透析吉林大學汪秀山之《多功能振動清雪鏟研究》及新除雪機械技術

　　王錫山

　　本人于2000年著重研發除雪設備，是"振動"除雪鏟的發明人。研究設計除雪機械設備首先要保證除冰雪機械設備的使用性和性能的實現，現就吉林大學汪秀山之《多功能振動清雪鏟研究》進行透析，并對除雪機械設備在今后設計中必須具備的結構加以簡要說明，本人盡量達到語言通俗易懂，已引導研發機械設備除雪領域的思維不入誤區，促進產品的發展。

　　吉林大學汪秀山之《多功能振動清雪鏟研究》（簡稱：《論文》）的論文，來源于2011年春天吉林大學受白山市一家企業之托，為該企業改進振動除雪鏟的生產工藝的基礎之上，該《論文》和實際相差很遠?！墩撐摹吩凇菊恐刑岬降?quot;拋揚效果"、"振動"、"越障高度"等理論，與實際設計理論相差很大，具有很大的片面性，任何機械設備只有設計沒有設計，本人本著對技術負責、對產品負責、對社會負責的態度就此加以透析，以便對研發除冰雪機械起到正確引導作用，充實研發中的理論和實際依據，更好的服務于人民群眾和社會，同時本人也把研發設計的產品技術及性能加以介紹。

　　一、除冰雪機械設備性能現狀目前在國內外沒有一臺真正意義上能夠除掉路面上積冰的機械設備，原因之一是除雪機械相對其他機械發展的比較晚，各國沒有對路面形成的冰必須清除等特別要求。原因二是冰的形成是典型的物質三態，即從液態水遇冷之后在路面上形成了固態，所以冰和路面的親和力非常強，冰和瀝青的硬度又基本相符，要想把兩者硬度相符的物體剝離且不損壞路面，是機械力難以實現的。

　　世界各國對路面積雪的清除都根據國情的不同有著不同的除雪機械設備，并有實際除雪效果。就我國冬季路面的積雪有一定的特殊性，碾壓過的壓實雪占70%以上，碾壓過的壓實雪在路面上的附著力非常強且具有一定的親和力，目前國內外沒有性能穩定的除壓實雪機械設備。我國的城市路面和公路路面均有不同的凸出物體，這就迫使各種除雪機械設備必須要有很好的避讓性，在這方面的性能所有的除雪機械都不是很理想，就是有避讓性能的除雪機械設備其除雪效果也達不到要求。吉林捷盈研發生產的各種除雪機械設備經過市場驗證，其除壓實雪、冰雪混合物（雪沒有完全形成冰）、自然積雪的效果非常好，當遇到路面凸出物體時能夠自行越過，越過后伺服復位繼續作業，這方面值得業內研究借鑒并值得重組擴大生產服務于社會。

　　二、透析吉林大學汪秀山《多功能振動清雪鏟研究》（簡稱：《論文》）的概念《論文》在【摘要】中提到的"拋揚效果"、"振動"、"越障高度"等理論，與實際設計概念相差很大，具有很大的片面性。

　　1、"振動"透析除壓實雪機械設備具有震動性能確實有一定效果但絕不是"振動"，震動與"振動"不是一個概念。清除壓實雪的鏟主要在于鏟刃和路面夾角的設計和越障結構的設計。震動是指機械設備整體有源震動，除雪鏟作業執行結構部分是鏟刃，鏟刃具有震動頻率超過5000次/min以上的功能并且和路面形成一定角度，對除冰雪能起到很好的作用（吉林捷盈經過多年的研發已經完成這種震動鏟并很快問世，這種震動鏟能把冰雪震碎加以清除）。"振動"是指機械設備有源往復運動的一種形式，"振動"對各種機械設備要有一定限制，"振動"的頻率不能過高否則機械設備產生共振使設備無法作業。在除雪機械設備中，如果鏟刃和路面形成的夾角適合除雪、"振動"連接部分結構的質量為300kg、"振動"往復8mm、頻率600次/min、除雪機械整體不產生共振在相對平衡值的情況下，按著這組數據計算則鏟刃單向"振動"線速度為4800mm/min，如果整體除雪機械設備作業速度設定50000mm/min（3km/h），則鏟刃沒有實現往復"振動"，也就是"振動"在除雪作業中就沒有實現"冰雪振碎"的性能，所以【摘要】中提到的"通過振動鏟破冰除雪試驗得出：對于不同的冰雪密度，振動鏟的除凈率均能達到95%，滿足現代清雪的要求"實屬虛構和想象。

