小型扫雪机结构设计文献综述开题

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1.1研究目的及意义

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，采用传统小型扫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。就目前国内小型扫雪机械来看，大多数功能单一，或只能清除积雪、或只能破除积冰。国外的小型扫雪机功能较全，但结构复杂，造价昂贵，且大多不适合国内的道路状况。因此开发研制适合我国道路情况的扫雪的设备，具有十分重大的意义。就目前来说，我国对于小型的、较窄路面的清雪方式主要是依靠人力，通过用铁锹、扫帚和簸箕等等工具对积雪进行处理，清雪的效率很低，浪费人们的很多宝贵时间，所以，这次毕业设计将针对小型路面积雪扫雪机的设备，为提高道路积雪的清扫效率，为过往的行人带来更多的方便，同时减少不必要的事故发生，还能够在大雪后为紧张的环卫部门减轻一定的压力，而设计一款小型扫雪机。

1.2小型扫雪机国内发展现状

1.2.1国内小型扫雪机械现状

中国小型扫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， 在扫雪作业中发挥了一定的作用。在大力发展中国小型扫雪机械的同时， 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， 其中一些设备具有扫雪功能， 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。

1.2.2犁式小型扫雪机

犁式小型扫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， 是使用最广泛的小型扫雪机械。犁刀的形式主要有V 形犁、U 形犁、单向犁和侧翼铲等。

1.2.3旋切式小型扫雪机

旋切式小型扫雪机一般具有切削、集中、推移和抛投功能， 具有结构复杂、功能多的特点。旋切式小型扫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小型扫雪机主要有吉林工业大学等单位研制的CX-30 型小型扫雪机， 哈尔滨林业机械研究所研制的CBX-216 型城市道路破冰小型扫雪机， 吉林交通科学研究所研制的CBX-1600 型小型扫雪机， 此外还有XLB-212 型， 15-1 型等等。其中一些型号的小型扫雪机已进行过工业性试验， 效果较好。

1.2.4国内小型扫雪机械的发展方向

1.加强雪的力学性质研究， 建立道路气象系统；

2.向小型化、高速度的方向发展；

3.向多功能、机-电-液一体化的方向发展；

4.要注意提高安全性、舒适性；

5.打破专利封锁， 加强技术合作。

1.3国外道路小型扫雪机械技术发展概况

目前国外主要采用的扫雪方式有三种: 融雪扫雪、机械扫雪和综合式扫雪。

1.3.1综合式扫雪

综合式扫雪是将推雪、清雪及吹雪等多种扫雪方式混合在一起的一种扫雪作业方式， 在国外常用于机场跑道的扫雪作业。小型扫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 公司的机场小型扫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。小型扫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。

1.3.2融雪扫雪

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。

1.3.3机械扫雪

机械扫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， 机械扫雪可分为犁式小型扫雪机械和螺旋转子式小型扫雪机械两种。行走主机有非公路汽车底盘、工程机械专用底盘和拖拉机。目前国外扫雪技术装备主要是以机械扫雪的方式为主。以汽车底盘为主机扩展的小型扫雪机， 同时具有其他多种作业功能， 扫雪仅作为在冬季作业机具。该类小型扫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。其通过前置螺旋式扫雪和犁式扫雪装置， 完成扫雪作业。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30km/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扫雪的专用机器。螺旋式扫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。扫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。扫雪滚筒具有安全剪切销， 起安全保护作用， 以避免障碍物卡死扫雪滚筒， 造成机器损害与危及人身安全。在每个扫雪滚筒上有三个剪切保险销孔， 但在每个扫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扫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。

参考文献

[1] 王涛，张永梅. 国内外路面养护机械的技术水平及发展趋势[J] .建设机械技术与管理， 1997， (3) .

[2] 张先璞，王丽勋，等. CL-2. 4 型公路除雪器的研制[J].吉林交通科技，1993， (2) .

[3] C.H.科热夫尼科夫，N 耶西皮科.机构元件[M].隆礼湘，译.北京:机械工业出版社.1973.

[4] 黄祖德.机械设计[M].北京：理工大学出版社，1992.

[5] 吴书琴，李乔非，邵东伟，等.城市道路除雪现状及未来发展方向[J].佳木斯大学学报，2006（4）:556- 558.

[6] 吴书琴，李乔非，刘春山.JD- SX2800、JD- SX3500 型散雪除雪机研制[J].工程机械，2007（6）:14- 17

[7]　徐至钧等. 高塔基础设计与计算. 北京: 烃加工出版社，1986

[8]　孙靖民. 机械优化设计. 北京: 北京机械工业出版社， 1998

[9]　刘鸿文. 材料力学. 北京: 高等教育出版社， 1995

[10] 齐晓杰，郝晨声，毕凤阳，王革新. 城市道路机械式清除冰雪机械研究与探讨[J] 黑龙江工程学院自然科学版学报，2002(02)

[11] 齐晓杰，康建营，齐英杰，段宏伟.冰雪清除机械的研究与探讨[J]  林业机械与木工设备，2005(11)

[12] 何菊， 宋宗华， 赵国臣， 徐州徐工筑路机械有限公司，221004：工程机械与维修CONSTRUCTION MACHINERY & MAINTENANCE， 2010(10)

[13] 胡天明.俄罗斯清雪车的性能分析与探讨[J].交通科技与经济，2008(2):66-68.

