养护机械设备的设计策略分析

林建

摘 要：养护作业事关公路的使用寿命和正常通行的安全性，是公路日常维护的重要组成部分。随着公路在我国地区交通连接的作用越来越重要，对于公路的日常养护都提出了更高标准的要求。在进行公路养护作业时，通过投入合适的设备可以大幅提高工作人员的工作效率并提高最终养护作业的质量。因此合理的养护机械设备设计对公路养护是非常必要的。本文主要针对公路养护机械设备设计重要性、设计中存在的问题、设计策略等方面展开分析，希望本文能够为今后公路养护机械设备的设计提供—些参考，有助于更好地为养护事业服务。

关键词：养护机械设备；重要陛；设计策略；效率

随着我司养护里程突破900公里，公路养护人员的养护作业任务加重，在作业时所涉及的机械设备越来越重要，那么在如何选择上就要求工作人员要充分考虑施工现场和施工过程的实际情况。只有各方面的条件都达到完善的情况，才能使公路的养护作业在总体质量和工作效率上得到保障。养护机械设备设计方案不但与投入成本、工作效率、使用效果，还与经济性和环保性有着密切的关系，合适的机械设备在后续的生产中不但能够减轻劳动量，也能够在后续的工作为企业节约成本，提高企业效率。因此本文就养护机械设备的重要性、设计中存在的问题、设计策略、我司现状等方面进行简单分析。

1机械设备对于公路养护作业的重要性

目前公路养护的主要业务有路基路面保养、桥涵隧道保养、沿线设施保养、机电设备保养、绿化保养等。与之配套的养护设备呈现大小兼备、多样化的特点，包括：通用性养护设备（如：自卸车、皮卡车等）、专用性养护设备（如大型清扫车、小型压路机、路面多功能修补车、高空作业车、护栏打拔桩机、洒水车、桥梁修检车等）、保障性养护设备（如除雪机、破冰机、大型撒盐机、滚筒刷雪机等），这些机械设备的引入可以极大的降低工作人员的工作强度，提高工程的进度和质量。并且有些特定的操作和工艺，只有依靠专门的机械设备才能完成。近年来随着越来越多针对某机械设备的特性所推出的新技术、新工艺，在公路养护作业的占比重不断提升，一台符合养护生产实际情况的机械设备不但可以实现机械化、提高具体工作效率、减少工作所用时间，减少工程对道路交通造成的影响程度，而且大型机械化、自动化设备的使用，纯人工的需求减少，可以减少养护机械设备事故的发生，改变过去对养护生产落后面貌的印象，体现了养护人务实创新、砥砺前行的精神面貌。

2目前养护机械设备设计中存在的问题

随着养护机械设备市场的扩大，养护机械行业可谓是百花齐放，但是养护机械设备设计中也存在许多容易疏忽的关键点：一是很多养护机械设备出现水土不服的现象，主要体现在有些设备北方能用，到了南方却不能用，归根结底就是因为某些设备未根据当地实际情况进行适度调整；二是相似设备其配件通用性差，例如某品牌清扫车型号650和型号750的清扫车，配件却差异较大，导致更换配件周期长；三是许多养护设备性能良好，但是设備笨重，便捷性较差，通常发生转移成本高、转运难道大的问题；四是许多养护设备安全保障性能不够好，例如，目前许多养护车辆的安全防护性能比不上家用轿车，而养护作业特别是高速养护作业中，来往车辆车速高，发生事故往往都比较严重，迫切要求养护机械设备提高安全性能，特别是警示安全设施。

3养护机械设备的设计策略

养护机械设备设计的老思路迫切需要改观，引入更加便捷、多功能、自动化、安全的机械设备是大势所趋，不积跬步无以至千里，当前我们迫切需要养护机械设备厂商、养护设备管理人员立足当下，从灵活性、便捷性、安全性、自动化开始着手，做好养护机械设备的设计改进工作：

3.1釆用模块化设计，提高产品灵活陛

目前需要养护的道路里程长、范围广，同一型号机械设备不可能适应所有的环境和任务，为单一地区专门设计一个机械设备，虽然能有针对性的解决该地区的道路养护工作难点，但是投入的成本太高，企业无法承担。因此在进行道路养护机械设备的设计时迫切需要一个具有模块化操作的机械设备，其主体结构和功能是一样的，只是各个专门部件可以根据实际情况和任务的不同进行调整，设计人员只需要对一个机械主体进行设计，而其他的辅助装置则是根据当地自然情况和任务需求进行改进和申请，减少在机械主体上进行设计所需投入的成本，同时可以自由拆卸的模块又可以应用到不同的工作环境中，实现不同工作目标。真正做到一机多用，避免了目前养护机械设备种类多，通用性差的问题，也便捷了后期机械设备的管理。

