CN104762914B - 一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在解决现有清雪设备、清雪质量低、伤害路面、浪费人力的问题，公开了一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲，包括一个机架，机架由一个矩形的机架背板和机架背板上部两端伸出的两个弓形的机架架杆组成，机架背板上有用于安装在小型拖拉机上的安装孔，机架架杆前端有推雪铲，推雪铲背部底端两侧各有一个万向轮，其特征在于，还包括推雪铲伸缩机构、滚动破冰机构和滚动破冰机构的升降机构。本发明滚动破冰机构和滚动破冰机构的升降机构良好配合，破冰滚子的机械震动使冰层产生共振从而破裂，对路面伤害小，清雪效率高，推雪铲伸缩机构在一定范围内有避障功能；本发明结构简单，设计合理，具有广泛的应用前景。

Description

一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲
技术领域
本发明属于除冰雪机械工具领域，具体涉及一种安装在小型拖拉机上的可以破碎路面薄冰的推雪滚铲。
背景技术
冬季降雪后，由于温度较低，道路上积雪不易融化，这就给正常出行车辆及行人造成严重不便。部分中央路段能实现清雪除雪的机械化和自动化，但广场、校园、车站等相对径度较小，人员密度较大的区域大都依靠传统人工清扫的方法，耗费大量人力，并且普遍存在效率低下、清扫质量不高等缺陷。
现有的一些除冰雪的方法有：1.使用除雪剂，如撒盐可以阻止积雪结冰，从而使其慢慢融化，此方法只能针对降雪量较小的情况,且在积雪融化前路况还是会较差。2.使用除冰雪车将路面上的冰雪除掉，此方法可以在降雪量大的情况下及时清除积雪或冰,保持路况畅通,但现有的一些除冰雪机,其除冰雪装置有的是螺旋滚刀形式的,有的是旋转辊上安装立钢板碾压形式的,都会对路面造成极大的伤害。
发明内容
本发明旨在克服现有除雪设备破冰除雪效果差以及对道路路面损伤的问题，提供一种即不易损伤路面又能够将冰雪清除干净的安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲，包括一个机架，机架由一个矩形的机架背板和机架背板上部两端伸出的两个弓形的机架架杆组成，机架背板上有用于安装在小型拖拉机上的安装孔，机架架杆前端有推雪铲，推雪铲背部底端两侧各有一个万向轮，其特征在于，还包括推雪铲伸缩机构、滚动破冰机构和滚动破冰机构的升降机构；
推雪铲伸缩机构包括一个截面为L形的铲架连接架，铲架连接架背面底端两侧与两个机架架杆前部底端铰接，铲架连接架顶端中部与一个液压缸的活塞杆铰接，液压缸的缸体通过一个液压缸固定板螺栓连接固定在两个机架架杆前部中间位置，推雪铲背面铆接有一个截面为L形推雪铲托架，推雪铲托架顶端两侧各焊接一个半圆形连接板1号，铲架连接架正面顶端两侧各焊接一个三角形连接板，每侧的半圆形连接板1号和同侧的三角形连接板之间铰接有一个推雪铲支架连杆，铲架连接架正面底端两侧各焊接有一个半圆形连接板2号，两个半圆形连接板2号分别与推雪铲托架背面底端两侧铰接，推雪铲托架背面与铲架连接架正面之间安装有三个横向均布的硬质弹簧；
滚动破冰机构中的破冰滚子为空心环柱形结构，破冰滚子的柱面上焊接有均匀分布的半球状突起，突起上有大量的圆点状凹坑，破冰滚子位于机架架杆的中下部，破冰滚子的中心有一个传动轴，两个滚子端盖通过螺钉固定在破冰滚子的两端，滚子端盖通过键连接与传动轴周向定位，破冰滚子内设有两个偏心轮，偏心轮通过键连接与传动轴周向定位，通过轴肩与弹簧实现轴向定位，传动轴一端通过平键安装有一个输入带轮，两个滚子端盖外侧各套有一个拉臂，滚子端盖与拉臂之间安装有滑动轴承，每个拉臂上部铰接在横穿过两个机架架杆后部的一个拉杆的两端，每个机架架杆位于拉杆下方各焊接有一个机架支撑杆，每个机架支撑杆另一端与机架背板底端焊接，与输入带轮同侧有一个过渡带轮通过一对圆锥滚子轴承安装在拉杆上，过渡带轮有一个外侧轮槽和一个内侧轮槽，过渡带轮的内侧轮槽和输入带轮的轮槽之间安装有一个皮带1号，过渡带轮的外侧轮槽与配合使用的小型拖拉机输出带轮的轮槽之间安装有一个皮带2号，圆锥滚子轴承外端安装有轴承端盖，轴承端盖外侧通过螺母固定，拉杆的另一端通过螺母将拉臂固定在拉杆上实现轴向定位；
