冰雪道路清理联合作业机方案说明书.doc

编号 鄂创新—10-- 2 2010年湖北省高校大学生机械创新设计大赛暨第四届 全国大学生机械创新设计大赛湖北分区预赛 冰雪道路清理联合作业机 设计说明书 2010年湖北省高校大学生机械创新设计大赛暨第四届 全国大学生机械创新设计大赛湖北分区预赛作品报名表 参赛作品名称 冰雪道路清理联合作业机 （专利号：2010） 作品类别 救援、破障类(、逃生、避难类□ 是否属慧鱼组：是□/否( 所在学校 华中农业大学 邮政编码 430070 参赛学校领队老师 通讯地址 武汉市洪山区华中农业大学工学院 领队电话 手 机 Email 参赛学生 序号 姓 名 性 别 专业班级 联系方式（联系电话、通讯地址及邮编、邮箱，留一个同学的即可） 1 男 机制0705 2 男 机制0705 3 男 机制0705 4 男 机制0705 5 男 机制0705 指导教师 序号 姓 名 性 别 职称 联系方式（联系电话、通讯地址及邮编、邮箱，留一位老师的即可） 1 女 教 授 2 男 研究员 作品内容简介 （限200字以内） 冰雪道路清理联合作业机 我国除冰雪机械的问题及实际国情决定了除冰机械将朝着以下几个方向发展。 1）研制系列化的清除道路冰雪装备，以适应不同道路、不同场地的作业，机动性强； 2）设计符合节能减排绿色环保，具有功效高、功耗低特点的清除冰雪装备； 3）实现装备的多功能化，冰雪季节能用于道路和机场跑道的冰雪清理，平时还能用于道路的建设、维修保养、抢险等作业。 1.3 研究内容 1）工作原理与工作方式分析和确定； 2）总体方案的确定与总体结构的设计，以及配套动力、传动方式的设计计算、结构形式、结构参数的确定； 3）工作机构的研究，包括圆盘破冰耙机构、碾压滚轮机构、清除碎冰机构、抛洒机构、传动系统的研究等。 2. 冰层（压实雪）物理性质分析 查阅资料可知冰层在不同温度下的强度如下： 2.1温度t的范围： -5 ~ -40℃， 2.2抗拉强度： =2.16+0.24t(1+0.1t)=4.41~50.61MPa. 2.3抗压强度 ： =1.08+0.002t(0.13t-1)=1.0785~1.416MPa. 2.4抗剪强度： =2.6+0.19t=3.55~10.2MPa. 2.5抗折强度： =19.9+0.13t=20.55~25.1MPa. 3.冰雪道路清理联合作业机的总体设计 3.1总体方案设计 3.1.1设计原则 1）拖拉机是道路维修保养的基本机械之一，该机组以拖拉机牵引并提供动力； 2）冰雪道路清理联合作业机通过拖拉机悬挂牵引进行作业，采用圆盘破冰耙组合、碾压滚轮组合、除冰铲组合和融雪剂抛洒装置作为主要工作部件，圆盘破冰耙机构和碾压滚轮机构组合为平行四杆联动机构，可在不损伤路面的情况下，清除路面冰雪； 3）机组装有配重箱可在工作时实现增重功能，运输时去掉配重用拖拉机悬挂而方便转移，不需另配置运输车辆； 4）机组配备动力输出装置驱动排水水泵、喷药机组等，可以解决现有机具适应性差、易损坏路面及功率消耗较高的问题 ，满足了冰雪灾害道路清理抢修需求。 3.1.2工作原理 图3-1总体结构示意图 1.圆盘破冰耙，2.碾压滚轮，3.限深机构，4.路面清除装置，5.抛洒融雪剂机构，6.融雪剂箱， 7.弹簧阻尼器，8.配重箱，9.悬挂机构，10.机架，11.四杆联动机构 工作原理：一方面由拖拉机牵引机组，利用圆盘破冰耙1将冰层切开，再利用碾压滚轮2将冰碾碎；另一方面利用路面清除装置4将冰雪清除，然后加撒融雪剂以防止路面再次结冰。圆盘破冰耙1与碾压滚轮2以连杆连接组成平行四杆联动机构与弹簧阻尼器结合达到仿形从而避免对路面造成损伤。冰雪被碾碎后由除冰铲清除，除冰铲整体结构为V字型，角度和高度可调节，借助于机组的匀速运动有利于将冰雪快速清除。在除冰铲之后是抛撒融雪剂机构5，由做圆周运动的抛撒融雪剂盘5将融雪剂撒下，将残余冰雪清除并防止路面再次结冰。 该机具能够同时完成冰雪灾害道路清理抢修过程中的多种复式作业，平时还可作为道路的修整维护机具使用，不需单独配备动力，可有效提高机具的效能、保证作业质量、降低生产成本，并实现一机多用。 3.1.4特色创新之处 1）能同时完成破冰、碾冰、冰、融冰的联合作业，彻底清除路面冰雪平行四杆动机构破冰碾冰组合装置仿形，不损伤路面，提高效率不需单独配备动力，节能减排，降低了制造和使用成本清除冰雪，还可作为维修养护道路机具使用，实现了一机多用。 图3-2悬挂机构示意图 1机组工作时