CN103321177B - 除雪机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除雪机，它由骨架、加强架、牵引脚、牵引板、轴、切割盘、扩张盘、减震器、液压缸、牵引架、侧排雪装置、龙骨梁、三角板、横板、轮骨等部件构成。加强架固定在龙骨梁上，有牵引架和液压缸连接龙骨梁；牵引脚和横板固定在骨架上，三角板连接牵引脚和横板。牵引板连接牵引脚和轴，减震器连接横板和牵引板，轴上有轮骨，轮骨上有切割盘和扩张盘。侧排雪装置通过液压缸和耳板连接龙骨梁，配重箱固定在龙骨梁上。本机采用的是非硬接触式原理除雪，除雪效率高、质量好、费用低、故障少、易维修，对保障交通运输的安全有重要意义。

Description

除雪机

技术领域：

本技术应用于机械制造领域，具体为一种除雪机械。

技术背景：

雪是一种自然现象，我们的地球也因它而美丽，它在给我们的生产生活带来许多好处的同时却给公路交通造成负面影响，每年因雪引发的交通事故不计其数，许许多多鲜活的生命也因此永远逝去。为了消除雪对交通的影响，人们想尽了各种办法，比如人工除雪、撒防滑料、机械除雪、使用融雪剂，这些技术手段目前都存在着这样那样的缺陷，人工除雪效率太低，雪对人来说永远是除不完的；撒防滑料一是量太大，二是不能从根本上解决问题，目前的机械除雪仅对松散的雪有一定的作用，对压实的雪存在着效率低、质量差、故障率高、维修困难等不足；使用融雪剂虽然效果好，但存在着污染环境、对桥涵构造物、路面、公路附属设施和车辆的腐蚀性大等缺点，同时也因为资源消耗量大、费用高等因素的限制，除应用在干线公路和城市主干道外，更多的县乡公路和城区街道还是使用的盲区，随着时代的发展，单纯地使用融雪剂已经不能适应社会对除雪的需要了。为保障公路交通运输和人的生命财产安全，本发明旨在提供一种效率高、质量好、故障少、易维修的除雪机械，在降低除雪费用和难度、扩大有效除雪范围的同时，减少融雪剂使用和依赖。