滚动破冰机构的升降机构中的力矩直流电机固定安装在直流电机基座上，直流电机基座焊接在直流电机支撑板的中部，直流电机支撑板焊接在两个机架架杆之间，力矩直流电机通过弹性柱销联轴器连接一个丝杠螺杆，丝杠螺杆穿过丝杠端盖固定在丝杠套内，丝杠螺杆的外螺纹与一个滑块的内螺纹旋合，滑块的底端与一个长支杆的一端铰接、长支杆的另一端套在一个悬空轴的中部，两个机架架杆前端各铰接有一个短支杆、两个短支杆的另一端与悬空轴的两端铰接，悬空轴的两端各铰接有一个弹簧减震杆，每个弹簧减震杆的另一端与每个拉臂铰接。
进一步的技术方案包括：
所述的推雪铲是由铲刃与铲板用螺钉连接组成的，推雪铲的高度为620mm，铲刃的切削角为40°，铲板的宽度为1706mm。
位于传动轴一端的输入带轮外侧通过螺钉固定有一个传动轴端盖1号，位于传动轴另一端的拉臂外侧通过螺钉固定有一个传动轴端盖2号。
机架架杆上焊接有两个丝杠装置支撑板，在丝杠装置支撑板中部焊接丝杠装置基座，丝杠套两端底部通过螺栓与丝杠装置基座固定。
本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲在工作过程中，滚动破冰机构和滚动破冰机构的升降机构良好配合，破冰滚子高速旋转时，破冰滚子中的传动轴带动偏心轮转动，传动轴每转动一周，在滚子内部的两个对称位置同时产生一次机械振动，带动破冰滚子在冰层表面上下往复的机械振动，当破冰滚子的震动达到冰层的固有频率时，冰层将产生共振，从而自然破裂。由于破冰滚子外部突起的作用，突起部位与地面空间不断减小，空气被不断压缩，当突起顶点切平面与冰面平行时，将达到压缩的最小值，此时空气具有最大的压缩势能和一定的动能，地面上较为薄的冰面将在空气作用下破裂，滚子上突起均匀分布，将产生持续的破冰空气能，起到破除冰层的作用，突起上凹坑能在有浮雪的冰面上起到防止积雪粘连的作用，从而有效降低行进阻力，提高作业效率，且对路面伤害小，清雪效率和清雪质量高，当推雪铲工作遇到障碍时，液压缸活塞杆收缩，推雪铲伸缩机构带动推雪铲向上翻转，躲过障碍物，然后在弹簧的带动以及液压缸的活塞伸长，从而达到适当的除雪位置；当工作路段上坡时，推雪铲伸缩机构带动推雪铲向上翻转，液压缸活塞杆收缩，当道路恢复平坦时，在弹簧减震杆的带动以及液压缸的活塞作用下恢复正常除雪位置；当遇到下坡路段时，与上述过程相反，无论是在越障还是上下坡时，推雪铲铲面只发生微小幅度的转动，充分保证推铲的除雪性能，本发明结构简单，设计合理，能起到良好的破冰除雪目的，并且在工作过程中，对路面伤害小，清雪效率和清雪质量高，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲的结构示意图；
图2是图1的后视图；
图3是本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲的平面结构示意图；
图4是本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲的滚动破冰机构的剖视图；
图5是本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲的滚动破冰机构的升降机构的结构示意图；
图6是本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲的推雪铲的结构示意图；
图7是本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲中的输入带轮、过渡带轮和小型拖拉机输出带轮之间的传动关系示意图。
