刷所受切向力F′同轉(zhuǎn)角 Δβ 之間的變化關(guān)系Figure311 By rolling brush cut to force F 39。所以最終觸雪部分刷毛所受切向力的合力F為：公式37對于剛性刷毛，按浮雪自然厚度 m = 計算［17］，代入設(shè)計參數(shù)后可得，公式38從圖 311 中可以看出滾刷在清雪作業(yè)過程中從進入浮雪層至最終離開浮雪層，其所受浮雪的圓周切向反作用力大小是先增大，后又逐漸減小的變化規(guī)律。此時各排剛性刷毛所受的切向力可表示如下，第排刷毛所受切向力之和：公式36式中：n──螺旋滾刷上刷毛的總排數(shù)，μ──刷毛與干雪的阻力系數(shù)；ρ──干雪的密度，松散干雪一般為 ～ ；d ──單根刷毛的直徑，m；R ──螺旋滾刷半徑，m；m ──待清掃積雪自然厚度，m；L ──滾刷清雪有效長度，m；β──刷毛觸雪部分所對應的夾角，rad；T ──滾筒上線頭數(shù)（線數(shù)）；p ──觸雪部分刷毛的平均排數(shù)， p ∈ N；Δβ──任意刷毛相對觸雪邊界所轉(zhuǎn)過的角度，rad ， 0 ≤Δβ≤β；D ──滾筒外徑，m；i ──每個刷毛簇的刷毛根數(shù)。但由于每排刷毛簇數(shù)量較多，當前后兩排刷毛轉(zhuǎn)至相同角度時，前排與后排相鄰刷毛簇觸雪深度相差不大，為便于計算這里認為它們的觸雪深度相等。其變化規(guī)律與迎雪面積隨Δβ的變化規(guī)律類似［15］。從圖310中可以看出，隨著刷毛轉(zhuǎn)角Δβ的逐漸增加，刷毛所受切向力呈現(xiàn)先增加后又逐漸減少的規(guī)律。同時認為浮雪層積雪密度各處一致，并且其與刷毛的阻力系數(shù)始終恒定［14］。 單根刷毛所受切向力為了求解整個滾刷與浮雪相對運動所受到的切向力，首先考慮單根刷毛伸入雪中所受切向力的大小。進而可以求得單根刷毛的迎雪面積為，公式34式中：d ──單根刷毛的直徑，m；c ──刷毛觸雪長度，m；R ──螺旋滾刷半徑，m；m ──待清掃積雪自然厚度，m；β──刷毛觸雪部分所對應夾角，rad；Δβ──任意刷毛相對觸雪邊界所轉(zhuǎn)過的角度，rad ， 0 ≤Δβ≤β。這里將刷毛進行剛性化假設(shè)，認為其在觸雪作業(yè)過程中不存在任何彈性變形，轉(zhuǎn)至與地面垂直角度時刷毛頂端恰好位于地面與浮雪層的交界面上。 掃雪輥工作功耗與阻力矩分析 單根刷毛的迎雪面積螺旋滾掃型清雪屬具在作業(yè)過程中，功率損耗來自很多方面，本文主要考慮以下幾個方面：刷毛與柏