小型除冰车除冰装置的工作机理及参数优化研究

发布时间：2020-03-20 19:10

【摘要】：在冬季，，我国的降雪面积比较大。冰雪的清理一直是我国研究的一大难题，主要是因为冰雪物理性质变化范围较大，如密度和硬度；路面冰雪与外界结合紧密，所以含有大量杂质物，形成了难以测量的混合物。我国的除冰雪机械起步较晚，在技术上比发达国家落后一些。本文设计的小型除冰装置主要用于机场、校园和公园等道路不宽且对路面清理有较高要求的场所。本文通过参考多个专利项目及对国内外除冰机械的详细了解，针对小型除冰车除冰装置进行了优化研究。主要的研究如下：（1）简介了国内外除冰机械的发展历程，对除冰机械的发展及意义进行了概括，对国内除冰机械的现状及发展进行了论述。（2）对路面冰雪的相关参数进行了分析。主要参考了与我国降雪情况相近的日本和俄罗斯的冰雪数据。根据冰雪的密度对冰雪进行了分类；分析了影响路面冰雪的因素；对冰雪的抗剪、抗压性能相关系数进行了分析。（3）对小型除冰车的性能进行分析和对整体结构进行设计。概括了除冰部件的性能参数；对发动机进行了选取；设计了小型除冰车的整体结构；对除冰装置进行了结构设计和参数选取；分析了碾压磙的工作受力；对整车牵引平衡及功率平衡进行了分析计算。（4）对碾压磙的除冰原理进行了分析。文中主要研究了碾压磙上单个刀具对冰雪的清除原理。建立单刀破冰的模型，将单个刀具的工作过程进行细化。对刀具的前刀面和后刀面进行受力分析，对单刀阻力进行了计算，分析了碾压磙整体的工作阻力。（5）对单圈刀具除冰工作进行了有限元分析。通过对不同安装角刀具的数值模拟结果进行对比分析，选取最有利于刀具除冰的安装角度作为刀具的最佳安装角。
【图文】：

除冰,结构示意图

图 3.1 小型除冰车结构示意图整机的性能根据路面小型除冰车的作业要求对除冰车进行总体的分析和设计，确定组成除冰车构形式、性能参数和整体尺寸等，对除冰车部件进行合理的布置。本次设计的小型除冰车，需要考虑到发动机的选型及整体尺寸的确定，使动力机与雪装置有效的结合在一起。路面除冰机由两部分组成：动力机械、清除冰雪装置（托碾压滚）。机械的整体性能不只是决定于组成机械的单个部件性能的好坏，最主要的是取决于件的协调性能，所以合理对整机进行性能匹配非常重要。文中对路面除冰机械的性能指标要求如下：1）单程清除冰雪宽度： 540mm；2）最大清除冰雪厚度： 15mm-60mm

三维图,三维图,实体,除冰装置

滚筒直径为 320mm。碾压磙整体重量为 150kg，满足牵引要求。图 3.2 是碾压磙装置的实体三维图3.2.4 清除冰雪装置重量分析除冰装置的重量对除冰机工作非常重要，如果达不到破碎冰雪的剪切应力就达不到预期的除冰效果。碾压磙在工作中主要受到冰雪的阻力和动力装置提供的牵引力及自身的重力。除冰装置在设计过程中应注意一下要求：（1）装置总重与所选取的发动机提供功率合理，能够对一定厚度的冰雪进行有效的切削破碎。（2）装置刀刃的切削力应足够大，大于冰的切削比阻力。根据上述条件对除冰装置进行结构设计，如图 3.3 所示。装置主要由刀刃轮i桛Q
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U418.326

【参考文献】