關于除雪機的穩(wěn)定性探討

李帥

摘 要：北方地區(qū)由于地理位置的原因，常有大雪天氣出現(xiàn)。受大雪天氣的影響，常會因為積雪造成人力財力的損失，甚至是事故，為了避免事故的發(fā)生，最大限度的減少損失，就必須用到除雪機。為了提高除雪機的穩(wěn)定性，保證除雪過程中可能受到結冰或者是其他障礙物的影響，為保證其正常運行，就必須維持前進的穩(wěn)定性。本文通過對除雪機重心、穩(wěn)定性評價指標、以及縱橫向穩(wěn)定性的詳細分析，以供后續(xù)參考。

關鍵詞：除雪機；穩(wěn)定性；重心；縱橫向

在除雪機工作過程中，難免會遇到結冰情況以及其它類型的障礙物阻擋。為了保證除雪機在遇到結冰和障礙物時還能正常工作，就必須提高除雪機的穩(wěn)定性。通過對除雪機穩(wěn)定性的深入分析研究，來提高除雪機在工作過程中的穩(wěn)定性。

1. 確定除雪機的重心位置

除雪機的重心位置、豎直高度以及車輪間距等多個因素影響其穩(wěn)定性。而豎直高度以及車輪間距都可以通過直觀測量來得到數(shù)據(jù)，唯一的重心位置是確定其穩(wěn)定性的決定性因素。因此，在對除雪機穩(wěn)定性機械能研究的時候，需要確定其重心位置。我們結合除雪機的機械特點，采用兩種計算重心的方式來確定除雪機重心，分別是進行實驗和采用計算的方式。我們可以借助除雪機的主要部件重心位置來評估除雪機整體的重心。通過測量除雪機胎壓確定重心所在大概位置，具體方法是借助另外一臺除雪機，將除雪機平放在地面上，各個測量四個輪胎承載力，由此得出重心位置。再通過倒置測量受力點載荷的方式計算重心高度。

綜合上述所用到的測量方式，我們采用以下的測量法來確定除雪機的重心位置。首先是平放除雪機，其次是根據(jù)具體情況確定重心坐標（X，Y，Z），方便確定除雪機重心。

X=（∑GiXi）/ ∑Gi；Y=（∑GiYi）/ ∑Gi；Z=（∑GiZi）/ ∑Gi；H=z+y

公式中：∑Gi；Xi；Yi；Zi --各總成的重量及其坐標。

經(jīng)過相關資料查詢，得到以下數(shù)據(jù)參數(shù)：除雪機輪胎的直徑為650毫米，其重心位置數(shù)據(jù)分別是1235毫米，0，1189毫米。結合滾刷的位置和滾刷自身參數(shù)，利用以下公式來計算出除雪機總體重心坐標：

X2=（∑GiXi）/ ∑Gi=[1666*（3353+2760）+1358*（1359+2760）+（1359+2760）]/5000=4615mm

Y2=0mm；h2=1095mm

從上述計算結果我們可以得出，除雪機的豎直距離是1568毫米（豎直位置：重心到地面），到前端的距離是768毫米。

2 除雪機穩(wěn)定性的評價指標

除雪機在工作過程中表現(xiàn)是否穩(wěn)定的決定性因素就是除雪機的穩(wěn)定性，而相關的評價指標主要由兩方面構成，其一是穩(wěn)定比，其二是穩(wěn)定度。以下是對穩(wěn)定比和穩(wěn)定度進行的詳細分析。

（1）穩(wěn)定比：除雪機在進行除雪工作時，是兩個力矩共同作用的結果，分別是力矩MW和力矩MF。力矩MW可以讓除雪機保持自身的穩(wěn)定，力矩MF是會導致除雪機向外側翻的外力，借助以下的公式來進一步確定兩個力矩之間的比值數(shù)據(jù)：

K= Qn l / G l1= Qn l / G2L

公式中：Qn表示除雪機額定載重量；l表示額定載重量的重心與前橋中心線的水平距離； 表示裝載機使用重量； 表示空載裝載機后橋負荷；l1表示空載裝載機重心距離前橋的水平距離； 表示軸距。

從公式中我們可以看出，當MF=MW時，除雪機是處于一個臨界狀態(tài)，k=1；當MW>MF的時候，這時候的除雪機穩(wěn)定性是最好的，而這個時候K>1，也就是如果要保證其肯定性，必須控制K值大于1；當MW

（2）穩(wěn)定度：當除雪機在進行斜坡作業(yè)時候，發(fā)生側翻的臨界坡度被稱為穩(wěn)定度。穩(wěn)定度用來衡量除雪機的穩(wěn)定性，由于路面情況不一樣，穩(wěn)定度只能作為評價除雪機性能的一部分因素。而當除雪機在進行斜坡作業(yè)時，我們通常用以下公式來表達重心作用線的位置和除雪機所處狀態(tài)之間的關系：

：

我們可以用上述公式來反映除雪機在斜坡和平地作業(yè)時的重心狀態(tài)。根據(jù)公式所得出的結果結合課題觀點，穩(wěn)定度只能在某個程度上反應除雪機的機械性能。另外，發(fā)動機的動力強度，地面附著力都會影響除雪機作業(yè)時的位置。

3 縱向和橫向穩(wěn)定性

3.1縱向穩(wěn)定性

除雪機的縱向穩(wěn)定性是通過穩(wěn)定度來反應的，在進行穩(wěn)定度的計算時，需要對除雪機會發(fā)生側翻情況進行詳細分析。若前輪與地面角度過大，除雪機的重量就會集中到前輪上，造成前輪和后輪的變形程度不一，且相差較大。因此，我們在進行除雪機縱向穩(wěn)定度計算時，應該充分考慮除雪機側翻的情況。

而根據(jù)國家明確的規(guī)定要求，高度公路所能達到的最大坡度不能高于5%。一般的坡度也不能比6%大。結合上述所得到的計算結果，只有當路面的坡度低于29%時。才能讓除雪機處于正常工作的狀態(tài)。

3.2橫向穩(wěn)定性

在除雪機進行橫坡作業(yè)時，發(fā)生失穩(wěn)的可能性比較大。我們在對除雪機穩(wěn)定性進行判斷時，一般分為一級和二級穩(wěn)定。其中一級穩(wěn)定性指的是除雪機的交銷與地面之間的連接線。

當除雪機處于發(fā)生翻到的臨界狀態(tài)時，前輪承擔前橋所產(chǎn)生的全部重量，輪胎變形度大，此時，由于后輪并沒有壓力，就造成輪胎的形變?yōu)榱?。所以，為了保證除雪機能正常的進行作業(yè)，且除雪機相關操作人員不會威脅到人生安全，應當始終將除雪機的穩(wěn)定度維持在一級的層面上。利用上述公式計算得出，除雪機行駛的路面坡度應不高于33.8度，才能保證除雪機能夠正常的進行作業(yè)，而且也不會對操作人員的人身安全造成威脅。

在實際操作當中，因為一級穩(wěn)定性和二級穩(wěn)定性數(shù)值相同，所以一般都只會使用一級穩(wěn)定角。

4 結束語

本文通過了解除雪機的特點，對除雪機重心、穩(wěn)定性評價指標、以及縱橫向穩(wěn)定性的詳細分析，保證除雪工作中可能遇到結冰或者其他障礙物的影響，確保除雪機能夠正常工作。筆者希望在以后的相關工作中，能對各位工作人員起到參考作用。

參考文獻

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