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HazimiYoYo
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透析吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠之《振动清雪铲静动态强度分析》和最新除雪机械技术王锡山本人于2000年着重研发除雪设备,是“振动”除雪铲的发明人。研究设计除雪机械设备首先要保证除冰雪机械设备的使用性和性能的实现,现就吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠等教授之《振动清雪铲静动态强度分析》进行透析,并对除雪机械设备在设计中必须具备的结构加以简要说明,本人尽量达到语言通俗易懂,已引导研发机械设备除雪领域的思维不入误区,促进产品的发展。吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠之《振动清雪铲静动态强度分析》(简称:《分析》),来源于2011年春天吉林大学受白山市一家企业之托,为该企业改进振动除雪铲的生产工艺的基础之上,该《分析》和实际相差很远。《分析》在【摘要】中提到的“振动”、“冰雪振碎”、“自动越障”以及【正文快照】中提到的“清雪铲可对压实的冰雪冲击破碎并予以清除”实属不切合实际。《分析》本身的概念和论述有误,其内容固然偏离实际,本人就此加以透析,以便对研发除冰雪机械起到正确引导作用,充实研发中的理论和实际依据,更好的服务于人民群众和社会。 一、除冰雪机械设备性能现状 目前在国内外没有一台真正意义上能够除掉路面上积冰的机械设备,原因之一是除雪机械相对其他机械发展的比较晚,各国没有对路面形成的冰必须清除等特别要求。原因二是冰的形成是典型的物质三态,即从液态水遇冷之后在路面上形成了固态,所以冰和路面的亲和力非常强,冰和沥青的硬度又基本相符,要想把两者硬度相符的物体剥离且不损坏路面,是机械力难以实现的,本人正在对路面冰的有效去除进行研发并有突破性进展,不久产品将会面世。世界各国对路面积雪的清除都根据国情的不同有着不同的除雪机械设备,并有实际除雪效果。就我国冬季路面的积雪有一定的特殊性,碾压过的压实雪占70%以上,碾压过的压实雪在路面上的附着力非常强且具有一定的亲和力,目前国内外没有性能稳定的除压实雪机械设备。我国的城市路面和公路路面均有不同的凸出物体,这就迫使各种除雪机械设备必须要有很好的避让性,在这方面的性能所有的除雪机械都不是很理想,就是有避让性能的除雪机械设备其除雪效果也达不到要求。吉林捷盈研发生产的各种除雪机械设备经过市场验证,其除压实雪、冰雪混合物(雪没有完全形成冰)、自然积雪的效果非常好,当遇到路面凸出物体时能够自行越过,越过后伺服复位继续作业,这方面值得业内研究借鉴并值得重组扩大生产服务于社会。二、透析吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠之《振动清雪铲静动态强度分析》(简称:《分析》)的概念 该《分析》在【摘要】中提到的“振动”、“冰雪振碎”、“自动越障”,的确不切合实际,除冰根本不能实现。1、“振动”透析 除压实雪机械设备具有震动性能确实有一定效果但绝不是“振动”,震动与“振动”不是一个概念。震动是指机械设备整体有源震动,除雪铲作业执行结构部分是铲刃,铲刃具有震动频率超过5000次/min以上的功能并且和路面形成一定角度,对除冰雪能起到很好的作用,本人经过多年的研发已经完成这种震动铲并很快问世,这种震动铲能把冰雪震碎加以清除。“振动”是指机械设备有源往复运动的一种形式,“振动”对各种机械设备要有一定限制,“振动”的频率不能过高否则机械设备产生共振使设备无法作业。在除雪机械设备中,如果铲刃和路面形成的夹角适合除雪、“振动”连接部分结构的质量为300kg、“振动”往复8mm、频率600次/min、除雪机械整体不产生共振在相对平衡值的情况下,按着这组数据计算则铲刃单向“振动”线速度为4800mm/min,如果整体除雪机械设备作业速度设定50000 mm/min(3km/h),则铲刃没有实现往复“振动”,也就是“振动”在除雪作业中就没有实现 “冰雪振碎”的性能,所以【正文快照】中提到的“清雪铲可对压实的冰雪冲击破碎并予以清除”实属不切合实际。论述本身性能概念有误,其《分析》中的内容固然偏离实际。