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旋切式压实冰雪清除机理及仿形避障机构研究
| 论文题名： | 旋切式压实冰雪清除机理及仿形避障机构研究 |
| 关键词： | 越障机构;压实冰雪清除;旋切式钢刷;楔形除雪部件 |
| 摘要： | 未及时清除的降雪经过行人和车辆的反复碾压及反复融冻，形成具有一定厚度和硬度、内部含有杂质且与路面粘结牢固的压实冰雪。压实冰雪覆盖的路面，表面光滑，摩擦系数极低，给行人和车辆的安全通行造成不便，严重影响人们的日常生产和及生活。 本文对道路压实冰雪的形成过程进行了分析，通过压实冰雪压缩特性测试，分析了压实冰雪在外力作用下发生断裂破坏过程中的应力-应变变化状态，为旋切式压实冰雪清除机理的研究提供了参考依据。基于莫尔库伦思想，建立了旋切式压实冰雪破坏准则。建立了压实冰雪切削试验台，完成了压实冰雪切削破坏试验，利用 Design-Exper8.0软件对试验结果进行了分析，分析结果表明，除雪刀具的最佳参数为切削深度18mm、刀具安装角35°、后角13°~15°，同时验证了旋切式压实冰雪破坏准则的合理性。 针对板状压实冰雪设计了旋切式钢刷、凹盘和轮齿除雪部件以及针对冰膜状压实冰雪设计了旋切式楔形除雪部件，并利用 Pro/E软件分别对其进行三维建模。根据旋切式除雪要求，对除雪部件的运动状态及入雪条件进行分析，分析结果表明，除雪部件在正常除雪过程中的运动轨迹为余摆线。利用ADAMS软件对碎冰机构进行运动仿真，仿真结果与理论分析相吻合。 分别对四种除雪部件进行压实冰雪清除试验。试验结果表明，旋切式钢刷、凹盘和轮齿除雪部件对于密度小于500kg/m3，厚度为30~50mm的板状压实冰雪切削、破碎、压溃效果较好。旋切式楔形除雪部件针对密度大于500kg/m3的冰膜状压实冰雪的切削、破碎、刮除效果较好。在除雪作业过程中，除雪样机运转良好，四种除雪部件除净率均高于90％，仿形效果好，除雪效率较高。 针对旋切式楔形除雪部件，设计了旋切式仿形越障机构，并对其进行越障性能测试，试验结果表明，该越障机构可在不中断除雪机行驶或绕行的情况下使除雪部件顺利越过障碍，且对除雪部件和道路设施损坏较小。 四种除雪部件的压实冰雪清除试验及仿形越障机构的越障性能测试为旋切式压实冰雪清除技术研究及除雪机械的研发提供了参考依据。 |
| 作者： | 王锐 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 王俊发 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 佳木斯大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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