　　2、"越障試驗"描述片面除雪鏟除雪作業越過路面凸出物體性能很關鍵，這個性能決定了該除雪鏟是否能夠進行除雪作業。吉林大學照搬吉林白山企業生產的除雪鏟結構、并申請的實用新型專利（201220271647.4）（汪秀山是參與人之一），所闡述的主要結構和他人早在2010年申請的專利（201020162151.4）完全一樣，鏟刃越障高度取決于其他相關結構件的尺寸，越障高度是一系列數據鏈的終端數據，并與鏟刃的實際寬度有關。隨著鏟刃不斷在作業中的磨損，其越障高度也隨之改變，除雪作業中任何時候都要隨時有越障現象，所以《論文》中闡述"通過鏟刃越障試驗驗證了清雪鏟能夠越過障礙物的高度為140mm"非常片面。能夠使鏟刃達到越障效果的機械結構很多種，吉林捷盈設計的多種鏟刃后翻滾式越障、全自動越障復位、無震動或振動除壓實雪鏟以及公路快速除雪越障除雪鏟即將面向市場。

　　3、《論文》中的論述透析除雪鏟把積雪剝離路面后會隨著除雪鏟主板的弧度、作業行走方向的夾角斜度向一側滑動排放?；瑒优欧诺乃俣群透叨扰c鏟刃的材料、鏟刃與地面的夾角、行走方向的夾角、主板弧度的大小、雪的粘度值、雪粒（塊）的大小、雪粒（塊）的密度、作業速度快與慢、天氣溫度高低等有直接關系，此類機械是以作業目的、作業效果、作業成本為目標的非標準機械設計，因此該《論文》中對該形式結構除雪鏟的數據不符合實際。

　　《論文》中的"清雪鏟拋揚效果良好"很片面。拋揚效果應由人行道、建筑物等不受影響而確定，更不能把積雪拋向市內公路高架橋兩側或堆積。

　　三、除雪機械設備在結構設計中的基本要求

　　1、除雪機械現狀我國冬季降雪的城市基本是降雪的同時車輛在道路上不間斷行駛，這樣城市道路上都是以壓實雪為主，目前除了吉林捷盈生產的無震動除雪鏟外，沒有性能穩定的除壓實雪機械設備。因為鏟刃和路面夾角的設計不合理、越障方面設計上的不足，導致各種除雪鏟在作業時基本都對向下壓力有限制，使除雪鏟達不到除雪性能。整機除雪行走機械更是因為消耗件消耗太快、結構設計上有欠缺等因素導致性能不穩定。由于除雪機械的市場需求很大、又有一定的利潤空間、一般的制造手段就可以實現等因素，就促使了有一定條件單位或個人有一個想法就生產并銷售，使除雪機械設備市場魚目混珠。

　　2、除雪機械設備在結構設計中的基本要求越障結構設計和鏟刃與路面夾角的設計直接影響除雪機械的性能。根據多年試驗和對各種積雪的研究，城市道路除雪以除雪鏟和滾刷或聯合除雪機為選擇，根據路況和雪情的不同鏟刃與路面的夾角30°-50°（形成的銳角）、鏟刃越障結構以后翻滾式為設計。壓實雪的硬度和一般硬化路面的硬度差別很大，根據鐵鍬人工除雪的力學分析，除雪鏟刃必須具備三點受力，這樣鏟刃就像人工除雪一樣把壓實雪從路面上剝離，但鏟刃的材料要求很高，通過實驗其硬度應在HRC52-58且要具有一定的抗沖擊性，除雪鏟除雪作業速度適合在5Km/h-30Km/h。

　　公路或高速公路除雪速度相對要求高、除凈率比城市道路要相對低，因此鏟刃與路面的夾角適合75°-80°（形成的銳角）、除雪作業速度適合在15Km/h-60Km/h。由于除雪設備的作業環境比較惡劣，在設計中要使設備整體能夠承受作業中的外力、材料的選擇要使設備受力后具有一定的彈性變形。吉林捷盈生產的城市道路除雪鏟和公路除雪鏟是比較成功的設計，相關結構可以參考，但因知識產權原因不能仿制。

　　3、除雪滾刷除雪機械設備中滾刷是不可或缺的設備，滾刷優點是除凈率高但只限于清除相對較少的降雪量的自然積雪。目前由于滾刷在結構設計上存在欠缺，在作業時滾刷對地面的壓力不等，導致于轉數或高或低甚至停車，刷絲的磨損也很大或從根部斷裂，這是因為路面的不平整和掛載車輛輪胎氣壓的變化所導致，因此滾刷在結構設計上要消除或補償這些因素帶來的不利作用。

　　城市道路兩側是人行道，高架橋也很多，滾刷或其他除雪機械設備清除的積雪不能向兩側拋送或堆放，更不能重復作業，因此除雪機械設備要具有把清除的積雪直接拋送到運輸車輛上的性能。

　　環衛機械技術是一個廣闊的技術領域，本人愿意探討這方面的技術交流以便共同提高技術水平，制造出符合市場需求、價格低、性能穩定的產品，可通過郵箱qc3156@126.com和本人聯系探討。