關于除雪機的穩定性探討

李帥

摘 要：北方地區由于地理位置的原因，常有大雪天氣出現。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定性。本文通過對除雪機重心、穩定性評價指標、以及縱橫向穩定性的詳細分析，以供后續參考。

關鍵詞：除雪機；穩定性；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定性。通過對除雪機穩定性的深入分析研究，來提高除雪機在工作過程中的穩定性。

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據，唯一的重心位置是確定其穩定性的決定性因素。因此，在對除雪機穩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。

經過相關資料查詢，得到以下數據參數：除雪機輪胎的直徑為650毫米，其重心位置數據分別是1235毫米，0，1189毫米。結合滾刷的位置和滾刷自身參數，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 除雪機穩定性的評價指標

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

（1）穩定比：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據：

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，k=1；當MW>MF的時候，這時候的除雪機穩定性是最好的，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）穩定度：當除雪機在進行斜坡作業時候，發生側翻的臨界坡度被稱為穩定度。穩定度用來衡量除雪機的穩定性，由于路面情況不一樣，穩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時的重心狀態。根據公式所得出的結果結合課題觀點，穩定度只能在某個程度上反應除雪機的機械性能。另外，發動機的動力強度，地面附著力都會影響除雪機作業時的位置。

3 縱向和橫向穩定性

3.1縱向穩定性

除雪機的縱向穩定性是通過穩定度來反應的，在進行穩定度的計算時，需要對除雪機會發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定度計算時，應該充分考慮除雪機側翻的情況。

而根據國家明確的規定要求，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。

3.2橫向穩定性

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

當除雪機處于發生翻到的臨界狀態時，前輪承擔前橋所產生的全部重量，輪胎變形度大，此時，由于后輪并沒有壓力，就造成輪胎的形變為零。所以，為了保證除雪機能正常的進行作業，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，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，因為一級穩定性和二級穩定性數值相同，所以一般都只會使用一級穩定角。

4 結束語

本文通過了解除雪機的特點，對除雪機重心、穩定性評價指標、以及縱橫向穩定性的詳細分析，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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[2] 毛壯壯，劉占磊. 除雪機水平提升偏轉裝置的研究，2016.