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| ZH1200型组合式破冰除雪机设计 |
我国北方大部分地区，每年有3－5个月的降雪期，道路积雪给交通运输及人民日常生活带来许多不便。尤其冻结在道路上的积雪与薄冰，采用传统除雪机用推刮的办法无法清除，为此不得不耗费大量人力物力进行人工铲除。采用机械方法清除是一项急需解决的难题。就目前国内除雪机械来看，大多数功能单一，或只能清除积雪、或只能破除积冰。国外的除雪机功能较全，但结构复杂，造价昂贵，且大多不适合国内的道路状况。因此开发研制适合我国道路情况的集破冰除雪于一机的设备，具有十分重大的意义。
1 ZHl200型组合式破冰除雪机的整体方案构想
ZHl200型组合式破冰除雪机是针对我国道路情况设计的既可破冰、又可清雪的除雪设备，该设备如图1所示，主要由两大部分构成，即起破冰作用的碾压辊和起清雪作用的清雪铲。
该设备的主机架可与ZL50装载机直接联接。该设备碾压辊1固定在联架臂2上，联架臂通过大臂4与主机架铲接。碾压辊上装有刀板，刀板上的刀条直接作用在冰面上，利用自身的重力和空气锤3的振动的冲击力达到破冰目的。清雪铲7布置在碾压辊后，用于清除破冰后的冰雪混合物。其通过机架与主机架连接，该清雪铲可以利用液压转向装置11调整其与公路横断面的夹角，将冰雪混合物推到公路两边。
如果路面积雪没有形成冰状时，可利用珩架6上的油缸5将碾压辊提起或将其拆除，清雪铲单独作业，这样可有效提高工作效率。
该破冰除雪机是针对城市路面设计的，其碾压辊和清雪铲部分都配有不同的避让装置，以避免在工作中损伤路面，主要技术参数如下：
(1)破冰、除雪宽度：1200mm；
(2)最大破冰宽度：60mm；
(3)最大除雪宽度：300mm；
(4)工作进行速度：10-60km/h；
(5)最小残余量：≤10mm．
下面根据这些参数来具体设计并计算。
1．1 破冰除雪机的动力设计
在ZHl200型破冰除雪机的动力设计中，主要着眼消耗在整机行走的功率,破冰装置消耗的功率,以及清雪铲清除冰雪消耗功率的计算。对于消耗功率较小的装置不再单独计算，而是统一考虑在系数K之中，因此，破冰除雪机总功率(kw)：
1．2 破冰装置的设计
碾压辊是一个铸造圆筒，两端有封板，中心有轴孔，用以安装端轴；筒面上有若干螺纹孔，用以安装刀板。
研制压裂式破冰机的思维模式源于对冰层(压实雪)物理性质的分析：
冰层坚硬，但破断强度低，酥脆易碎，其物理特性颇似作业中，由于冰层和地面紧密贴附，难于使冰层再纵向变形，即可以用刀刃切人的方法促使其横向变形，故破冰作业的第一步是使楔形条刀切人冰层，随切人深度的增加，条形的楔形截面产生挤压作用，促使冰层横向位移和变形，进而脆性断裂、破碎、剥离。设计倾斜安装的双向楔形条刀可以较好地实现切入－挤压－剥离过程，窄而尖的刀条易于切人冰层，横向和纵向都变宽的刀身在最大限度上挤碎冰层，使完整的冰层碎裂移动形成散碎的冰块，以利于清雪铲收集。刀板如图2所示。
1．3 清雪铲的设计
清雪铲包括铲体、铲刃、机架、调节轮、液压转向装置等几大部分。铲体是弧形金属板焊接而成，铲体材料为型材钢板，铲体下边有铲刃，其材料为16Mn，通过螺栓紧固在铲体上。清雪铲的总宽度要满足碾压辊的作业宽度要求，因清雪铲在作业时与路面横断面有一定夹角，因此清雪铲的总宽度要宽于碾压辊的宽度，从而保证碾压辊和清雪铲的作业宽度一致。
可调节轮是安装在清雪铲下端的一种可调节装置，其通过螺纹的旋进与旋出来调节清雪铲的铲刃与地面之间的距离，实现铲刃运动与路面的仿形。
1．4 避让装置的设计
在破冰作业过程中，不可避免地会遇到障碍物，如不能解决避让障碍的问题，设备极易损坏，并影响正常作业。本设备共有两套避让装置，一是破冰部分的避让器13，另一个是清雪部分的避让器8。两套避让装置工作原理不同，避让器13为受压式，即当碾压辊遇到障碍物时弹簧被压缩，碾压辊通过联架臂绕销轴转动，从而越过障碍，待碾压辊越过障碍物后，弹簧恢复原形，碾压辊继续正常破冰。
避让器8如图3所示，当清雪铲遇到障碍时，两拉板向中间压迫弹簧，从而避让器整体伸长，铲体翻转，产刃向后倾翻，而越过障碍物，然后铲体在弹簧的回复力作用下恢复正常工作。
2 结束语
ZHl200型破冰除雪机破冰、除雪两大部分可拆分，并可分别单独进行作业，实现了一机多用，符合除雪设备的发展要求。该机机架全部为型钢焊接制成，结构紧凑，刚性较好，且造价低廉，在解决避让障碍问题上，该机两部分避让器均采用弹簧元件，结构简单，避让效果好。液压控制部分全部与主机液压控制系统连接，空气锤动力源也由主机提供，无需外部动力，大大降低了设备成本。
ZHl200型破冰除雪机是集破冰、除雪于一机的组合式设备，该设备实用性强，适用范围广，且易损部件都可更换，从而降低了维修费用，是一种适合中国道路的除雪设备。 |
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