除雪机械结构原理和计算分析

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摘 要：我国绝大部分地区都属于温带季风性气候，因此冬天干冷干燥，降雪量大，为了保证人们的日常出行，必须大量应用除雪机械。现阶段除雪机械正向着小型化、兼用化、自动化发展，就目前应用情况来看，投抛式转子除雪机械应用最为广泛。现阶段我国最大功率的除雪机械已经达到了480kw，每小时能够除去8000t雪，除雪效率非常高。本文首先对除雪机械的分类、特点、用途进行了详细的介绍，其次探讨了除雪机械的结构原理，最后对其进行了计算分析，仅供参考应用。
关键词：除雪机械；结构原理；计算分析
除雪机械类型多样，不同种类应用的地区也不同。比如冰雪季节比较长的区域，通常会选择应用专业除雪机，而冰雪季节比较短的区域，则会选择应用兼用除雪机。自动化技术的融入，大大提高了除雪机械效率，为了便于操作，专用除雪机贼通常会选择液压传动方法。由于除雪机械的应用，改善了我国寒地地区的生活条件。因为除雪机械工作过程中，会出现很大的阻力，为了确保除雪机械安全可靠，方便操作人员操作，需要对其进行主要参数进行计算分析。
1 除雪机械的种类、特点、用途
除雪机械有不同的分类标准，比如按照工作原理进行分类，可以分为两大类，分别为推移式除雪机、螺旋转子除雪机；而按照用途来划分，则可以分为泛用、人行道、铁道除雪机等；按照底盘来划分，则可以分为两大类，分别为专用、兼用底盘除雪机；按照行走机构来划分，可以分为轮式与履带式除雪机。在此主要介绍几个重点类型的除雪机。
第一，推移式除雪机，并不能独立使用，需要安装在推土机的前部或者是借助其他车辆进行除雪。此种除雪机，主要是借助推雪铲刀、侧向板等来推雪，从而保证道路畅通。一般情况下，是将积雪堆积起来，直接使用卡车推走，或者直接将雪推到一边。第二，刮刀式除雪机，其整体质量比较轻，应用在松软的雪层中比较适用。此种除雪机械的除雪速度比较块，一小时能够除40-50km。其最显著的优势就是连接刀片比较柔软，能够将路面上的雪全部都除掉，也不会影响路面质量。第三，前置侧铲除雪机，此种除雪机械能够将非常厚的积雪清理干净，由于前置侧铲除雪机主要是由液压操作，因此可以自动调节除雪厚度以及铲刀角度。前置侧铲除雪机的铲刀宽度在2-3.5m之间，还有些侧铲安装了收缩板，主要防止撞击。前置侧铲除雪机每小时能够行驶20-40km。第四，V型除雪犁。此种除雪机械主要是将积雪全部向两侧推移，将车辆行驶的道路全部都开辟出来。V型除雪犁能够推半米到一米厚的积雪，每小时能够行驶30km。第五，除雪开车。次类型的除雪机械通常情况情况下是由汽车底盘改装，其安装了很多专业装置，比如扫雪器、路面平整板等。V型除雪犁主要用来清理新雪、路面等。一般路边堆积的雪也应用V型除雪犁来进行清理。第六，抛投式除雪机，其对积雪具有抛投、切削的功能，属于现代化的除雪机械，其除雪的效率非常高。
2 除雪机械结构原理
因为螺旋转子式除雪机以及犁式除雪机应用最为广泛，因此笔者在此就这两类类除雪机械为例，介绍除雪机械结构原理。
2.1 螺旋转子式除雪机结构原理
此种类型的除雪机械，主要是借助螺旋式铣削积雪器，对积雪进行切削，之后将所有的雪屑都集中到转子抛雪器中，因为除雪机在运行的过程中不断向前，在此同时集雪也越来越多，形成比较大的压差，在压差的帮助下，雪屑会被送入到抛雪转子室中，借助转子叶片，雪屑会不同的被抛出。其具体的结构原理图如图1。
2.2 犁式机械结构原理
犁式除雪机械主要由铰接架、摆动架、推雪铲、倾斜液压缸等组成，此种犁式除雪机械在结构上属于单向式，工作过程中通过支腿来调整除雪的厚度，通过倾斜液压缸来调整分雪方向。铰接架与主机（装载机）连接。犁式除雪机械结构形式分为单向式、V型式、单向翼形式和双向翼形式。目前，在国内的市场工程车辆配套单向式较为多见。
3 除雪机械的主要参数计算分析
除雪机功率的计算是最重要的计算参数。除雪机所消耗的功率包括两大部分：行走装置和除雪工作装置所耗功率。行走装置所耗功可参照一般自行式车辆的计算办法，下面对除雪工作装置所耗功率Na作分析。
Na=N1+N2+N3（kw）
式中：N1-推雪板作业所需功率，kw；N2-螺旋铣削集雪器所需功率，kw；N3-抛雪转子抛雪所需功率，kw。
而N1=Nc+Nr+Nf+Nd。kw
式中：Nc一推雪板切雪所需功率，kw；Nr-推雪板前雪堆运移所需功率，kw；Nf-克服雪与板面摩擦阻力所需功率，kw；Nd-板刃与存雪地面的摩擦阻力所需功率，kw。
由于雪与钢的摩擦系数很小，所以在计算时Nf和Nd可以忽略不计。则计算式可简化为：
N1=Nc+Nr（kw）。
4 我国除雪机械发展趋势
4.1 向小型化、高速化方向发展。在除雪作业中，除雪机机身的大小及除雪速度是影响交通的两个重要因素，机身过大，除雪机占道影响交通；速度过低，影响车流通畅，同时狭窄路面的除雪也要求机身体积不宜过大。为了不妨碍交通，今后我国的除雪机械要向小型化、高速化的方向发展。
4.2 向多功能、一体化方向发展。我国现阶段的除雪机械应该向多功能方向发展，除雪机械应能一机多用，以提高其使用率。如对现有的工程机械、农业机械和环卫机械（装载机、推土机、拖拉机、环卫机械清扫车等）进行技术改造，在冬季降雪时安装除雪工作装置进行除雪作业，其余时间可进行其他工程施工作业或道路清扫养护作业等。专用除雪机械应采用新技术，实现自动控制和自动保护功能，避免除雪装置损坏。
结束语
综上所述，可知正是由于各种除雪机械的应用，大量的积雪才能够快速有效的被清除。由于除雪机械类型有很多，不同类型的具有不同结构原理，本文只是以螺旋转子式除雪机械为例，介绍了其结构原理，由于此类除雪机械比较常用，因此笔者对其进行介绍，具有一定的显示意义。因为积雪厚度、软硬都不相同，因此在除雪时一定要正确选择除雪机械，还需要考虑除雪的地点，确保除雪机械安全运行，不发生故障。
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