小型手推式除雪机设计

栾加航 侯晓斌

摘要：冬季路面积雪会增加交通运行的危险性，而小型除雪机能够快速清除人行道等除雪车处理不了的路面积雪，它不仅实用而且便利，最重要的是它价格很容易被人们接受，并且适用的场景及其普遍，所以，小型手推式除雪机的研发是符合社会的趋势的。

关键词：小型;手推式;除雪装置

一、背景

我国北方的冬季天气寒冷，昼夜温差较大，降雪量也是很大，所以这导致的后果就是大量的积雪来不及被处理，极容易造成车辆滑车、追尾等交通事故，所以环卫工人的工作重点就放在了车流量较多的公路上，然而有更大安全隐患的小路没有得到及时的清理，特别是在一些小型机械行走的地方、人们晚上经常出来散步的地点得不到环卫工人的青睐，很容易会造成安全事故。

目前为止，溶解法和机械法依旧是使用最普遍的。溶解法通常就是用化学物品。其好处是除净率高，然而其除雪所需要的费用很高，并且容易使环境遭到破坏。尽管已经研发出环保型的融雪药剂，相比较之前的有了大大的改善，降低了对环境的破坏，但依旧没有彻底的消除。因而其使用时需要慎重的考虑，避免使其使用价值大大折扣。机械法简单的来说就是通过简单的机械作用破坏冰层和积雪降低冰雪的威胁。明显的不足就是除净率低，好处就是对积雪周围的植被环境没有一点影响。能完成冰雪的破坏和转移，使用范畴普遍。

二、国内外除雪机的发展现状

在国外人们早已经用已有的设备像推土机来制造除雪机的前身，就是将推雪板安装在推土机的前面，在推土机前进的过程中将雪集中在一起，在优化延伸下去就是犁式除雪机。国外各种各样的除雪机，性能非常强大，应百姓的要求，采用了新的技术的除雪机不仅提高了除雪效率还更能适应各种工作环境。随着在除雪机方向上研究的稳定，目前市场上流行的大多数除雪机大致分为两类，一类是铲推式的，在一类是抛扬式的。但万变不离其宗，原理都是用大型车载着除雪设备进行除雪任务。这些大型的扫雪机虽然性能稳定，但是制作资本高，不适合较窄的小路等路面上积雪的清理

但是反观国内情况，在除雪机方面的没有足够的技术力量支持，大多数依赖于进口，对于这方面的研究很少。因此，现在我国的情况是，在大雪之后，城市内绝大多数的公路都是采用经典的除雪方法，即通过人工加簡单的除雪机械进行道路的养护工作;大型的专业设备大多数用来养护高速和机场等重要路段。在国内的市场中，除雪机无论是在功能还是质量上跟发达国家相比较都是处于劣势的，再加之，国内在除雪机的方面研究的很少，所以造成了依赖于进口这种情况。

三、基本结构及原理

（1）基本结构

（2）除雪原理

工作时原动机提供动力，再由传动装置将动力传到工作部分。当人在推着设备前进的过程中，积雪装置将积雪收集到储雪箱中，然后通过抛雪器利用抛雪叶片的离心作用将雪通过抛雪器抛出，最终达到除雪的目的。

设备作业时动力传动流程：柴油机→传动链→传动轴→涡轮蜗杆减速器→搅龙轴→叶片

四、设备的重要零部件

（1）原动机

设计的设备趋于小型化，且适用地点面积较为狭窄，所以原动机体积要控制大小，故而我选择了体积相对较小的汽油机。

（2）传动形式

链传动和带传动、齿轮传动相比较，没有弹性打滑和整体打滑现象，可以不像带那样张的很紧，轴上所受的压力较小;链条均采用金属材料制造，在相同的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑;链传动性对于其他传动不论是在制造方面还是在安装方面的要求都是低的，但这并不影响它准确的传动比以及高达98%的传动效率。本次设计中传递能量的传动方式将采用链传动的型式。

（3）传动轴

轴是组成机器很重要的零件。任何通过回转运动才能够起作用的零件，毫无意外的都是在轴上才能够进行运动和传递动力。所以传动轴的作用简单的概括为传递原动机提供的动力和支撑回转部件的工作。在本次设计当中，传动轴是用来把原动机产生的能量通过传动链传递到传动轴，在带动轴上的抛雪叶轮的同时通过蜗轮蜗杆传递给搅龙轴，所以传动轴是有着至关重要的用处。

（4）蜗轮蜗杆减速器

因为原动机通过传动链传递给传动轴的转速较高，相对而言人的前进速度就比较慢，导致了集雪速度相对也慢，所以需要一个减速装置进行减速来平衡两者之间产生的速度差，经过对设计的体积考量，选择涡轮蜗杆进行减速。因为蜗杆传动功率小，速速并不会很快，故采纳了45号钢作为材料的选择，为了提高其效率，对蜗杆螺旋齿表面进行淬火，表面的硬度45到50HCRC。蜗轮选用铸锡磷青铜，考虑到成本问题，齿圈用有色金属，轮芯用普通灰铸铁。

（5）搅龙轴

搅龙轴是集雪装置中起到主干的作用，蜗轮和搅龙叶片都是在它的上面固定的，在中间的位置还需安装上蜗轮，轴的两端需固定在箱体上。

（6）搅龙叶片

搅龙叶片的好坏对集雪的成果能产生较大的影响。在实验设计时，通过不断的实验，最终采取了把两边叶片的向设定成反向，这样做的目的就是能够把两边的积雪推移到中间的地方方便集中收集，蜗轮也要安装在轴的中间，因此要求对于材料的选择必须是耐磨耐腐蚀的。

（7）抛雪叶轮

离心叶轮的叶片形状多种多样，鉴于我们对积雪处理的要求，选择了一款简单的且能满足需要的平板叶片。铁、不锈钢、铜、合金等别的非金属都可以用来制造离心叶片。

由于离心叶片常和雪水接触，所以容易收到侵蚀，所以在其外表必须涂上相应的防腐蚀物质。经查阅镍—磷合金在耐腐蚀、耐磨损方面是比较好的，所以选择这种合金。

参考文献：

[1]王旭景.小型除雪车的设计及应用[J].时代农机，2019

[2]吴佳隽.扫雪机运动机构的创新设计[J].内燃机与配件，2019

[3]巷道手扶式清雪机开发设计研究[D].沈阳建筑大学，2017

[4]赵丽丽.对城市道路破冰除雪机设计的研究[J].科学技术创新，2017

作者简介：

通讯作者，栾加航。