犁式鏟雪車除雪裝置設(shè)計(jì)【犁式除雪車】（含CAD圖紙和說明書）

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Mainly include the following: Clarify the working principle of plow-type snow removal car, to develop a reasonable design, designed to design for the domestic environment of the general snow removal. To investigate more areas of snowfall in China and to determine the maximum amount of snowfall. Calculate the analysis of force, select the appropriate general body, while the structure of the plow knife reasonable design. Using CAXA software to draw the structure of the plow structure. Key Words: Snowfall analysis, Force analysis, Flow snow removal, Creep design. VII 第一章 緒 論 1.1 概述 1.1.1除雪車的定義 除雪車是用于掃除道路、鐵軌、機(jī)場等場所積雪的專用車輛，除雪車是由機(jī)動車推送，借助專用的除雪轉(zhuǎn)職，將積雪推向線路一側(cè)或兩側(cè)，從而保證積雪的順利清除。除雪車按照除雪原理可大致分為犁板式、旋切式、掃滾式三類，其中犁式除雪車主要以犁刀為除雪裝置進(jìn)行積雪掃除。除此以外，也有使用化學(xué)、物理手段降低積雪硬度、融點(diǎn)等方法的清雪裝置。 1.1.2除雪車的功用 我國北方高寒地區(qū)每年降雪4到6個(gè)月，道路積雪對交通運(yùn)輸造成了惡劣影響，以至于交通事故頻發(fā)，甚至中斷交通。為了保證高質(zhì)量，高效率的通車環(huán)境，我國引進(jìn)并改善了除雪車來改善積雪對交通的影響。 除雪車的主要功能是清除積雪，除此以外，還有具備多樣功能的多功能除雪車。多功能除雪車可以做到集推雪、掃雪、攪雪、拋雪、融冰、除霜等功能于一體，起到一車多用的作用。既節(jié)約的資源成本，又節(jié)約了時(shí)間加快了工作效率，確保道路時(shí)刻保持通暢?，F(xiàn)如今，我國最常使用的除雪車為犁式除雪車和撒鹽機(jī)。 1.1.3犁式除雪車的主要結(jié)構(gòu) 犁式除雪機(jī)主要由犁刃與導(dǎo)板及懸掛裝置組成，例如德國拜爾哈克公司的犁式除雪機(jī)，犁式推雪板的導(dǎo)板由特殊工程橡膠材料制造，結(jié)構(gòu)簡單、彈性好、反應(yīng)快、噪音低、吸振能力強(qiáng)，使用成本低。高度可調(diào)(可選手動螺旋桿或液壓式)的充氣輪胎支撐裝置，自位輪結(jié)構(gòu)對重型推雪板尤其重要。2個(gè)伸縮式液壓缸調(diào)整雪板左右角度，可使推雪板工作角度調(diào)為30度、32度、34度、36度。推雪板端裝有路緣石擋塊，以防鏟刃與路緣石干涉。一對輪式停放支架，以方便移動推雪板；推雪板上端防濺裝置可防止高速除雪時(shí)雪花飛濺到駕駛室擋風(fēng)玻璃。固定簡易型可使雪板工作速度達(dá)40 km\h，可調(diào)型可使工作速度更高，另外還配有鏟刃快速安全更換裝置，大型推雪板還可裝配路拱適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置。雪板前傾角度有9度和21度，以適應(yīng)軟硬雪的施工要求。 1.1.3.1車身 車身是除雪車前進(jìn)的動力來源，在不同的工作環(huán)境下，除雪作業(yè)的進(jìn)行會有不同的要求。在這種情況下，便可以使用不同的車身來適應(yīng)新的工作狀況，以達(dá)到最佳的除雪目的。一般來說，在普通的道路除雪條件下，我們使用家用車就可以完成除雪任務(wù)，但 1 在如顛簸的山路，過厚的積雪路況，冰面等情況下，就要使用特殊種類的車身來進(jìn)行除雪工作。我國的除雪車主要以中重型運(yùn)輸車輛或工業(yè)車輛作為車身進(jìn)行除雪工作，以適應(yīng)我國道路的積雪情況。 1.1.3.2懸掛裝置 除雪車車身于除雪鏟之間需要除雪裝置進(jìn)行連接，根據(jù)需要的不同和除雪規(guī)模的差異，可以使用帶有液壓、電機(jī)調(diào)節(jié)的特殊懸掛裝置。 圖1.1 除雪裝置組件 1.1.3.3震動組件和越障機(jī)構(gòu) 除雪車在除雪作業(yè)中，不可避免會遇到障礙物或者不平坦的路面狀況。為了防止在除雪作業(yè)中遇到這些情況，除雪裝置應(yīng)具有越障以及減震的功能。 1.1.3.4主架 主架是除雪裝置的主體，是連接各個(gè)部分的主體，由于除雪裝置的主要受力體即為主體，因此，主體需要有較大的剛度。 1.1.3.5電控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng) 部分具有調(diào)節(jié)功能的除雪車，可以使用電控、液壓系統(tǒng)來調(diào)節(jié)雪鏟的高度、傾斜角度、前傾角等，來應(yīng)對不同的除雪狀況。 圖1.2液壓控制裝置 1.1.4除雪車的分類 除雪車按其除雪原理不同分為犁板式、旋切式、掃滾式三類，使用的除雪裝置分別為：犁刀、螺旋集雪器、滾筒。其中，旋切試除雪車主要針對路面硬積雪、積冰的特殊情況，掃滾式除雪車應(yīng)對較薄的浮雪。犁式除雪車是我國使用的最頻繁的除雪車種類，犁式除雪機(jī)械結(jié)構(gòu)形式分為單向式、V型式、單向翼形式和雙向翼形式，主要用來應(yīng)對較厚的公路積雪。三種除雪車相比，犁式除雪車具有結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，開發(fā)難度低的優(yōu)勢。 1.1.5除雪車發(fā)展現(xiàn)狀 我國對除雪車的發(fā)展較晚，約始于1980年左右，隨著改革開放，我國道路不斷新建和開闊，各種機(jī)動車輛猛增，對積雪的處理要求的提高，促進(jìn)了除雪車的開發(fā)進(jìn)程。我國的除雪車研究機(jī)構(gòu)多集中于三北地區(qū)，先后生產(chǎn)出了幾十種樣機(jī)，在除雪工作中發(fā)揮了一定的作用。同時(shí)，為了提高技術(shù)的先進(jìn)性，有關(guān)部門也引進(jìn)了外國的道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)和相應(yīng)的專業(yè)道路養(yǎng)護(hù)設(shè)備。其中就有不少具有除雪功能，如奔馳1650萬能工程車。 我國曾經(jīng)在研究了國內(nèi)降雪情況、道路情況、機(jī)械使用條件和有關(guān)部門的要求后，在1982年研究了J-80犁式除雪車。在白江河公路全長3500公里的作業(yè)實(shí)驗(yàn)中，其良好的性能表現(xiàn)得到了高度評價(jià)。 除雪裝置對于處于高緯度的地區(qū)和國家來說是冬季除雪的必要養(yǎng)護(hù)裝置。除雪作業(yè)對于維持正常運(yùn)行、確保行車安全、延長路面使用壽命有重大意義。降雪較頻繁的國家都十分重視除雪機(jī)械的研制與使用，如加拿大、日本、德國、法國、英國、瑞典、俄羅斯等國家，都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。 最早的除雪機(jī)發(fā)明于1951年，并于1952年進(jìn)入市場銷售。1966年成立了較大型的除雪車生產(chǎn)公司-Gilson除雪機(jī)，他們改良了市場上的除雪機(jī)產(chǎn)品，推出了面向個(gè)人家庭的小型除雪機(jī)。到了1970年，隨著馬力的增強(qiáng)，大型除雪機(jī)也得到了改良，足以應(yīng)付較大風(fēng)暴帶來的積雪影響。 目前，國外除雪車外形基本定型于1970年，在此之外，新增了其他種類的新型鏟雪車，轉(zhuǎn)子除雪車就是其中之一。在電子技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)在，人們已經(jīng)開始將鏟雪設(shè)備與電子設(shè)備相結(jié)合，來達(dá)到更為簡單、方便、安全和快捷的除雪效果。 1.1.6除雪車行業(yè)發(fā)展趨勢 除雪車在國外的飛速發(fā)展，使其品種越來越齊全，功能越來越強(qiáng)大，出現(xiàn)了一批具有高創(chuàng)造性和高質(zhì)量的品牌，英國的SCHMIDT、瑞士的STEYR等?？傊畤獬C(jī)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢： 多功能化，在除雪的基礎(chǔ)上增加融雪、路面清掃等功能； 高性能化，為了應(yīng)對除雪中應(yīng)力的變化，除雪車開始使用液力變矩器。 高安全性，除雪工作中，可能遭遇緊急的道路變化，受到很大沖擊，因此需要一定的安全性保證人員安全。 專業(yè)領(lǐng)域化，大型、小型除雪機(jī)分別面對不同情況而得到充分使用。 我國道路環(huán)境比較復(fù)雜，除雪設(shè)備技術(shù)未能達(dá)到較高水平，在躲避障礙能力上不足，經(jīng)常損壞設(shè)備，造成不必要的損失，再者我國大部分地區(qū)一年降雪時(shí)間在3到4個(gè)月左右，一年中除雪工作一般在幾十次，一年中大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)，大大加大了道路養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用支出。減少成本是大課題。 我國除雪機(jī)的發(fā)展尚不完善，與外國的先進(jìn)型號仍有一定技術(shù)上的差距。要積極地加強(qiáng)技術(shù)合作，打破專利封鎖。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，實(shí)現(xiàn)除雪自動化，節(jié)約人力，既可以減少惡劣環(huán)境下的人力勞動，也可以提高我國的城市機(jī)械化水平。 犁式除雪車作為小型簡單可靠地除雪設(shè)備，在我國有一定的使用價(jià)值。 1.