除雪车液压系统设计－除雪部分液压系统提升铲油路设计

除雪车液压系统设计－除雪部分液压系统提升铲油路设计

摘要

我国北方冬天时间较长，降雪量大，道路积雪堆积多，如果不及时的清除积雪，将严重影响交通安全，给人们日常生活带来诸多不便。因此，研发多功能的除雪机，有很重要的实用、使用价值，更对国民经济的发展起到推动作用。

该论文通过分析研究路面上压实积雪的物理性能，查阅参考了目前的国内外有关该设备的大量资料和分析了目前国内外主要除雪方法的基础上，提出了一种适合中国国情的机械除雪车的设计方案，根据除雪车行驶驱动部分的设计要求和性能要求，设计了除雪车行驶驱动液压系统的原理图。然后，对液压泵和液压马达进行了计算选型，确定了泵和马达的型号，在对除雪车除雪工作部分的组成和工作要求进行分析后，对除雪车除雪工作液压系统进行了设计。

本次设计是一种由装载机底盘改装而成的除雪车的液压系统，阐述了除雪车工作装置回路和转向回路的原理，并对液压系统和元件进行了计算。对液压系统及工作装置的理论计算表明：改装后的除雪车各项性能满足设计要求，能正常、稳定工作。

关键词：除雪车,液压系统,元件选型,设计计算

SNOW REMOVAL VEHICLE HYDRAUIC SYSTEM DESIGN－SNOW REMOVAL PARTS OF HYDRAULIC SYSTEM ASCENSION SHOVEL OIL CIRCUIT DESIGN

ABSTRACT

Winter lasts for a long time in the cold areas of northern China.A great amount of snow falls there each year.Therefore,if the accumulated snow cannot be removed and cleaned in time,it will severely affect the safety of the transportation and bring out a lot of inconveniences to the people’s daily life.The manufacture of the multi—functional snow-moving machine will be found of important and practical value in forming good transportation and hygiene environment in winter．

This paper first analyse the physical and mechanical properties of snow compaction on the road, then access to a lot of information about this equipment at home and abroad and analyzing the various means of snow-clearings in the world at present, the project of a sort of snow-blower fit for China is put forward in this paper.According to the design requirements and performance requirements of the snow removal machine, designed the schematic diagram of snow sweeper’s driving hydraulic system. Then the hydraulic pump and hydraulic motor is calculated and selected. The pump and motor model is determined.

After analysis of the composition and work requirement of the snow removal work part of the snow sweeper, design the snow removal work hydraulic system of snow sweeper.

The hydraulic system of one kind of snow removal vehicle converted from loader chassis was designed， and the calculation of the system and its components was conducted， and the hydraulic pump and engine power were checked． The theoretical calculation indicates that the refitted snow removal vehicle meets the requirement and works stably．

KEY WORDS:Snow removal vehicle,Hydraulic system,Power check,

Design calculation

1 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究概况

1.3除雪车发展趋势

2 系统功能设计

2.1系统方案设计

2.2系统功能论述

3 系统主要参数计算

3.1除雪系统提升铲的设计计算

3.1.1相关概念及名词解释

3.1.2除雪铲的相关计算

3.2运动负载分析计算

3.3提升液压缸的设计计算

3.3.1液压缸基本参数计算

3.3.2液压缸缸筒的设计和计算

3.4除雪车其他主要液压元件的选型

4 液压系统设计

4.1工作装置回路设计

4.2转向回路设计

4.3除雪车提升铲液压系统油路图

5 液压系统元件确定

6 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

附录

1绪论

1.1研究背景

俗话说“瑞雪兆丰年”，对于农地来说，冬季的一场大雪能带来明年的大丰收，农民的喜悦。但是对于城市来说，积雪会给城市的道路交通带来很大的麻烦，尤其是我国较寒冷的北方地区。目前，我国的经济发展越来越好，高速公路是国民经济的命脉，其里程的与日俱增，使我们的交通出行越来越便利。冬季，降雪、结冰等道路问题一直出现，大大影响了我们的生活，也为运输带来了阻碍，而且，积雪、积冰也会威胁运输过程中人身财产安全，这就需要在第一时间清理道路上的积雪和冰，这也成为了冬季的高速公路基本养护。

我国北方气候寒冷、温差大、冬季时间持续较长，降雪量大，常常会引起滑车、交通事故、行人摔伤等一些不便，而环卫工作人员在降大雪后都忙于清除主要路面的积雪，而对于一些机械行驶的路面积雪很难有效清理，这给人们带来诸多的不便。就目前来说，我国对于小型较窄路面的清雪方式主要依靠人力，通过用铁锹、扫帚等工具对积雪进行处理，清雪效率很低，浪费人们的很多宝贵时间，因此，为提高道路积雪的清扫效率，给人们生活带来方便，同时减少不必要的事故发生，我组打算设计出符合要求的除雪车。

