小型除雪車的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

王旭景

（德州市農(nóng)業(yè)機(jī)械管理局，山東 德州253013）

我國(guó)幅員遼闊，氣候各異，既有陰雨綿綿的南方地區(qū)，也有冰天雪地的東北地區(qū)。在北方尤其是東北，大雪往往給居民的生活帶來(lái)不便，大雪會(huì)導(dǎo)致交通堵塞，甚至事故發(fā)生。現(xiàn)在，高速公路上往往使用化學(xué)物品或者大型除雪車來(lái)除雪，可在學(xué)校、工廠等小場(chǎng)所，除雪大多還是依靠人工，不但除雪效率低，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。所以研制一種小型除雪車，用于小型場(chǎng)所，既便于儲(chǔ)藏，也便于操作和使用。這樣一方面可以保證人們出行的方便，減少環(huán)衛(wèi)工人的勞動(dòng)量，解放出更多的勞動(dòng)力，另一方面也可以彌補(bǔ)現(xiàn)有除雪車市場(chǎng)的空缺。

1 小型除雪車國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械的研制起步較晚，隨著道路的不斷升級(jí)，先后有十幾種型號(hào)的除雪機(jī)被研制生產(chǎn)出來(lái)，其中有哈爾濱雪狼牌系列除雪機(jī)、重慶迪馬牌多功能除雪車和長(zhǎng)春CZ-2400型自動(dòng)除雪機(jī)等。吉林省交通科學(xué)研究所研制的CBX-1600型除雪機(jī)，集離心沖擊破碎、圓周旋切和彈簧儲(chǔ)能沖擊破碎三種切削功能于一體，是國(guó)內(nèi)技術(shù)水平較高的除雪機(jī)械。早在1943年日本就開(kāi)始把V型犁裝在載重卡車上用于除雪，國(guó)外犁式除雪機(jī)已具有較高的技術(shù)水平。后來(lái)出現(xiàn)了連續(xù)快速的大型旋轉(zhuǎn)式清雪機(jī)，其一般具有切削、集中、推移和拋投的功能，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多。俄羅斯和日本是生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)式除雪機(jī)的主要國(guó)家。除雪機(jī)技術(shù)在瑞典、芬蘭等北歐國(guó)家已經(jīng)相當(dāng)成熟。

今后，除雪機(jī)械將向小型化、高速度的方向發(fā)展，向多功能、機(jī)-電-液一體化的方向發(fā)展。除雪機(jī)械應(yīng)該向多功能方向發(fā)展，應(yīng)能一機(jī)多用，以提高使用率。

2 除雪車分類

目前在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上除雪車大致有三種。

2.1 以吹雪方式實(shí)現(xiàn)除雪的吹雪式除雪車

這種除雪車是以發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流作為動(dòng)力源，從噴口噴出強(qiáng)大的氣流來(lái)清除地面上的積雪。這種吹雪式除雪車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度特別快，工作效率高。但也存在著一些明顯的缺點(diǎn)，比如只能清除剛剛降落的新鮮積雪，不能清理被壓實(shí)的積雪；只能用于機(jī)場(chǎng)、高速公路等人流較少的地方，不適合街道等小型場(chǎng)所。

2.2 利用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)拋雪輪從積雪箱中拋出的拋雪式除雪車

這種形式的除雪車是利用葉輪高速旋轉(zhuǎn)的離心力來(lái)工作的。一般是將積雪拋向大型的運(yùn)輸車輛或路邊。目前這種拋雪式除雪車比較適合用于小型街道和學(xué)校的除雪工作。

2.3 推土機(jī)式除雪車

這種除雪車的工作原理和推土機(jī)的工作原理差不多，即利用車前的鏟子將雪推成一堆后再運(yùn)走。這種除雪車操作困難、繁瑣，沒(méi)有運(yùn)輸積雪和收集積雪的裝置。同時(shí)，對(duì)鏟子和地面的破壞都比較大，而且耗能費(fèi)時(shí)。

