小型路面破冰除雪機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于小型機械設計制造技術領域，尤其是一種小型路面破冰除雪機。
【背景技術】
[0002] 中國北方大部分地區(qū)，每年有3~5個月的降雪期，道路積冰積雪給交通運輸及 人民日常生活帶來許多困難。近年我國的破冰除雪機械無論在技術還是制造工藝上都有 了一定的發(fā)展，但大多數(shù)破冰除雪機械產(chǎn)品的設計制造偏重于大型，主要用于高速公路，國 家重要交通干線以及城市內(nèi)某些重要的路段和街道。應用在中小型區(qū)域如：學校，醫(yī)院，房 地產(chǎn)居民小區(qū)等地方的破冰除雪機械很少，幾乎處于空白狀態(tài)。由于大型破冰除雪機械結 構復雜，不易制造且成本巨大，能耗較大對對路面的破壞較嚴重，很難在中小型區(qū)域得以普 及使用。所以目前，國內(nèi)在學校，醫(yī)院，房地產(chǎn)居民小區(qū)等中小型區(qū)域除雪作業(yè)多由人工作 業(yè)完成，其勞動強度大，作業(yè)效率低。進口外國先進的除雪設備，造價高且不適合中國國 情；而用其它的代用機械如平地機進行破冰除雪作業(yè)，則又浪費實用設備且對路面具有破 壞性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于設計出一種小型的破冰除雪機來幫助人們完成除雪作業(yè)，提高 勞動效率節(jié)省勞動力，改變國內(nèi)中小型區(qū)域在破冰除雪方面缺乏機械這一現(xiàn)狀。
[0004] 本發(fā)明的設計方案是：小型路面破冰除雪機，它包括手推式小車、動力機、動力轉 換機構、減速器、曲軸、軸承、連桿、搖臂、鏟刀，以手推式小車為載體，動力機發(fā)出動力經(jīng)過 減速器帶動動力轉換機構運動，動力機為柴油機、汽油機、電動機。動力轉換機構為曲柄搖 桿機構，曲柄搖桿機構曲軸、連桿、搖臂、帶座軸承和支撐軸構成。曲軸兩端軸頸安裝在帶座 軸承，連桿大頭與曲軸曲拐相連，連桿小頭與搖臂相連，支撐軸穿過搖臂孔安裝在帶座軸承 中，搖臂可圍繞支撐軸在一定角度內(nèi)擺動，支撐軸上開有卡環(huán)槽，通過卡環(huán)實現(xiàn)搖臂的軸向 定位，軸承座用螺栓固定在小車底板上，當曲軸轉動，曲軸安裝在帶座軸承中通過連桿與搖 臂連接，搖臂隨曲軸的轉動而作往復式擺動；搖臂的延伸部分安裝鋤式刀頭，刀齒直接作用 在冰面上。隨搖桿的往返式擺動作弧線運動不斷鏟擊冰面(或壓實度雪面）將其破碎，工作 的鏟刀數(shù)與曲軸的曲拐數(shù)相同。曲軸、連桿來源于汽車發(fā)動機中的曲軸、連桿,根據(jù)其曲拐 數(shù)來確定工作的鏟刀數(shù)。為了減少對地面的損壞和保證工作的有效性，在車輪上安裝一個 減振器，減振器主要由彈簧、柱塞、柱塞缸、減振塊組成。在車輪上安裝一個減振器，當?shù)洱X 到達最低點時與地面接觸，此時設地面給點反作用力為無窮大，通過減振器的作用整機在 堅直方向上有一定的位移，一方面可以避免整機被頂起，另一方面可以減小刀齒對地面做 的功。
[0005] 本實用新型進行曲柄搖桿機構的設計過程中，其計算要點和機構運動分析如 下：冰雪切削阻力;Kn:刀齒不均勻影響系數(shù)（1~1· 5) ;B1:作用刀齒 寬度（300mm);H:冰雪厚度（50mm) ;K0 (70~130KPa)為阻力系數(shù)，它是切斷橫斷面等 于Im2的冰雪層所必需的力。F=1X130000X(X 3X(X 05=1950N;鏟刀工作一次做功 W=FXL=1950XO. 176=343. 2J(L 表示鏟刀作用距離);P=W/T=343. 2/0. 1=3. 432kw ;曲軸做勻 速轉動，搖臂做往復式變速擺動，其速度變化特性為先有零加速到最高速度，然后再由最高 速減速至零，整過變速過程中加速度和速度都是變化的。為了能實現(xiàn)有效的破冰除雪效果， 設計中取搖臂速度最大時刀齒開始接觸冰面即開始工作，當搖臂速度為零即將反向時工作 結束。