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)是根據(jù)北華航天工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)課題為《犁式除雪車除雪裝置設(shè)計(jì)》。 1.2.1根據(jù)計(jì)劃任務(wù)書規(guī)定的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì) 計(jì)劃任務(wù)書規(guī)定產(chǎn)品的規(guī)模往往有一定的范圍，設(shè)計(jì)規(guī)模在該范圍之內(nèi)或略超出該范圍，都認(rèn)為是合適的；但如果限于設(shè)備選型，設(shè)計(jì)達(dá)到的規(guī)模略低于該范圍，則應(yīng)說明原因，取得上級同意后，才能繼續(xù)設(shè)計(jì)。 1.2.2合理地選擇裝配方式和設(shè)備及設(shè)計(jì)指標(biāo) 主要結(jié)構(gòu)的確定至關(guān)重要，設(shè)計(jì)完成后，要想改變結(jié)構(gòu)狀況十分困難。因此車身的選擇和結(jié)構(gòu)確定應(yīng)慎重從事，須通過方案對比后確定，并應(yīng)盡可能考慮工況，采用安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。 1.2.3全面解決工廠生產(chǎn)、場外運(yùn)輸和各處物料儲備 由于工廠生產(chǎn)要求長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而有些設(shè)備則需要一定的時(shí)間進(jìn)行計(jì)劃檢修；同時(shí)受各處復(fù)雜條件如場外運(yùn)輸?shù)纫蛩氐闹萍s，所以各種物料都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膬?。各種堆場、儲庫的容量，應(yīng)滿足各處物料存期的要求。儲存期的確定應(yīng)使生產(chǎn)有一定的機(jī)動性，以利于工廠均衡連續(xù)地生產(chǎn)。但儲存期也不要太長，以免增加基建工程量和費(fèi)用及占用工廠的流動資金。 1.2.4注意考慮設(shè)計(jì)后挖潛的可能和留有發(fā)展余地 除雪車從設(shè)計(jì)到制造投產(chǎn)往往要好幾年的時(shí)間，而生產(chǎn)技術(shù)卻是向前發(fā)展的。因此設(shè)備能力應(yīng)能切實(shí)滿足生產(chǎn)要求并留有余地。此外，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí)的國內(nèi)外未來時(shí)期對設(shè)計(jì)產(chǎn)品需求情況的預(yù)測，以及當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方針政策，考慮在設(shè)計(jì)中是否需要或應(yīng)留有多大的設(shè)計(jì)余地?？紤]除雪工作的原則，既要便于今后的開發(fā)，使車輛工作時(shí)盡量不影響原有機(jī)能，又要盡可能增加當(dāng)前車輛的功能和潛力。 1.2.6注意環(huán)境保護(hù)、減少污染 設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)、工業(yè)衛(wèi)生等方面的有關(guān)規(guī)定。對可能產(chǎn)生的污染應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施，確保工作人員在良好的環(huán)境下從事生產(chǎn)，保護(hù)廣大職工的身體健康。 1.2.7方便施工、安裝、方便生產(chǎn)、維修 應(yīng)做到生產(chǎn)流程順暢、緊湊、簡捷。充分考慮設(shè)備安裝、操作、檢修的方便。 1.3 設(shè)計(jì)的范圍和內(nèi)容 其范圍涉及到工況的調(diào)查，工作功率的計(jì)算，車身的選擇，除雪裝置受力情況，剛度計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)圖繪制等。 1.3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 除雪車機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的內(nèi)容大致包括：犁刀整體設(shè)計(jì)、主架設(shè)計(jì)、防震越障裝置設(shè)計(jì)、剛度驗(yàn)證、功率計(jì)算、車身選擇。有關(guān)計(jì)算簡圖，如主要參數(shù)的選擇及設(shè)計(jì)與校核、傳動方案簡圖、相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)簡圖、零件的受力分析圖、彎矩和扭矩圖等。 1.3.2控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 包括液控和電控兩部分。 第二章 除雪車工況分析 我國降雪覆蓋范圍基本沒有出現(xiàn)明顯變化。依據(jù)全國無缺測、具有連續(xù)日降雪觀測的臺站資料波譜分析顯示,1970—2000年我國降雪量年變化波譜組成比較簡單,但具有明顯的區(qū)域性分布特征和兩種相反的變化趨勢。劃分出4個(gè)降雪量年變化相似區(qū)域:除東北少部分地區(qū)、內(nèi)蒙中部至華北地區(qū)、青藏高原東緣至四川盆地和新疆部分地區(qū),降雪量持續(xù)呈線性和非線性減少外,我國絕大部分地區(qū)年降雪量總體呈增加趨勢,但80年代中后期開始減少。降雪量月變化也存在區(qū)域性分布特征,并與區(qū)域氣溫和地理特征有關(guān)。 2.1 我國降雪量定級方法 *小雪：24小時(shí)內(nèi)降雪量小于2.5mm的降雪過程。 *中雪：24小時(shí)內(nèi)降雪量2.5 ～4.9mm的降雪過程。 *大雪：24小時(shí)內(nèi)降雪量5.0 ～9.9mm的降雪過程。 *暴雪：24小時(shí)內(nèi)降雪量大于等于10.0mm的降雪過程。 2.2我國未來降雪趨勢 據(jù)有關(guān)資料所述，在對全國738個(gè)地面觀測臺站1960-2004年的逐日積雪深度資料,對中國地區(qū)過去40余年的積雪時(shí)空變化特征進(jìn)行分析后，我國2010-2050年積雪深度和雪水當(dāng)量年際變化均有減少的趨勢,且青藏高原減少最為顯著,東北地區(qū)和新疆北部地區(qū)積雪減少值小于青藏高原地區(qū)。但考慮除雪車工作狀況，我們不會使用青藏高原的降雪數(shù)據(jù)來決定除雪車性能，而是采用比較具有泛用性的東北地區(qū)來衡量我國降雪、積雪水平。未來2021-2050年積雪深度和雪水當(dāng)量的年變化對比1971-2000年,春季的積雪量減少,而冬半年的積雪量可能有少量增加。采用氣溫、降水與降雪量的關(guān)系計(jì)算的結(jié)果顯示,在A2、A1B和B1情景下,降雪量在中國地區(qū)未來40年亦有減少趨勢,減少較大地區(qū)位于青藏高原南部邊緣到中東部地區(qū)。2021-2050年的降雪量對比1971-2000年,降雪量在1-5月減少明顯。 2.3 我國主要降雪區(qū)域分布 中國地區(qū)季節(jié)性積雪存在著三個(gè)高值中心：青藏高原西南和南部地區(qū)、新疆北部和東北—內(nèi)蒙古地區(qū),這也是積雪年際變化變化大的地區(qū),也即為中國地區(qū)積雪年際異常變化的敏感區(qū)。因此在選擇模擬的積雪情況時(shí)，主要采用這三個(gè)地點(diǎn)的降雪情況。綜合積雪深度和積雪日數(shù)的變化趨勢,可大致分為三種變化類型：增加和減小同步,同步增加區(qū)主要在新疆的天山以北、青藏高原的東部地區(qū)、內(nèi)蒙古高原的中東部到大興安嶺以西的地區(qū),同步減少區(qū)大體在內(nèi)蒙古西部、黃土高原和長江中下游地區(qū)；積雪深度增加但積雪日數(shù)減少,主要在東北平原東部的部分地區(qū),長江上游的部分地區(qū)；積雪深度減小而積雪日數(shù)增加,主要位于青藏高原中部的部分地區(qū)?？梢钥闯?，我國的主要降雪區(qū)域?yàn)椋呵嗖馗咴?、新疆地區(qū)和東北地區(qū)。 而在主要降雪區(qū)域中，東北地區(qū)的降雪時(shí)間和分布比較穩(wěn)定，相對于其他兩個(gè)區(qū)域而言，更易于采集數(shù)據(jù)。 2.3.1我國除雪車工況分析 根據(jù)我國降雪量信息及降雪分布信息，我國除雪車一般在哈爾濱、長春等地具有較高的使用頻率，由于除雪車的工作能力要適應(yīng)大多數(shù)的工作環(huán)境，故選擇降雪量較大的哈爾濱作為參考工作地點(diǎn)。 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，哈爾濱在1、2月份的降雪量最多，近幾年也會出現(xiàn)連續(xù)40小時(shí)以上的暴雪天氣，為了使除雪車能夠應(yīng)對絕大多數(shù)的工作情況，我們選用在連續(xù)兩日暴雪情況下的積雪路面作為參考的工況，用以選擇計(jì)算除雪車相關(guān)性能參數(shù)以及除雪裝置的相關(guān)剛度參數(shù)。 2.3.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)說明 本文設(shè)計(jì)以犁刀為主要裝置進(jìn)行除雪車設(shè)計(jì)及說明，犁式除雪車是我國使用的最主要的除雪裝置。 2.3.2.1執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)符合《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):除雪車(GB/T25977-2010)》規(guī)定。 車輛使用過程符合《公路監(jiān)督檢查專用車輛管理辦法》之規(guī)定。 2.3.2.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 參考《GB/T 25977-2010》除雪車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 2.4 材料衡算 材料計(jì)算是結(jié)構(gòu)驗(yàn)證的基礎(chǔ)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中至關(guān)重要，并且是保證設(shè)計(jì)方案可行的保障。