2、“自动越障”描述不清 除雪铲除雪作业越过路面凸出物体性能很关键,这个性能决定了该除雪铲是否能够进行除雪作业。吉林大学照搬吉林白山企业生产的除雪铲结构、并申请的实用新型专利(),所阐述的主要结构和他人早在2010年申请的国家专利()完全一样,该结构除雪铲在慢速除雪作业时可自动越过路面凸出物体,越过后不能自动复位,需要作业人员伺服复位,其“自动越障”的描述极易误导业内人士和使用者对性能的真实理解。本人设计的全自动越障复位除压实雪铲即将面向市场。三、除雪机械设备在结构设计中的基本要求1、除雪机械现状 我国冬季降雪的城市基本是降雪的同时车辆在道路上不间断行驶,这样城市道路上都是以压实雪为主,目前除了吉林捷盈生产的除雪铲外,没有性能稳定的除压实雪机械设备。因为铲刃和路面夹角的设计不合理、越障方面设计上的不足,导致各种除雪铲在作业时基本都对向下压力有限制,使除雪铲达不到除雪性能。整机除雪行走机械更是因为消耗件消耗太快、结构设计上有欠缺等因素导致性能不稳定。由于除雪机械的市场需求很大、又有一定的利润空间、一般的制造手段就可以实现等因素,就促使了有一定条件单位或个人有一个想法就生产并销售,使除雪机械设备市场鱼目混珠。2、除雪机械设备在结构设计中的基本要求 越障结构设计和铲刃与路面夹角的设计直接影响除雪机械的性能。根据多年试验和对各种积雪的研究,城市道路除雪以除雪铲为最佳选择,根据路况和雪情的不同铲刃与路面的夹角30°—50°(形成的锐角)、铲刃越障结构以后翻滚式为最佳设计。压实雪的硬度和一般硬化路面的硬度差别很大,根据铁锹人工除雪的力学分析,除雪铲刃必须具备三点受力,这样铲刃就像人工除雪一样把压实雪从路面上剥离,但铲刃的材料要求很高,通过实验其硬度应在HRC52—58且要具有一定的抗冲击性,除雪铲除雪作业速度适合在5Km/h-30Km/h。公路或高速公路除雪速度相对要求高、除净率比城市道路要相对低,因此铲刃与路面的夹角适合75°—80°(形成的锐角)、除雪作业速度适合在15Km/h-60Km/h。由于除雪设备的作业环境比较恶劣,在设计中要使设备整体能够承受各方面的承受力、材料的选择要使设备受力后具有一定的弹性变形。吉林捷盈生产的城市道路除雪铲和公路除雪铲是比较成功的设计,相关结构可以参考,但因知识产权原因不能仿制。3、除雪滚刷 除雪机械设备中滚刷是不可或缺的设备,滚刷最大的优点是除净率高但只限于清除相对较少的降雪量的自然积雪。目前由于滚刷在结构设计上存在欠缺,在作业时滚刷对地面的压力不等,导致于转数或高或低甚至停车,刷丝的磨损也很大或从根部断裂,这是因为路面的不平整和挂载车辆轮胎气压的变化所导致,因此滚刷在结构设计上要消除或补偿这些因素带来的不利作用。城市道路两侧是人行道,高架桥也很多,滚刷或其他除雪机械设备清除的积雪不能向两侧抛送或堆放,更不能重复作业,因此除雪机械设备要具有把清除的积雪直接抛送到运输车辆上的性能。透析汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》与最新除雪机械技术王锡山本人于2000年着重研发除雪设备,是“振动”除雪铲的发明人。研究设计除雪机械设备首先要保证除冰雪机械设备的使用性和性能的实现,现就吉林大学汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》进行透析,并对除雪机械设备在今后设计中必须具备的结构加以简要说明,本人尽量达到语言通俗易懂,已引导研发机械设备除雪领域的思维不入误区,促进产品的发展。吉林大学汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》(简称:《论文》)的论文,来源于2011年春天吉林大学受白山市一家企业之托,为该企业改进振动除雪铲的生产工艺的基础之上,该《论文》和实际相差很远。《论文》在【摘要】中提到的“抛扬效果”、“振动”、“越障高度”等理论,与实际设计理论相差很大,具有很大的片面性,任何机械设备只有最新的设计没有最好的设计,本人本着对技术负责、对产品负责、对社会负责的态度就此加以透析,以便对研发除冰雪机械起到正确引导作用,充实研发中的理论和实际依据,更好的服务于人民群众和社会,同时本人也把最新研发设计的产品技术及性能加以介绍。 一、除冰雪机械设备性能现状 目前在国内外没有一台真正意义上能够除掉路面上积冰的机械设备,原因之一是除雪机械相对其他机械发展的比较晚,各国没有对路面形成的冰必须清除等特别要求。