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1、 目的、意义
随着全球气候的不断变化和自然资源的重复利用率的提高,冰雪造成的自然灾害的危险也在增加,危险也随之而来。道路上的积雪以及冰层若用传统的铲雪车铲除,并不能很好的解决80%以上的冰雪残余。我国北方大部分地区，每年有3～5个月的降雪期，道路积雪给交通运输及人民日常生活带来许多不便。尤其冻结在道路上的积雪与薄冰，采用传统除雪机用推刮的办法无法清除，为此不得不耗费大量人力物力进行人工铲除。采用机械方法清除是一项急需解决的难题。就目前国内除雪机械来看，大多数功能单一，或只能清除积雪、或只能破除积冰。国外的除雪机功能较全，但结构复杂，造价昂贵，且大多不适合国内的道路状况。因此，开发和制造具有中国特色的铲雪设备具有重要意义。
2、国内外研究现状
2.1国内除雪机械现状
中国除雪机械的研制起步较晚，真正的研制与开发是从80年代以后，随着改革开放的不断深入，道路的不断升级与新建,各种机动车辆猛增而开始的，这些研究单位集中在中国的三北地区，先后有十几种型号的样机被生产出来，在除雪作业中发挥了一定的作用。在大力发展中国除雪机械的同时，有关部门也注意引进吸收国外先进的道路养护技术，近年来先后从国外引进了一定数量的道路综合养护设备，其中一些设备具有除雪功能，比较典型的有奔驰U1650 型万能工程车、乌尼莫克道路综合养护车等。
犁式除雪机主要适用于未经压实的积雪，特别是密度较小的新降积雪，由于价格低、效率高、工作可靠，是使用最广泛的除雪机械。犁刀的形式主要有V 形犁、U 形犁、单向犁和侧翼铲等。
旋切式除雪机一般具有切削、集中、推移和抛投功能，具有结构复杂、功能多的特点。旋切式除雪机可分为单级式和双级式两种，其中单级式又分为铣刀型和风扇型，双级式分为单轴螺旋风扇型及双轴螺旋风扇型。
国内已研制成功的旋切式除雪机主要有吉林工业大学等单位研制的CX-30 型除雪机，哈尔滨林业机械研究所研制的CBX-216 型城市道路破冰除雪机，吉林交通科学研究所研制的CBX-1600 型除雪机，此外还有XLB-212 型，15-1 型等等。其中一些型号的除雪机已进行过工业性试验，效果较好。
2.2国外道路除雪机械技术发展概况
目前国外主要采用的除雪方式有三种: 融雪除雪、机械除雪和综合式除雪。
综合式除雪是将推雪、清雪及吹雪等多种除雪方式混合在一起的一种除雪作业方式，在国外常用于机场跑道的除雪作业。除雪机目前国外的主要生产厂家有瑞士的BOSCHUN G 公司和美国的S&S公司。瑞士的BOSCHUN G 公司的机场除雪机目前在我国已有销售。该机的行走驱动功率约为160kW ，吹吸雪功率约为140 kW ，可完成推雪、扫雪、吹雪、收雪和喷撒融雪溶液等作业。除雪机械和行走采用液压驱动，结构非常复杂，但作业功能单一，是机场跑道不可缺少的养护设备之一。
融雪方式利用热能或撒布化学药剂使冰雪融化。使用融雪的方法，所需费用除车辆燃油消耗外,还要加上融雪的成本。采用热能融雪可供利用的热源主要有远红外加热和发动机废气等。采用撒布化学药剂融雪容易对环境造成污染和对路表面产生腐蚀，因此，这种方法的使用目前仍在探讨研究之中。融雪机械目前国外尚无专用机械，均是采用非公路汽车改装，冬季需要时安装好储液罐，加装撒布装置，进行喷撒融雪作业。具有该类功能改装能力的公司主要有德国的DA IML ER - BEN Z 公司、瑞士的MARCEL BOSCHUN G 公司和英国的SCHM IDT公司等。
机械除雪是通过机械对冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一种方法，机械除雪可分为犁式除雪机械和螺旋转子式除雪机械两种。行走主机有非公路汽车底盘、工程机械专用底盘和拖拉机。目前国外除雪技术装备主要是以机械除雪的方式为主。以汽车底盘为主机扩展的除雪机，同时具有其他多种作业功能，除雪仅作为在冬季作业机具。该类除雪机械国外的代表公司有德国的DA IML ER -BEN Z 公司、德国的VOL KSWA GEN 公司、瑞士的MARCEL BOSCHUN G 公司和英国的SCHM IDT公司等，其代表机型分别为U nimog、M ulticar、Pony和SK150，后两种与M ulticar 是同一种吨位等级和同一种功能的机器。该类机器的主要特征是以汽车为基础，采用机械式变速箱或静液压机械传动方式,作业速度比较高，非常适合高速公路作业。