目前的公路除雪方式大致分为溶解发和机械法，但是融雪剂除雪会损坏道路、桥梁、车辆、污染城市环境等不太适合未来除雪发展的趋势。机械除雪是利用机械装置将路面上的积雪以及积冰与道路表面区分开来转移到道路以外，我国在机械除雪机械方面远远落后于其他国家，而发达国家的新型除雪机械已经向高效率高速化、多功能化、高自动化等方向发展，例如采用 PLC 控制系统实现除雪机械的高程度的自动控制和无人除雪功能，采用机电液一体化，机械和液压系统提供大部分的动力，也可实现集成化的控制和管理和自动化的工作状态监视和反馈。

由此看来，对于旧式除雪机械各方面的缺点以及为了满足高速化多功能化，便于集成控制，提高自动化程度并能充分利用发动机功率等需求，这对除雪机械的液压系统有很高的要求，开发研制新型的一体化除雪机械对我国的除雪工作具有重大的意义。

1.2国内外研究概况

机械除雪是把人从利用体力的除雪工作中解放出来的一种最好的途径。因此，科学设计者一直在探索如何研制出更安全、更可靠和更实用的除雪机器。除雪机在国外发展已有几十年的历史，技术先进。最初的除雪机是采用推土机或装载机。而现在，随着除雪机的迅速发展，已经在市场上流通的除雪机主要有铲刮式除雪机系列、抛扬式除雪机系列、刷扫式扫雪机系列、击振式破冰除雪机系列等，但原理仍是以大型车辆带动除雪装置来实现积雪清理的任务。

在国外，除雪机械的发展比较先进，技术也趋于完善，特别是芬兰、瑞典、挪威、德国等北欧国家和加拿大已相当成熟。目前国外采用的除雪方式有三种：综合式除雪、融雪除雪和机械除雪。（1)综合式除雪：综合式除雪是一种新型的除雪方法，它可以先将积雪积冰破碎，然后将其推送到指定位置，最后将其清理，比较适合大型高速公路以及机场跑道场合使用。在国外，瑞士的 BOSCHUNG 公司有生产这种除雪机械，美国的S&S 也有生产。(2)融雪除雪：融雪除雪必须借助化学产品或者工业用盐抛洒在积雪积冰上使其融化。融雪除雪成本较高，除了车辆的燃料，还要使用额外的融雪剂。现在人们在研究新型的融雪方式，例如使用红外融雪，汽车废气热能融雪等。同时，化学药剂和工业用盐有一定程度的危害，会毁坏路面结构造成一定的损失，就未来发展趋势来看融雪剂的使用将会受到越来越严格的限制，使用量及适用范围将非常有限。(3)机械除雪：机械除雪应用比较广泛，使用传统的机械结构破坏积冰积雪，然后将其清除，按照破坏冰雪方式的不同可以将其分为犁式除雪机械和螺旋转子式除雪机械两种。行走驱动装置则有汽车底盘、工程机械专用底盘和拖拉机。如果采用汽车安装除雪头的方式，除了在冬季除雪外，汽车还可以在别的季节作为其他功能使用，这样大大提高了汽车以及除雪车的利用效率。

除雪机的性能稳定，造价高，对于我国来说，应根据国情，加强对雪的力学性质研究，根据不同雪的特性，以及路面区别设计出多功能除雪机械，来提高除雪的效率。

1.3除雪车发展趋势

近年来，国外除雪车发展相当迅猛，品种和规格也越来越齐全。除雪车生产厂家不仅采用了新技术、新材料、新工艺和新结构，而且还致力于提高除雪车的操作性能和舒适性，以满足现代除雪的各个要求。

总结国内外除雪车的发展现状，结合当今世界机械行业的发展动态。道路除雪车的发展趋势将朝以下几个方面发展。

1、加强对冰雪物理机械性质的研究。建立道路气息系统，该系统能准确、及时的提供路面温度、湿度、风向、风速、冰雪性质等方面信息，为准确地安排除雪车及除雪车设计提供依据。

2、一机多用化趋势。即通过一些车辆改装成除雪车，当需要除雪时，装上相应的除雪装置即可，就演变成简易的除雪车，来完成相应的除雪作业，当不需要除雪时，卸掉除雪装置，又可以发挥另外的功能。这样使车辆朝着多功能方面发展，提高了车辆的使用率，增加了车辆的经济性。

3、研发能配置于车辆底盘的高性能除雪装置。比如推雪用的推雪板、破碎冰层用的振动铲、扫雪用的滚刷、吹雪用的吹雪风机等。这样不仅大大提高了除雪效果和除雪效率，而且还扩宽了车辆的使用范围，使得车辆更加具有经济性。

4、研发高性能避让机构。这样是为了保证路面和除雪工作装置不受破坏，提高除雪车的路面适应能力。避让机构应向反应迅速、自动化、新技术等方向发展。

5、更加重视易操作性、安全性及驾驶舒适性。当除雪车进行除雪作业时，工况相对比较恶劣，如果除雪车的操作性好，安全性很高，驾驶室环境很舒适，这样不仅节省了司机的体力劳动，而且还降低了司机操作水平的要求，加上驾驶环境舒适，为冰雪的顺利清除提供了有效保障。

6、向柔性化、专业化以及生产协作配套网络化方向发展。

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