[14] 吴书琴，邵东伟，姜东华，等.城市道路除雪现状及未来发展方向[J].佳木斯大学学报(自然科学版)，2006，24(4):556-558.

[15] 程宪春，苗忠，闫钰锋.ZHI200型组台式破冰除雪机设计[J].长春大学学报，2002(2):12-14.

[16] 朱彩霞，夏智武.QX700型庭院清雪机的研制[J].新疆农机化，2002(5):31-33.

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

解决问题：

目前市场上的滚刷式除雪机的马达都是置于滚刷两侧，这样加大了滚刷的整体尺寸，而且导致除雪的过程的操作不方便，容易磕碰。除雪机的滚刷中圆柱滚刷的使用居多，但是这种滚刷在使用过程各部位的滚刷磨损程度不一样，导致要经常换用滚刷。我打算采用螺旋式或者v型钢丝滚刷，这两种滚刷可以把雪清扫到一边，采用这种滚刷不仅清洁干净，而且滚刷的使用寿命也比较长。通过对本课题的熟悉和相关资料的查阅，我对本课题有了一个全面的了解，有多数据可供参考。四年的大学学习和以往课程设计的经验，我已具备了机械原理，机械设计等方面的理论知识和实践经验，结合自己掌握的试验及实验设计分析知识，可以在规定时间内完成本次毕业设计。

研究方案：

方案一:利用吹风的方式。利用鼓风机里吹出的高速气流将积雪吹到路边。吹雪式的清雪车的运行速度较高，生产率高，缺点是只适用于新鲜的雪，不能够对压实的积雪或冰雪进行清理，而且只能在机场、桥梁和高速路等等宽敞地上使用，成本价高，不适合用于小型地区。

方案二:随着清雪车发展技术的不断进步，可以利用清雪车前部的铲子，来将积雪推到路的旁边。推移式清雪车只能够将积雪推到路边，而不能储备积雪，只适合用于新鲜的雪或破碎之后的雪，效率很低，对地面有很大的损伤。

方案三:依靠机械传动来清理积雪。先由集雪器将积雪打碎，再通过高速旋转的搅龙叶片运送到抛雪桶内，最后由抛雪叶轮将积雪抛出，抛到路边。螺旋转子式清雪车的适用范围比较广，无论是对于松散的雪还是压实的雪，清雪效果和清雪效率都要比之前的两个方案好，而且这种方案设计，设计出的产品体积小、成本低，更适宜用于道路窄小的地方。

综上，选用第三种方案。

扫雪机工作时由原动机提供动力，经由链传动将动力传递到工作部分。积雪由集雪装置收集到一个腔体内，再由抛雪装置清除出机体，抛雪叶轮利用高速旋转时的离心力将积雪抛出；风机叶片利用气流将积雪吹出。这样在人力推动(手推式)下，清雪车不断前进，就能实现连续的清除积雪。机械式扫雪机结构示意图如下：

图1 扫雪机结构示意图

本设计通过利用搅龙旋转将雪集中向后推送，再利用离心式风机叶片高速旋转产生的作用力将雪高速推向弯管，再通过和弯管壁撞击折射扬出弯管，从而达到除雪目的。本课题预设计一台小型路面积雪清扫机。工作原理是扫雪机在工人的推行操作下，沿积雪路面将雪收集到储雪筒中，雪在高速旋转的叶片下通过抛雪桶，在抛雪叶片的作用下作离心运动而离开抛雪桶，最后被抛到路边，完成清扫任务。这种清扫机主要适用于较窄的小路和工厂、学校、单位或住宅小区内路面积雪的清扫工作，能实现集雪、储雪、抛雪的功能，可以提高积雪的清扫效率。在完成预想设备的基础上进行合理的方案构想和主要的结构设计，并对其主要的零件进行计算和校核。

(1) 查阅相关扫雪机的资料，弄懂积雪的物理性质，根据查阅的数据，对不同地段不同时间不同温度路面上的积雪的物理特性进行研究与分析；

(2) 查阅有关扫雪机的国内外资料进行方案设计，和不同的方案进行比较，选择最优，最后确定扫雪机的基本设计方案；

(3) 最后，详细地对扫雪机的各个工作部分进行设计，并确定扫雪机的基本尺寸，以及各部件之间的连接方式。

设计参数为：清扫幅宽为1m，清扫积雪的厚度最大为200mm，积雪扬程为3m。