小型路面破冰除雪机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于小型机械设计制造技术领域，尤其是一种小型路面破冰除雪机。
【背景技术】
[0002] 中国北方大部分地区，每年有3~5个月的降雪期，道路积冰积雪给交通运输及 人民日常生活带来许多困难。近年我国的破冰除雪机械无论在技术还是制造工艺上都有 了一定的发展，但大多数破冰除雪机械产品的设计制造偏重于大型，主要用于高速公路，国 家重要交通干线以及城市内某些重要的路段和街道。应用在中小型区域如：学校，医院，房 地产居民小区等地方的破冰除雪机械很少，几乎处于空白状态。由于大型破冰除雪机械结 构复杂，不易制造且成本巨大，能耗较大对对路面的破坏较严重，很难在中小型区域得以普 及使用。所以目前，国内在学校，医院，房地产居民小区等中小型区域除雪作业多由人工作 业完成，其劳动强度大，作业效率低。进口外国先进的除雪设备，造价高且不适合中国国 情；而用其它的代用机械如平地机进行破冰除雪作业，则又浪费实用设备且对路面具有破 坏性。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于设计出一种小型的破冰除雪机来帮助人们完成除雪作业，提高 劳动效率节省劳动力，改变国内中小型区域在破冰除雪方面缺乏机械这一现状。
[0004] 本发明的设计方案是：小型路面破冰除雪机，它包括手推式小车、动力机、动力转 换机构、减速器、曲轴、轴承、连杆、摇臂、铲刀，以手推式小车为载体，动力机发出动力经过 减速器带动动力转换机构运动，动力机为柴油机、汽油机、电动机。动力转换机构为曲柄摇 杆机构，曲柄摇杆机构曲轴、连杆、摇臂、带座轴承和支撑轴构成。曲轴两端轴颈安装在带座 轴承，连杆大头与曲轴曲拐相连，连杆小头与摇臂相连，支撑轴穿过摇臂孔安装在带座轴承 中，摇臂可围绕支撑轴在一定角度内摆动，支撑轴上开有卡环槽，通过卡环实现摇臂的轴向 定位，轴承座用螺栓固定在小车底板上，当曲轴转动，曲轴安装在带座轴承中通过连杆与摇 臂连接，摇臂随曲轴的转动而作往复式摆动；摇臂的延伸部分安装锄式刀头，刀齿直接作用 在冰面上。随摇杆的往返式摆动作弧线运动不断铲击冰面(或压实度雪面）将其破碎，工作 的铲刀数与曲轴的曲拐数相同。曲轴、连杆来源于汽车发动机中的曲轴、连杆,根据其曲拐 数来确定工作的铲刀数。为了减少对地面的损坏和保证工作的有效性，在车轮上安装一个 减振器，减振器主要由弹簧、柱塞、柱塞缸、减振块组成。在车轮上安装一个减振器，当刀齿 到达最低点时与地面接触，此时设地面给点反作用力为无穷大，通过减振器的作用整机在 坚直方向上有一定的位移，一方面可以避免整机被顶起，另一方面可以减小刀齿对地面做 的功。
[0005] 本实用新型进行曲柄摇杆机构的设计过程中，其计算要点和机构运动分析如 下：冰雪切削阻力;Kn:刀齿不均匀影响系数（1~1· 5) ;B1:作用刀齿 宽度（300mm);H:冰雪厚度（50mm) ;K0 (70~130KPa)为阻力系数，它是切断横断面等 于Im2的冰雪层所必需的力。F=1X130000X(X 3X(X 05=1950N;铲刀工作一次做功 W=FXL=1950XO. 176=343. 2J(L 表示铲刀作用距离);P=W/T=343. 2/0. 1=3. 432kw ;曲轴做匀 速转动，摇臂做往复式变速摆动，其速度变化特性为先有零加速到最高速度，然后再由最高 速减速至零，整过变速过程中加速度和速度都是变化的。为了能实现有效的破冰除雪效果， 设计中取摇臂速度最大时刀齿开始接触冰面即开始工作，当摇臂速度为零即将反向时工作 结束。
[0006] 本发明的有益效果：本发明的小型路面破冰除雪机，与国内现有的破冰除雪设备 相比具有体积小、机构简单、成本低、能耗少、对路面的损害性小、无污染等特征。机器的大 部分零部件如动力机、承载装置、带座轴承、曲轴连杆等可以直接从市场上购买且成本较 小。本发明虽然结构简单，但不失其功能性，经过测试这种小型破冰除雪机根据所选的动力 机不同，可以有效地破碎不同厚度的冰雪面。这样在冬季的冰雪清扫工作中，此机器可以代 替人力来铲击路面上的薄冰或压实的积雪，大大节省了劳动力和提高了劳动效率。
[0007] 整机的驱动方式根据需要可以有多种选择：首先可以选择用人推着机器前进，这 种方式的优点是可以任意地控制机器的前进速度，能较全面细致的完成工作，缺点是会消 耗人的体力工作比较慢；其次可以在原有机器上安装辅助驱动装置用动力机来驱动，这种 驱动方式比较省力而且效率高。
[0008] 小型路面破冰除雪机的特点及优点是：结构简单，制造成本较低；能耗小，对环境 的污染小，对路面破坏性小；工作效率较高，受环境条件限制小；整机体积较小，易操作和 易普及，市场广泛。
【附图说明】
[0009] 图1是破冰除雪机的装配主视图。
[0010] 图2是零件曲轴的三视图，图2 a为主视图，图2b为俯视图。
