小型除雪車的設(shè)計及應(yīng)用

王旭景

（德州市農(nóng)業(yè)機械管理局，山東 德州253013）

我國幅員遼闊，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不便，大雪會導致交通堵塞，甚至事故發(fā)生?，F(xiàn)在，高速公路上往往使用化學物品或者大型除雪車來除雪，可在學校、工廠等小場所，除雪大多還是依靠人工，不但除雪效率低，而且費時費力。所以研制一種小型除雪車，用于小型場所，既便于儲藏，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)工人的勞動量，解放出更多的勞動力，另一方面也可以彌補現(xiàn)有除雪車市場的空缺。

1 小型除雪車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

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

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

2 除雪車分類

目前在國內(nèi)外市場上除雪車大致有三種。

2.1 以吹雪方式實現(xiàn)除雪的吹雪式除雪車

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

2.2 利用發(fā)動機帶動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)的離心力來工作的。一般是將積雪拋向大型的運輸車輛或路邊。目前這種拋雪式除雪車比較適合用于小型街道和學校的除雪工作。

2.3 推土機式除雪車

這種除雪車的工作原理和推土機的工作原理差不多，即利用車前的鏟子將雪推成一堆后再運走。這種除雪車操作困難、繁瑣，沒有運輸積雪和收集積雪的裝置。同時，對鏟子和地面的破壞都比較大，而且耗能費時。

基于以上分析，認為拋雪式除雪車比較適用于小型道路的除雪工作。

3 小型拋雪式清雪機的設(shè)計及應(yīng)用

小型拋雪式清雪機主要有五個部分組成，其中包括了以起動機或電動機為動力源的原動機、鏈傳動為主的傳動裝置、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，同時還能帶動除雪車向前行走。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。原動機通過減速器帶動拋雪轉(zhuǎn)子和攪龍來運動，同時帶動傳動裝置，以確保除雪車向前運動。只需要有人來控制除雪車的工作方向即可，操作簡單易懂。

除雪車的機械傳動示意圖如圖1所示。

圖1 小型除雪車的機械傳動機構(gòu)圖

3.2 原動機的選擇

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

3.3 傳動方式的選擇

小型除雪車由汽油發(fā)動機進行驅(qū)動，通過鏈輪和減速器將動力傳遞給驅(qū)動軸，帶動攪龍轉(zhuǎn)子和拋雪輪轉(zhuǎn)動，從而將積雪吸入和拋出。同時變速器將動力傳遞給行走裝置，帶動除雪車前進，然后由人來控制行走的速度和方向。該設(shè)計的機械傳動原理如圖2所示。

3.4 集雪裝置的設(shè)計

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)，這樣會導致向兩側(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。既能將被壓實的積雪粉碎，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構(gòu)如圖3所示。

圖2 小型清雪機的傳動原理圖

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輸車上。其中對于積雪裝置來說，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，同時也防止了堵塞。

清雪鏟的前端要換成可拆換的裝置，以免長期工作會損壞，這樣增加了積雪箱的使用壽命。車把手也是可收縮的，里邊有個內(nèi)套的管道可以伸長和縮短，適合各種身高的人群。同時將拋雪筒設(shè)計為多段，可以根據(jù)風向和道路的長短以及運輸車的高度來選擇拋雪筒段數(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

這種小型拋雪式清雪機作為冬季除雪的重要設(shè)備，它工作方式簡單，掃雪裝置使用壽命長，有著高效、經(jīng)濟、環(huán)保等重大優(yōu)勢，隨著我國經(jīng)濟日益增強、社會不斷進步，除雪設(shè)備在國內(nèi)將逐步推廣使用。這種清雪機特別適合于我國北方地區(qū)，是學校、廣場、物業(yè)小區(qū)、花園、非機動車道等廣泛選用的冬季清雪的必備機械。