融雪劑撒布機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2015-04-29 00:00:00王曦陽(yáng)張思佳李積玉
【摘 要】簡(jiǎn)單介紹了融雪劑撒布機(jī)的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并以鏈條輸送式撒布機(jī)為例給出了計(jì)算方法和公式。
【關(guān)鍵詞】撒布機(jī)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)計(jì)算
0.概述
在冬季，特別是北方冰凍時(shí)間較長(zhǎng)，降雪比較頻繁。道路的除雪、除冰，保證道路暢通，減少或杜絕因路滑引起交通阻塞和交通事故是目前亟待解決的一個(gè)技術(shù)難題。采用拋撒融雪劑除雪特別是除冰具有其它除雪方法無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。盡管現(xiàn)在常用的融雪劑對(duì)路面和綠化帶有一定的破壞作用，但通過(guò)規(guī)范管理和對(duì)環(huán)保型融雪劑的使用，傳統(tǒng)融雪劑的副作用大大降低，作為用來(lái)拋撒融雪劑的主要設(shè)備，撒布機(jī)是目前主流的除雪設(shè)備。
1.撒布機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程
1.1撒布機(jī)的結(jié)構(gòu)
融雪劑撒布機(jī)主要由動(dòng)力系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、料倉(cāng)總成、輸料機(jī)構(gòu)、物料分配拋撒機(jī)構(gòu)、預(yù)濕系統(tǒng)等組成。
1.1.1動(dòng)力系統(tǒng)
動(dòng)力系統(tǒng)是撒布機(jī)工作的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)來(lái)源，一般采用副發(fā)動(dòng)機(jī)或者從汽車底盤取力來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓泵，從而給整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力。
1.1.2智能控制系統(tǒng)
系統(tǒng)可根據(jù)車速的變化自動(dòng)調(diào)整撒布量，保證撒布量均勻一致，撒布量在20～100g/m2之間調(diào)整；根據(jù)需要，撒布寬度可在3～12m之間調(diào)整。撒布量和撒布寬度根據(jù)需要，事先在控制面板上設(shè)置，車速信號(hào)通過(guò)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器，經(jīng)有線連接傳遞給處理器，通過(guò)控制器控制比例閥的開口度，從而調(diào)節(jié)輸送馬達(dá)和甩盤馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到需要的撒布量和撒布寬度。這套控制系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，控制精確，操作簡(jiǎn)便且可在駕駛室內(nèi)完成所有操作。相比于以前的人工拋撒和現(xiàn)在的拋撒控制系統(tǒng)，工作條件優(yōu)越、勞動(dòng)強(qiáng)度小、效率高、除雪效率高。
1.1.3料倉(cāng)總成
料倉(cāng)是用來(lái)盛放融雪劑的箱體，多采用碳鋼焊接再做防銹處理，或直接采用不銹鋼制作。料倉(cāng)底部設(shè)有減壓梁。
1.1.4輸料機(jī)構(gòu)
采用鏈?zhǔn)捷斔托问剑準(zhǔn)捷斔褪窃趦膳沛湕l之間安裝刮片，鏈條帶動(dòng)刮片連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)推送物料。
1.1.5物料分配拋撒機(jī)構(gòu)
甩盤是撒布機(jī)重要的部件之一，直接影響到拋撒融雪劑的均勻性。在拋撒作業(yè)過(guò)程中，當(dāng)融雪劑從料倉(cāng)口到旋轉(zhuǎn)的圓盤上時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)的圓盤產(chǎn)生的離心力以及融雪劑和圓盤間的摩擦力作用，使融雪劑在圓盤以及延葉片上經(jīng)過(guò)滑動(dòng)或滾動(dòng)，最終通過(guò)葉片拋撒出去。
1.1.6預(yù)濕系統(tǒng)
通常在融雪劑拋撒出去前與水混合并與水同時(shí)撒布，叫做預(yù)濕撒布。當(dāng)融雪劑（鹽）剛剛?cè)霾荚谘┑厣蠒r(shí)，公路上的濕氣還不足以使鹽融化。隨著濕氣的吸收，鹽與雪開始融化，鹽融雪水不斷增多。隨著水的比例增加，鹽融水的冰點(diǎn)也開始變化。將鹽加入一定比例的水進(jìn)行預(yù)濕撒布作業(yè)，可以免除吸收熱量和濕氣的過(guò)程，直接產(chǎn)生融雪作用。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)鹽融水中，水的比例達(dá)到8.6%時(shí)，冰點(diǎn)開始明顯降低。當(dāng)鹽融水中，水的比例達(dá)到23%時(shí)，鹽融水的冰點(diǎn)為-20℃。
所以預(yù)濕撒布可以提高化雪速度，而且濕的融雪劑可以粘在冰雪上，減少風(fēng)吹的損失。
1.2撒布機(jī)的工作過(guò)程
融雪劑在料倉(cāng)內(nèi)通過(guò)刮板輸送至固定桶內(nèi)，經(jīng)調(diào)節(jié)桶、溜槽進(jìn)入甩盤，靠甩盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力拋撒出去。撒布機(jī)預(yù)濕水箱置于料倉(cāng)兩側(cè)，箱內(nèi)液體通過(guò)水泵注入溜槽，隨融雪劑一起通過(guò)甩盤進(jìn)行預(yù)濕撒布。根據(jù)安裝汽車底盤高低來(lái)調(diào)節(jié)固定桶和調(diào)節(jié)桶的相對(duì)位置，以達(dá)到調(diào)節(jié)甩盤高低，滿足不同車型的使用。
2.撒布機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1鏈條輸送器的設(shè)計(jì)
考慮融雪劑顆粒尺寸、負(fù)荷、加工工藝以及設(shè)計(jì)，輸送鏈條采用厚1mm、寬12mm不銹鋼片壓折而成，鏈節(jié)距p=25.7mm，鏈條小邊a=15 mm，長(zhǎng)邊b=27.4mm，鏈條寬330mm。
輸送機(jī)構(gòu)的動(dòng)力由液壓馬達(dá)提供，液壓馬達(dá)通過(guò)減速機(jī)與鏈輪軸連接。該機(jī)構(gòu)在鏈輪旋轉(zhuǎn)1周的輸送量為：
q=πdWhρ
式中：q——鏈輪旋轉(zhuǎn)1周輸送量（kg/r）。
d——驅(qū)動(dòng)鏈輪直徑（m）。
W——倉(cāng)門開口寬度（m）。
h——倉(cāng)門開口高度（m）。
ρ——融雪劑密度（kg/m3）。
2.2撒布寬度
若不計(jì)空氣阻力，則撒布寬度為：
S=2創(chuàng)
式中：S——撒布寬度（m）。
H——撒布盤離地高度（m）。
R——撒布盤直徑（m）。
n——撒布盤轉(zhuǎn)速（r/min）。
g——重力加速度（m/g2）
2.3預(yù)濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)介紹：推薦的預(yù)濕液體與融雪劑的質(zhì)量比為1：3，則預(yù)濕箱的有效容積為：
V=創(chuàng)V
式中：V1——預(yù)濕箱的有效容積（m3）。
V2——料倉(cāng)的有效容積（m3）。
ρ1——預(yù)濕液體密度（kg/m3）。
ρ2——融雪劑密度（kg/m3）。
融雪劑撒布機(jī)作業(yè)安全可靠，效率高，使積雪得以迅速清除，保證了道路通暢，避免交通事故的發(fā)生。此外，由于主機(jī)采用掛具形式，所以提高了主車的利用率。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
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