原因二是冰的形成是典型的物质三态,即从液态水遇冷之后在路面上形成了固态,所以冰和路面的亲和力非常强,冰和沥青的硬度又基本相符,要想把两者硬度相符的物体剥离且不损坏路面,是机械力难以实现的,本人正在对路面冰的有效去除进行研发并有突破性进展,不久产品将会面世。世界各国对路面积雪的清除都根据国情的不同有着不同的除雪机械设备,并有实际除雪效果。就我国冬季路面的积雪有一定的特殊性,碾压过的压实雪占70%以上,碾压过的压实雪在路面上的附着力非常强且具有一定的亲和力,目前国内外没有性能稳定的除压实雪机械设备。我国的城市路面和公路路面均有不同的凸出物体,这就迫使各种除雪机械设备必须要有很好的避让性,在这方面的性能所有的除雪机械都不是很理想,就是有避让性能的除雪机械设备其除雪效果也达不到要求。吉林捷营研发生产的各种除雪机械设备经过市场验证,其除压实雪、冰雪混合物(雪没有完全形成冰)、自然积雪的效果非常好,当遇到路面凸出物体时能够自行越过,越过后伺服复位继续作业,这方面值得业内研究借鉴并值得重组扩大生产服务于社会。二、透析吉林大学汪秀山《多功能振动清雪铲研究》(简称:《论文》)的概念 《论文》在【摘要】中提到的“抛扬效果”、“振动”、“越障高度”等理论,与实际设计概念相差很大,具有很大的片面性。1、“振动”透析 除压实雪机械设备具有震动性能确实有一定效果但绝不是“振动”,震动与“振动”不是一个概念。清除压实雪的铲主要在于铲刃和路面夹角的设计和越障结构的设计。震动是指机械设备整体有源震动,除雪铲作业执行结构部分是铲刃,铲刃具有震动频率超过5000次/min以上的功能并且和路面形成一定角度,对除冰雪能起到很好的作用(本人经过多年的研发已经完成这种震动铲并很快问世,这种震动铲能把冰雪震碎加以清除)。“振动”是指机械设备有源往复运动的一种形式,“振动”对各种机械设备要有一定限制,“振动”的频率不能过高否则机械设备产生共振使设备无法作业。在除雪机械设备中,如果铲刃和路面形成的夹角适合除雪、“振动”连接部分结构的质量为300kg、“振动”往复8mm、频率600次/min、除雪机械整体不产生共振在相对平衡值的情况下,按着这组数据计算则铲刃单向“振动”线速度为4800mm/min,如果整体除雪机械设备作业速度设定50000 mm/min(3km/h),则铲刃没有实现往复“振动”,也就是“振动”在除雪作业中就没有实现 “冰雪振碎”的性能,所以【摘要】中提到的“通过振动铲破冰除雪试验得出:对于不同的冰雪密度,振动铲的除净率均能达到95%,满足现代清雪的要求”实属虚构和想象。2、“越障试验”描述片面 除雪铲除雪作业越过路面凸出物体性能很关键,这个性能决定了该除雪铲是否能够进行除雪作业。吉林大学照搬吉林白山企业生产的除雪铲结构、并申请的实用新型专利()(汪秀山是参与人之一),所阐述的主要结构和他人早在2010年申请的国家专利()完全一样,铲刃越障高度取决于其他相关结构件的尺寸,越障高度是以系列数据链的终端数据。随着铲刃不断在作业中的磨损,其越障高度也随之改变,除雪作业中任何时候都要随时有越障现象,所以《论文》中阐述“通过铲刃越障试验验证了清雪铲能够越过障碍物的最大高度为140mm”非常片面。能够使铲刃达到越障效果的机械结构很多种,本人设计的多种铲刃后翻滚式越障、全自动越障复位、无震动或振动除压实雪铲以及公路快速除雪越障除雪铲即将面向市场。3、《论文》中的论述透析 除雪铲把积雪剥离路面后会随着除雪铲主板的弧度、作业行走方向的夹角斜度向一侧滑动排放。滑动排放的速度和高度和铲刃的材料、铲刃与地面的夹角、行走方向的夹角、主板弧度的大小、雪的粘度值、雪粒(块)的大小、雪粒(块)的密度、作业速度快与慢、天气温度高低等有直接关系,此类机械是以作业目的、作业效果、作业成本为终极目标的非标准机械设计,因此该《论文》中对该形式结构除雪铲的数据不符合实际。《论文》中的“清雪铲抛扬效果良好”很片面。抛扬效果应由人行道、建筑物等不受影响而确定,更不能把积雪抛向市内公路高架桥两侧或堆积。三、除雪机械设备在结构设计中的基本要求1、除雪机械现状 我国冬季降雪的城市基本是降雪的同时车辆在道路上不间断行驶,这样城市道路上都是以压实雪为主,目前除了吉林捷营生产的无震动除雪铲外,没有性能稳定的除压实雪机械设备。因为铲刃和路面夹角的设计不合理、越障方面设计上的不足,导致各种除雪铲在作业时基本都对向下压力有限制,使除雪铲达不到除雪性能。