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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 多功能除雪機(jī)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 多功能除雪機(jī)是集越障鏟雪、積雪壓實(shí)排放、道路清掃和保護(hù)路面于一身的小型除雪車。不僅適用于不同類型的場合，如：高速機(jī)場、公共場所等，還能夠很好地處理各種路面的雪和冰，如：浮雪、薄雪、薄冰等。同時它可以在凹凸不平的路面行駛、作業(yè)及回避路障，工作效率高。
- 詳細(xì)介紹：
- 冬季馬路、街道等上的積雪給人們的出行和交通造成了嚴(yán)重的不便。目前國內(nèi)除雪主要有3種方式：化學(xué)除雪、人工除雪和機(jī)械除雪。由于化學(xué)除雪易破壞路面、路邊植被和設(shè)施，機(jī)械除雪成了當(dāng)前主要的除雪方式。目前國內(nèi)的除雪機(jī)大多數(shù)不僅功能單一、效率低下、避障能力差，而且運(yùn)用場合有限，不能適用不同的路況。國外的除雪機(jī)械雖功能齊全，但價(jià)格昂貴。針對以上弊病，筆者設(shè)計(jì)了一款集除雪、壓雪、越障和保護(hù)地面為一體的小巧輕便型除雪機(jī)，以適用于處理不同場合、各種路面的雪和冰。 1 系統(tǒng)功能及總體結(jié)構(gòu) 本多功能除雪機(jī)主要有破冰越障鏟雪裝置、積雪壓實(shí)裝置、履帶行駛裝置設(shè)計(jì)路面清掃裝置四部分。 1.1 破冰越障鏟雪裝置 越障鏟雪裝置主要包括葉輪、滾筒、清雪鏟等部分組成。葉輪固定在滾筒上，電動機(jī)的動能經(jīng)帶傳動、鏈傳動到達(dá)滾筒，滾筒帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪頂部有刃口，當(dāng)葉輪接觸到雪或冰時，開始切割，螺旋葉輪在切除冰雪的同時將其卷至除雪機(jī)右側(cè)，葉輪葉片通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動將冰雪送上傳送帶，冰雪經(jīng)傳送帶傳遞到后箱進(jìn)行壓縮。 清雪鏟固定在箱體上，不作業(yè)時可隨葉輪滾筒一起提升至一定高度；當(dāng)除雪機(jī)需要作業(yè)時，下降裝置將清雪鏟自動降至稍離地面處，開始作業(yè)。清雪鏟可以清除地面未通過葉輪旋入除雪機(jī)的冰雪，同時還可以保證葉輪不接觸地面，很好的保護(hù)了地面。 清雪鏟是由10塊獨(dú)立鏟體連接而成，其特征在于弧形鋼板上端設(shè)有支點(diǎn)，下端有保險(xiǎn)銷，并由此與連接板鉸接，連接板的下部設(shè)有活動銷，并由此與鏟刃通過彈簧相連，上升支撐上有上下2個突起。 當(dāng)鏟刃在正常路面工作時，包圍活動銷的彈簧可克服摩擦力保證其正常工作，摩擦力變化時鏟刃有5o的正常工作旋轉(zhuǎn)空間。提升輪一直處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，動能從電動機(jī)的動能經(jīng)帶傳動、鏈傳動帶動提升輪旋轉(zhuǎn)。正常狀態(tài)下，上升支撐和提升輪均不起作用。遇到較大石塊等障礙物使前進(jìn)阻力增大，鏟刃旋轉(zhuǎn)超出5o范圍后，將弧形鋼板向后頂，此時上升支撐上端突起正好掛在提升桿上，通過提升輪的旋轉(zhuǎn)帶動整塊鏟雪裝置上升（此時若其他9塊獨(dú)立鏟體未遇障礙則正常工作），提升一定高度后上升支撐下端突起正好頂在第二個提升桿上，弧形鋼板向前移動與旋轉(zhuǎn)輪脫離，即回到正常工作狀態(tài)。