多功能除雪机的设计

彭冬生，刘富，王震

（湖北汽车工业学院 机械工程系，湖北 十堰 442002）

多功能除雪机的设计

彭冬生，刘富，王震

（湖北汽车工业学院 机械工程系，湖北 十堰 442002）

介绍了多功能除雪机的机构组成及工作原理，提出了破冰、除雪及保护地面为一体的独特的设计结构，小巧轻便的总体设计使其具有更高的效率和实用性，解决了冬季下雪对生产、生活的不利影响。

多功能；除雪机；结构设计

0 引言

冬季马路、街道等上的积雪给人们的出行和交通造成了严重的不便。目前国内除雪主要有3种方式：化学除雪、人工除雪和机械除雪。由于化学除雪易破坏路面、路边植被和设施，机械除雪成了当前主要的除雪方式。目前国内的除雪机大多数不仅功能单一、效率低下、避障能力差，而且运用场合有限，不能适用不同的路况。国外的除雪机械虽功能齐全，但价格比较昂贵。针对以上弊病，笔者设计了一款集除雪、压雪、越障和保护地面为一体的小巧轻便型除雪机，以适用于处理不同场合、各种路面的冰雪。

1 系统功能及总体结构

图1 机构示意图

多功能除雪机机械系统机构示意图如图1所示，主要有破冰越障铲雪装置、积雪压实装置、履带行驶装置设计路面清扫装置4个部分。

1.1 破冰越障铲雪装置

越障铲雪装置主要包括叶轮、滚筒、清雪铲等部分组成，叶轮固定在滚筒上（图2）。如图1所示，电动机的动能经带传动A、链传动B、链传动N到达滚筒，滚筒带动叶轮旋转，叶轮顶部有刃口，当叶轮接触到雪或冰时，开始切割，螺旋叶轮在切除冰雪的同时将其卷至除雪机右侧，叶轮叶片通过旋转运动将冰雪送上传送带，冰雪经传送带传递到后箱进行压缩。

图2 叶轮与滚筒

图3 提升越障装置示意图

清雪铲固定在箱体上，不作业时可随叶轮滚筒一起提升至一定高度；当除雪机需要作业时，下降装置将清雪铲自动降至稍离地面处，开始作业。清雪铲可以清除地面未通过叶轮旋入除雪机的冰雪，同时还可以保证叶轮不接触地面，很好的保护地面。

清雪铲是由10块独立铲体连接而成，如图3所示。其特征在于弧形钢板上端设有支点，下端有保险销，并由此与连接板铰接，连接板的下部设有活动销，并由此与铲刃通过弹簧相连，上升支撑上有上下2个突起。

当铲刃在正常路面工作时，包围活动销的弹簧可克服摩擦力保证其正常工作，摩擦力变化时铲刃有5°的正常工作旋转空间。提升轮一直处于旋转状态，如图1所示，动能从电动机的动能经带传动A、链传动B、链传动E到达链轮11，从而带动提升轮旋转。正常状态下，上升支撑和提升轮均不起作用。遇到较大石块等障碍物使前进阻力增大，铲刃旋转超出5°范围后，将弧形钢板向后顶，此时上升支撑上端突起正好挂在提升杆上，通过提升轮的旋转带动整块铲雪装置上升，此时若其他9块独立铲体未遇障碍则正常工作，提升一定高度后上升支撑下端突起正好顶在第2个提升杆上，弧形钢板向前移动与旋转轮脱离，即回到正常工作状态。如此实现自动越障功能。

1.2 积雪压实装置

经过铲雪装置对积雪的初步收集，旋雪轮（图1中链轮23供能）将其送入传雪带上，经传雪带（图4a），如图1所示，动能从电动机1的动能经带传动AZ、链传动B、齿轮传动C到达齿轮7，齿轮7带动传雪轮8，传递到积雪压实箱中。积雪压实装置原理是曲柄滑块机构（图4b），电机传递的动力带动曲柄旋转，（图1中动能从电动机1的动能经带传动A、链传动B、蜗轮蜗杆传动F到达蜗轮，蜗轮与曲柄相连），使滑块实现往复运动，从而将压实箱中的雪压进锥形排雪口，将压实的积雪排除在道路的一侧。

图4 积雪传递和压实机构示意图

1.3 履带行驶装置

多功能除雪机的行走是通过链传动传递能量，分别驱动多功能除雪机的左右履带。图1中，动能从电动机1的动能经带传动A、链传动B、链传动K到达后轴，再分别经过链传动L、M，将动力传到链轮19和链轮21。采用履带代替车轮行走，可以提供与地面更大的摩擦力，克服了生活中经常遇到轮式车在雪地里打滑现象，适应更多的环境，拓宽除雪机的使用范围，提高在雪地工作时的效率，有利于除雪车更好的完成任务。

1.4 路面清扫装置

在除雪车的尾部设有自适应钢刷，其动力来源于单独设立的小电机。在破冰越障铲雪作业后，自适应钢刷可以将作业面残余的雪和碎冰清理到道路一侧，同时钢刷可清理地面，使行车更加平稳。

2 结语

多功能除雪机是集越障铲雪、积雪压实排放、道路清扫和保护路面于一身的小型除雪车。不仅适用于不同类型的场合，如高速机场、公共场所等，还能够很好地处理各种路面的雪和冰，如浮雪、薄雪、薄冰等。同时它可以在凹凸不平的路面行驶、作业及回避路障，工作效率高。

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（指导教师：任爱华，温基星）

Design of Multifunctional Snow Sweeper

Peng Dongsheng,Liu Fu,Wang Zhen
（Dept.of Mechanical Engineering,Hubei Automotive Industries Institute,Shiyan 442002,China）

The composition and working principle of multifunctional snow sweeper were introduced.The distinctive structure design of the multifunctional snow sweeper was presented,which can accomplish ice breaking,snow removing and road surface protecting.The compactness and portability design made it have high efficiency and practicality.

multifunction;snow sweeper；structure design

TH112.3

A

1008-5483（2011）02-0078-03

2011-04-20

湖北汽车工业学院2009大学生创新性实验项目（SJ200926）