[0006] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的小型路面破冰除雪機，與國內(nèi)現(xiàn)有的破冰除雪設備 相比具有體積小、機構簡單、成本低、能耗少、對路面的損害性小、無污染等特征。機器的大 部分零部件如動力機、承載裝置、帶座軸承、曲軸連桿等可以直接從市場上購買且成本較 小。本發(fā)明雖然結構簡單，但不失其功能性，經(jīng)過測試這種小型破冰除雪機根據(jù)所選的動力 機不同，可以有效地破碎不同厚度的冰雪面。這樣在冬季的冰雪清掃工作中，此機器可以代 替人力來鏟擊路面上的薄冰或壓實的積雪，大大節(jié)省了勞動力和提高了勞動效率。
[0007] 整機的驅(qū)動方式根據(jù)需要可以有多種選擇：首先可以選擇用人推著機器前進，這 種方式的優(yōu)點是可以任意地控制機器的前進速度，能較全面細致的完成工作，缺點是會消 耗人的體力工作比較慢；其次可以在原有機器上安裝輔助驅(qū)動裝置用動力機來驅(qū)動，這種 驅(qū)動方式比較省力而且效率高。
[0008] 小型路面破冰除雪機的特點及優(yōu)點是：結構簡單，制造成本較低；能耗小，對環(huán)境 的污染小，對路面破壞性??；工作效率較高，受環(huán)境條件限制??；整機體積較小，易操作和 易普及，市場廣泛。
【附圖說明】
[0009] 圖1是破冰除雪機的裝配主視圖。
[0010] 圖2是零件曲軸的三視圖，圖2 a為主視圖，圖2b為俯視圖。
[0011] 圖3是零件連桿的主視圖。
[0012] 圖4是零件纟/i刀的二視圖。圖4 a為王視圖，圖4b為左視圖，圖4c為俯視圖。
[0013] 圖5是零件搖臂的三視圖。圖5 a為主視圖，圖5b為左視圖，圖5c為俯視圖。
[0014] 圖6是零件支撐軸的三視圖。圖6 a為主視圖，圖6b為左視圖。
[0015] 圖1中標號為：1 .小車，2 ·動力機，3 ·減速機，4 .曲軸，5 ·連桿，6 .搖臂， 7.鋤式刀頭，8、減振器，9.帶座軸承，I Q.支撐軸。
【具體實施方式】
[0016] 圖1破冰除雪機主要包括：整機載體手推式小車1 ;動力機(柴油機);減速機3 ;組 成曲柄搖桿機構的零件曲軸4、連桿5、搖臂6、帶座軸承9、支撐軸10 ;起破冰作用的鋤式刀 頭7 ;帶減振器車輪8。
[0017] 該破冰除雪機的關鍵部件是動力轉換機構即曲柄搖桿機構，該機構組要由曲軸4、 連桿5、搖臂6、軸承及帶座軸承9以及支撐軸10組成，帶座軸承是指軸承座內(nèi)帶深溝球軸 承，曲軸兩端軸頸（附圖2 a中11)安裝在帶座軸承9中可以自由旋轉，連桿大頭（附圖3)與 曲軸曲拐（附圖2 a中12)相連，連桿小頭（附圖3)與搖臂相連，支撐軸10穿過搖臂孔（附 圖5 a中13)安裝在帶座軸承中，搖臂可圍繞支撐軸在一定角度內(nèi)擺動，支撐軸上開有卡環(huán) 槽(附圖6 a中14)，通過卡環(huán)實現(xiàn)搖臂的軸向定位，軸承座用螺栓固定在小車底板上，這樣 就構成了曲柄搖桿機構，機器中曲軸上的每個曲拐對應一個曲柄搖桿機構，本設計中選用 的是四沖程發(fā)動機中的曲軸即在本發(fā)明中存在四個曲柄搖桿機構。鋤式刀頭7安裝在搖臂 末端通過銷構成活性鏈接，刀頭作用面成齒狀(附圖4)直接作用在冰面上。