整机除雪行走机械更是因为消耗件消耗太快、结构设计上有欠缺等因素导致性能不稳定。由于除雪机械的市场需求很大、又有一定的利润空间、一般的制造手段就可以实现等因素,就促使了有一定条件单位或个人有一个想法就生产并销售,使除雪机械设备市场鱼目混珠。2、除雪机械设备在结构设计中的基本要求 越障结构设计和铲刃与路面夹角的设计直接影响除雪机械的性能。根据多年试验和对各种积雪的研究,城市道路除雪以除雪铲为最佳选择,根据路况和雪情的不同铲刃与路面的夹角30°—50°(形成的锐角)、铲刃越障结构以后翻滚式为最佳设计。压实雪的硬度和一般硬化路面的硬度差别很大,根据铁锹人工除雪的力学分析,除雪铲刃必须具备三点受力,这样铲刃就像人工除雪一样把压实雪从路面上剥离,但铲刃的材料要求很高,通过实验其硬度应在HRC52—58且要具有一定的抗冲击性,除雪铲除雪作业速度适合在5Km/h-30Km/h。公路或高速公路除雪速度相对要求高、除净率比城市道路要相对低,因此铲刃与路面的夹角适合75°—80°(形成的锐角)、除雪作业速度适合在15Km/h-60Km/h。又于除雪设备的作业环境比较恶劣,在设计中要使设备整体能够承受各方面的承受力、材料的选择要使设备受力后具有一定的弹性变形。吉林捷营生产的城市道路除雪铲和公路除雪铲是比较成功的设计,相关结构可以参考,但因知识产权原因不能仿制。3、除雪滚刷 除雪机械设备中滚刷是不可或缺的设备,滚刷最大的优点是除净率高但只限于清除相对较少的降雪量的自然积雪。目前由于滚刷在结构设计上存在欠缺,在作业时滚刷对地面的压力不等,导致于转数或高或低甚至停车,刷丝的磨损也很大或从根部断裂,这是因为路面的不平整和挂载车辆轮胎气压的变化所导致,因此滚刷在结构设计上要消除或补偿这些因素带来的不利作用。城市道路两侧是人行道,高架桥也很多,滚刷或其他除雪机械设备清除的积雪不能向两侧抛送或堆放,更不能重复作业,因此除雪机械设备要具有把清除的积雪直接抛送到运输车辆上的性能。四、本人最新设计的各种除雪机械性能 除雪机械设备的应用,使冬季清雪得到了快捷,但是由于除雪设备的使用环境特别恶劣,使用人群又得不到很好的业务技术培训,促使这个领域的产品要有很好的使用性能和性能的稳定。除雪机械设备的研制,是一个非常复杂难度很大的技术工程,经多年研究生产实验,各种路面除雪机械相继研制成功并问世并得到了市场好评,这些产品技术的问世标志着我国道路除雪机械领域跨越了一个新的发展时期,是一次质的飞跃,也标志着我国在除雪机械领域、路面清洁设备领域领先于国际水平。根据我国道路建设的多样化的格局和我国的雪情,设计研发了全新的各种除雪机械设备,这些系列除雪机械设备能清除各种道路的积雪、压实雪并减少了清雪程序,降低了单位面积清雪成本,节约了清雪费用及降低了作业人员的劳动强度。通过各种力学分析和对各种路面雪情的分析,使各种除雪机械结构设计合理化,确保了系列除雪机械设备的使用性能和性能的稳定性。1、抛雪滚刷 清雪滚刷是道路及时清雪的应急清雪设备,该滚刷自带动力,作业时挂载在各种运输车辆上,清雪对象是自然积雪,适合城市道路、公路、机场清雪作业,作业速度20km/h左右及以下,作业宽度—6m。该滚刷最大特点是路沿石以内的雪都能清除、清雪宽度大,不用人工或其他机械二次处理,节省大量人工和机械重复作业,适合各种工程车辆挂载,除净率90%以上,在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆,也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后,滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业,更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷。2、重型抛雪滚刷 清雪滚刷是道路及时清雪的应急清雪设备,该重型滚刷自带动力,作业时挂载在各种运输车辆上,清雪对象是各种自然积雪或轻度压实雪以及24小时以内的压实雪,适合城市各种道路作业,作业速度20km/h左右及以下,作业宽度2m—。