如此實(shí)現(xiàn)自動越障功能。 1.2 積雪壓實(shí)裝置 經(jīng)過鏟雪裝置對積雪的初步收集，旋雪輪將其送入傳雪帶上，經(jīng)傳雪帶，動能從電動機(jī)的動能經(jīng)帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動帶動傳雪輪，傳遞到積雪壓實(shí)箱中。積雪壓實(shí)裝置原理是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，電機(jī)傳遞的動力（動能從電動機(jī)的動能經(jīng)帶傳動、鏈傳動、蝸輪蝸桿傳動到達(dá)蝸輪，蝸輪與曲柄相連）帶動曲柄旋轉(zhuǎn)，使滑塊實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動，從而將壓實(shí)箱中的雪壓進(jìn)錐形排雪口，將壓實(shí)的積雪排除在道路的一側(cè)。 1.3 履帶行駛裝置 在雪地里工作的多功能除雪機(jī)的行走是通過鏈傳動（動能從電動機(jī)的動能經(jīng)帶傳動、鏈傳動到達(dá)后軸，再分別經(jīng)過鏈傳動，將動力傳到驅(qū)動輪）傳遞能量，分別驅(qū)動多功能除雪機(jī)的左右履帶。采用履帶代替車輪行走，可以提供與地面更大的摩擦力，克服了生活中經(jīng)常遇到輪式車在雪地里打滑現(xiàn)象，適應(yīng)更多的環(huán)境，拓寬除雪機(jī)的使用范圍，提高在雪地工作時的效率，有利于除雪車更好的完成任務(wù)。 1.4 路面清掃裝置 在除雪車的尾部設(shè)有自適應(yīng)鋼刷，其動力來源于單獨(dú)設(shè)立的一個小電機(jī)。在破冰越障鏟雪作業(yè)后，自適應(yīng)鋼刷可以將作業(yè)面殘余的雪和碎冰清理到道路的一側(cè)，同時鋼刷可清理地面使行車更加平穩(wěn)。 2 結(jié) 語 多功能除雪機(jī)是集越障鏟雪、積雪壓實(shí)排放、道路清掃和保護(hù)路面于一身的小型除雪車。不僅適用于不同類型的場合，如：高速機(jī)場、公共場所等，還能夠很好地處理各種路面的雪和冰，如：浮雪、薄雪、薄冰等。同時它可以在凹凸不平的路面行駛、作業(yè)及回避路障，工作效率高。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的和基本思路：冬季積雪給人們生活帶來不便，而國內(nèi)除雪機(jī)械研制起步晚，大多數(shù)功能單一，只能清除大場合較厚的浮雪，對路面壓實(shí)的積雪以及薄冰效果不明顯。為解決該問題，我們設(shè)計(jì)了集越障除雪破冰、積雪壓實(shí)排放、道路清掃和保護(hù)路面等功能為一體的多功能除雪機(jī)。其總體設(shè)計(jì)小巧輕便，并且能夠高效的適應(yīng)各種復(fù)雜的工作路面。 技術(shù)關(guān)鍵：越障機(jī)構(gòu)的制作、安裝以及除雪機(jī)中各執(zhí)行構(gòu)件的同步運(yùn)動。 技術(shù)指標(biāo)：越障機(jī)構(gòu)各零件的精度；弧形鋼板與旋轉(zhuǎn)輪的配合；保證安裝后鏟刃針對不同摩擦路面的5o旋轉(zhuǎn)空間；各級傳動傳動比的分配和傳動的效率。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 對高速機(jī)場和城市路面等大中型場合可制造規(guī)格不同的多功能除雪機(jī)；帶刀刃的旋雪葉輪解決了積雪和薄冰不易清掃的問題；提升越障裝置既避免了旋雪葉輪與路面的接觸又實(shí)現(xiàn)了自動越障；安裝于機(jī)械尾部的自適應(yīng)鋼刷對鏟后的道路進(jìn)行清掃；在鏟雪的同時能夠自動的壓實(shí)和鏟后清掃，其工作效率相比現(xiàn)有機(jī)械大大提升。