[0011] 图3是零件连杆的主视图。
[0012] 图4是零件纟/i刀的二视图。图4 a为王视图，图4b为左视图，图4c为俯视图。
[0013] 图5是零件摇臂的三视图。图5 a为主视图，图5b为左视图，图5c为俯视图。
[0014] 图6是零件支撑轴的三视图。图6 a为主视图，图6b为左视图。
[0015] 图1中标号为：1 .小车，2 ·动力机，3 ·减速机，4 .曲轴，5 ·连杆，6 .摇臂， 7.锄式刀头，8、减振器，9.带座轴承，I Q.支撑轴。
【具体实施方式】
[0016] 图1破冰除雪机主要包括：整机载体手推式小车1 ;动力机(柴油机);减速机3 ;组 成曲柄摇杆机构的零件曲轴4、连杆5、摇臂6、带座轴承9、支撑轴10 ;起破冰作用的锄式刀 头7 ;带减振器车轮8。
[0017] 该破冰除雪机的关键部件是动力转换机构即曲柄摇杆机构，该机构组要由曲轴4、 连杆5、摇臂6、轴承及带座轴承9以及支撑轴10组成，带座轴承是指轴承座内带深沟球轴 承，曲轴两端轴颈（附图2 a中11)安装在带座轴承9中可以自由旋转，连杆大头（附图3)与 曲轴曲拐（附图2 a中12)相连，连杆小头（附图3)与摇臂相连，支撑轴10穿过摇臂孔（附 图5 a中13)安装在带座轴承中，摇臂可围绕支撑轴在一定角度内摆动，支撑轴上开有卡环 槽(附图6 a中14)，通过卡环实现摇臂的轴向定位，轴承座用螺栓固定在小车底板上，这样 就构成了曲柄摇杆机构，机器中曲轴上的每个曲拐对应一个曲柄摇杆机构，本设计中选用 的是四冲程发动机中的曲轴即在本发明中存在四个曲柄摇杆机构。锄式刀头7安装在摇臂 末端通过销构成活性链接，刀头作用面成齿状(附图4)直接作用在冰面上。
[0018] 曲轴末端小轴上开有键槽，用来安装皮带轮，动力机发出动力经过减速机作用后 将动力通过皮带轮传递给曲轴，曲轴转动经过连杆使摇臂做往复式摆动，摇臂另一端上的 刀头也随摇臂做弧线运动，与冰面直接接触的刀齿就不断铲击冰面完成破冰工作。
[0019] 为了减少对地面的损坏和保证工作的有效性，在车轮上安装一个减振器8,减振器 主要由弹簧、柱塞、柱塞缸、减振块等组成。当刀齿到达最低点时与地面接触，此时设地面给 点反作用力为无穷大，通过减振器的作用整机在坚直方向上有一定的位移，一方面可以避 免整机被顶起，另一方面可以减小刀齿对地面做的功。柱塞末端装有用橡胶做成的减震块， 可以吸收机器产生的震动。
【主权项】
1. 小型路面破冰除雪机，它包括手推式小车（1)、动力机、动力转换机构、减速器、曲 轴、轴承、连杆、摇臂、铲刀，以手推式小车（1)为载体，动力机（2)发出动力经过减速器（3) 带动动力转换机构运动，其特征在于：动力转换机构为曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构曲轴 (4)、连杆（5)、摇臂（6)、带座轴承（9)和支撑轴构成，曲轴两端轴颈（11)安装在带座轴承 (9)，连杆大头与曲轴曲拐（12)相连，连杆小头与摇臂相连，支撑轴穿过摇臂孔（13)安装在 带座轴承中，摇臂可围绕支撑轴在一定角度内摆动，支撑轴上开有卡环槽（14)，通过卡环实 现摇臂的轴向定位，轴承座用螺栓固定在小车底板上，曲轴（4)转动，曲轴（4)安装在带座 轴承（9)中通过连杆（5)与摇臂（6)连接，摇臂（6)随曲轴（4)的转动而作往复式摆动；摇 臂的延伸部分安装锄式刀头（7)，刀齿直接作用在冰面上。
2. 根据权利要求1所述的小型路面破冰除雪机，其特征在于：锄式刀头（7)安装在摇臂 末端通过销构成活性链接，刀头作用面成齿状直接作用在冰面上。
3. 根据权利要求1所述的小型路面破冰除雪机，其特征在于，曲轴、连杆来源于汽车发 动机中的曲轴、连杆，根据其曲拐数来确定工作的铲刀数。
4. 根据权利要求1所述的小型路面破冰除雪机，其特征在于，为了减少对地面的损坏 和保证工作的有效性，在车轮上安装一个减振器（8)，减振器主要由弹簧、柱塞、柱塞缸、减 振块组成。
5. 根据权利要求1所述的小型路面破冰除雪机，其特征在于，动力机为柴油机、汽油 机、电动机。
【专利摘要】本实用新型涉及小型机械设计制造技术领域，是一种小型路面破冰除雪机，整个机器以手推式小车为载体，以柴（汽）油机或电动机为动力机，以曲柄摇杆（曲轴、连杆、摇臂）为动力转换机构。柴油机发出动力经过减速器带动曲轴转动；曲轴安装在带座轴承中通过连杆与摇臂（连接；摇摇臂随曲轴的转动而作往复式摆动；摇臂的延伸部分安装锄式铲刀，刀齿直接作用在冰面上，随摇杆的往返式摆动作弧线运动不断铲击冰面（或压实度雪面）将其破碎，这样在冬季的冰雪清扫工作中可以大大提高作业效率和节省劳动力。
【IPC分类】E01H5-12
【公开号】CN204343237
【申请号】CN201420616986
【发明人】苟志龙, 李颂华, 侯祥林
【申请人】沈阳建筑大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年10月23日