该滚刷最大特点是能够清除轻度压实雪和清除路沿石以内的雪,不用人工或其他机械二次处理,适合各种工程车辆的拖挂,除净率90%以上,在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆,也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后,滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业,更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷节省大量人工和机械重复作业。3、公路除雪铲 公路除雪铲是道路及时清雪的应急清雪设备,能使公路的积雪快速清除,该型公路除雪铲自带动力,作业时挂载在各种运输车辆上,清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪,适合城市各种道路、公路、高速公路作业,作业速度30km/h左右及以下,作业宽度2m—。该除雪铲最大特点是能够清除轻度压实雪以内的雪并实现快速清雪,在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆,也可以把雪向道路两侧抛送,适合各种工程车辆的挂载,越障性能好、除净率90%以上。当运输车辆的雪满载后,除雪铲可挂在第二台运输车辆继续作业,更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷。4、城市道路除雪铲 城市道路除雪铲是城市及时清雪的应急清雪设备,能使城市道路的各种积雪及时清除,该型道路除雪铲自带动力,作业时挂载在各种运输车辆上,清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、24小时之内的重度压实雪,适合城市各种道路作业,作业速度15km/h左右及以下,作业宽度2m—。该除雪铲最大特点是能够清除24小时之内的重度压实雪以内的各种积雪,适合各种工程车辆的挂载,越障性能好、除净率90%以上,在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆,也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后,滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业,更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷,节省大量人工和机械重复作业。5、压力角除雪铲 该型道路除雪铲作业时挂载在各种装载机上,清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪和重度压实雪,适合城市各种道路作业,作业速度15km/h左右及以下,作业宽度2m—。该除雪铲最大特点是能够清除重度压实雪以内的各种积雪,越障性能好、除净率90%以上。6、刮式清雪铲 该型除雪铲适合公路、高速公路快速清除积雪,挂载在各种装载机上,清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪,适合城市各种道路、公路、高速公路作业,作业速度30km/h以上,作业宽度2m—。该除雪铲最大特点是能够清除轻度压实雪以内的雪并实现快速清雪,越障性能好、除净率90%以上。7、中置大、中型抛雪滚刷清雪机 该系列滚刷清雪机底盘为自行设计专用底盘,符合国家行走机械标准,清雪对象是各种自然积雪或轻度压实雪,适合城市各种道路、公路、机场清雪作业,非作业时速为40km/h,作业速度20km/h左右及以下,作业宽度2m—7m。该滚刷最大特点是能够清除轻度压实雪和清除路沿石以内的雪、清雪宽度大速度快,不用人工或其他机械二次处理,除净率90%以上,清除的雪可抛送到路基以外,抛送距离可根据要求进行调节,实现了实际意义的机械化作业。8、中置轻型、重型除雪机 该系列除雪机底盘为自行设计专用底盘,符合国家行走机械标准,清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、重度压实雪,适合城市各种道路、公路作业,非作业时速为40km/h,作业速度20km/h左右及以下,作业宽度2m—。该除雪机最大特点是能够清除重度压实雪以内的雪,除净率90%以上,清除的雪可直接抛送到运输车辆上或抛送在路基两侧,实现了实际意义的机械化作业。9、前置公路除雪机 该系列除雪机底盘是采用汽车厂生产的二类底盘,符合国家相关标准,清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪,适合各种公路、高速公路快速清雪作业,非作业时速为90km/h以上,作业速度30km/h以上,作业宽度2m—。