[0018] 曲軸末端小軸上開有鍵槽，用來安裝皮帶輪，動力機發(fā)出動力經(jīng)過減速機作用后 將動力通過皮帶輪傳遞給曲軸，曲軸轉動經(jīng)過連桿使搖臂做往復式擺動，搖臂另一端上的 刀頭也隨搖臂做弧線運動，與冰面直接接觸的刀齒就不斷鏟擊冰面完成破冰工作。
[0019] 為了減少對地面的損壞和保證工作的有效性，在車輪上安裝一個減振器8,減振器 主要由彈簧、柱塞、柱塞缸、減振塊等組成。當?shù)洱X到達最低點時與地面接觸，此時設地面給 點反作用力為無窮大，通過減振器的作用整機在堅直方向上有一定的位移，一方面可以避 免整機被頂起，另一方面可以減小刀齒對地面做的功。柱塞末端裝有用橡膠做成的減震塊， 可以吸收機器產(chǎn)生的震動。
【主權項】
1. 小型路面破冰除雪機，它包括手推式小車（1)、動力機、動力轉換機構、減速器、曲 軸、軸承、連桿、搖臂、鏟刀，以手推式小車（1)為載體，動力機（2)發(fā)出動力經(jīng)過減速器（3) 帶動動力轉換機構運動，其特征在于：動力轉換機構為曲柄搖桿機構，曲柄搖桿機構曲軸 (4)、連桿（5)、搖臂（6)、帶座軸承（9)和支撐軸構成，曲軸兩端軸頸（11)安裝在帶座軸承 (9)，連桿大頭與曲軸曲拐（12)相連，連桿小頭與搖臂相連，支撐軸穿過搖臂孔（13)安裝在 帶座軸承中，搖臂可圍繞支撐軸在一定角度內(nèi)擺動，支撐軸上開有卡環(huán)槽（14)，通過卡環(huán)實 現(xiàn)搖臂的軸向定位，軸承座用螺栓固定在小車底板上，曲軸（4)轉動，曲軸（4)安裝在帶座 軸承（9)中通過連桿（5)與搖臂（6)連接，搖臂（6)隨曲軸（4)的轉動而作往復式擺動；搖 臂的延伸部分安裝鋤式刀頭（7)，刀齒直接作用在冰面上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的小型路面破冰除雪機，其特征在于：鋤式刀頭（7)安裝在搖臂 末端通過銷構成活性鏈接，刀頭作用面成齒狀直接作用在冰面上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的小型路面破冰除雪機，其特征在于，曲軸、連桿來源于汽車發(fā) 動機中的曲軸、連桿，根據(jù)其曲拐數(shù)來確定工作的鏟刀數(shù)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的小型路面破冰除雪機，其特征在于，為了減少對地面的損壞 和保證工作的有效性，在車輪上安裝一個減振器（8)，減振器主要由彈簧、柱塞、柱塞缸、減 振塊組成。
5. 根據(jù)權利要求1所述的小型路面破冰除雪機，其特征在于，動力機為柴油機、汽油 機、電動機。
【專利摘要】本實用新型涉及小型機械設計制造技術領域，是一種小型路面破冰除雪機，整個機器以手推式小車為載體，以柴（汽）油機或電動機為動力機，以曲柄搖桿（曲軸、連桿、搖臂）為動力轉換機構。柴油機發(fā)出動力經(jīng)過減速器帶動曲軸轉動；曲軸安裝在帶座軸承中通過連桿與搖臂（連接；搖搖臂隨曲軸的轉動而作往復式擺動；搖臂的延伸部分安裝鋤式鏟刀，刀齒直接作用在冰面上，隨搖桿的往返式擺動作弧線運動不斷鏟擊冰面（或壓實度雪面）將其破碎，這樣在冬季的冰雪清掃工作中可以大大提高作業(yè)效率和節(jié)省勞動力。
【IPC分類】E01H5-12
【公開號】CN204343237
【申請?zhí)枴緾N201420616986
【發(fā)明人】茍志龍, 李頌華, 侯祥林
【申請人】沈陽建筑大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年10月23日