国外具有代表性的公司为美国BOBCA T (山猫)公司、美国S&S 公司和瑞士STEYR 公司等。其通过前置螺旋式除雪和犁式除雪装置，完成除雪作业。该类机型以中小型功率为主，发动机功率21～ 120kW ，最高行驶速度30 km/h 以下。小型机器具有多功能作业的特点，工作装置可根据需要进行更换。中型机器多为螺旋式除雪的专用机器。螺旋式除雪是利用与行驶方向垂直的一个旋转滚筒将雪切成小块卷起。并通过一个抛雪竖筒将雪抛走。该抛雪竖筒可以180°转动。因此可以调整抛雪的方向，同时利用一个调节板可将雪装入载重汽车的货箱中。除雪滚筒的传动由液压马达或机械传动轴驱动，通过联轴器带动一对锥齿轮传动，并将动力分至两侧。除雪滚筒具有安全剪切销，起安全保护作用，以避免障碍物卡死除雪滚筒，造成机器损害与危及人身安全。在每个除雪滚筒上有三个剪切保险销孔，但在每个除雪滚筒上只允许安装一根剪切保险销。剪切保险销的用途是当除雪滚筒上的叶片被夹在雪中的障碍物卡住时对滚筒起保护作用。但是剪切销剪断后，虽切断了动力，旋转的滚筒仍然储存有大量的能量。
3、学术准备情况
犁式除雪机械是与汽车、工程车辆（装载机、平地机）等配合使用的一种机械，主要应用于机场、高速公路及城市道路等积雪的清除，在我国北方冬季道路积雪的清除上起到良好的作用。
一、典型犁式除雪机械的结构
典型的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。
二、犁式除雪机械简单形式
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。
三、犁式除雪机械的越障方式
由于道路的受外界因素和车辆长期作用的影响产生凸凹不平以及污水井盖等的存在，这样犁式除雪机械就要具有一定的越障保护功能，才能避免造成机械的损坏。现在我们使用的除雪机械主要是靠弹簧的作用来达到越障作用，其越障方式主要有以下几种方式：
（1）铲刀翻转越障式
铲刀越障式是一种比较简单的越障方式，它是通过在推雪铲的铲刀上增加几个附属翻转机构，雪铲连接块与推雪铲通过螺栓连接，铲刀连接块与铲刀连接，平列双扭弹簧分别压在雪铲连接块和铲刀连接块上，如果当雪犁工作过程中遇到障碍物时，刀块由于受到阻力的作用，向后翻转。越过障碍后，在弹簧的作用下恢复原状。
此种犁式除雪机械翻转机构，具有结构简单，可换性好，维修性好等优点，但在越障高度上会有一定的限制。
（2）四连杆越障式
四连杆越障式从结构上比较复杂，主要由摆动架、推雪铲和两个连杆组成一个四杆机构，通过拉伸弹簧的作用在四杆机构上，雪铲在推雪时受到雪的反压力和地面的支撑力使四杆机构保持平衡，当遇到障碍物时，破坏了原有的平衡，雪铲向上运动，达到越障的作用。在国内各大工程机械生产厂家大部分采用此种方式，例如，徐工与装载机配套的ZL50G雪犁。
（3）雪铲直接铰接式
雪铲铰接越障式与四连杆越障式在结构上有一些相似，雪铲直接与摆动架铰接，通过拉伸弹簧连接，遇到障碍物时，雪铲整体向后翻转，越过障碍后，在弹簧的作用下恢复原状。
目前，国内的犁式除雪机械尚处在发展阶段，随着技术的发展，犁式除雪机械应采用机―电―液技术，向一机多用（能与多种主机配套）的方向发展并能实现自动控制和自动保护功能，以避免除雪机械的损坏。
4、本选题研究思路及方法
本设计是犁式除雪车的设计，根据设计任务及现场环境的要求，通过查阅大量的相关资料，逐步完成本设计工作。
主要包括以下方面： 阐明犁式除雪车工作原理，制定出合理的设计方案，旨在设计适用于国内环境的通用除雪车。对我国降雪较多地区进行调查，并确定最高降雪量。
计算分析受力情况，选择合适通用车身，同时对犁刀的结构进行合理设计。利用CAD软件绘制犁刀结构相关图纸。
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