CN104711950A - 滚切式硬冰雪清除机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种路面冰雪清除设备，特别是一种滚切式硬冰雪清除机，它包括有前后车架铰接而成的铰接式机动底盘，滑阀式转向阀和转向油缸，前后行走车轮，装备有圆笼式除雪钢刃的前后除雪滚轮以及操控除雪滚轮的前后驱动马达、前后击振马达、前后升降臂和前后升降油缸，后置刮雪铲及其装备的排雪螺旋、螺旋马达和刮铲油缸，液压泵组和操控液压系统等。本发明的优点是巧妙利用滚切原理和上述部件的协调动作，达到坚硬冰雪层清除作业的高效彻底、除净率高、节约能源、安全可靠、越障能力强和噪音低微的理想状态。

Description

滚切式硬冰雪清除机

技术领域

本发明涉及一种路面冰雪清除设备，特别是一种以路面坚硬压实冰雪为主要作业对象的滚切式硬冰雪清除机。

技术背景

清除路面坚硬压实冰雪是除雪作业中的最大难题。因为路面坚硬的压实冰雪不仅有极强的凝聚板结力，而且往往和路面之间产生顽固的粘着力，从而使复杂路面的硬冰雪清除工作十分困难。随着融雪剂使用管控越来越严，随下随压的路面硬积雪越来越多。同时我国中南部地区降雪趋势日渐明显，路面积雪融化以后遇冷凝固，硬化积雪更难清除。所以目前广大降雪区用户对高效清除坚硬冰雪的设备急需采用。

但目前以路面坚硬冰雪为清除对象的专业设备极少。少量切削式或凿击式产品都以高速冲击动作破除冰雪，不仅效率低，噪音大，而且极易损伤路面和自身部件，越障能力差，安全性差，适应性差，除净率很低，所以难以推广采用。

本申请人2002年所获国家专利ZL01248726.0予振式多功能破冰除雪机产品也存在效率较低，适应性差等不足。

发明内容

本发明的目的是克服上述坚硬冰雪清除设备少而差的状况，提供一种全新工作原理的效率高、噪音低、适应广泛、除净率高、越障能力强、安全可靠的坚硬冰雪清除机。

本发明的滚切式硬冰雪清除机包括由前车架和后车架组成的铰接型机动底盘，分别安装在前后车架上的前后除雪滚轮和前后行走车轮，用以分别升降前后除雪滚轮的前后升降臂和前后升降油缸，前后除雪滚轮上分别安装的前后驱动马达、前后振动马达和圆笼式除雪钢刃、车架铰接销轴，转向油缸和滑阀式转向阀，后置的排雪螺旋、螺旋马达、刮雪器，包括操控各液压工作元件和参数显示的液控系统，液压泵组。

本发明的基本工作原理是：充分而可控地利用主机底盘的全部或部分质量，使除雪滚轮沿圆周分布的除雪钢刃充分施压冰雪板结层予以可靠的滚动式连续切割。同时利用除雪滚轮驱动主机行走的驱动力破除冰雪层与地面间的粘着力。另外可利用铰接式车体的折曲动作使除雪钢刃在水平方向上频繁搓动推挤冰雪，从而实现对坚硬冰雪板结层的高效破除。必要时启动滚轮上的振动马达，由此产生对冰雪板结层的击振力可以进一步提高清除效果。液压泵站和操作方便的液控系统保证了各除雪动作的协调工作，圆笼式除雪钢刃便于往返重复作业，从而产生多种互助和叠加的除雪效果。

本发明采取的具体实施办法是：

一种滚切式硬冰雪清除机，采用铰接式车体结构为机动工作底盘。主机的快速转移行驶用传统行走车轮完成。到达除雪作业区以后，当冰雪压实程度不重时，只需下降铰接式车体后车架上安装的后除雪滚轮和后置刮雪铲及排雪螺旋。待除雪滚轮上沿圆周分布的圆笼式除雪钢刃向下压入冰雪板结层并给予有效切割后，启动后驱动马达带动除雪滚轮转动，其转动切向力既是主机克服阻力而能转移行驶的驱动力，也是破坏冰雪板结层与地面间顽固粘着力的除雪动力。此时除雪滚轮将部分代替雪地附着能力较差的行走车轮，更可靠地驱动主机作业。如果希望增加除雪滚轮上除雪钢刃对冰雪板结层的切割能力，可以启动该除雪滚轮上的振动马达带动其偏心击振结构高速旋转，从而产生强大的击振力。此击振力通过圆笼式除雪钢刃对冰雪板结层施以更有效的切割，并对冰雪与地面间的粘着力加强了破坏作用。后置刮雪铲依靠后升降臂以及刮铲油缸的作用，对冰雪路面保持足够压力并将已被破碎的冰雪刮离地面。随着刮雪铲前进，逐渐堆积的冰雪将被排雪马达驱动的排雪螺旋侧向排出主机右侧或左侧。