发明内容：

本发明的技术方案是除雪机由骨架1、加强架 2、牵引脚 3、牵引板 4、轴 5、切割盘 6、扩张盘 7＝减震器 8、液压缸 9、牵引架 10、配重箱 11、侧排雪装置 12、龙骨梁 13、三角板 14、横板 17、轮骨 18等部件组成。骨架1由三道横梁和数道纵梁构成的长方形框架结构，前面的一道横梁上有牵引环15，用销轴透过和牵引架10上的环铰接，三道横梁间的两组纵梁腹下各有一个横板17，上面等距固定着带孔耳片。牵引脚3一端为短肩形，一端有圆孔，分前后两排用短肩端垂直固定在骨架1前面、中间的两道横梁上(与横板17上耳片的位置对应)；每排的组数因设计而定，组间距离相等，两排的排序要错开，即后一排一组牵引脚3的垂直中线正对前排两组间距的中点；用横拉杆16将每排的牵引脚3连接，作用是减小牵引脚3在机械运动中左右摆动的幅度。三角板14的一条短边固定在横板17上，一条短边夹在一组牵引脚3的中间，角端距圆孔有一定的距离，作用是增加牵引脚3的抗弯强度。牵引板4是不规则长方体，比三角板14略薄，一端有圆孔，一端是内半圆缺状，有孔的一端放置在每组牵引脚3的中间，用销轴透过圆孔将两者铰接固定；半内圆缺状的一端嵌入轴5固定，尾端固定带孔耳片。减震器8利用压缩弹簧的势能作功，可减少机械 故障率，提高使用寿命，用螺栓透过减震器8两端的圆孔分别交接在牵引板4和与它位置对应的横板17上的耳片上，这样减震器8、三角板14、牵引脚3、牵引板4形成了一个稳定的结构单元，多个单元并列组合便构成了除雪机的主体结构。每个轴5的两端各有一个轮骨18，轮骨18壁上有带螺纹圆孔，轴5与轮骨18之间置轴承，轴5上有螺纹配合螺帽将轴承紧固。每个轮骨18上配有一个圆盘，两个盘的间距以10-15cm为好，前排的叫切割盘6，后排的叫扩张盘7，切割盘6和扩张盘7有圆孔，孔的直径、间距、数量、位置与轮骨18上的圆孔一致；加强垫19上圆孔的直径、间距、位置、数量与轮骨18上的圆孔一致，用螺栓透过圆孔分别将切割盘6与轮骨18、扩张盘7与轮骨18紧固。顾名思义，切割盘6与扩张盘7在功用上是不同的，切割盘6的主要功用是在重力的作用下通过圆的运行轨迹将压实的雪切割成条带状，扩张盘7的运行轨迹在条带的中间，功用是在重力作用下侵入压实雪实现压力水平扩张使雪块位移，将雪切割剥离后变成浮动的雪块，这就是本除雪机的除雪原理。因为切割盘6和扩张盘7功用的不同，两者在制作上存在差异，切割盘6或者薄于扩张盘7，或者边缘处理成刃状，这就带来机械性能的不同进而影响到使用寿命和使用上的不便，最终影响到除雪效果。解决的办法有两种，一种是用机械性能优于扩张盘7的材料制造切割盘6，另一种是选择有足够动力的机械使切割盘6和扩张盘7采用机械性能相同的材料按相同的规格制造，切割盘6和扩张盘7要实现同步磨损，这才不会影响重力的分配，不会影响到除雪效果和机械的使用。加强架2由三道横梁和数道纵梁构成的水平长方形框架结构，略小于骨架1，两者紧固在一起；上面有两组耳板20，每组耳板20上有同心圆孔，用销轴和液压缸9柱塞孔铰接。龙骨梁13有两条边梁和数到横梁构成的长方形主框架，中间有间接式纵梁，一端下有支脚，支脚下固定轴，轴两端各置一车轮：一端下置起牵引作用的三叉，三叉首端下置厚壁钢管，管中有牵引棒，棒首有单耳孔，用来插入销轴与牵引机械铰接。龙骨梁13上固定配重箱11，内有配重物；两边各有一个耳桩22，每个耳桩22上都有一对耳板，耳板上有同心圆孔，用销轴透过与液压缸9缸体上的耳孔铰接。龙骨梁13中间两道纵梁上各固定了一个大小相同圆孔同心的耳板23，用来穿过侧排雪装置12上的销轴。侧排雪装置12中起牵引作用的主梁和刮雪铲是分离的，结合处是两个圆盘，圆盘的两侧有圆孔，圆孔的直径、数量、位置、间距均相等，在两侧的圆孔中各插入一个销轴用来固定刮雪铲，拔出销轴可调整排雪的方向和角度。圆盘中有粗销轴铰接，主梁上有一对同心圆孔的耳板，用销轴透过与液压缸9的柱塞孔铰接；在耳板对应位置上的双纵梁上固定着一个耳桩22，用销轴透过耳桩22上的同心圆孔和液压缸9缸体上的耳孔铰接。用销轴透过龙骨梁13三叉牵引棒上的单耳孔和牵引机械铰接，发动牵引机械，液压缸9收缩柱塞将切割盘6、扩张盘7、侧排雪装置12提离地面，除雪机械便随牵引机械空驶运行；伸展液压缸9柱塞放下切割盘6、扩张盘7和侧排雪装置12，在重力作用下切割盘6将压实的雪切割成条带状，扩张盘7使雪水平位移后剥离路面形成浮动的雪块，侧排雪装置12将雪集中排向一侧，从而实现剥离、收集、排出的一整套除雪作业流程。

雪花从天而降下，轻盈飘逸，姿态优美，一经车轮碾压变得又滑又硬，非但机械，就是融雪剂撒少了对压实的雪也没有好效果。本机就是针对压实雪的路况而设计的，与刮雪铲等硬接触式除雪原理不同，本机采用重力做功和圆的运动原理，实验表明除雪质量好、效率高、费用低、故障少、易维修，可见优势明显。

有益效果：本发明最大的有益效果就是不用或少用融雪剂也能很好地除雪。我们都知道使用融雪剂有费用高、消耗资源、污染环境、对路面、桥涵构造物、公路附属设施和车辆腐蚀大等缺点，那么为什么还要用它呢？就因为目前的除雪机械存在着效率低、质量差、故障率高、维修困难的缺陷，不能很好的除雪，即便融雪剂的缺陷颇多，也因为成本的因素仅仅在干线公路和城市的主干道使用，对于里程更长的县乡公路和城区街道而言则是一剂难求，而本机具有除雪效果高、质量好、费用小、故障率低、易维修等优点，不仅在干线公路和城市主干道上不用或少用除雪剂也能除好雪，而且能把除好雪的范围扩大到县乡公路和城镇街道。诚然雪不是发生交通事故的最主要因素，但是除好雪确能减少交通事故的发生，经济效益和社会效益无需细致地估算，只要少发生几起交通事故，少造成人民群众的财产损失，少伤几个人，少死几个人，这就是社会文明的进步。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1为除雪机结构侧视平面示意图；