當(dāng)設(shè)計(jì)方案確定并在完成裝配圖前，即可進(jìn)行剛度計(jì)算，設(shè)計(jì)工作即從定性分析發(fā)展到定量計(jì)算。 2.4.1犁刀材料 （1） 除雪車?yán)绲恫馁|(zhì)選擇：16Mn（Q345）低合金結(jié)構(gòu)鋼。 （2） 犁刀的大臂；鏟斗；機(jī)身材質(zhì)全部都是 16Mn（Q345）低合金結(jié)構(gòu)鋼。 （3） 犁刀刀刃：65Mn彈簧鋼。 2.4.3材料性能 根據(jù)查看材料屈服強(qiáng)度表，可知Q345按照最新標(biāo)準(zhǔn)GB/T1591-2008 ，Mn元素含量要求≤1.70，屈服強(qiáng)度要求為345MPa。密度7.85g/cm3。65Mn的屈服強(qiáng)度要求為785MPa。 2.5 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)采用常規(guī)犁式除雪車控制系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)除雪車?yán)绲兜呐e升與傾斜角度。以便在除雪機(jī)不工作時(shí)，舉升雪鏟，避免損壞雪鏟。 2.5.1液壓控制 液壓油從掛載車上截取，液壓油箱要保持足夠的油量。并依照掛載車用油要求執(zhí)行。采用低溫環(huán)境下（-32℃左右）能正常使用的液壓油，如航空液壓油等。 采用組合式多路電磁閥可以控制除雪鏟的左右轉(zhuǎn)向角。此設(shè)計(jì)使用了工程車使用的標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，并且對油路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，可通過液壓裝置分別對雪鏟的不同工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，如雪鏟的舉升和轉(zhuǎn)動。 第三章 受力與剛度計(jì)算 3.1 除雪阻力計(jì)算 路面除雪車的除雪鏟結(jié)構(gòu)為單向犁板式，其除雪阻力 Fsx 為浮雪鏟除雪作業(yè)時(shí)受到的雪的阻力Fp與車輛的行駛阻力Fm之和。 3.1.1除雪斷面面積計(jì)算 我們以參考哈爾濱在數(shù)日暴雪天氣下的積雪情況作為參考工況，初定雪密度為800kg/m2，車輛在路面行駛需要寬度約為3m，犁刀有效除雪寬度定為3m，最大積雪厚度為0.9m，因此，可以得出，除雪裝置的有效除雪面積為2.7m2。根據(jù)已知狀況，犁刀除雪角在50°-60°時(shí)除雪效率最佳，選擇60°角作為除雪車的除雪行進(jìn)角，故可得出除雪鏟最大除雪斷面面積為3.11m2。 3.1.2除雪作業(yè)受力分析 在自身重力的作用下，除雪鏟會與地面緊密接觸在一起，除雪車在前進(jìn)時(shí)，因?yàn)樗俣容^大，積雪將被鏟離地面，并沿浮雪鏟拋向側(cè)面。因此，浮雪鏟本身的質(zhì)量、鏟體與路面的摩擦系數(shù)、鏟刃與路面的夾角、鏟刃形狀、鏟體水平擺角、除雪作業(yè)寬度、除雪作業(yè)速度、浮雪密度、浮雪厚度等因素都與雪阻力計(jì)算密切相關(guān)。同時(shí)，浮雪的平均抗剪應(yīng)力亦對雪阻力計(jì)算產(chǎn)生一定影響，但由于其值相對較小，計(jì)算時(shí)通常忽略不計(jì)。 為便于計(jì)算分析，建立如圖 3.1 所示的浮雪鏟受力直角坐標(biāo)系。定義除雪車前進(jìn)方向?yàn)?X 軸正向，車體左向?yàn)?Y 軸正向，垂直向上方向?yàn)?Z軸正向。定義浮雪鏟鏟體與地面間夾角γ為切削角，鏟體長度方向與車輛行進(jìn)方向所夾銳角!為行進(jìn)角，按圖 1 坐標(biāo)系把浮雪鏟受到的雪阻力Fp 分解為前進(jìn)方向分力 Fpx 、側(cè)向分力 Fpy 和垂直分力Fμc。圖3.2為除雪鏟在除雪過程中所受到的雪阻力與重力等的直角坐標(biāo)系。 圖3.1除雪阻力坐標(biāo)系 圖3.2除雪鏟坐標(biāo)系 當(dāng)除雪作業(yè)速度小于10 km/h，作業(yè)效率太低，除雪作業(yè)速度大于70km/h，則違反道路交通相關(guān)法律、法規(guī)。因此，確定除雪作業(yè)速度區(qū)域?yàn)?0~70km/h。研究結(jié)果表明，在10~70km/h速域內(nèi)，除雪作業(yè)速度對雪阻力的影響呈分散的兩區(qū)域———10~20km/h速域和 20~70km/h速域。不同速域?qū)ρ┳枇Φ挠绊懴禂?shù)不同。根據(jù)速域影響系數(shù)，建立如下雪阻力各向分力計(jì)算分析數(shù)學(xué)模型： 除雪車工作時(shí)的數(shù)學(xué)模型為： 式中：μf 為鏟刃與路面的摩擦系數(shù)； Mp 為雪鏟質(zhì)量（kg）； S 為浮雪層與雪鏟接觸斷面積（m2）； v為除雪車作業(yè)速度，（m/s）； ρ 為雪密度，（kg/m3）； K 為浮雪鏟刃口形狀系數(shù)（K=1）； g 為重力加速度g=9.81m/s2； θ為行進(jìn)角（°）； θτ為切削叫（°）； τ雪的抗剪強(qiáng)度（Pa），τ=0.024H+9.2*104其中H為雪的抗壓強(qiáng)度，可查表獲得。 當(dāng)除雪作業(yè)速度為10km/h-20km/h時(shí)，可獲得計(jì)算公式： 當(dāng)除雪作用速度為20km/h-70km/h時(shí)，可獲得計(jì)算公式： 浮雪鏟鏟刃在除雪作業(yè)時(shí)與路面的摩擦是在有雪參與的條件下鋼鐵材料的鏟刃與路面間的摩擦。鋼質(zhì)材料與壓實(shí)雪的摩擦系數(shù)為0.1，鋼質(zhì)材料與瀝青混凝土的摩擦系數(shù)為0.25~0.5。大多數(shù)情況下，鏟刃和路面的摩擦系數(shù)的取值范圍為0.15~0.45。在除雪作業(yè)過程中，各種摩擦情況都會隨機(jī)出現(xiàn)，沒有規(guī)律性 。因此，計(jì)算中通常取摩擦系數(shù)的最大值，即f=0.45。積雪密度變化范圍很大，為了保證除雪車可以滿足大部分除雪條件，我們選用最大值800kg/m3作為計(jì)算使用的雪密度。 在犁刀結(jié)構(gòu)一定的條件下，計(jì)算除雪鏟的質(zhì)量，帶入除雪斷面面積為3.11m2，鏟面厚度為2.5mm，經(jīng)過計(jì)算可得除雪鏟質(zhì)量約為600kg。 計(jì)算10km/h-20km/h的雪阻力： Fpx=31224.87-124899.49N Fpy=8953.09-35812.36N Fpz=5886N 計(jì)算20km/h-70km/h的雪阻力： Fpx=81292.28-964053.34N Fpy=35812.36-293140.64N Fpz=5886N 3.1.3牽引力計(jì)算 除雪車在工作中的最大牽引力Fmax等于積雪路面所能提供的最大摩擦力Fμ Fμ=μ（gM-Fpz） 式中：μ為附著系數(shù)，等于0.3； M為整車整備質(zhì)量，選取重型型卡車質(zhì)量15000kg為整備質(zhì)量。 則可得出最大牽引力Fmax=0.3*(9.81*15000-5886)=42379.2N 3.1.4行駛阻力計(jì)算 在計(jì)算過程中，我們將除雪車的工作過程看做勻速行駛過程，其行駛阻力的計(jì)算公式為： F阻=μ阻Av2+μτ（Mg-Fpz） 式中μ阻為空氣阻力系數(shù)取值0.00275； μτ為滾動阻力系數(shù)，取值0.0189+0.00061v； A為車頭投影面面積，取值8m2。 計(jì)算可得除雪車行駛阻力F阻=2911.34N 3.1.5牽引平衡 為使除雪車可以正常進(jìn)行除雪工作，除雪車的牽引力必須大于等于雪阻力與行駛阻力之和，即Fmax≥Fμ+Fpx。帶入可得Fpx≤39467.86N，小于124899.49N但大于31224.87N，故可知除雪速度應(yīng)在10km/h到20km/h之間，經(jīng)計(jì)算可得除雪速度v=11.4km/h。 3.1.6 功率平衡 除雪作業(yè)消耗功率可由公式P=(Fpx+Fm)v/η計(jì)算獲得，其中η為機(jī)械效率取值為0.85，經(jīng)過計(jì)算得除雪功率P=185.94kw，一般來說重型卡車發(fā)動機(jī)功率大于200kw，故在此工況下可以應(yīng)對任何密度的路面積雪問題。 3.2犁刀的受力分析與計(jì)算 1．受力分析 犁刀在工作時(shí)，受力最大的點(diǎn)為前段的刃部，以及與刃部相連的鏟頭部分，因此，在檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)剛度時(shí)，只需要檢驗(yàn)這兩部分即可。受力圖如下圖所示： 圖3.2犁刀受力分析 可知除雪車在進(jìn)行除雪工作時(shí)，犁刀刀尖受兩個(gè)力的作用，我們可以用除雪阻力來代替這兩個(gè)力對犁刀的作用，將除雪阻力分為垂直于犁刀表面的FA與平行于犁刀表面的FB，我們在檢測刀尖的剛度時(shí)，只需要考慮FA的作用即可。而FA=Fpxsin60°，帶入前面計(jì)算的雪阻力可得FA=34180.17N。 2. 應(yīng)力計(jì)算 由公式Σ=F/A來計(jì)算刀尖處的應(yīng)力，將經(jīng)過分析得出的結(jié)果帶入可得： Σ1=34180.17N÷3.11m2=10990.35Pa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料屈服強(qiáng)度。 計(jì)算除雪裝置推面應(yīng)力，犁刀刀尖長度為20cm即0.2m除雪角度為60°，則離地面距離L=0.2sin60°=0.17m，積雪厚度為h=0.9m，故有F=FA*(h-L)/h=27723.92N。帶入計(jì)算推面應(yīng)力得： Σ2=27723.92N÷2.52m2=11001.56Pa，亦小于材料屈服強(qiáng)度。 第四章 結(jié) 論 4.1 本設(shè)計(jì)的技術(shù)先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)合理性 本設(shè)計(jì)為犁式除雪車除雪裝置設(shè)計(jì)，對我國國內(nèi)降雪及工作狀況進(jìn)行了詳細(xì)分析，使用已有的底盤車身，進(jìn)行的符合我國國情使用的犁式除雪車，降雪分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、剛度檢驗(yàn)，以及主要參數(shù)和細(xì)節(jié)均有涉及。關(guān)于底盤選擇，秉承盡量選擇適當(dāng)?shù)男吞?、尺寸、功率，以避免浪費(fèi)的原則，且保證設(shè)備的功能性完善，利于維護(hù)。