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透析吉林大學劉誼賓、汪秀山、馬文星、呂景忠之《振動清雪鏟靜動態強度分析》及最新除雪機械技術

發布時間:2019/09/09
透析吉林大學劉誼賓、汪秀山、馬文星、呂景忠之《振動清雪鏟靜動態強度分析》及最新除雪機械技術

  王錫山

  本人于2000年著重研發除雪設備,是"振動"除雪鏟的發明人。研究設計除雪機械設備首先要保證除冰雪機械設備的使用性和性能的實現,現就吉林大學劉誼賓、汪秀山、馬文星、呂景忠等教授之《振動清雪鏟靜動態強度分析》進行透析,并對除雪機械設備在設計中必須具備的結構加以簡要說明,本人盡量達到語言通俗易懂,已引導研發機械設備除雪領域的思維不入誤區,促進產品的發展。

  吉林大學劉誼賓、汪秀山、馬文星、呂景忠之《振動清雪鏟靜動態強度分析》(簡稱:《分析》),來源于2011年春天吉林大學受白山市一家企業之托,為該企業改進振動除雪鏟的生產工藝的基礎之上,該《分析》和實際相差很遠?!斗治觥吩凇菊恐刑岬降?quot;振動"、"冰雪振碎"、"自動越障"以及【正文快照】中提到的"清雪鏟可對壓實的冰雪沖擊破碎并予以清除"實屬不切合實際?!斗治觥繁旧淼母拍詈驼撌鲇姓`,其內容固然偏離實際,本人就此加以透析,以便對研發除冰雪機械起到正確引導作用,充實研發中的理論和實際依據,更好的服務于人民群眾和社會。

  一、除冰雪機械設備性能現狀目前在國內外沒有一臺真正意義上能夠除掉路面上積冰的機械設備,原因之一是除雪機械相對其他機械發展的比較晚,各國沒有對路面形成的冰必須清除等特別要求。原因二是冰的形成是典型的物質三態,即從液態水遇冷之后在路面上形成了固態,所以冰和路面的親和力非常強,冰和瀝青的硬度又基本相符,要想把兩者硬度相符的物體剝離且不損壞路面,是機械力難以實現的,本人正在對路面冰的有效去除進行研發并有突破性進展,不久產品將會面世。

  世界各國對路面積雪的清除都根據國情的不同有著不同的除雪機械設備,并有實際除雪效果。就我國冬季路面的積雪有一定的特殊性,碾壓過的壓實雪占70%以上,碾壓過的壓實雪在路面上的附著力非常強且具有一定的親和力,目前國內外沒有性能穩定的除壓實雪機械設備。我國的城市路面和公路路面均有不同的凸出物體,這就迫使各種除雪機械設備必須要有很好的避讓性,在這方面的性能所有的除雪機械都不是很理想,就是有避讓性能的除雪機械設備其除雪效果也達不到要求。吉林捷盈研發生產的各種除雪機械設備經過市場驗證,其除壓實雪、冰雪混合物(雪沒有完全形成冰)、自然積雪的效果非常好,當遇到路面凸出物體時能夠自行越過,越過后伺服復位繼續作業,這方面值得業內研究借鑒并值得重組擴大生產服務于社會。

  二、透析吉林大學劉誼賓、汪秀山、馬文星、呂景忠之《振動清雪鏟靜動態強度分析》(簡稱:《分析》)的概念該《分析》在【摘要】中提到的"振動"、"冰雪振碎"、"自動越障",的確不切合實際,除冰根本不能實現。

  1、"振動"透析除壓實雪機械設備具有震動性能確實有一定效果但絕不是"振動",震動與"振動"不是一個概念。震動是指機械設備整體有源震動,除雪鏟作業執行結構部分是鏟刃,鏟刃具有震動頻率超過5000次/min以上的功能并且和路面形成一定角度,對除冰雪能起到很好的作用,吉林捷盈經過多年的研發已經完成這種震動鏟并很快問世,這種震動鏟能把冰雪震碎加以清除。"振動"是指機械設備有源往復運動的一種形式,"振動"對各種機械設備要有一定限制,"振動"的頻率不能過高否則機械設備產生共振使設備無法作業。在除雪機械設備中,如果鏟刃和路面形成的夾角適合除雪、"振動"連接部分結構的質量為300kg、"振動"往復8mm、頻率600次/min、除雪機械整體不產生共振在相對平衡值的情況下,按著這組數據計算則鏟刃單向"振動"線速度為4800mm/min,如果整體除雪機械設備作業速度設定50000mm/min(3km/h),則鏟刃沒有實現往復"振動",也就是"振動"在除雪作業中就沒有實現"冰雪振碎"的性能,所以【正文快照】中提到的"清雪鏟可對壓實的冰雪沖擊破碎并予以清除"實屬不切合實際。論述本身性能概念有誤,其《分析》中的內容固然偏離實際。