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用說明：在除雪機(jī)僅行駛即非除雪作業(yè)狀態(tài)時，可以將多功能除雪機(jī)的旋雪葉輪和鏟雪裝置提升，除雪壓實(shí)等作業(yè)部分均處于停滯狀態(tài)；在除雪作業(yè)前將其放下，輸入動力開始除雪作業(yè)。 小巧輕便的總體設(shè)計(jì)以及精簡實(shí)用的機(jī)構(gòu)；自動化的越障和自適應(yīng)各種路面的裝置使非專業(yè)人員也能很好操控；針對大型及中小型場合使用不同型號的除雪機(jī)達(dá)到最佳的作業(yè)效果。
同類課題研究水平概述
- 根據(jù)人們實(shí)際工作的習(xí)慣可將除雪機(jī)主要分為犁式除雪機(jī)和旋切式除雪機(jī)。 犁式除雪機(jī)主要適用于未經(jīng)壓實(shí)特別是新降積雪, 其價(jià)格低、效率高、工作可靠, 是使用最廣泛的除雪機(jī)械。以俄羅斯新產(chǎn)品KO281222 型為例, 其功能有除雪、清除垃圾和砂堆, 既可用于街道、人行道, 也可用于公路和建筑工地的除雪;工作裝置有推土板、犁刀和圓盤刷, 除雪寬度:推土板2500 mm; 犁刀2500 mm; 圓盤刷1 800 mm。國內(nèi)的犁式除雪機(jī)械,主要有西安公路研究所研制的L9280 型除雪車, 吉林交通科學(xué)研究所研制的CL 2316,CL2315 型系列除雪犁,此外還有CL2214型，CBX2216綜合破冰除雪機(jī)等,這些除雪機(jī)械在某一方面的性能具有一定的優(yōu)勢。 旋切式除雪機(jī)一般具有切削、集中、推移和拋投功能, 具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多的特點(diǎn)。俄羅斯、日本是生產(chǎn)旋切式除雪機(jī)的主要國家，其產(chǎn)品性能居世界領(lǐng)先水平。日本產(chǎn)高速行走旋切式除雪機(jī),其最大除雪寬度2490mm，最大除雪速度70 km/h ,最大除雪量3 000 t/h。國內(nèi)已研制成功的旋切式除雪機(jī)主要有吉林工業(yè)大學(xué)等單位研制的CX230型除雪機(jī),吉林交通科學(xué)研究所研制的CBX2160型除雪機(jī), 此外還有CBX2216型,XLB2212型,1521型等。其中一些型號的除雪機(jī)已進(jìn)行過工業(yè)性試驗(yàn), 效果好。 目前國內(nèi)除雪機(jī)械存在的主要問題有： 作業(yè)速度低。國外犁式除雪機(jī)最大除雪速度可50 km/h,旋切式除雪機(jī)最大速度達(dá)70km/h.而由吉林省交通科學(xué)研究所研制的國內(nèi)技術(shù)水平較高的CBX21600型除雪機(jī)最大除雪速度僅為21.15km/h。 整機(jī)利用率低、成本高。除雪機(jī)功能單一,機(jī)器一年里大部分時間處于閑置狀態(tài),大大提高了除雪作業(yè)的成本,增加了公路養(yǎng)護(hù)部門的負(fù)擔(dān)。 避讓功能不理想。在除雪過程中,常常因遇路障而使主機(jī)或者除雪裝置損壞,例如國內(nèi)已有的犁式除雪機(jī)械等。雖然吉林省交通科學(xué)研究所與磐石縣公路管理段聯(lián)合開發(fā)的CL2214型公路除雪器具有避障功能，但還需進(jìn)一步跟蹤測試、驗(yàn)證。 對路面保護(hù)能力差。當(dāng)路面凹凸不平時,除雪機(jī)作業(yè)時會對路面造成破壞,雖然除雪機(jī)對路面的損壞程度目前還沒有一個衡量標(biāo)準(zhǔn),但國內(nèi)的除雪機(jī)械在路面仿形能力、對路面保護(hù)等方面,與國外相比還存在一定差距。