图中，1.推雪铲，2.半圆形连接板1号，3.推雪铲支架连杆，4.三角形连接板，5.液压缸，6.机架架杆，7.直流电机支撑板，8.直流电机基座，9.力矩直流电机，10.弹性柱销联轴器，11.丝杠螺杆，12.丝杠端盖，13.丝杠装置基座，14.丝杠套，15.长支杆，16.滑块，17.丝杠装置支撑板，18.机架背板，19.机架支撑杆，20.拉杆，21.拉臂，22.滚子端盖，23.弹簧减震杆，24.悬空轴，25.短支杆，26.破冰滚子，27.液压缸固定板，28.铲架连接架，29.半圆形连接板2号，30.推雪铲托架，31.万向轮，32.输入带轮，33.过渡带轮，34.硬质弹簧，35.轴承端盖，36.圆锥滚子轴承，37.滑动轴承，38.传动轴端盖1号，39.螺母，40.传动轴端盖2号，41.传动轴，42.偏心轮，43.铲板，44.铲刃，45.皮带1号，46.皮带2号，47.小型拖拉机输出带轮，48.小型拖拉机。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲，包括一个机架，机架由一个矩形的机架背板18和机架背板18上部两端伸出的两个弓形的机架架杆6组成，机架背板18上有用于安装在小型拖拉机48上的安装孔，机架架杆6前端有推雪铲1，推雪铲1背部底端两侧各有一个万向轮31，还包括推雪铲伸缩机构、滚动破冰机构和滚动破冰机构的升降机构；
推雪铲伸缩机构包括一个截面为L形的铲架连接架28，铲架连接架28背面底端两侧与两个机架架杆6前部底端铰接，铲架连接架28顶端中部与一个液压缸5的活塞杆铰接，液压缸5的缸体通过一个液压缸固定板27螺栓连接固定在两个机架架杆6前部中间位置，推雪铲1背面铆接有一个截面为L形推雪铲托架30，推雪铲托架30顶端两侧各焊接一个半圆形连接板1号2，铲架连接架28正面顶端两侧各焊接一个三角形连接板4，每侧的半圆形连接板1号2和同侧的三角形连接板4之间铰接有一个推雪铲支架连杆3，铲架连接架28正面底端两侧各焊接有一个半圆形连接板2号29，两个半圆形连接板2号29分别与推雪铲托架30背面底端两侧铰接，推雪铲托架30背面与铲架连接架28正面之间安装有三个横向均布的茧形的硬质弹簧34；
如图4所示，滚动破冰机构中的破冰滚子26为空心环柱形结构，破冰滚子26的柱面上焊接有均匀分布的半球状突起，突起上有大量的圆点状凹坑，破冰滚子26位于机架架杆6的中下部，破冰滚子26的中心有一个传动轴41，两个滚子端盖22通过螺钉固定在破冰滚子26的两端，滚子端盖22通过键连接与传动轴41周向定位，破冰滚子26内设有两个偏心轮42，偏心轮42通过键连接与传动轴41周向定位，通过轴肩与弹簧实现轴向定位，传动轴41一端通过平键安装有一个输入带轮32，两个滚子端盖22外侧各套有一个拉臂21，滚子端盖22与拉臂21之间安装有滑动轴承37，每个拉臂21上部铰接在横穿过两个机架架杆6后部的一个拉杆20的两端，每个机架架杆6位于拉杆20下方各焊接有一个机架支撑杆19，每个机架支撑杆19另一端与机架背板18底端焊接，与输入带轮32同侧有一个过渡带轮33通过一对圆锥滚子轴承36安装在拉杆20上，过渡带轮33有一个外侧轮槽和一个内侧轮槽，如图7所示，过渡带轮33的内侧轮槽和输入带轮32的轮槽之间安装有一个皮带1号45，过渡带轮33的外侧轮槽与配合使用的小型拖拉机48的小型拖拉机输出带轮47的轮槽之间安装有一个皮带2号46，圆锥滚子轴承36外端安装有轴承端盖35，轴承端盖35外侧通过螺母39固定，拉杆20的另一端通过螺母39将拉臂21固定在拉杆20上实现轴向定位；
如图1、图2、图3和图5所示，滚动破冰机构的升降机构中的力矩直流电机9固定安装在直流电机基座8上，直流电机基座8接在直流电机支撑板7的中部，直流电机支撑板7焊接在两个机架架杆6之间，力矩直流电机9通过弹性柱销联轴器10连接一个丝杠螺杆11，丝杠螺杆11穿过丝杠端盖12固定在丝杠套14内，丝杠螺杆11的外螺纹与一个滑块16的内螺纹旋合，滑块16的底端与一个长支杆15的一端铰接、长支杆15的另一端套在一个悬空轴24的中部，两个机架架杆6前端各铰接有一个短支杆25、两个短支杆25的另一端与悬空轴24的两端铰接，悬空轴24的两端各铰接有一个弹簧减震杆23，每个弹簧减震杆23的另一端与每个拉臂21铰接；
