脈沖式融雪劑撒布機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、脈沖式融雪劑撒布機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)　　摘要：非均勻撒布工藝研究對(duì)道路除雪具有重要的指導(dǎo)意義，基于非均勻撒布工藝進(jìn)行了脈沖式融雪劑撒布機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。首先分析工藝確定撒布機(jī)構(gòu)具有直線撒布和斜線撒布功能，然后進(jìn)行方案對(duì)比，分別采用多螺旋結(jié)構(gòu)和四連桿機(jī)構(gòu)，并對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，最后對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證了撒布機(jī)構(gòu)的可靠性?！　￡P(guān)鍵詞：非均勻撒布；融雪劑；撒布機(jī)構(gòu)；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.192　　1引言　　道路除雪是冬季道路養(yǎng)護(hù)作業(yè)的重要工作，目前主要工藝是采用推雪鏟進(jìn)行初

2、步除雪，然后拋撒融雪劑進(jìn)一步將落雪消除干凈。初步除雪之后道路面往往還殘留有部分落雪，此部分落雪如果不進(jìn)一步消除干凈，結(jié)冰之后會(huì)對(duì)道路通行產(chǎn)生極大的安全隱患。當(dāng)前融雪劑拋撒方式主要為人工拋撒和機(jī)械拋撒，采用的方式也是均勻拋撒思路，將融雪劑均勻的撒布在落雪表面，降低落雪融化溫度，達(dá)到除雪目的[1]?！　∪谘﹦伻鲇兄诘缆肥柰ǎ涓g特性也對(duì)路面及周邊環(huán)境造成了危害[2]。當(dāng)前采用均勻拋撒方式進(jìn)行融雪劑撒布，融雪劑的用量非常大，因此需要探索新的撒布方式以降低融雪劑的使用量，減少其對(duì)環(huán)境的危害。文獻(xiàn)[3]首先論證了非均勻

3、撒布方式相對(duì)于均勻撒布方式的優(yōu)點(diǎn)，加大局部區(qū)域融雪劑撒布濃度形成快速的融雪線，并以雪融水帶動(dòng)周邊區(qū)域的落雪融化，達(dá)到快速除雪的目的；通過試驗(yàn)對(duì)均勻撒布、點(diǎn)撒布、線撒布和混合線性撒布的融雪效果以及融雪劑使用量進(jìn)行了對(duì)比，得出混合線性撒布效果最優(yōu)。當(dāng)前的撒布裝置主要為均勻撒布機(jī)械，因此急需根據(jù)非均勻撒布工藝要求設(shè)計(jì)非均勻撒布機(jī)構(gòu)。本文依托于山西省交通廳重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目“脈沖式融雪劑撒布車研發(fā)”（編號(hào)：2014-1-10），進(jìn)行了脈沖式融雪劑撒布機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。首先根據(jù)非均勻撒布工藝要求進(jìn)行了撒布機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)，然后根據(jù)方案利

4、用ADAMS進(jìn)行了撒布機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證了方案的可靠性。　　2方案設(shè)計(jì)　　2.1撒布工藝分析　　通過對(duì)非均勻撒布工藝進(jìn)行對(duì)比，采用混合線性撒布方式，效果如圖1所示。混合線性撒布方式包括直線撒布和斜線撒布，因此非均勻撒布機(jī)構(gòu)需要包括直線撒布和斜線撒布兩部分?！　?.2直線撒布方案　　直線撒布需要通過輸送設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)前的輸送設(shè)備包括螺旋式、皮帶式和刮板式[4]。脈沖式融雪劑撒布機(jī)構(gòu)需要精確控制融雪劑撒布密度，并且撒布密度需要隨著車速變化而改變。螺旋傳輸方式可以通過改變螺旋參數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)速度方式來控制融雪

5、劑的輸送量，因此經(jīng)過對(duì)比選用螺旋方式來進(jìn)行融雪劑輸送。采用混合線性撒布方式，需要將融雪劑撒布成平行的多段線，撒布方式包括單螺旋撒布和多螺旋撒布?！　温菪霾挤绞皆诼菪撞吭O(shè)置多個(gè)落料口，通過調(diào)節(jié)落料口的大小和螺旋的轉(zhuǎn)速來控制撒布密度。采用此方式可實(shí)現(xiàn)直線撒布，但由于撒布密度與落料口大小有關(guān)，在改變?nèi)霾济芏葧r(shí)需要調(diào)節(jié)落料口大小，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)需要增加落料口調(diào)節(jié)裝置，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜度?！　《嗦菪霾挤绞饺鐖D2所示，包括垂直螺旋和水平螺旋，垂直螺旋有一個(gè)進(jìn)料口，多個(gè)出料口，水平螺旋有一個(gè)進(jìn)料口和一個(gè)出料口，其中水平方

6、向螺旋的出料口進(jìn)行融雪劑撒布。由于水平撒布螺旋為一進(jìn)一出，只要通過控制水平螺旋的轉(zhuǎn)速即可以控制融雪劑的撒布密度，控制系統(tǒng)邏輯簡(jiǎn)便。　　通過對(duì)比單螺旋和多螺旋撒布方式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用多螺旋方式進(jìn)行融雪劑直線撒布?！　?.3斜線撒布方案　　混合線性撒布工藝中斜線的撒布要求落料口在撒布過程中沿水平螺旋平行方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以通過直線導(dǎo)軌、四連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)[5]?！　≈本€導(dǎo)軌撒布結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括料口、柔性軟管、導(dǎo)軌、滑塊、落料口，工作時(shí)融雪劑從料口進(jìn)入，經(jīng)過柔性軟管到達(dá)落料口，落料口隨著滑塊在導(dǎo)軌上做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)融雪

7、劑的斜線撒布。直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)需要增加限位開關(guān)、滑塊移動(dòng)裝置等，安裝、控制較為復(fù)雜，并且融雪劑通過柔性軟管到達(dá)出料口，在使用過程中易出現(xiàn)打結(jié)?！　∷倪B桿撒布機(jī)構(gòu)如圖4所示，包括曲柄滑塊和平行四邊形兩部分。曲柄滑塊由圓盤O、滑塊D、搖桿L1組成，滑塊D固定在圓盤O上，搖桿L1上開槽，且繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤O繞點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑塊D在搖桿槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)搖桿L1轉(zhuǎn)動(dòng)，做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。平行四邊形由桿L1、L2、L3、L4組成，在搖桿L1擺動(dòng)時(shí)，通過點(diǎn)F帶動(dòng)L2、L3擺動(dòng)，L2、L3的點(diǎn)A、C處連接斜線撒布落料口，從而帶動(dòng)落料口做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，

8、實(shí)現(xiàn)斜線撒布。　　通過對(duì)比，直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)在安裝和控制方面均比四連桿機(jī)構(gòu)復(fù)雜，因此本文采用四連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)混合線性的斜線撒布?！　?機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)　　脈沖式融雪劑撒布車撒布參數(shù)如表1所示，根據(jù)參數(shù)進(jìn)行撒布機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)?！　?.1直線撒布機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)　?。?）融雪劑撒布量。融雪劑撒布量決定了撒布螺旋的尺寸及轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式（1），可得最大融雪?┤霾劑課?2240k