关于除雪机的稳定性探讨

李帅

摘 要：北方地区由于地理位置的原因，常有大雪天气出现。受大雪天气的影响，常会因为积雪造成人力财力的损失，甚至是事故，为了避免事故的发生，最大限度的减少损失，就必须用到除雪机。为了提高除雪机的稳定性，保证除雪过程中可能受到结冰或者是其他障碍物的影响，为保证其正常运行，就必须维持前进的稳定性。本文通过对除雪机重心、稳定性评价指标、以及纵横向稳定性的详细分析，以供后续参考。

关键词：除雪机；稳定性；重心；纵横向

在除雪机工作过程中，难免会遇到结冰情况以及其它类型的障碍物阻挡。为了保证除雪机在遇到结冰和障碍物时还能正常工作，就必须提高除雪机的稳定性。通过对除雪机稳定性的深入分析研究，来提高除雪机在工作过程中的稳定性。

1. 确定除雪机的重心位置

除雪机的重心位置、竖直高度以及车轮间距等多个因素影响其稳定性。而竖直高度以及车轮间距都可以通过直观测量来得到数据，唯一的重心位置是确定其稳定性的决定性因素。因此，在对除雪机稳定性机械能研究的时候，需要确定其重心位置。我们结合除雪机的机械特点，采用两种计算重心的方式来确定除雪机重心，分别是进行实验和采用计算的方式。我们可以借助除雪机的主要部件重心位置来评估除雪机整体的重心。通过测量除雪机胎压确定重心所在大概位置，具体方法是借助另外一台除雪机，将除雪机平放在地面上，各个测量四个轮胎承载力，由此得出重心位置。再通过倒置测量受力点载荷的方式计算重心高度。

综合上述所用到的测量方式，我们采用以下的测量法来确定除雪机的重心位置。首先是平放除雪机，其次是根据具体情况确定重心坐标（X，Y，Z），方便确定除雪机重心。

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

公式中：∑Gi；Xi；Yi；Zi --各总成的重量及其坐标。

经过相关资料查询，得到以下数据参数：除雪机轮胎的直径为650毫米，其重心位置数据分别是1235毫米，0，1189毫米。结合滚刷的位置和滚刷自身参数，利用以下公式来计算出除雪机总体重心坐标：

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

Y2=0mm；h2=1095mm

从上述计算结果我们可以得出，除雪机的竖直距离是1568毫米（竖直位置：重心到地面），到前端的距離是768毫米。

2 除雪机稳定性的评价指标

除雪机在工作过程中表现是否稳定的决定性因素就是除雪机的稳定性，而相关的评价指标主要由两方面构成，其一是稳定比，其二是稳定度。以下是对稳定比和稳定度进行的详细分析。

（1）稳定比：除雪机在进行除雪工作时，是两个力矩共同作用的结果，分别是力矩MW和力矩MF。力矩MW可以让除雪机保持自身的稳定，力矩MF是会导致除雪机向外侧翻的外力，借助以下的公式来进一步确定两个力矩之间的比值数据：

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

公式中：Qn表示除雪机额定载重量；l表示额定载重量的重心与前桥中心线的水平距离； 表示装载机使用重量； 表示空载装载机后桥负荷；l1表示空载装载机重心距离前桥的水平距离； 表示轴距。

从公式中我们可以看出，当MF=MW时，除雪机是处于一个临界状态，k=1；当MW>MF的时候，这时候的除雪机稳定性是最好的，而这个时候K>1，也就是如果要保证其肯定性，必须控制K值大于1；当MW

（2）稳定度：当除雪机在进行斜坡作业时候，发生侧翻的临界坡度被称为稳定度。稳定度用来衡量除雪机的稳定性，由于路面情况不一样，稳定度只能作为评价除雪机性能的一部分因素。而当除雪机在进行斜坡作业时，我们通常用以下公式来表达重心作用线的位置和除雪机所处状态之间的关系：

：

我们可以用上述公式来反映除雪机在斜坡和平地作业时的重心状态。根据公式所得出的结果结合课题观点，稳定度只能在某个程度上反应除雪机的机械性能。另外，发动机的动力强度，地面附着力都会影响除雪机作业时的位置。

3 纵向和横向稳定性

3.1纵向稳定性

除雪机的纵向稳定性是通过稳定度来反应的，在进行稳定度的计算时，需要对除雪机会发生侧翻情况进行详细分析。若前轮与地面角度过大，除雪机的重量就会集中到前轮上，造成前轮和后轮的变形程度不一，且相差较大。因此，我们在进行除雪机纵向稳定度计算时，应该充分考虑除雪机侧翻的情况。

而根据国家明确的规定要求，高度公路所能达到的最大坡度不能高于5%。一般的坡度也不能比6%大。结合上述所得到的计算结果，只有当路面的坡度低于29%时。才能让除雪机处于正常工作的状态。

3.2横向稳定性

在除雪机进行横坡作业时，发生失稳的可能性比较大。我们在对除雪机稳定性进行判断时，一般分为一级和二级稳定。其中一级稳定性指的是除雪机的交销与地面之间的连接线。

当除雪机处于发生翻到的临界状态时，前轮承担前桥所产生的全部重量，轮胎变形度大，此时，由于后轮并没有压力，就造成轮胎的形变为零。所以，为了保证除雪机能正常的进行作业，且除雪机相关操作人员不会威胁到人生安全，应当始终将除雪机的稳定度维持在一级的层面上。利用上述公式计算得出，除雪机行驶的路面坡度应不高于33.8度，才能保证除雪机能够正常的进行作业，而且也不会对操作人员的人身安全造成威胁。

在实际操作当中，因为一级稳定性和二级稳定性数值相同，所以一般都只会使用一级稳定角。

4 结束语

本文通过了解除雪机的特点，对除雪机重心、稳定性评价指标、以及纵横向稳定性的详细分析，保证除雪工作中可能遇到结冰或者其他障碍物的影响，确保除雪机能够正常工作。笔者希望在以后的相关工作中，能对各位工作人员起到参考作用。

参考文献

[1] 谭振芳. 浅谈除雪机的稳定性的分析[J]. 科技经济导刊，2017（22）：88+93.

[2] 毛壮壮，刘占磊. 除雪机水平提升偏转装置的研究，2016.