如图6所示，推雪铲1是由铲刃44与铲板43用螺钉连接组成的，推雪铲1的高度为620mm，铲刃44的切削角为40°，铲板43的宽度为1706mm；
如图4所示，位于传动轴41一端的输入带轮32外侧通过螺钉固定有一个传动轴端盖1号38，位于传动轴41另一端的拉臂21外侧通过螺钉固定有一个传动轴端盖2号40；
如图1、图2和图3所示，机架架杆6上焊接有两个丝杠装置支撑板17，在丝杠装置支撑板17中部焊接丝杠装置基座13，丝杠套14两端底部通过螺栓与丝杠装置基座13固定。
本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲的工作原理如下：
工作时，将本发明所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲中的机架背板18固定在小型拖拉机48前端，小型拖拉机输出带轮47槽和滚动破冰机构中的过渡带轮33的外侧轮槽之间安装有一个皮带2号46，过渡带轮33的内侧轮槽和输入带轮32的轮槽之间安装有一个皮带1号45，小型拖拉机的输出带轮47通过皮带2号46带动过渡带轮33转动，过渡带轮33的转动带动输入带轮32转动，进而使破冰滚子26中的传动轴41转动，传动轴41利用平键连接使破冰滚子26和偏心轮42转动，传动轴41带动偏心轮42转动，传动轴41每转动一周，在破冰滚子26内部的两个对称位置同时产生一次机械振动，当转速为5r/s时，达到冰层的固有频率，冰层将产生共振，从而自然破裂，滚动破冰机构的升降机构中的丝杠螺杆11一端通过弹性柱销联轴器10与力矩直流电机9用螺栓固联，力矩直流电机9由小型拖拉机电瓶供电，当其转动时，丝杠螺杆11上的滑块16在丝杠套14中滑动，从而拉动长支杆15，长支杆15提升或降低悬空轴的高度，最终在悬空轴24、短支杆25以及弹簧减震杆23的共同作用下来驱动破冰滚子26在竖直方向往复运动，破冰滚子26为空心环柱形结构，破冰滚子26柱面上焊接有均匀分布的半球状突起，突起上有大量的圆点状凹坑，破冰滚子26高速旋转时，由于破冰滚子26外部突起的作用，突起部位与地面空间不断减小，空气被不断压缩，当突起顶点切平面与冰面平行时，将达到压缩的最小值，此时空气具有最大的压缩势能和一定的动能，地面上较为薄的冰面将在空气作用下破裂，破冰滚子26上突起均匀分布，将产生持续的破冰空气能，起到破除冰层的作用，突起上的凹坑能在有浮雪的冰面上起到防止积雪粘连的作用，从而有效降低机组行进阻力，提高作业效率；当推雪铲1前进遇到障碍时，推雪铲伸缩机构中的液压缸5的活塞杆收缩，推雪铲1整体以轴销的轴线为中心线向上翻转，躲过障碍物，然后在硬质弹簧34的带动以及液压缸5的活塞伸长，从而达到适当的除雪位置；当工作路段上坡时，推雪铲1整体同样以轴销的轴线为中心线向上翻转，液压缸5的活塞杆收缩，当道路恢复平坦时，在硬质弹簧34的带动以及液压缸5的活塞作用下恢复正常除雪位置；当遇到下坡路段时，与上述过程相反。

Claims (4)

1.一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲，包括一个机架，机架由一个矩形的机架背板(18)和机架背板(18)上部两端伸出的两个弓形的机架架杆(6)组成，机架背板(18)上有用于安装在小型拖拉机上的安装孔，机架架杆(6)前端有推雪铲(1)，推雪铲(1)背部底端两侧各有一个万向轮(31)，其特征在于，还包括推雪铲伸缩机构、滚动破冰机构和滚动破冰机构的升降机构；