  2、"自動越障"描述不清除雪鏟除雪作業越過路面凸出物體性能很關鍵,這個性能決定了該除雪鏟是否能夠進行除雪作業。吉林大學照搬吉林白山企業生產的除雪鏟結構、并申請的實用新型專利(201220271647.4),所闡述的主要結構和他人早在2010年申請的專利(201020162151.4)完全一樣,該結構除雪鏟在慢速除雪作業時可自動越過路面凸出物體,越過后不能自動復位,需要作業人員伺服復位,其"自動越障"的描述極易誤導業內人士和使用者對性能的真實理解。吉林捷盈設計的全自動越障復位除壓實雪鏟即將面向市場。

  三、除雪機械設備在結構設計中的基本要求

  1、除雪機械現狀我國冬季降雪的城市基本是降雪的同時車輛在道路上不間斷行駛,這樣城市道路上都是以壓實雪為主,目前除了吉林捷盈生產的除雪鏟外,沒有性能穩定的除壓實雪機械設備。因為鏟刃和路面夾角的設計不合理、越障方面設計上的不足,導致各種除雪鏟在作業時基本都對向下壓力有限制,使除雪鏟達不到除雪性能。整機除雪行走機械更是因為消耗件消耗太快、結構設計上有欠缺等因素導致性能不穩定。由于除雪機械的市場需求很大、又有一定的利潤空間、一般的制造手段就可以實現等因素,就促使了有一定條件單位或個人有一個想法就生產并銷售,使除雪機械設備市場魚目混珠。

  2、除雪機械設備在結構設計中的基本要求越障結構設計和鏟刃與路面夾角的設計直接影響除雪機械的性能。根據多年試驗和對各種積雪的研究,城市道路除雪以除雪鏟為選擇,根據路況和雪情的不同鏟刃與路面的夾角30°-50°(形成的銳角)、鏟刃越障結構以后翻滾式為設計。壓實雪的硬度和一般硬化路面的硬度差別很大,根據鐵鍬人工除雪的力學分析,除雪鏟刃必須具備三點受力,這樣鏟刃就像人工除雪一樣把壓實雪從路面上剝離,但鏟刃的材料要求很高,通過實驗其硬度應在HRC52-58且要具有一定的抗沖擊性,除雪鏟除雪作業速度適合在5Km/h-30Km/h。

  公路或高速公路除雪速度相對要求高、除凈率比城市道路要相對低,因此鏟刃與路面的夾角適合75°-80°(形成的銳角)、除雪作業速度適合在15Km/h-60Km/h。由于除雪設備的作業環境比較惡劣,在設計中要使設備整體能夠承受各方面的承受力、材料的選擇要使設備受力后具有一定的彈性變形。吉林捷盈生產的城市道路除雪鏟和公路除雪鏟是比較成功的設計,相關結構可以參考,但因知識產權原因不能仿制。

  3、除雪滾刷除雪機械設備中滾刷是不可或缺的設備,滾刷優點是除凈率高但只限于清除相對較少的降雪量的自然積雪。目前由于滾刷在結構設計上存在欠缺,在作業時滾刷對地面的壓力不等,導致于轉數或高或低甚至停車,刷絲的磨損也很大或從根部斷裂,這是因為路面的不平整和掛載車輛輪胎氣壓的變化所導致,因此滾刷在結構設計上要消除或補償這些因素帶來的不利作用。

  城市道路兩側是人行道,高架橋也很多,滾刷或其他除雪機械設備清除的積雪不能向兩側拋送或堆放,更不能重復作業,因此除雪機械設備要具有把清除的積雪直接拋送到運輸車輛上的性能。