在保證工作效率和工作質(zhì)量的前提下，做到環(huán)保、節(jié)能、快速的多重要求。 4.2 本設(shè)計(jì)存在的主要問題 本設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上為保證工作狀況要求，對積雪狀況的處理為最壞情況，因此在小量降雪的情況下顯得過于浪費(fèi)。設(shè)計(jì)中更多的考慮城市工況、平坦道路，對于崎嶇道路和窄小的山路沒有考慮。產(chǎn)品成本和原料的買進(jìn)沒有進(jìn)行估算、計(jì)算成本等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?？傮w來講，本設(shè)計(jì)不是很細(xì)致，還有一些改進(jìn)之處。 19 參考文獻(xiàn) [1]徐興奎.1970—2000年中國降雪量變化和區(qū)域性分布特征[J].冰川凍土,2011,(03):497-503. [2]王濤，張永梅.國內(nèi)外道路養(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）. [3]張先璞，王立勛.等CL-2.4型公路除雪器的研制[j]吉林交通科,1993（2）. [4]崔鑫.犁式除雪車關(guān)鍵技術(shù)研究.2012(2). [5]王芝蘭.中國地區(qū)積雪的年際變化特征及其未來40年的可能變化[D].蘭州大學(xué),2011. [6]中國機(jī)械CAD論壇.http://www.jxcad.com. [7]彬臺機(jī)械（蘇州）有限公司網(wǎng)站.http://www.taibeco.com. [8]阿里巴巴網(wǎng)站. http://page.china.alibaba.com/buy/index.html. [9]李靖，張俊榮.多頻段干雪特性測量與理論計(jì)算比較[J］.遙感技術(shù)與應(yīng)用，1994(4). [10]杜廣生.汽車空氣動力學(xué)［ M］. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999. 致謝辭 本次設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向敬愛的劉志強(qiáng)老師表示衷心的感謝。 從開始選題到設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)，劉老師都給予了細(xì)致入微的關(guān)心和指點(diǎn)。劉老師嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、謙遜務(wù)實(shí)的治學(xué)態(tài)度，以及質(zhì)樸明朗的為人風(fēng)格，還有為人和藹而且給我說啦很多關(guān)于設(shè)計(jì)以及將來工作需要注意的地方，讓我受益匪淺。 通過兩個(gè)多月刻苦的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我雖然知道的還是不多，但是他帶給我在將來的學(xué)習(xí)中的收獲和啟迪卻是深遠(yuǎn)的。在這里我要簡單介紹一下我的設(shè)計(jì)情況；首先，由于經(jīng)驗(yàn)和知識的匱乏，難免有很多考慮不是很周全的地方，但是在熱心的同學(xué)和盡職的老師的幫助下我成功啦；其次，自己也獲得了難得的學(xué)習(xí)和鍛煉機(jī)會，運(yùn)用大學(xué)四年之所學(xué)，學(xué)之所用，更加全面系統(tǒng)的掌握食品專業(yè)的相關(guān)知識，也學(xué)到了許多機(jī)械設(shè)計(jì)的思路方法。 同時(shí)我要感謝一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)奮斗的同學(xué)們，他們給我提出很多好的建議和方法。 最后，衷心感謝在百忙之中審閱本設(shè)計(jì)的老師。 附錄：中英文文獻(xiàn)翻譯名稱——掃雪機(jī)的歷史及概況 外文資料翻譯 History Of The Snowblower So who did invent the snowblower or snowthrower? We need to begin by qualifying that question since there are a number of answers depending on your interest. Some notable firsts would be: ●The first machine to clear snow by throwing or blowing it ●The first fully mobile snow clearing machine? ●The first domestic walk-behind snow blower The latter is the one people generally think of and have the most interest in. It is also the one that has the most elusive answer. Chapter 1 So where did it all begin? Looking back in time we need to consider where would there be a need to remove snow while having a source of power available? The need and the enabling power were found on the railways of the U.S. snowbelt and in Canada. The earliest documented art belongs to a Toronto dentist known as J/W Elliot. His 1869 patent #390 design was never built. The story next takes us to Orangeville Ontario, Canada where we find Orange Jull, a gristmill operator and inventor. In 1884 he applied for a patent and was subsequently granted patent #18506. Jull did not have the means to build and commercialize his invention so he contracted the local Leslie brothers to build the machines. The Jull/Leslie machines were self powered but not self propelled. A locomotive was used to move the machine. The Jull design consisted of 2 large inline fans rotating in opposite directions. The lead fan chewed into and pulverized the snow while blowing it back into the discharge fan, which propelled it into the sky. Due to clogging problems it was simplified to a single fan. Further changes to effectively control the discharge were made including a movable deflector and pitching impeller blades. Production was moved to the Cook locomotive works in several locations. Additional machines were built under license. Finally 5 machines were "home built" by end users with the last one finished in 1971. In all 146 were built. Later work consisted of fortifying the design to deal with the hazards of the unknown. Tracks were often blocked with fallen trees and other debris that were concealed in the snow. Legend has it that in one case a herd of cattle were trapped and buried under the snow on the rail bed. As the rotary snowplow progressed forward beefsteaks were flying. They remained in production into the 1950s and a few are still in service today. Many survive as museum pieces with an occasional demonstration. Following his collaboration with the Leslie Brothers Orange Jull went on to create a next generation machine. This design utilized a screw auger to collect the snow. It was not as effective, especially in deep snow and only eleven were ever built. Sadly all have been scrapped. All of the available photos and drawings of these machines are on enthusiasts sites where they are best viewed.. A Google search using Jull snowblower as keywords will deliver hours of reading and nostalgia. On You-tube