推雪铲伸缩机构包括一个截面为L形的铲架连接架(28)，铲架连接架(28)背面底端两侧与两个机架架杆(6)前部底端铰接，铲架连接架(28)顶端中部与一个液压缸(5)的活塞杆铰接，液压缸(5)的缸体通过一个液压缸固定板(27)螺栓连接固定在两个机架架杆(6)前部中间位置，推雪铲(1)背面铆接有一个截面为L形推雪铲托架(30)，推雪铲托架(30)顶端两侧各焊接一个半圆形连接板1号(2)，铲架连接架(28)正面顶端两侧各焊接一个三角形连接板(4)，每侧的半圆形连接板1号(2)和同侧的三角形连接板(4)之间铰接有一个推雪铲支架连杆(3)，铲架连接架(28)正面底端两侧各焊接有一个半圆形连接板2号(29)，两个半圆形连接板2号(29)分别与推雪铲托架(30)背面底端两侧铰接，推雪铲托架(30)背面与铲架连接架(28)正面之间安装有三个横向均布的硬质弹簧(34)；
滚动破冰机构中的破冰滚子(26)为空心环柱形结构，破冰滚子(26)的柱面上焊接有均匀分布的半球状突起，突起上有大量的圆点状凹坑，破冰滚子(26)位于机架架杆(6)的中下部，破冰滚子(26)的中心有一个传动轴(41)，两个滚子端盖(22)通过螺钉固定在破冰滚子(26)的两端，滚子端盖(22)通过键连接与传动轴(41)周向定位，破冰滚子(26)内设有两个偏心轮(42)，偏心轮(42)通过键连接与传动轴(41)周向定位，通过轴肩与弹簧实现轴向定位，传动轴(41)一端通过平键安装有一个输入带轮(32)，两个滚子端盖(22)外侧各套有一个拉臂(21)，滚子端盖(22)与拉臂(21)之间安装有滑动轴承(37)，每个拉臂(21)上部铰接在横穿过两个机架架杆(6)后部的一个拉杆(20)的两端，每个机架架杆(6)位于拉杆(20)下方各焊接有一个机架支撑杆(19)，每个机架支撑杆(19)另一端与机架背板(18)底端焊接，与输入带轮(32)同侧有一个过渡带轮(33)通过一对圆锥滚子轴承(36)安装在拉杆(20)上，过渡带轮(33)有一个外侧轮槽和一个内侧轮槽，过渡带轮(33)的内侧轮槽和输入带轮(32)的轮槽之间安装有一个皮带1号(45)，过渡带轮(33)的外侧轮槽与配合使用的小型拖拉机输出带轮(47)的轮槽之间安装有一个皮带2号(46)，圆锥滚子轴承(36)外端安装有轴承端盖(35)，轴承端盖(35)外侧通过螺母(39)固定，拉杆(20)的另一端通过螺母(39)将拉臂(21)固定在拉杆(20)上实现轴向定位；
滚动破冰机构的升降机构中的力矩直流电机(9)固定安装在直流电机基座(8)上，直流电机基座(8)焊接在直流电机支撑板(7)的中部，直流电机支撑板(7)焊接在两个机架架杆(6)之间，力矩直流电机(9)通过弹性柱销联轴器(10)连接一个丝杠螺杆(11)，丝杠螺杆(11)穿过丝杠端盖(12)固定在丝杠套(14)内，丝杠螺杆(11)的外螺纹与一个滑块(16)的内螺纹旋合，滑块(16)的底端与一个长支杆(15)的一端铰接、长支杆(15)的另一端套在一个悬空轴(24)的中部，两个机架架杆(6)前端各铰接有一个短支杆(25)、两个短支杆(25)的另一端与悬空轴(24)的两端铰接，悬空轴(24)的两端各铰接有一个弹簧减震杆(23)，每个弹簧减震杆(23)的另一端与每个拉臂(21)铰接。
2.按照权利要求1所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲，其特征在于所述的推雪铲(1)是由铲刃(44)与铲板(43)用螺钉连接组成的，推雪铲(1)的高度为620mm，铲刃(44)的切削角为40°，铲板(43)的宽度为1706mm。
3.按照权利要求1所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲，其特征在于位于传动轴(41)一端的输入带轮(32)外侧通过螺钉固定有一个传动轴端盖1号(38)，位于传动轴(41)另一端的拉臂(21)外侧通过螺钉固定有一个传动轴端盖2号(40)。
4.按照权利要求1所述的一种安装在小型拖拉机上的破冰推雪滚铲，其特征在于机架架杆(6)上焊接有两个丝杠装置支撑板(17)，在丝杠装置支撑板(17)中部焊接丝杠装置基座(13)，丝杠套(14)两端底部通过螺栓与丝杠装置基座(13)固定。
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