多轉子離心拋雪機的機械結構設計分析

王欣宇

（通用空氣(遼寧)有限公司，遼寧 沈陽 110000）

0 引言

在我國東北方地區,降雪一定程度上會影響到人們的正常出行，在除雪工作方面，人力得到了廣泛應用，現階段，在機械化不斷發展過程中,重型除雪機的應用價值突出，在大型場所中具有較高的適用性，雖然該類機器具有高效率、操作方便等優勢，但是由于體積較大，在小范圍區域作業中并不適用，所以諸多家庭用戶非常青睞于小型拋雪機。

1 多轉子離心拋雪機方案設計

目前，小型除雪機在市場上非常盛行，憑借體積小巧、功能強勁等優勢，在小區、公園等小范圍區域非常常見,在其工作中，僅僅需要對一條道路進行清理就可以，而現有的除雪機存在著一定的缺陷，除雪機僅僅設置一個離心轉子和鏟雪槳配合使用,在清雪過程中，工作效率并不高，也無法實現拋雪過程的定點拋射, 比如在工作區域時，堅硬物體的出現，極容易損壞到鏟雪槳，所以應加強智能化拋雪機的應用，確保良好的使用效率，并確保當前除雪機的技術缺陷得到有效彌補與解決。現對多轉子離心拋雪機方案設計進行詳細分析。

分析多轉子離心拋雪機的動力來源，主要出自于汽油機，汽油連接驅動輪進行前進，并且使用者應操控好扶手,在機器正常工作過程中,機器前方的鏟雪槳可以為雪聚集卷入離心風機處創造有力條件，并且借助離心轉子高速旋轉，會產生一定的壓強差，將雪拋出,拋雪管位于機器后方，通過可彎曲設計,可以基于小范圍實現定點拋射。在拋雪機工作區域時[1]，要想避免障礙物威脅到鏟雪槳的使用年限,應合理化調節鏟雪槳的高度，面對障礙物的存在,借助控制系統作用，可以自動化調節鏟雪槳高度,在轉動軌跡內旋轉的帶動下，有助于滿足鏟雪槳軸高度調節的內在需求。

2 集雪系統結構設計

通常來說，鏟雪槳、離心轉子、槳片保護殼是集雪系統的重要構成要素，在運作過程中，主要體現在鏟雪槳“集”雪和離心轉子“吸”雪,拋雪機通過對三組鏟雪槳和離心轉子配合的應用，如圖1所示,通過汽油機，發揮出對于鏟雪槳軸旋轉的帶動作用,在拋雪機除雪過程中,鏟雪槳可以對雪進行打散處理,針對于打散后的碎雪，借助三組鏟雪槳片，在離心風機處得到了充分體現，在拋雪機不斷前進過程中,積雪處于越來越多的發展趨勢[2]，在離心風機作用下，散雪會進入到離心管道處，從而為拋雪系統處理奠定良好的基礎與條件。

圖1 三組鏟雪槳、離心風機示意圖

2.1 多組鏟雪槳設計

三組鏟雪槳在拋雪機中得到了廣泛應用于設置，每組借助對稱設計，汽油機會帶動鏟雪槳軸，不斷提高鏟雪槳旋轉效率，螺旋狀設計（如上述圖1所示），可以為雪向對稱軸處的聚集創造有力條件，并實現“卷起”，為離心風機的“吸入”提供便利性。

2.2 多轉子設計

對于轉子來說，主要是指離心風機的離心轉子，鏟雪槳卷起雪后，在鏟雪槳旋轉帶動下，會順利進入到離心風機處，在離心轉子高速旋轉過程中，壓強差會由此產生，為雪的“吸入處理”提供保證，在拋雪機中，三組離心轉子得到了廣泛應用，在位置上，與鏟雪槳對稱軸具有較高的統一性和協調性，實現雪由“卷起”向“吸入”的順利轉化與過渡，防止盲區出現。

離心轉子采用三葉片式設計，由于葉片呈曲面狀，所以有助于風力的產生，葉片驅動主要以電機為主，拋雪機葉片直徑、厚度分別為120 mm、45 mm。

3 拋雪系統設計

分析本拋雪機工作環境，其場所范圍并不大，僅僅可以對一條道路進行清理，從而滿足行人行走需求。在拋雪機拋雪過程中，需要將雪拋到路邊綠化帶，這在公路使用方面非常常見，但是面對家里庭院、小區等場合，由于房屋密集程度較高，而且地勢具有較高的復雜性，應謹慎考慮拋雪地點[3]，故在拋雪機拋雪筒上，波紋管式設計的應用，可以實現對拋雪高度和角度的自由化調節，在這一過程中，操作者可以根據綠化帶的位置，對拋雪筒高度和角度進行合理調節，旨在給予落點可控效果一定的保障。