  四、本人設計的各種除雪機械性能除雪機械設備的應用,使冬季清雪得到了快捷,但是由于除雪設備的使用環境特別惡劣,使用人群又得不到很好的業務技術培訓,促使這個領域的產品要有很好的使用性能和性能的穩定。除雪機械設備的研制,是一個非常復雜難度很大的技術工程,經多年研究生產實驗,各種路面除雪機械相繼研制成功并問世并得到了市場好評,這些產品技術的問世標志著我國道路除雪機械領域跨越了一個新的發展時期,是一次質的飛躍,也標志著我國在除雪機械領域、路面清潔設備領域領先于國際水平。

  根據我國道路建設的多樣化的格局和我國的雪情,設計研發了全新的各種除雪機械設備,這些系列除雪機械設備能清除各種道路的積雪、壓實雪并減少了清雪程序,降低了單位面積清雪成本,節約了清雪費用及降低了作業人員的勞動強度。通過各種力學分析和對各種路面雪情的分析,使各種除雪機械結構設計合理化,確保了系列除雪機械設備的使用性能和性能的穩定性。

  1、拋雪滾刷清雪滾刷是道路及時清雪的應急清雪設備,該滾刷自帶動力,作業時掛載在各種運輸車輛上,清雪對象是自然積雪,適合城市道路、公路、機場清雪作業,作業速度20km/h左右及以下,作業寬度2.4m-6m。該滾刷特點是路沿石以內的雪都能清除、清雪寬度大,不用人工或其他機械二次處理,節省大量人工和機械重復作業,適合各種工程車輛掛載,除凈率90%以上,在清雪的同時能把清除的雪直接拋送進掛載的運輸車輛,也可以向道路兩側拋送。當運輸車輛的雪滿載后,滾刷可掛在第二臺運輸車輛繼續作業,更換掛載時間脫卦不超過一分鐘、掛載不超過三分鐘非??旖?。

  2、重型拋雪滾刷清雪滾刷是道路及時清雪的應急清雪設備,該重型滾刷自帶動力,作業時掛載在各種運輸車輛上,清雪對象是各種自然積雪或輕度壓實雪以及24小時以內的壓實雪,適合城市各種道路作業,作業速度20km/h左右及以下,作業寬度2m-3.5m。該滾刷特點是能夠清除輕度壓實雪和清除路沿石以內的雪,不用人工或其他機械二次處理,適合各種工程車輛的拖掛,除凈率90%以上,在清雪的同時能把清除的雪直接拋送進掛載的運輸車輛,也可以向道路兩側拋送。當運輸車輛的雪滿載后,滾刷可掛在第二臺運輸車輛繼續作業,更換掛載時間脫卦不超過一分鐘、掛載不超過三分鐘非??旖莨澥〈罅咳斯ず蜋C械重復作業。

  3、公路除雪鏟公路除雪鏟是道路及時清雪的應急清雪設備,能使公路的積雪快速清除,該型公路除雪鏟自帶動力,作業時掛載在各種運輸車輛上,清雪對象是各種自然積雪、輕度壓實雪,適合城市各種道路、公路、高速公路作業,作業速度30km/h左右及以下,作業寬度2m-3.5m。該除雪鏟特點是能夠清除輕度壓實雪以內的雪并實現快速清雪,在清雪的同時能把清除的雪直接拋送進掛載的運輸車輛,也可以把雪向道路兩側拋送,適合各種工程車輛的掛載,越障性能好、除凈率90%以上。當運輸車輛的雪滿載后,除雪鏟可掛在第二臺運輸車輛繼續作業,更換掛載時間脫卦不超過一分鐘、掛載不超過三分鐘非??旖?。

  4、城市道路除雪鏟城市道路除雪鏟是城市及時清雪的應急清雪設備,能使城市道路的各種積雪及時清除,該型道路除雪鏟自帶動力,作業時掛載在各種運輸車輛上,清雪對象是各種自然積雪、輕度壓實雪、24小時之內的重度壓實雪,適合城市各種道路作業,作業速度15km/h左右及以下,作業寬度2m-3.5m。該除雪鏟特點是能夠清除24小時之內的重度壓實雪以內的各種積雪,適合各種工程車輛的掛載,越障性能好、除凈率90%以上,在清雪的同時能把清除的雪直接拋送進掛載的運輸車輛,也可以向道路兩側拋送。當運輸車輛的雪滿載后,滾刷可掛在第二臺運輸車輛繼續作業,更換掛載時間脫卦不超過一分鐘、掛載不超過三分鐘非??旖?,節省大量人工和機械重復作業。