you may be able to find " The Return of Rotary #1 ". A search for "rotary snowplow" found this video. Chapter 2 Our next installment finds Arthur Sicard, circa 1894, an 18 year old working on the family dairy farm in Saint-Leonard-de-Port-Maurice, Quebec. Snowstorms being frequent and dairy products being perishable motivated him to find a better snow removal means. Motivation found inspiration one day when he saw a new piece of farm machinery called the thresher. If this machine could gather grain perhaps he could use the design to gather and move snow. It wasn't long before he had built and tested his first prototype however it bogged down in snow. His notion was dismissed by those around him and he went on unsupported in his pursuit. He went on to make a life for himself in Montreal until finally in 1925, 31 years later he astonished the people of that city with his "Sicard Snow Remover Snowblower". The first sale was to the nearby town of Outremont, in 1927. The Sicard name has been synonymous with large snowblowers ever since. My hometown had a Sicard unit mounted to an old Michigan front end loader for several decades. Chapter 3 The curious question then becomes when did the walk behind domestic snowblower emerge? The Toro website makes the claim that Toro introduced the first snowthrower, the Snowhound in 1951. Ariens entered snow moving the market in 1952 with an attachment for it's Yardster series. The Ariens Sno-Thro series was launched in 1960. Simplicty followed in 1962. The earliest confirmed Gilson dates back to 1966. Meanwhile dozens of others launched product lines.This of course is in the context of domestic walk-behind units. If you have an early machine I'd appreciate a picture and brief story. Of all of the archival material I have amassed nothing points to an earlier machine. The 1951 Toro was not the driveway behemoth than many of us use today as can be seen in the photo. In my Vintage Machine Showcase you can get a sense of the diversity found in the early machines and a search of patents will reveal even more radical designs. Machines of modern proportions began to emerge in the 1960's. The small-scale brands slowly disappeared and most were gone by the 1980s. The Gilson snow blower line launched in 1966. The full sized gear drives continued to evolve through the decade and with the introduction of the Unitrol machines in 1970 Gilson had 2 full size formats that evolved into the 1980s. The small Gilson single stage models were discontinued after the 1970 model year. Just as the small scale models were fading away the industry was turned on it's head with the introduction of "personal sized" 2 stroke machines. The models were easy to handle, store and pay for. They pack enough power to handle a significant storm if you are patient enough to let it eat the elephant one bite at a time. Gilson was an early player with some patent action and the Snow-Cannon was a hit. Horsepower grew over the years. Early machines were in the 3-4 horsepower range. In 1970 8HP was the big machine. By 1980 most brands included a 10 or even 11 HP machine. Today 13 HP models easy to find. The 21st century brought power accessories. Manufacturers are offering heated handles, motorized chute rotators and you can find machines that have onboard battery power to allow electric starting when away from household power. While engine powered lighting is nothing new it is becoming far more common. The other big story is consolidation. Where there used to be scores of suppliers there are now essentially 7. Promotional grade machines (I'm being kind here) are made by MTD, Murray and AYP. Quality machine are built by Simplicity, Ariens, Toro and Honda. Virtually any machine you can find on the market, regardless of the brand is from one of these sources. The exceptions as small players such as attachments for BCS tillers. The age of the mass merchandiser has forced everyone to slash cost in pursuit of market share. The quality brands often sell machines in several tiers with one targeted at the promotional grade competition. What do the coming decades hold for snowblower users? The market moves slowly. While nearly every homeowner owns a lawn mower the snowblower market is confined to the snowbelt region and many property owners choose not to own such a machine. That being said it is a small piece of the pie that has a hard time attracting R&D money. The basic concepts have been quite stable for along time. Ecology has been a big driver of engine refinements and this is likely to continue. Much of the recent work has been value engineering with most of the benefit going to the manufacturers. The brute strength built into the machines of yesteryear is gone forever. We