该除雪机最大特点是能够快速清除公路、高速公路上的积雪,除净率90%以上,清除的雪可直接抛送到路基以外区域。10、双向驾驶道路联合除雪机 该系列除雪机为前后双向驾驶,不用更换作业单元总成操作方便,底盘为自行设计专用底盘,符合国家行走机械标准,清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、重度压实雪,适合城市各种道路、公路、高速公路作业,非作业时速为40km/h以上,作业速度30km/h左右及以下,作业宽度2m—。该除雪机最大特点是前后双向驾驶易操作,转弯半径小,携带清雪滚刷、重型除雪铲以及抛雪机,根据路面雪情不同可选择作业单元进行作业,也可联合作业,能够清除重度压实雪以内的雪,除净率90%以上,清除的雪可直接抛送在道路路基以外,也可把雪装载在运输车辆上,实现了实际意义的机械化作业并一机多用。五、道路清洁车1、无刷无污染清扫车 全新设计无刷无污染夏季道路清扫车,在设计方面采用了独特而高端的结构设计,使道路污染物随着空气的流动被清除。由于结构方面创新,使路面重物体轻松的被收集到垃圾储存仓里。由于是无刷清扫清洁路面,所以给环卫部门减少了很多成本,也给国家节约了大量资金。2、滚刷无污染通用清扫车 该滚刷是采用全新设计无污染一年四季通用道路清扫车,在设计方面采用了独特而高端的结构设计,使道路各种污染物及积雪一次性被清除。由于结构方面创新,使路面重物体及积雪轻松的被收集到储存仓里或道路两侧,实现一机多用给环卫部门减少了成本,也给国家节约了大量资金。3、回收污水道路路面清洗车 目前路面清洗车在清洗路面时不能实际回收污水,路面的污染物最终还存在路面上。该技术生产的路面清洗车,采用合理的特殊结构根据流体力学原理,能够把清洗路面的污水回收到污水箱里,使污染路面的污染物能够彻底从路面上清除,达到实际清洗路面的目的。 环卫机械技术是一个广阔的技术领域,本人愿意探讨这方面的技术交流以便共同提高技术水平,制造出符合市场需求、价格低、性能稳定的产品,可通过邮箱和本人联系探讨。

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梦朦胧6620

纺织材料生态化及其发展趋势摘要:从采用绿色原料、利用生物技术和开发可降解纤维3方面,综述了纺织材料生态化的发展现状,指出循环材料开发和使用是纺织生态材料发展的趋势。关键词:纺织材料;绿色;生态化;趋势目前在全球可持续发展战略影响下,许多国家都在致力于研究既不影响生态环境,又能利用生态资源的新型纤维。并提出纺织用材料必须经过毒理学测试,具有相应标志,符合环保、生态、人体健康要求。纺织材料生态化已成为全世界关注的发展方向。采用绿色原料开发生态纤维,利用生物技术发展可降解纤维,选择节约资源、可回收利用纤维原料已成为目前纺织生态材料发展的趋势[1~2]。1采用绿色原料开发生态纤维利用绿色原料开发生态纤维已成为获得生态型纺织材料的主要途径和研究、开发热点。从食用的香蕉、小麦、大豆、玉米、牛奶、虾、蟹等到木材、昆虫、蜘蛛都成为了生态纤维材料的来源。现今的绿色原料包括原生态自然物质,以自然物质为基础的提炼物及原有纤维的再加工产物3种[3]。1·1利用原生态自然物开发生态纤维自然界中原生态的物质即常规的天然纤维,以其自然本色和环保特性赢得人们喜爱。但天然纤维并非完全无毒,如天然纤维在生长过程中所施用的化肥及杀虫剂等化学药品是有害物质进入的主要途径。目前生态天然纤维主要致力于开发对杀虫剂和除草剂较少依赖的天然纤维和新型绿色纤维,如有机棉、有机麻等。同时许多新型原生态的纤维原料如木棉、菠萝叶纤维、香蕉茎纤维、竹纤维等生态纤维也在积极的开发与应用中。发现更多的天然纤维材料,进一步扩大天然纤维的可利用性,使天然纤维材料的发展日益扩大是当前利用原生态的自然物质开发生态纤维的主要研究方向[4~5]。1·2用自然物的提取物开发再生生态性纤维直接取自天然高分子物质,以自然物质为基础的提取物可形成绿色环保纤维,如Tencel、Modal、大豆蛋白纤维、牛奶、海藻酸钠纤维、甲壳素纤维、竹浆纤维等。这些纤维多属于再生纤维素或蛋白质纤维类,纤维本身主要由纤维素或蛋白质组成,易生物降解,符合环保要求。有关再生生态纤维方面的研究较早也较多,许多纤维的开发和应用也较成熟[6]。