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《哈尔滨理工大学》 2007年
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楔刃振动式道路冰雪清除机理和除雪机械研究

齐晓杰  
【摘要】: 公路与城市道路冰雪,对北方冬季交通和人民日常生活有重要影响。我国北方地区冬季时间长,降雪周期长,雪后能否快速、干净、高效的清除公路和道路的积雪及其形成的冰雪混合物,已成为迫切需要解决的科学与技术课题。 本文在总结分析以往道路冰雪清除技术和原理的基础上,以硬质道路冰雪清除为主,对道路冰雪混合物的物理和机械性能进行了试验与分析,形成了以浮雪推铲、硬质混合冰雪振动破碎清除为主要研究目标,且经济、实用、除净率高、路面损伤小的新型除雪设备设计与研究思路,并研制出了试验用样机。 楔刃振动式道路冰雪清除机械的结构特点是:采用推雪铲与振动楔刃铲相组合的方式连续除雪;振动楔刃铲与推雪铲装置采用分立结构,柔性连接,以适应不同路面,提高除净率;整个除雪机构可悬挂在工程机械或相应的机动车辆上使用,以降低结构复杂程度和生产成本。振动楔刃铲结构与除雪角度采用仿生(仿人工除雪)除雪技术,楔形除雪刃具与路面形成一定楔角,以提高压实冰雪的振碎效率。 在课题研究过程中,首先对道路积雪物理机械性能进行了测试试验,以最佳硬质冰雪破碎效果为目标,测试确定了除雪机具设计所需的铲雪力、刃具形状、刃具最佳入雪角度等基本参数。根据积雪和硬质冰雪测试试验结果,分析确定了除雪过程工作阻力计算方法。 经比较分析,推铲式除雪机具是目前道路浮冰雪清除机械清除速度最快,结构简单,效率最高的除雪设备,但不能清除压实冰雪和道路冰雪混合物;而现有的清除压实冰雪和道路冰雪混合物的除雪机械又普遍存在着速度慢,效率低等问题。因此,以推雪铲形式为基础组合设计楔刃振动式道路冰雪清除机械是本课题研究的基本指导思想。目的,就是适应各种道路冰雪清除的要求,研制出经济、实用、高效、安全的寒地新型道路冰雪清除设备。 课题研究考虑到除雪机具制造及使用性能的稳定性,对楔刃振动机构、推雪铲机构等关键部件进行了详细的设计;并设计了楔刃磨损快速更换功能、路面保护功能和柔性避障等功能。从满足试验用样机研制的角度,设计并研制了除雪机械的动力和传动系统。 最后,对试制样机进行了除雪性能试验,通过试验数据的分析,验证了设计方案的正确性、结构的合理性以及性能的稳定性,并分析、探讨了除雪机械的发展和存在的不足。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U418.3

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【引证文献】
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