can only hope that future machines will not be overburdened with fragile accessories. Other than that we will all have to wait and see what blows in the future. Chapter 4 Each year, countries will spend huge cost to snow removal operations.There are recent studies that focus on beneficiaries’ awareness for the service level of snow removal to find a solution for cost reduction. From this viewpoint, issues including the demand for snow removal, residents’ willingness to pay and residents’ satisfaction levels for snow removal have been discussed. Most of these studies on snow removal addressed economic benefits, or used questionnaire surveys to address public involvement or customer satisfaction. Very few in-depth studies have addressed the cost structure of snow removal by the Japanese government. As for the cost reduction efforts for infrastructure management including snow removal in the U.S.A. and other countries, Baroga, E.V. proposed to measure performance -based service levels to use it for budget and resource allocations; and Lindsey, R.K.et al. focused work conditions including geography and climate that are different by work site to realize efficient resource allocation for snow removal. Other than those for snow removal, efforts including the bridge management system have been made to optimize budget allocation for infrastructure management. However, there seem to be few studies on a model that enables efficient snow removal budget and resource allocations on the basis of cost structure analyses as well as of inter-regional comparisons of the time-series data of snow removal costs. Out?of?Japan’s?total?road?length?of?1.2?mil.?km?(744?thou.?miles),?municipal?roads?account?for?about?84%.?The?length?of?national?roads?under?the?direct?control?of?the?national?government?accounts?for?a?mere?1.9%?of?the?total.?The?length?of?roads?in?the?cold,?snowy?areas?that?account?for?about?60%?of?Japan’s?land?area?is?about?41.6?thou.?km?(25.79?thou.?miles).?The?national?government?fully?finances?snow?removal?for?national?highways,?including?expressways,?and?partially?subsidizes?snow?removal?for?national?highways?under?the?control?of?prefectures?and?prefectural?roads?in?areas?designated?as?snowy?and?cold?by?The?national?government?covers?snow?removal?costs?for?nationally?managed?national?highways.?The?national?government?subsidizes?snow?removal?costs?for?prefecturally?managed?national?highways?and?prefectural?roads?in?areas?designated?as?snowy?and?cold?by?.?The?law?states?that?the?national?government?shall?subsidize?prefectures?for?two?thirds?of?the?cost?of?snow?removal,?with?the?prefecture?covering?the?remaining?third.?At?present,?the?national?government’s?subsidy?for?roads?in?areas?that?are?designated?as?snowy?and?cold?by?the?law?amunts?to?about?70?billion?yen?($583?million?($1/?￥120),?FY?2007).?National?revenues?for?this?subsidy?include?those?from?the?national?gas?tax,?the?automobile?tonnage?tax?and?the?automobile?acquisition?tax.?Those?revenues,?whose?disbursement?is?limited?to?road-related?projects,?amount?to?about?5.6?trillion?yen?($47?billion,?FY?2007).?? Each?prefecture’s?snow?removal?costs?are?financed?from?the?prefectural?general?account?and?the?prefectural?special?account.?The?revenue?sources?for?the?prefectural?special?account?includes?the?light?oil?wholesale?tax,?whose?disbursement?is?limited?to?road-related?projects.And the key to reduce snow removal costs is snow sweeper on the development and production and human resource saving. Chapter 5 Let's take a look at each country different snow blowers. (1) schmidt CJS Super Ⅱ compact tractor. The machine on skis, roller and snow blower can work alone or at the same time, roller length is 4200 mm, roller diameter of 914 mm, high-performance gas flow rate of 530 m3 / h, the snow blower adopts hydraulic drive, blowing snow speed can be adjusted, and it is mainly used for snow removal of airport runway, taxiway and parking apron. Its compact design, high flexibility, excellent performance, high reliability, schmidt is one of the largest equipment ownership in China. The machine USES 4 x4 overloaded trucks, chassis after appropriate modification, to install snow equipment. A separate engine used to drive hydraulic pump control rolling brush and high-pressure blower, driven by the chassis engine hydraulic circuit used to push the skis operation, roller between before and after the truck bridge, roller powered by two hydraulic motor, by hydraulic cylinder pushing skis swinging and ascend. Roller is suspended under the table, make its can adjust Angle in the horizontal direction in order to adapt to the change of clean the road. Roller is working from two free to support roller bearing. High pressure blower by auxiliary