如甲壳素纤维,所用甲壳质广泛存在于虾、蟹等水产品和昆虫、蜘蛛等节肢动物的外壳中,也存在于菌类、藻类的细胞壁中。甲壳质纤维是一种可降解的环保型动物纤维素纤维,废弃后可被微生物分解。这种纤维具有生物活性,有良好的吸附性、粘结性、抗菌性和治伤性能。它是自然界唯一带正电荷的动物纤维,对危害人体的大肠菌杆、金色葡萄球菌等具有较强的抑制能力,适合制造特殊的医用功能纤维产品。此外,近年开发的新型蛋白复合蚕蛹蛋白粘胶长丝纤维,利用与粘胶纺丝原液共混,纤维素形成芯部,蛋白质集中于表面,构成分子上的稳定结合,形成具有特定皮芯结构的蛹蛋白粘胶皮芯复合长丝。纤维中蛋白质含量为10%~20%左右,纤维与皮肤的亲合性好,保健功能显著[7~8]。1·3利用原有纤维的再加工开发生态性纺织材料采用自然原料通过高分子化学合成的方法可加工、生产生态纤维材料,如聚乳酸纤维(PLA)、聚羟基乙酸纤维(PGA),及它们的聚合纤维(PLGA)。这些纤维原料资源可再生和重复利用,使用过程安全。纤维开发途径包括微生物合成生态纤维和化学合成高分子生态材料。由微生物合成的聚羟基链烷酸酯、短梗霉多糖、功能蛋白高分子等都可以纺制成纤维。另外,微生物还可直接用于生产可生物降解的纤维。如短梗霉多糖(Pullulan)纤维就是以谷物或马铃薯为原料,由出芽短梗霉产生的一种胞外水溶性多糖(由麦芽三糖1,6键接形成的聚合物)合成,其强度和硬度等物理性质与聚苯乙烯相当。Pullulan纤维具有平滑、透明、光泽好、强度高(与尼纶相当)、无毒、无味、无色、能生物降解的特点,适合作手术缝合线和医用敷料。还可利用多糖液中培养出的细菌(膜醋菌)获得直径大于40 nm的生物纤维丝条,用微菌类霉菌体合成支化营养菌丝或长度达几厘米的由孢子囊柄组成的丝条,分离纯化后丝条能够织成无纺布,用于湿法无纺布的过滤材料[9]。化学合成高分子材料是将天然物质通过化学加工方法合成,如美国杜邦公司2000年10月投产的索罗那(Sorona)纤维就是以玉米为原料的全新多聚体化合物。其纤维制品在舒适、耐磨、弹性、抗皱、防护等性能方面,大大优于现有的化纤制品。制成的人造皮革更柔软,更似真皮,且可回收再利用,为重要的环保产品。还有以玉米、小麦等农作物为原料发酵成乳酸再聚合而成的高分子化合物聚乳酸纤维(PLA)等[10]。2运用生物技术和基因工程开发生态纺织材料将现代生物技术巧妙地用于纺织纤维的开发,不仅能有效地改进现有纺织原料的不足,还可根据需要开发出适合纺织生产的新型纺织纤维,为纺织原料研发开辟新的途径。天然彩色棉纤维是美国科学家利用基因改性技术开发出的一种新型棉花品种,通过将彩色基因移植到白棉DNA中而获得。彩棉产品省去染色、印花等工序,减少了加工污水的排放和能源消耗,实现了从纤维生长到纺织成衣全过程的“零污染”。利用基因改性技术可生产抗虫棉,避免农药对环境及棉本身造成危害。中国农科院等单位将苏芸金杆菌的毒蛋白基因转入棉细胞内,培育出了十多个抗虫棉品种,能产生一种对抗鳞翅目昆虫的毒素,抗棉铃虫能力达80%以上。此外,转基因抗蚜虫棉、转基因抗虫抗病棉也相继培育成功,已在我国实验推广[11]。利用现代生物、基因工程技术还可向棉纤维中引入其他成分,形成天然多成分棉,改善棉纤维的性能。如利用在棉纤维中腔内具有可生物降解的聚酯内芯来生产天然的涤棉混合纤维,或引入动物纤维蛋白,从而形成含动物纤维的天然多成分棉,对改善棉纤维自身的不足,提高棉纤维的性能有很大贡献[12]。五彩丝、彩色羊毛的取得主要靠蚕的基因突变。利用染色体技术把需要的基因组合输入家蚕体内,培育出能吐彩丝的新蚕种。选择合适的彩色基因导入绵羊体内,也可培育出具有天然色彩的彩色羊毛[13]。运用现代生物技术还可扩大纤维的生产。例如,蜘蛛丝因具有超高强力是开发高强织物的理想原料,但如何获得大量的蜘蛛丝来满足纺织生产的需要就成了产品开发过程的难题。为此,加拿大Nexia公司将从蜘蛛丝蛋白中分离出的有关基因转入奶牛和山羊的乳腺细胞中,从其分泌的乳液中获得经过重组的蜘蛛丝蛋白,并从中提取到与蜘蛛丝性能相似的丝蛋白纤维。此外,还可利用微生物发酵技术从蜘蛛丝蛋白中分离出有关基因,人工重组到可以用发酵法大量生产蛋白质的诸如大肠杆菌或酵母菌等微生物体内,在其细胞中产生蜘蛛丝蛋白[14~15]。3可生物降解材料开发可生物降解纤维是指在一定时间和适当的自然条件下能够被微生物(如细菌、真菌、藻类等)或其分泌物在醇或化学分解作用下发生降解的纤维。