如果作业区内冰雪压实程度较重或者除雪作业有提高速度等方而的更高要求，则可以和上述后除雪滚轮进行除雪作业一样，再降下前车架上的前除雪滚轮，令其参加除雪作业，按相似的动作程序重复累进除雪。两个除雪滚轮此时可以部分或完全代替行走车轮功能驱动主机，同时依靠各自驱动马达的独立操作，方便地实现转速差别驱动而互相增加驱动阻力，也就是互相增加了除雪作用力，其除雪效果将加倍增加。另外也可以操控滑阀式转向器操纵转向油缸，迫使铰接车体做折曲动作(俗称“鸭步”)。此时在强大车体重力支持下，切入冰雪板结层的除雪滚轮上的除雪钢刃将对冰雪施加强力的水平排挤。滑阀式转向器有小幅、快速的操作特点，这种水平力便能快速、反复搓刮冰雪板结层，从而保证了高效彻底的作业效果。此时必然产生的车体转向动作，因为是小幅度的快速往返动作，主机在作业区内呈现的只是较慢车速的小幅摆动动作，因而是安全的。

本发明的突出优点是：

1.前后两个除雪滚轮可以单独或同时向下压入冰雪板结层，直至将主机部分或全部抬起，使圆笼式除雪钢刃对冰雪层施加连续可控的直至超过车体总重的强大切割力，为剥离冰雪板结层创造了最主要的先决条件。

2.前后滚轮上的圆笼式除雪钢刃切入冰雪板结层以后，在驱动马达带动下使雪地作业的主机发挥无滑转的可靠驱动力，该驱动力同时也在剥离地面板结积雪，大大节省能源消耗。

3.绞接式车体的小幅、快速折曲动作，使除雪钢刃对冰雪层产生反复的水平搓动力，有效破坏了冰雪与地面的粘着力，保证了对不同坚硬冰雪的有效清除。

4.两个能分别产生强大驱动力和击振力的除雪滚轮之间互相配合动作，加上滚动、搓动、振动等除雪作用力的不同组合选择，以及除雪滚轮上圆周分布的除雪钢刃圆笼式结构便于往返行走作业，都保证了除雪作业的广泛适应性，极高除净率和极强越障能力。

5.以“切、磋、推、刮”等非高速的除雪动作为主，作业中很少损坏路面和机具，安全性高、噪音小。

6.转换方便的两套驱动系统分别用于机动底盘的除雪作业行走和转移行走，并能协调联合工作，大大提高了作为除雪装备主机的工作效能。

附图说明

图1是本发明滚切式硬冰雪清除机整机结构示意图

图2是本发明滚切式硬冰雪清除机后除雪滚轮结构示意图。前除雪滚轮结构相同。

图3是本发明滚切式硬冰雪清除机除雪滚轮圆笼式除雪钢刃结构示意图

附图标记：

前除雪滚轮1、前行走车轮2、前车架3、铰接销轴4、后行走车轮5、后车架6、后升降臂7、后除雪滚轮8、排雪螺旋9、地面10、冰雪板结层11、刮雪铲12、螺旋马达13、刮铲油缸14、限位装置15、后振动马达16、后驱动马达17、后拉杆18、后升降油缸19、液控系统20、滑阀式转向器21、液压泵组22、转向油缸23、前升降油缸24、前升降臂25、辅助油缸26、前拉杆27、前驱动马达28、前振动马达29、振动传动装置31、驱动传动装置32、偏心结构33、除雪滚轮筒34、圆笼式除雪钢刃35、联接销36、减振装置37、筋条38

以下就附图给出的实施例对本发明结构做进一步详细阐述：

如图1、2、3所示，一种滚切式硬冰雪清除机，包括一对前行走车轮2和一对后行走车轮5承载的前车架3和后车架6，前后车架连同其上装备所构成的前后车体通过铰接销轴4和转向油缸23组成一个铰接式车体。滚切式硬冰雪清除机转移行驶时，只用前后行走车轮2和5驱动，此时前除雪滚轮1和后除雪滚轮8连同后刮雪铲12及排雪螺旋9等均被前后升降臂25和7提升到安全高度以便车辆机动快速转移。到达除雪作业区以后，如果冰雪压实程度不重，应首先用后升降油缸19下压后升降臂7及其上装备的后除雪滚轮8、刮雪铲12、排雪螺旋9等装备。待后除雪滚轮8上的圆笼式除雪钢刃35压入冰雪板结层11并予以有效切割后，启动后驱动马达17带动后除雪滚轮8转动，此转动通过其除雪钢刃35驱动主机移动，同时克服已被切割的冰雪板结层11与地面10的粘着力而予以破碎。