  5、壓力角除雪鏟該型道路除雪鏟作業時掛載在各種裝載機上,清雪對象是各種自然積雪、輕度壓實雪和重度壓實雪,適合城市各種道路作業,作業速度15km/h左右及以下,作業寬度2m-3.5m。該除雪鏟特點是能夠清除重度壓實雪以內的各種積雪,越障性能好、除凈率90%以上。

  6、刮式清雪鏟該型除雪鏟適合公路、高速公路快速清除積雪,掛載在各種裝載機上,清雪對象是各種自然積雪、輕度壓實雪,適合城市各種道路、公路、高速公路作業,作業速度30km/h以上,作業寬度2m-3.5m。該除雪鏟特點是能夠清除輕度壓實雪以內的雪并實現快速清雪,越障性能好、除凈率90%以上。

  7、中置大、中型拋雪滾刷清雪機該系列滾刷清雪機底盤為自行設計專用底盤,符合行走機械標準,清雪對象是各種自然積雪或輕度壓實雪,適合城市各種道路、公路、機場清雪作業,非作業時速為40km/h,作業速度20km/h左右及以下,作業寬度2m-7m。該滾刷特點是能夠清除輕度壓實雪和清除路沿石以內的雪、清雪寬度大速度快,不用人工或其他機械二次處理,除凈率90%以上,清除的雪可拋送到路基以外,拋送距離可根據要求進行調節,實現了實際意義的機械化作業。

  8、中置輕型、重型除雪機該系列除雪機底盤為自行設計專用底盤,符合行走機械標準,清雪對象是各種自然積雪、輕度壓實雪、重度壓實雪,適合城市各種道路、公路作業,非作業時速為40km/h,作業速度20km/h左右及以下,作業寬度2m-3.5m。該除雪機特點是能夠清除重度壓實雪以內的雪,除凈率90%以上,清除的雪可直接拋送到運輸車輛上或拋送在路基兩側,實現了實際意義的機械化作業。

  9、前置公路除雪機該系列除雪機底盤是采用汽車廠生產的二類底盤,符合相關標準,清雪對象是各種自然積雪、輕度壓實雪,適合各種公路、高速公路快速清雪作業,非作業時速為90km/h以上,作業速度30km/h以上,作業寬度2m-3.5m。該除雪機特點是能夠快速清除公路、高速公路上的積雪,除凈率90%以上,清除的雪可直接拋送到路基以外區域。

  10、雙向駕駛道路聯合除雪機該系列除雪機為前后雙向駕駛,不用更換作業單元總成操作方便,底盤為自行設計專用底盤,符合行走機械標準,清雪對象是各種自然積雪、輕度壓實雪、重度壓實雪,適合城市各種道路、公路、高速公路作業,非作業時速為40km/h以上,作業速度30km/h左右及以下,作業寬度2m-3.5m。該除雪機特點是前后雙向駕駛易操作,轉彎半徑小,攜帶清雪滾刷、重型除雪鏟以及拋雪機,根據路面雪情不同可選擇作業單元進行作業,也可聯合作業,能夠清除重度壓實雪以內的雪,除凈率90%以上,清除的雪可直接拋送在道路路基以外,也可把雪裝載在運輸車輛上,實現了實際意義的機械化作業并一機多用。

  五、道路清掃車

  1、無刷無污染清掃車全新設計無刷無污染夏季道路清掃車,在設計方面采用了獨特而高端的結構設計,使道路污染物隨著空氣的流動被清除。由于結構方面創新,使路面重物體輕松的被收集到垃圾儲存倉里。由于是無刷清掃清潔路面,所以給環衛部門減少了很多成本,也給節約了大量資金。

  2、滾刷無污染通用清掃車該滾刷是采用全新設計無污染一年四季通用道路清掃車,在設計方面采用了獨特而高端的結構設計,使道路各種污染物及積雪一次性被清除。由于結構方面創新,使路面重物體及積雪輕松的被收集到儲存倉里或道路兩側,實現一機多用給環衛部門減少了成本,也給節約了大量資金。

  除雪技術是一個廣闊的技術領域,本人愿意探討這方面的技術交流以便共同提高技術水平,制造出符合市場需求、價格低、性能穩定的產品,可通過郵箱qc3156@126.com和本人聯系探討。


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