在拋雪管的上、下兩部分中，下部分設置的支管為3支，離心風機在每根支管中得到了廣泛應用，在拋雪管上部分，通過塑膠材質波紋管，憑借其高強度這一特點，在離心轉子產生壓強差的沖擊力方面具有較高的承受能力，迅速復原拋雪管彎曲變形現象，不斷提高其使用年限。在其運動過程中，要想將雪的阻力降至最低，可以制作一個零件，放置在拋雪筒的直筒部分與集雪器的上擋板，在玻璃鋼的材料選擇方面，應對高光潔度、高韌性等材料予以優先選擇。在集雪器中部，拋雪筒的存在，方向應與擋板的半封閉圓筒處于相切狀態，集雪螺旋軸螺旋面中部，拋雪筒軸線不容忽視[4]，在離開集雪器進入拋雪筒時，可以將雪的阻力控制在合理范圍內，要想將拋雪距離提升上來，在拋雪筒出口處，光滑開口應為橢圓狀，這樣做可以對雪在離開拋雪筒轉彎時的阻力進行有效控制。

4 智能控制系統設計

對拋雪機工作地面進行分析，其平整性嚴重不足，大都處于凹凸不平的狀態，由于地面障礙物的出現，如磚頭、瓦片等，在拋雪機工作過程中，螺旋槳旋轉速度較快，一旦與障礙物相互觸碰，極容易損壞到槳片[5]，從而對其使用壽命造成影響，所以在本拋雪機中，應對保護程序進行設置，重點涵蓋超聲 波傳感器、鏟雪槳軸、單片機等程序。其中，對于超聲波傳感器來說，在螺旋槳軸處的應用，在機器沒有正式投入使用前，借助超聲波避障模塊的學習，可以對工作環境中的障礙物特性予以明確化，實現這些特征在傳感器的順利傳送，不斷提高識別的準確性。在螺旋槳保護殼兩側，旋轉軌道的設置[6]，在傳感器識別到地面有障礙物時，會促使單片機控制系統信號的發出，控制系統在步進電機工作方面具有較強的推動力，在旋轉軌跡內，旋轉軸處于不斷旋轉狀態下，以此來實現高度調節，從而防止槳片受到任何損壞。

在旋轉軌道內，鏟雪槳軸具有往復運動的性質特點，這對于實現對鏟雪槳到地面高度的調節具有極大的幫助。在鏟雪槳越過障礙物時，傳感器會將信號發給控制程序這一作用發揮出來，步進電機在反向轉動作用下，鏟雪槳與原始高度相符合，并通過傳感器，促進鏟雪漿高度調節的順利進行。

5 多轉子離心拋雪機整體結構設計

在多轉子離心拋雪機整體結構中，集雪系統、拋雪系統、智能控制系統等發揮著重要優勢，在拋雪機工作過程中，動力的提供主要來源于汽油機，通過后輪制動方式的應用，鏟雪槳多組設計，確保工作效率的穩步提升，拋雪管在可彎曲設計的帶動下，可以基于小范圍定點拋射拋雪地點，拋雪機內部鏟雪槳保護智能控制程序的設置，可以確保槳片的完好無損[7]，避免障礙物的出現造成破壞現象，減震片在拋雪機底盤處的設置，不僅在外觀上具有高度的協調性與美觀性，而且使用功能也具有較高的便捷性和高效性。

在整體結構設計中，懸架裝置具有明顯的作用與優勢，要想對高速行走狀態下引起的振動現象進行控制，液壓懸架得到了廣泛設置，這已經成為了高速行走安全性的重要方式方法之一。駕駛室浮動式的應用，可以有效降低操作的振動頻率，并有效預防室內的噪音，帶給駕駛員操作高度的舒適度。

6 結語

根據小范圍區域，如小區、公園等，加強小型家用拋雪機的設計，相比于現有的除雪機器，該體積小巧，使用起來具有較高的靈活性，所以具有較多的優勢作用：首先，多組鏟雪槳片與離心扇葉的相互配合，可以為碎雪集中到吸雪孔創造有力條件，給予集雪水平一定的保障，防止盲區的出現。其次，在出雪口處，塑膠波紋管可以使拋雪軌跡出現相應的改變，推動小范圍落點可控目標的達成。最后，通過鏟雪槳保護控制程序，漿片在躲避障礙物方面具有自動化優勢，最大程度地避免損耗現象的出現，助益于機器使用年限的穩步提升。