小型手扶式除雪機(jī)的研究與設(shè)計(jì)

王宏達(dá) 王波 張松 張濤 齊秀彪 苑忠英

(遼寧科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 本溪 117004)

一、引言

我國(guó)疆域遼闊，南北氣候差距巨大，其中冬季北方天氣寒冷且伴隨大量降雪。降雪堆積在路面致使路面濕滑泥濘。若積雪未及時(shí)掃除，白天陽(yáng)光直射導(dǎo)致積雪融化成水，而夜晚氣溫驟降，積雪融化的水又結(jié)成冰，此時(shí)道路會(huì)被一層冰覆蓋，常常會(huì)引起一些出行、運(yùn)輸上的問(wèn)題。大雪過(guò)后，環(huán)衛(wèi)人員主要清理主干道等主要路面上的積雪，而對(duì)于一些學(xué)校里、小區(qū)或公園內(nèi)的大型除雪車(chē)輛無(wú)法行使的小型路面難以及時(shí)清掃，導(dǎo)致路面結(jié)冰，過(guò)往的行人十分危險(xiǎn)。到目前為止，我國(guó)仍依靠人力用鐵鍬和掃帚等工具將積雪清理較窄路面，清雪效率較低。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)一種針對(duì)小型路面除雪的小型機(jī)械，既有效提高積雪的清掃效率，又達(dá)到降低除雪者勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)保節(jié)能目的。

本文通過(guò)查閱相關(guān)資料，針對(duì)小區(qū)、學(xué)校等這樣的有限的作業(yè)空間，進(jìn)行了小型手扶式除雪機(jī)的設(shè)計(jì)和研究，并根據(jù)設(shè)計(jì)方案，制作了除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)模型。

二、總體方案設(shè)計(jì)

本次除雪機(jī)主要的是由集雪、送雪、掃雪三個(gè)模塊組成。設(shè)計(jì)方案的主要是機(jī)械和電氣控制兩大部分，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（一）工作原理

本除雪機(jī)底部放置小車(chē)底盤(pán)，帶動(dòng)除雪鏟清理地面積雪并將積雪送到傳送帶上，同時(shí)傳送帶將收集的積雪送至道路一旁。在清雪的過(guò)程中，位于送雪傳送帶下方的掃雪毛刷將地面剩余積雪清除，完成積雪清掃作業(yè)，除雪機(jī)動(dòng)作過(guò)程如圖2所示。

（二）機(jī)械結(jié)構(gòu)部分

(1)小車(chē)底盤(pán)

為了提高掃雪的效率，減輕環(huán)衛(wèi)工人勞動(dòng)強(qiáng)度，便于積雪清理，本次設(shè)計(jì)的除雪機(jī)底部安裝小車(chē)底盤(pán)，在除雪過(guò)程中承載了除雪部分和傳動(dòng)部分以及控制部分的各種部件。作為工作平臺(tái)，小車(chē)底盤(pán)需要結(jié)實(shí)耐用，能應(yīng)對(duì)各種惡劣環(huán)境且加工簡(jiǎn)單。故本次除雪機(jī)采用焊接工藝制作底盤(pán)，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低等。

(2)除雪裝置

在除雪機(jī)前方安置除雪鏟作為除雪裝置，將地面大量積雪收起，并借助慣性將雪送到下一步工序，除雪鏟離地面仍留有一定距離來(lái)保證不損傷地面，仍留有的積雪由掃雪毛刷清理。

(3)傳送裝置

為解決在除雪裝置運(yùn)行時(shí)將收集的積雪堆積在小車(chē)除雪鏟后方這一問(wèn)題，在除雪裝置后方設(shè)置傳送帶[1]送雪裝置，傳送帶可以選擇傳送方向來(lái)決定將雪放置在道路的哪一邊，適用于不同方向的路面清掃，極大地提高了使用靈活性，提高適用范圍。

(4)掃雪裝置

由于除雪裝置和地面留有一定間隙，所以地面仍留有一定量的積雪。故在傳送帶下方設(shè)置由皮帶毛刷構(gòu)成的掃雪裝置。該掃雪裝置和傳送帶運(yùn)行方向相反，以此保證積雪清理方向一致。

（三）動(dòng)力部分

本次設(shè)計(jì)的動(dòng)力部分要求是適合戶(hù)外工作、能正反轉(zhuǎn)控制等，故采用直流電機(jī)[2]作為動(dòng)力源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，利用其可移動(dòng)的特性以及較高的操作性等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，實(shí)現(xiàn)各機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)。

三、結(jié)論

本次設(shè)計(jì)的除雪機(jī)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、使用靈活、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，特別適用于在小區(qū)等有狹窄道路內(nèi)工作，通過(guò)皮帶和毛刷共同作用，利用機(jī)電結(jié)合的方式，降低了冬季除雪人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了除雪的效率。