engine driven hydraulic pump, driven by a hydraulic motor, air volume according to different power is divided into two levels. Blower is located in the rear, used in dry be swept pavement or away the remaining cx. Blower under driving condition, back and side not highlight parts, so as to avoid risk while backing out. When using the CJS is cleared when the airport pavement snow, often need to install the skis, MS56.1 and push type MS64.1 airport skis are suitable for the machine of snow removal operations at the airport. (2) wave male company able to provide a complete line of laminated push the snow shovel, the car can be installed in various types of chassis, winter snow removal operations for a variety of occasions. The automatic collision avoidance height is 150 mm, push the snow shovel suspension adopts hydraulic control, ensure the snow removal more clean and effective; Patented high pressure hydraulic control valve can avoid because of the snow shovel side collision damage caused by the. Wave MF push the snow shovel male the company are controlled by the "Vpad" operating system. Male company dedicated to the airport and the width of the highway design and manufacturing. (3) The House Card H series, multi-purpose snow sweeper to hao and H series models based on design and manufacture, the snow sweeper can be hung in front of all kinds of snow blower, snow, and snow brush, the vehicle cab design highlights the safety and comfort of the driver. Snow and pull (Sno - way) throw snow machine adopts B/S engine, move, Yang xue suction, throw the snow Yang can reach 3 ~ 15 m, can automatically walk, backward; The improved type steel hollow out hob has a big mouth, into the snow in improving work efficiency and reduce the fuel consumption; Increase the acupoint redirector, easily toggle can complete turn; Multiple block transform, speed can be adjusted forward or backward. Applicable Yu Daxue, blizzard when opened up a road, as well as the heaps of snow loading pickup, suitable for state organs and units, schools, parking lot, square, property management community, garden and winter snow removal of non-motor vehicle lanes etc. (4) the Zoomlion ZLJ5250TCXZE3 / ZLJ5251 TCXZE4 multi-functional snow sweeper is a collection of snow, the snow, solid, prewetting cloth and cloth, scraping ice and other functions in a body's comprehensive snow sweeper. With large power and high efficiency, Hunan and GuiZhou mountainous area highway in early 2011 in the fight against snow disaster played a huge role in work. Which USES push before and after, the operation mode, solved the problem of the snow removal after freezes again. Spraying machine control system adopts the closed loop ratio control, and high accuracy, high reliability and convenient operation. Adopt multi-function integrated design, installation at the front have push the snow shovel, rolling, options to improve the working efficiency of snow removal; Equipped with central in addition to ice skate, can wipe out the compacted snow and ice road. With a large cloth, profile options wings shovel, which can realize the highway fast and efficient in addition to the snow and ice. Road snow blocking will bring a great deal of trouble and loss, snow removal vehicles is an effective countermeasure for this bad situation, however, snow sweeper is the development of future life development could not drink the lack of necessary conditions.掃雪機(jī)的歷史及概況 所以誰發(fā)明了掃雪機(jī)？我們需要開始的排位賽，因?yàn)橛性S多問題的答案取決于你的興趣。一些值得注意的第一次是： ●第一臺通過投擲或吹雪清除雪的機(jī)器 ●什么是第一個(gè)完全移動清理雪的機(jī)器? ●第一個(gè)國內(nèi)手動除雪機(jī) 后者通常是人們最感興趣的一個(gè)，但是也是最難回答的一個(gè)。 第1章 那么這一切在哪里開始?回首往事時(shí)我們需要考慮在哪里有需要清除雪雖然有一個(gè)電源可用?這種需要和力量在美國多雪地帶和在加拿大的鐵路被發(fā)現(xiàn)。最早的記載藝術(shù)屬于一個(gè)叫J / W埃利奧特的多倫多牙醫(yī)。他1869年專利390號設(shè)計(jì)從來沒有建造。 接下來的故事發(fā)生在加拿大，奧蘭治維爾安大略，是發(fā)現(xiàn)Orange Jull的地方。Orange Jull是磨坊的操作員和發(fā)明者。1884年他申請了專利，隨后被授予專利18506號。Jull沒有建立和推廣他的發(fā)明，他承包了當(dāng)?shù)氐娜R斯利兄弟建造機(jī)器的裝置。 Jull/萊斯利機(jī)器可以自行供電但是卻不能自己行走。所以利用火車頭來移動機(jī)器。Jull設(shè)計(jì)有兩大內(nèi)聯(lián)風(fēng)扇在相反的方向旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇將雪粉碎成沫，再經(jīng)由排風(fēng)扇將其吹向天空。由于堵塞問題，所以將風(fēng)扇簡化成單扇。為了有效地控制放電，將其進(jìn)一步改變成一個(gè)可移動的偏轉(zhuǎn)和俯仰葉輪葉片。產(chǎn)品被轉(zhuǎn)移到幾個(gè)做機(jī)車廠的地方。額外的機(jī)器是建立在許可證下。最后5臺“家庭建設(shè)”是在1971年通過最終用戶的最后一個(gè)完成的。一共共建造146臺機(jī)器。 接下來的工作是設(shè)計(jì)處理未知的危險(xiǎn)。通常是阻止倒下的樹木和其他隱藏在雪地里的碎片。傳說，有一次牛群被困，埋在雪下的床身導(dǎo)軌。旋轉(zhuǎn)掃雪機(jī)前進(jìn)過程中，牛排是飛行的。它們一直生產(chǎn)到上個(gè)世紀(jì)50年代，有一些甚至用到了今天。還有一些偶爾展示在博物館。 與萊斯利兄弟合作后Orange Jull繼續(xù)創(chuàng)建了下一代機(jī)器。這次設(shè)計(jì)利用了螺旋鉆來收集雪。但不是很有效，尤其是在積雪厚只有11厘米的地方，所以很遺憾的都被取消了。 在圖紙愛好者網(wǎng)站上這些所有可用的圖片和繪畫是這些機(jī)器最好的歸宿。在谷歌上輸入Jull掃雪機(jī)的關(guān)鍵字，那么你將花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間閱讀和懷舊。