图2为骨架结构示意图；

图3为加强架结构示意图；

图4为配重箱结构示意图；

图5为牵引脚结构示意图；

图6为三角板结构示意图；

图7为液压缸结构示意图；

图8为横拉杆结构示意图；

图9为切割盘结构示意图；

图10为加强垫结构示意图；

图11为扩张盘结构示意图；

图12为牵引板、轴、轮骨结构示意图；

图13为龙骨梁结构示意图；

图14为侧排雪装置结构示意图；

图15为牵引架结构示意图；

图16为横板结构示意图；

图17为减震器结构示意图；

图中：

1、骨架，2、加强架，3、牵引脚，4、牵引板，5、轴，6、切割盘，7、扩张盘，8、减震器，9、液压缸，10牵引架，11、配重箱，12、侧排雪装置，13、龙骨梁，14、三角板，15、牵引环，16、横拉杆，17、横板，18、轮骨，19、加强垫，20、加强架耳板，21、牵引耳板，22、耳桩，23、耳板。

具体实验方式：

除雪机为全钢铁结构，骨架1的前二道横梁和全部纵梁以采用槽钢制作为好，后一道横梁可用角钢，长短根据设计要求而定，用焊接的方式连接；前梁上的牵引环15可采用厚壁钢管切割制作，两个环为一组，有间距，以骨架1的中线为界，一侧三组，对称分布，用焊接方式固定，且要加强。横板17采用厚度、宽度符合设计要求的钢板制成，焊接在纵梁上，固定减震器8的耳片可以是单耳片也可以是U形双耳片，采用冲压方式制成，焊在横板17上。牵引脚3由钢板切割而成，两个一组，短肩部以上卡入骨架1的钢槽中，以加大接触面积，增强牢固度，用焊接法固定；两组牵引脚3间距的取值范围在大于等于20cm、小于等于35cm间为好，两排牵引脚3组间距的取值范围应一致；每一排的牵引脚3都用焊接法固定在横拉杆16上，横拉杆16的取材较为广泛，可以用圆钢、螺纹钢、方钢、角钢等材料制作。三角板14由钢板切割而成，夹在一组牵引脚3中短边的角端距牵引脚3上圆孔应在2.5cm以上，和固定在横板17上的短边一样用焊接法固定。牵引板4用厚度略小于三角板14的钢板切割制成，用销轴与牵引脚3铰接，用焊接法连接轴5，交接点是牵引板4的纵轴线交轴5的中点，以保证交接点两边轴5的长度相等；铰接减震器8的耳片用焊接法固定。减震器8采用压缩弹簧式，利用弹簧的压缩势能做功。三角板14、牵引脚3、牵引板4、减震器8作为一个结构单元，它们的垂直中线作用在同一条垂直线上。轴5用圆钢由车床加工制成，轮骨18先用铸钢法带作毛坯，再用车床加工成品，切割盘6和扩张盘7采用机械性能好的钢材板经冲压、淬火、回火等工艺制成。加强垫19采用冲压工艺制作，上面圆孔的数量、直径、位置、间距与切割盘6、扩张盘7、轮骨18上的一致，用螺栓分别把加强垫19与切割盘6和轮骨18、与扩张盘7和轮骨18紧固在一起，以保证切割盘6与扩张盘7的安全运转。牵引架10采用槽钢和角钢焊接制成，上面的环用焊接法固定，并做加固处理，一台除雪机要配备二个牵引架10，分置骨架1的两边，三个环的一边与三组牵引环15对位，分别将牵引架10上的一个环卡入一组牵引环15中间，用销轴铰接，作用是在平衡分布拉力的同时保证在某一组环出现故障时机械仍能正常运行。加强架2的作用是将重力平均地传递到每片切割盘6和扩张盘7上，因此要使用机械性能好的方钢或方钢管制作，耳板20也要采用较厚的钢板切割制作；横梁与纵梁的连接和耳板20的固定均采用焊接方式；加强架2与骨架1可采用U形螺栓或焊接的方式连接固定，也可采用焊接和U形螺栓并用的复合固定方式。龙骨梁13的纵梁与横梁、三叉、耳桩22、支脚，三叉与牵引耳板21，支脚与轴均采用焊接的方式结合固定，空驶运行时龙骨梁13要承载全部的重量，尤其是三叉部位，除雪作业时耳桩22要承全部的重量，因此选材上要把这此因素充分考虑进去。固定侧排雪装置的耳板23与短纵梁采用螺栓固定，因它承受的拉力较大所以要采用较厚的钢材切割制成，牵引耳板21也要采用较厚的钢板制作。侧排雪装置12中起牵引作用的主梁采用槽钢对接，梯形部分铺以钢板焊接成箱体式结构，以增加抗拉强度；耳板、销轴均用焊接法固定；刮雪铲弧形，用钢板压制而成，由于铲刃接触路面，因此要采用硬度高、韧性好、耐磨的材料和工艺制作，刃上有圆孔便于用螺栓固定在铲上；铲的弧形背上有加固作用的钢管和数道纵向的加强筋，采用焊接方式固定，铲与主梁用强度高的圆钢制作的销轴铰接，配重箱11采用角钢围框，铁板铺底、围边，焊接在龙骨梁13上。液压缸9为双向伸缩式，既可提起又可放下加强架2和侧排雪装置12。