可生物降解纤维制成的纺织品,通常在微生物作用下,可分解为二氧化碳和水等对环境无害的物质,是理想的石油类纤维材料替代品。降解采用的方法有堆肥降解、土地埋入降解、在活性污泥中降解、海水浸渍降解,以及在聚合物中通过添加组分进行共聚来加速降解等。目前美、欧、日对可生物降解纤维的研究处于领先地位,我国的研究起步较晚[16]。常见的天然纤维及目前研究较多的纤维素纤维、蛋白纤维、甲壳素纤维、淀粉纤维等都具有良好的生物降解。而合成纤维可降解中较大的一类是水溶性聚合物,它是一种亲水性的高分子材料,在水中能溶解或溶胀形成溶液或分散液,其分子链上一般含有一定数量的强亲水基团(如羧基、羟基、氨基、醚基和酞胺基等)。常见的生物降解性合成高分子有聚乙烯醇(PVA)、聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)等。聚乙烯醇(PVA)是人们最熟悉的水溶性高聚物,它在纤维和纤维改性及制作膜材料等方面都有广泛的应用。Planet Packaging Technologies公司用PEG共混制造生物降解高分子材料。美国Air Product & Chemical公司也开发了一种商品名为Vinex的材料,它是由聚乙烯醇和聚烯烃、丙烯酸酯接枝聚合而成,材料具有可降解性[17-18]。另一类是利用自然界中存在的天然物质经化学加工形成的合成纤维,如聚乳酸纤维(PLA),虽为合成纤维,但其原料来源于地球上不断再生而取之不竭的农作物,其废弃物埋入土中后,在土壤和水中微生物作用下大约经过1~2年时间,纤维可被完全分解为CO2和H2O从而发生降解[19]。虽然可降解纤维材料的开发已取得一定进展,但研究进行得还很不够,也没有取得较大的突破。随着人们生活水平的不断提高,对可生物降解功能纤维需求的增长,可以预见在新技术的应用和新材料的涌现下,可生物降解纤维将会被更广泛地应用[20~21]。4生态材料的发展趋势循环材料最基本的特点就是在主产业链上向前、向后延伸,实现闭合循环发展,使所用的原料和能源在不断的循环中得到合理利用,节约生态资源。现代纺织要求材料可循环、再生,产业发展可持续,因此,循环材料的开发和利用应是未来生态材料发展的趋势。最近日本提出了“完全循环型”新概念,要求彻底实现纤维从原料使用到最终制品回收全过程完全循环。吉玛公司、杜邦公司对聚酯等装置也提出了“全循环”概念[22]。天然纤维材料是地球上巨大的再生性生物高分子资源,作为“从自然产生又回到自然”的资源循环型材料,具有不可替代的发展优势。人造纤维材料作为传统的纺织材料,其原料多为天然可再生的非石油资源(木、棉、亚麻、竹、麦杆等),符合可持续发展的需求。合成纤维多为石油化合物,而石油属原生资源,且常规合成纤维具有不可再生、不可降解性。目前合成纤维如何进行回收再生是生态材料研究的重点,也是治理环境污染,节约资源和能源,促进合成材料循环使用的一种最积极的废弃物处理方法。已开发了有回收聚合物、纤维的原料再循环和回收单体的化学再循环系统[23~25]。回归自然、适应环境是纺织材料总的发展趋势。生态化纺织材料的发展为保护生存环境,实现纺织工业可持续发展提供了保障,符合21世纪绿色环保型时代的要求。随着社会的文明和进步,可认为未来的纺织工业将是绿色生态工业。参考文献:[1]吴湘济,沈晶.纺织工业绿色纺织品的设计与开发[J].上海工程技术大学学报,2002,(12):298-317.[2]黄猛.我国绿色纺织品的现状及发展趋势[J].棉纺织技术,2000,(2):31-33.[3]甘应近,白越,等.绿色纺织品的现状与展望[J].纺织学报,2003,(6):93-95.[4]Peter F Greenwood, green are cotton and linen?[J].textiles,1999,(3).[5]付群锋.浅谈新世纪纺织面料的发展趋势[J].印染,2000,(7):49-50.[6]A P Aneja,等.21世纪的纤维[J].国外纺织技术,2000,(1):1-3.[7]李晓燕.生态纺织纤维的性能与应用[J].棉纺织技术,2002,(11):

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北极豆豆鱼

机械制造与机械设计的关系 这类的你最好自己去591论文网上查,很多案例,也可以找那里老师代笔。挺负责的,信誉也不错。

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