在You-tube上，你可以找到“扶輪1號的回歸”相關(guān)話題，還可以搜索發(fā)現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)掃雪機(jī)”的視頻。 第2章 大約在1894年，我們進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)亞瑟西卡德，一個(gè)18歲在圣倫納德的毛里斯港的家庭農(nóng)場努力工作。暴風(fēng)雪的頻繁發(fā)生和奶制品的腐爛使他找到了一個(gè)更好地除雪動力裝置。 這個(gè)動機(jī)的靈感來自于，有一天他發(fā)現(xiàn)一個(gè)叫做脫粒機(jī)的農(nóng)場機(jī)械。如果這種機(jī)器可以收集糧食，那么或許他可以利用這種設(shè)計(jì)來收集和清除雪。不久之后，他完成了他的第一個(gè)原型，并進(jìn)行測試，然而機(jī)器卻陷在雪里。他的觀點(diǎn)沒有被周圍的人理解，他的追求人們并不支持。他獨(dú)自一人前往蒙特利爾生活，一直到1925年，31年后，他發(fā)明的“西卡德除雪機(jī)”令那些城市的人感到驚訝。他第一次賣出掃雪機(jī)，是在1927年，賣到了附近的外山鎮(zhèn)。 西卡德的名字因此成為了大型除雪機(jī)的代名詞。我的家鄉(xiāng)有一個(gè)西卡德機(jī)器安裝到了舊密歇根，使用了幾十年。 第3章 人們好奇的問題變成了國內(nèi)可以行走的除雪機(jī)是什么時(shí)候發(fā)明的？托羅網(wǎng)站上說第一臺行走掃雪機(jī)是托羅在1951年提出的。這種機(jī)器和其附件Yardster系列在1952年進(jìn)入掃雪機(jī)市場。該產(chǎn)品的Sno-Thro系列在1960年問世。Simplicty也在1962年緊隨其后生產(chǎn)出來。這最早的確認(rèn)的Gilson產(chǎn)品要追溯到1966年。與此同時(shí)，其他許多公司也推出了生產(chǎn)線。這項(xiàng)發(fā)明當(dāng)然是國內(nèi)第一個(gè)行走單位。如果你有一個(gè)早期的機(jī)器，我可以欣賞它的圖片和簡短的故事。我積累了所有早期機(jī)器的檔案資料。1951年托羅并不是我們今天看到的照片中的那樣。 在我的古董機(jī)展示中，你可以了解發(fā)現(xiàn)早期機(jī)器和搜索多樣性的專利，從而顯示更加激進(jìn)的設(shè)計(jì)。 現(xiàn)代機(jī)器的模型在20世紀(jì)60年代開始出現(xiàn)。小規(guī)模品牌慢慢消失，20世紀(jì)80年代之前的都成為了過去。Gilson除雪機(jī)成立于1966年，全尺寸齒輪驅(qū)動器通過十年的不斷發(fā)展，在1970年引進(jìn)Unitrol機(jī)器。20世紀(jì)80年代Gilson 2演變?yōu)槿叽绺袷健Ｐ〉腉ilson單級模型在1970年停產(chǎn)。 小規(guī)模模型消失后，這個(gè)行業(yè)推出了“個(gè)人型號”的沖程機(jī)器。模型很容易處理，存儲和支付。如果你有足夠的耐心讓它吃一頭大象，他們就有足夠的權(quán)利來處理強(qiáng)大的風(fēng)暴。Gilson是一個(gè)早期的專利行動的球員也是雪炮的打擊。 多年后馬力增長。早期的機(jī)器是3-4的馬力。1970年第8代惠普是大型機(jī)器。到1980年，包括第10代甚至第11代惠普機(jī)器在內(nèi)的大多數(shù)品牌都已經(jīng)出現(xiàn)。在今天，惠普13模型也很容易找到。 21世紀(jì)是電力配件。制造商提供加熱處理，電槽轉(zhuǎn)子，你可以找到機(jī)器主板電池，可以在遠(yuǎn)離家庭的時(shí)候啟動。而發(fā)動機(jī)動力照明就不是什么新鮮事情了。 另一個(gè)故事是整理。那里曾經(jīng)有許多供應(yīng)商。促銷級的機(jī)器是由MTD,Murray和AYP傳達(dá)出來。質(zhì)量好的機(jī)器制造廠商有Simplicity，Ariens，Toro和Honda等。在市場上幾乎任何種類的機(jī)器你都找的到，無論品牌是其中的哪一個(gè)。作為BCS分部的小型機(jī)例外。大量銷售商的出現(xiàn)導(dǎo)致每家廠商不得不削減成本來追求市場份額。質(zhì)量品牌通常出售幾個(gè)層次機(jī)器在針對吸引各個(gè)級別的消費(fèi)者來競爭得到更高的利益。 掃雪機(jī)用戶的未來幾十年將是什么樣的呢？市場變換很慢。雖然幾乎每家都擁有割草機(jī)的掃雪機(jī)市場，但掃雪機(jī)的使用僅限于多雪地區(qū)，許多業(yè)主選擇不買這種機(jī)器。也就是說這是一小塊蛋糕，很難吸引研發(fā)資金。隨著時(shí)間的推移，基本概念已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定。生態(tài)環(huán)境是一個(gè)強(qiáng)大的推動力，且會一直延續(xù)下去。最近大多工作已經(jīng)被大多數(shù)工廠利益去制造有價(jià)值的工程。昔日的制造機(jī)器的蠻力已經(jīng)一去不復(fù)返了，我們只能希望，未來的機(jī)器不會配置過多的脆弱零件。除此之外，我們都將等待，看看未來的打擊。 第4章 有最近的研究，專注于受益人的要求，為達(dá)到預(yù)期水平的除雪服務(wù)而找到一個(gè)有效方案來降低成本。從這個(gè)角度出發(fā)，討論了除雪需求、居民的支付意愿和居民對積雪消除的滿意度等問題。 這些積雪去除的研究大多涉及經(jīng)濟(jì)效益，或使用問卷調(diào)查，以解決公眾參與或客戶滿意度的問題。很少有深入的研究能夠根本解決政府的除雪成本不足的問題。 對于基礎(chǔ)設(shè)施管理，包括在美國和其他國家，包括巴羅加除雪的降低成本的努力，E.V.提出了用以衡量性能的除雪服務(wù)水平，使用它給出的預(yù)算和資源分配；除雪車滿足的工作條件，包括地理和氣候不同的工作場所，實(shí)現(xiàn)有效的資源分配用以有效除雪。除了那些除雪方案外，包括橋梁管理系統(tǒng)在內(nèi)的努力，已為基礎(chǔ)設(shè)施管理優(yōu)化預(yù)算分配。然而，似乎有一些研究的模型，在高效的除雪預(yù)算和資源分配的成本結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，以跨區(qū)域比較消耗時(shí)間排列數(shù)據(jù)的方法來比較除雪成本。 日本的道路總長度約1.2萬公里(744千英里),市政道路的長度約占84%。國家道路在中央政府直接控制下的僅占總數(shù)的1.9%。道路中長期處在寒冷,下雪地區(qū)的約占日本60%，其中的土地面積約為41.6萬公里(25.79 萬英里)。國民政府完全使用財(cái)政來為國家高速公路除雪,包括在高速公路、和部分補(bǔ)貼國家高速公路除雪的支持下縣和縣級公路地區(qū)、由國家政府規(guī)定為雪和寒冷覆蓋的為由國家負(fù)責(zé)除雪的國家高速公路。國家地方政府補(bǔ)貼除雪成本管理國家高速公路。法律規(guī)定,國家政府補(bǔ)貼縣除雪成本的三分之二,剩下由各個(gè)縣自行負(fù)責(zé)。目前,國家政府補(bǔ)貼的道路所指定為雪和寒冷地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)每年使用約700億日圓(5.83億美元(1美元/￥120),2007財(cái)政年度)的開支,國家收入補(bǔ)貼包括那些來自全國汽油稅,汽車噸位稅和汽車收購的稅收,這些收入的支出僅限于road-related項(xiàng)目,金額約5.6萬億日圓(470億美元,2007財(cái)年)每年。 每個(gè)縣的除雪成本資金分為全州一般賬戶和全州特殊賬戶。地方專門賬戶的收入來源包括輕油批發(fā)稅,其支出僅限于road-related項(xiàng)目。而消減除雪開支的關(guān)鍵就在于除雪車開發(fā)生產(chǎn)以及人力資源的節(jié)約上了。 第5章 讓我們來看看各個(gè)國家的不同除雪車。 （1） 施密特CJS Super Ⅱ緊湊型掃雪車。該機(jī)的推雪板、滾刷和吹雪機(jī)可以單獨(dú)或同時(shí)工作，滾刷長度4200mm，滾刷直徑914mm，高性能吹雪機(jī)氣流量530m3/h，采用液壓驅(qū)動，吹雪速度可以任意調(diào)節(jié)，主要用于機(jī)場跑道、滑行道和停機(jī)坪的除雪。該車設(shè)計(jì)緊湊、靈活度高、性能優(yōu)異、可靠性高，是施密特在中國保有量最大的設(shè)備之一。該機(jī)采用四驅(qū)重載卡車，底盤經(jīng)過相應(yīng)改裝，以安裝掃雪設(shè)備。一臺獨(dú)立的發(fā)動機(jī)用于驅(qū)動液壓泵控制滾刷和高壓鼓風(fēng)機(jī)，由底盤發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液壓回路用來操作推雪板，滾刷位于卡車前后橋之間，滾刷由2臺液壓馬達(dá)提供動力，通過液壓缸實(shí)現(xiàn)推雪板的左右擺動和提升。滾刷被懸置在轉(zhuǎn)盤下，使其可在水平方向調(diào)整角度以適應(yīng)清掃路面的變化。滾刷工作時(shí)由2個(gè)自由轉(zhuǎn)向支承輪支承。高壓鼓風(fēng)機(jī)由輔助發(fā)動機(jī)驅(qū)動液壓泵，通過一個(gè)液壓馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動，出風(fēng)量按不同功率分為兩級。鼓風(fēng)機(jī)位于車輛后部，用于吹干被掃過的路面或吹去剩余殘雪。鼓風(fēng)機(jī)在行駛狀態(tài)下，后部和側(cè)面沒有突出部件，從而避免倒車時(shí)的危險(xiǎn)。當(dāng)使用CJS清除機(jī)場路面積雪時(shí)，通常需要安裝推雪板，MS56.1和MS64.1型機(jī)場推雪板均適合于該機(jī)的機(jī)場除雪作業(yè)。 （2） 瑞士波雄公司能夠提供完整系列的多片式推雪鏟，可以安裝在各種型號的底盤車上，用于多種場合的冬季除雪作業(yè)。其自動避讓高度可達(dá)150mm，推雪鏟的懸掛采用液壓控制，確保除雪更加干凈、有效；具有專利技術(shù)的高壓液壓控制閥可避免由于雪鏟側(cè)邊碰撞而可能造成的破壞。波雄公司的MF推雪鏟均由“Vpad”操作系統(tǒng)控制。波雄公司專門為機(jī)場和高速公路設(shè)計(jì)和制造的寬度。 （3） 美國豪士卡H系列多用途除雪車以豪士卡H系列車型為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，該除雪車的前面可以懸掛各式吹雪機(jī)、雪犁