此时如果希望增加除雪钢刃35对冰雪板结层11的向下切割力，可启动后击振马达16带动偏心块33高速旋转，所产生的击振力将增加除雪钢刃35对冰雪层的切割力和对冰雪层与地面间粘着的破坏力。随主机行进的后置刮雪铲12对冰雪路面施加足够压力，同时将地面10上已被破碎的冰雪刮离地面并逐渐堆积。冰雪堆积高度一旦超过其前置排雪螺旋9的离地间隙，旋向可以方便转换的螺旋马达13驱动的排雪螺旋就能把这些堆积雪排出主机右侧或左侧。

如果压实冰雪板结严重或者除雪作业有提高速度等方面的其它要求，可再降下前车架3上安装的前升降臂25连同前除雪滚轮1，按相似程序完成上述后除雪滚轮8的各步动作，重复累进作业，除雪效果会明显增加。适时协调差动前后两个除雪滚轮的驱动转速或转矩，则它们不仅在相似作业轨迹上的除雪作用力可以相互助力、反复累加而有事半功倍的效能，也可以互为依靠而成为有效发挥各自驱动力的保障。甚至以互相增加阻力的方式增大各自除雪作用力。因为除雪滚轮上的除雪钢刃对冰雪板结层的水平破坏力和行走阻力是完全对等的。

如果操纵主机车架上装备的滑阀式转向阀21令转向油缸23迫使前后车体做铰接转向的折曲动作(俗称“鸭步”)，此时在车体强大压力支持下，切入冰雪板结层11的除雪滚轮上的圆笼式除雪钢刃35将对冰雪连续施加水平方向的强力推挤力。滑阀式转向阀具有小幅、快速的操作特点。所以这种推挤力也将反复快速对已被切割的板接冰雪粘着力给予强力破坏，从而保证了高效除雪的作业效果。前拉杆27和后拉杆18分别用于限定前后除雪滚轮的初始作业位置。限位装置15用来限止刮铲12的过渡下落。辅助油缸26用来微调前除雪滚轮的下降位置。

此时必然产生的“折腰转向”动作也将是小幅而快速回正的，主机在作业区内呈现的较慢车速状态下小幅摆动着移动除雪状态，完全是可控而安全的。

Claims (10)

1.一种滚切式硬冰雪清除机，包括由前车架和后车架组成的铰接型机动底盘，分别安装在前后车架上的前后除雪滚轮和前后驱动桥上的前后行走车轮，用以分别升降前后除雪滚轮的前后升降臂和前后升降油缸，前后除雪滚轮上分别安装的驱动马达、振动马达和除雪钢刃，车架铰接销轴，转向油缸和滑阀式转向操纵阀，后置的排雪螺旋、螺旋马达、刮雪器，以及操控各液压工作元件和参数显示的液控系统，液压泵组。

2.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的由前车架和后车架组成的铰接式结构可使机动底盘前后两部分在水平方向绕铰接销轴左右相对折曲动作。

3.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的前后除雪滚轮由铰销分别和前后车架连接，它们分别由前后升降油缸操纵，可以单独或同时由前后升降臂提升抬离冰雪路面，也可以单独或同时以各自的可调压力下降切入路面的冰雪板结层，直至将车体部分或全部顶起。

4.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的前后除雪滚轮都有沿圆周分布的除雪钢刃结构，它们以所需下压力部分或全部切割冰雪板结层。

5.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的前后除雪滚轮上都装有振动马达，独自或同时启动振动马达可以带动相应除雪滚轮产生击振力，以增加除雪钢刃对地面冰雪板结层的作用力。

6.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的前后除雪滚轮上都装有驱动马达，它们可以单独或同时按所需要的转速和旋向转动，以便驱动车辆行走。

7.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的钢制除雪滚轮和整机的胶制行走车轮形成了两套各自独立或互相配合工作的驱动系统，以满足除雪机在转移行驶和作业行走时的多种需求。

8.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的铰接转向油缸由滑阀式转向阀操控，可使前后车架以足够的速率和力量左右折曲前进(俗称“鸭步”状态)。

9.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的后置刮雪铲能在刮铲油缸及后升降臂作用下，以足够压力压向地面，铲刃刮起的冰雪碎块由排雪马达驱动的排雪螺旋向车体一侧(右侧或左侧)排出。

10.根据权利要求1所述的滚切式硬冰雪清除机，其特征在于所述的液压泵站和液压控制系统共同保证了各种工况下各液控工作油缸和马达以所需的工作压力和速度按所需方向协调工作。