上面介绍的是以拖拉机为牵引动力的基础型除雪机，改造后可与多种机械配套，如用汽车底盘梁做龙骨梁13，车箱做配重箱11；保留耳桩22和牵引耳板21，稍加改进侧排雪12即可，由于汽车的速度快，改造后可大幅度提高除雪效率。如取消配重箱11，改配重物为铁块固定在加强架2和龙骨梁13上，将龙骨梁12上的车轮前置为万象轮，即可与装载机配套使用，由于装载机有强劲的动力，可大幅提高应对难除雪的能力；也可与雪辊和抛雪机等机械配合。

Claims (10)

1.一种除雪机，由骨架(1)、加强架(2)、牵引脚(3)、牵引板(4)、轴(5)、切割盘(6)、扩张盘(7)、减震器(8)、液压缸(9)、牵引架(10)、配重箱(11)、侧排雪装置(12)、龙骨梁(13)、三角板(14)、横板(17)、轮骨(18)组成，其特征在于：加强架(2)固定在骨架(1)上，通过牵引架(10)、液压缸(9)用销轴连接龙骨梁(13)；牵引脚(3)两个为一组中间夹着三角板(14)的一条短边固定在骨架(1)上，三角板(14)的另一条短边固定在横板(17)上；牵引板(4)有孔的一端放置在一组牵引脚(3)中间用销轴铰接，一端固定着轴(5)，减震器(8)分别用螺栓铰接在横板(17)和牵引板(4)的耳片上；轮骨(18)固定在轴(5)的两端，通过螺栓和加强垫(19)分别固定着切割盘(6)和扩张盘(7)；侧排雪装置(12)通过耳板(23)和液压缸(9)连接龙骨梁(13)；配重箱(11)固定在龙骨梁(13)上。

2.根据权利要求1所述的除雪机，其特征在于：牵引脚(3)有两排，后排一组牵引脚(3)的垂直中线正对前排两组牵引脚(3)间距的中点；用横拉杆(16)将每排的牵引脚连接。

3.根据权利要求2所述的除雪机，其特征在于：两组牵引脚(3)间距的取值范围在大于等于20cm，小于等于35cm之间。

4.根据权利要求1所述的除雪机，其特征在于：扩张盘(7)的运行轨迹在切割盘(6)切割出的条带的中间。

5.根据权利要求4所述的除雪机，其特征在于：切割盘(6)和扩张盘(7)要实现同步磨损。

6.根据权利要求1所述的除雪机，其特征在于：龙骨梁(13)有耳桩(22)和牵引耳板(21)。

7.根据权利要求1所述的除雪机，其特征在于：有配重物。

8.根据权利要求1所述的除雪机，其特征在于：侧排雪装置(12)可调整排雪方向和角度。

9.根据权利要求1所述的除雪机，其特征在于：加强架(2)上有耳板(20)；骨架(1)上有牵引环(15)。

10.根据权利要求1所述的除雪机，其特征在于：可与多种机械配套。