基于以上分析，認(rèn)為拋雪式除雪車比較適用于小型道路的除雪工作。

3 小型拋雪式清雪機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

小型拋雪式清雪機(jī)主要有五個(gè)部分組成，其中包括了以起動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的原動(dòng)機(jī)、鏈傳動(dòng)為主的傳動(dòng)裝置、由高速旋轉(zhuǎn)的拋雪葉輪和角度可以調(diào)節(jié)的拋雪筒組成的拋雪裝置、由攪龍葉片和積雪箱組成的積雪裝置和除雪車的行走裝置。這種多功能除雪車作用很全面，既可以自己收集積雪，也可以將積雪拋出，同時(shí)還能帶動(dòng)除雪車向前行走。而且拋雪筒的方向也是可調(diào)節(jié)的，避免了單方向拋雪，提高了拋雪效率。

3.1 工作原理

首先，積雪被絞龍轉(zhuǎn)子絞入積雪箱內(nèi)，同時(shí)拋雪筒處裝有拋雪轉(zhuǎn)子，拋雪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度非常快，由此產(chǎn)生的離心力能將積雪拋出3m高左右。原動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)拋雪轉(zhuǎn)子和攪龍來(lái)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置，以確保除雪車向前運(yùn)動(dòng)。只需要有人來(lái)控制除雪車的工作方向即可，操作簡(jiǎn)單易懂。

除雪車的機(jī)械傳動(dòng)示意圖如圖1所示。

圖1 小型除雪車的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖

3.2 原動(dòng)機(jī)的選擇

小型除雪車主要工作在狹窄的街道、小的工作場(chǎng)所或住民小區(qū)。這些地方的積雪比較薄，除雪較容易，所以機(jī)器的體積不應(yīng)太大。動(dòng)力機(jī)應(yīng)以小型的為主，因此選用汽油機(jī)。

3.3 傳動(dòng)方式的選擇

小型除雪車由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過(guò)鏈輪和減速器將動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)軸，帶動(dòng)攪龍轉(zhuǎn)子和拋雪輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將積雪吸入和拋出。同時(shí)變速器將動(dòng)力傳遞給行走裝置，帶動(dòng)除雪車前進(jìn)，然后由人來(lái)控制行走的速度和方向。該設(shè)計(jì)的機(jī)械傳動(dòng)原理如圖2所示。

3.4 集雪裝置的設(shè)計(jì)

在現(xiàn)有的積雪裝置中，多數(shù)都把拋雪口設(shè)置在一側(cè)，這樣會(huì)導(dǎo)致向兩側(cè)拋雪的距離不同，工作效率低，容易發(fā)生堵塞。所以，在此將拋雪筒設(shè)置在積雪箱的中間，可以使兩側(cè)的積雪都向中間傳送。攪龍葉片左右兩側(cè)的方向是相反的，故選用螺旋式設(shè)計(jì)。既能將被壓實(shí)的積雪粉碎，也可防止堵塞現(xiàn)象。積雪裝置中絞龍螺旋式葉片的具體機(jī)構(gòu)如圖3所示。

圖2 小型清雪機(jī)的傳動(dòng)原理圖

圖3 攪龍葉片的結(jié)構(gòu)

該方案功能全面，它既可以收集積雪清理積雪，還可以將積雪拋到路面或者其他運(yùn)輸車上。其中對(duì)于積雪裝置來(lái)說(shuō)，拋雪筒位于中間，靠拋雪轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將積雪拋出，這樣既提高了效率，同時(shí)也防止了堵塞。

清雪鏟的前端要換成可拆換的裝置，以免長(zhǎng)期工作會(huì)損壞，這樣增加了積雪箱的使用壽命。車把手也是可收縮的，里邊有個(gè)內(nèi)套的管道可以伸長(zhǎng)和縮短，適合各種身高的人群。同時(shí)將拋雪筒設(shè)計(jì)為多段，可以根據(jù)風(fēng)向和道路的長(zhǎng)短以及運(yùn)輸車的高度來(lái)選擇拋雪筒段數(shù)，這樣既增加了操作的靈活性，又提高了工作的效率。

4 結(jié)語(yǔ)

這種小型拋雪式清雪機(jī)作為冬季除雪的重要設(shè)備，它工作方式簡(jiǎn)單，掃雪裝置使用壽命長(zhǎng)，有著高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等重大優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)日益增強(qiáng)、社會(huì)不斷進(jìn)步，除雪設(shè)備在國(guó)內(nèi)將逐步推廣使用。這種清雪機(jī)特別適合于我國(guó)北方地區(qū)，是學(xué)校、廣場(chǎng)、物業(yè)小區(qū)、花園、非機(jī)動(dòng)車道等廣泛選用的冬季清雪的必備機(jī)械。