3.2采用标准化部件，提高部互换陛

养护机械设备由于设备型号多、规格、尺寸不一，各种配件都需要通过厂家专供，因此在设计各种特殊部件过程中应尽量采用标准化设计，提高配件互换性。标准化部件首先能够最大程度的减少设备投产后生产所需的成本，生产厂商的工作人员在进行同一类型同一参数的机械设备生产过程中，随着生产次数的增加和生产工艺的精简，能够使生产厂商在生产过程中，逐步减少对同一类型产品的成本投入，实现生产成本最优化，减少了多余资源的浪费；其次，标准化设计和生产有助于工作人员在进行设计，安装，维护，检修过程中，对设备的工作状态有一个直观的判定标准，能够及时判断工件的磨损情况，在最合适的时候对其进行更换；最后，由于部件标准化后成本低，配件获得途径多，方便工作人员在进行工件更换过程时有充足的替代品可以选择，能够在最短时间修复设备，及时投产，保证效益。

3.3尊重生产实际，提高产品实用性

养护机械设备是辅助工作人员进行公路路面维护的重要助力，与人工操作不同，机械设备需要根据施工现场实际情况进行专门的定制，在进行机械设备的组装设计时需要工作人员提前递交当地的气候、地质、交通物流量、载荷重量等说明，设计人员再根据这些具体情况，在机械设备的参数上进行修改。如需要进行养护作业的公路段裂缝情况严重，工作人员应该根据当地公路的承载能力对机械设备的质量进行调整，减少机械荷载对当地路面造成进一步的破坏；有些需要养护的路段地处临山区域，需要在固定的机械设备之外安装支撑装置，支持机器设备在正常运行中有较强的稳定性。

3.4轻量化设计，提高产品经济陛

目前养护机械设备普遍自动化程度不够高，许多机械设备重，便捷性差，导致基层员工使用设备多有不便。例如：我司目前采用某品牌路面修补车，该车辆为2轴车辆，重达18吨多，根据《超限运输车辆行驶公路管理规定》（中华人民共和国交通运输部令2016年第62号）第三条规定二轴货车，其车货总质量超过18吨为超限运输车辆，这就导致该车辆不符合上路规定，为养护生产带来诸多不便。随着我国经济的快速发展，法律法规的逐步完善，环保意识的增强都将对养护机械设备的设计提出新的要求，特别是在产品轻量化上。如果能够借助三维制图软件（如PRO-E、CATIA等）、智能化设计软件、虚拟现实技术等对产品进行分析，借助有限元分析分析法，对产品进行有效的三维力学分析就能够在保证产品质量的前提下减轻设备重量，从而达到降本增效的目的。

3.5注重安全警示，提高产品安全陛

目前从事养护机械设备生产的企业不胜枚举，但是从设计上来讲养护机械设备重养护机械性能而疏忽了安全警示装置，许多养护设备长期在公路上作业，设备的安全直接关系到操作人员的安全，故在养护设备的生产除了注重产品质量保证产品性能，还需格外注重养护设备安全警示标示。在产品生产时可以给所生产产品安装爆闪灯、警报器、反光条等警示设施，这样一方面避免企业后期加装带来的诸多不便，另一方面也可以便利使用者、提高设备的使用安全性和用户使用体验。

4目前我司养护设备改进情况

随机养护体制的改革，我司也在不断深入养护设备改革，逐步提升我司养护设备性能，现简述以下几点：（1）改进我司除雪设备抛雪机的安装方式，该款抛雪机原本有抛雪机机头、连接固件、安装车辆（水车）组成，厂家采用的是在安装车辆大梁上单边纵向钻6个孔的螺纹连接方式安装，我司通过CATIA有限元分析后发现如果水车满载，额外加装重达2吨的抛雪头极易造成大梁出现较大弹性形变，对车辆有较大安全隐患，经过论证后采用加厚焊接办法解决连接件安装问题，在2018年初闽北大雪该设备投入使用获得好评；（2）通用性上，我司目前存在两种进口液压镐，由于液压镐钎是易损件且两种镐钎互不通用，以往都是批量采购两种镐钎备用，占用了較多的仓库空间。而且由于我司辖养里程长，通常需要从几百公里以外调拨使用，严重影响工作效率，为提高镐钎的通用性，我司与第三方公司合作设计通用性接口，使得镐钎能够适配两机，提高了产品利用率，实现降本增效的目的；（3）为解决工业盐装车难的问题，按照我司工业盐仓库高度和车辆高度合理设计了小型工业盐提升机，该提升机具有人工上料，自动提升，自动卸料，自动回程等功能，同时根据工业盐具有强腐蚀性的特别，对提升机的型材进行电泳处理、喷涂防腐漆，有效地保证了小型工业盐提升机的使用寿命，同时也减轻员工装卸工业盐的工作量，该项小发明获得2013年海峡两岸职工发明三等奖。

5结语

养护机械设备正常使用对于地区经济发展和交通物流通常有着非常重要的作用，为了保证公路在正常使用期间能够发挥其应有的效能，对公路进行定期的路面养护作业成为了固化行为，在进行公路养护作业时，要投入专业的设备，专业的设备离不开设计人员和管理人员的不断改进，相信今后养护机械设备将会大放异彩的。最后由于本文篇幅有限，对于相关问题的研究尚不全面，还需要在今后的理论以及实践研究中进行更加深入的探讨。

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