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1、 機(jī)電工程學(xué)院第一屆機(jī)械創(chuàng)新大賽作品 多 功 能 組 合 式 除 冰 車 設(shè)計(jì)小組: 張閃 李雙峰 盧甲華 楊濤 王正亞 設(shè)計(jì)單位: 車輛工程0801班 聯(lián)系方式:15803801351..E-MAIL:406348459@ 目錄 簡(jiǎn)圖 3 一． 前言 4 二． 作品說明書 7 1創(chuàng)新構(gòu)思和方案設(shè)計(jì) 7 2,具體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖及簡(jiǎn)述 9 （1） 機(jī)構(gòu)一：電線除冰爪 9 （2） 機(jī)構(gòu)二：路面除冰高頻切冰刀 11 （3） 機(jī)構(gòu)三：碎冰回收系統(tǒng) 12 3、實(shí)用化的可能性、成本分析及應(yīng)用前景。 14

2、 一． 前言 冰災(zāi)，冰雪災(zāi)害，是指因長(zhǎng)時(shí)間大量降凍雨或降雪造成大范圍積雪結(jié)冰成災(zāi)的自然現(xiàn)象。 冰災(zāi)的危害主要有：1、對(duì)供電網(wǎng)的危害，由于天上落下凍雨，掉在電線上馬上就結(jié)成堅(jiān)實(shí)的冰，這樣下來，結(jié)的冰柱會(huì)越來越大，越來越重，供電網(wǎng)就承受不了，造成破壞成災(zāi)。 2、對(duì)于交通運(yùn)輸?shù)奈：?，由于路面結(jié)冰，會(huì)易出現(xiàn)交通事故。 3、對(duì)于農(nóng)作物，會(huì)造成嚴(yán)重的霜凍災(zāi)害。 　　隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，在社會(huì)財(cái)富日益增多的同時(shí)，導(dǎo)致發(fā)生冰災(zāi)的危險(xiǎn)性也在增多，冰災(zāi)的危害性也越來越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)2008年1月13日起，罕見的冰雪天氣襲擊貴州省，黔東

3、南大地遭受1984年以來最大的冰雪災(zāi)害。黔東南州下轄的7個(gè)縣供電陸續(xù)出現(xiàn)中斷，累計(jì)受災(zāi)戶數(shù)達(dá)12．98萬多戶。2008年1月23日，貴州電網(wǎng)遭嚴(yán)重冰災(zāi),黔東南苗族侗族自治州有7個(gè)縣供電解除。在黔東南州凱里市，參與搶修電網(wǎng)的武警用沖鋒槍擊碎電線上厚厚的覆冰。 14 08年南方大雪災(zāi)給我國(guó)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，南方冰雪災(zāi)害大面積損害的嚴(yán)重程度上來看，可能不亞于1998年的洪水所造成的經(jīng)濟(jì)損失，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2003年的“薩斯（SARS）”所造成的經(jīng)濟(jì)損失。待那次冰雪災(zāi)害過后，中央政府責(zé)成有關(guān)部門認(rèn)真研究南方地區(qū)的供暖防寒問題，尤其是如何建立起一整套預(yù)警和應(yīng)急救助機(jī)制，建立包括

4、直升機(jī)、救生艇、破冰船、機(jī)械或能源動(dòng)力雪橇、推雪機(jī)、冰上專用機(jī)動(dòng)車、化雪和融冰機(jī)械、熱風(fēng)機(jī)、防寒帳篷、雪地餐車等各類設(shè)施在內(nèi)的冰雪災(zāi)害救援系統(tǒng)。其中，破冰車起到了非常重要的作用。 我們小組本著從更人性化設(shè)計(jì)出發(fā)，設(shè)計(jì)出的“多功能組合式破冰車”可以在冰災(zāi)來臨后第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)，以最快的速度投入抗冰救災(zāi)。我們小組以保證電線、公路等公共財(cái)產(chǎn)最大限度不受損壞，提高救災(zāi)效率為目標(biāo)，克服了許多瓶頸問題，將除電線結(jié)冰和公路凍冰的功能組合在一起，更大限度的提高機(jī)械化和人性化。 古人云“防患于未然”，“亡羊補(bǔ)牢，未為晚也”，如果我們能夠時(shí)刻保持清醒的頭腦和憂患意識(shí)，理論先行，預(yù)防為主，在無災(zāi)之年做好防范準(zhǔn)備

5、工作，尤其對(duì)各種可能發(fā)生的自然災(zāi)情能夠建立有效的防范和應(yīng)急機(jī)制，就能夠最大程度地抵御各種突如其來的自然災(zāi)害，使經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和老百姓的生命財(cái)產(chǎn)得到長(zhǎng)期有效的保障。 二． 作品說明書 1創(chuàng)新構(gòu)思和方案設(shè)計(jì) 基于近年來氣候的變化多端，尤其是冬季冰災(zāi)雪災(zāi)的一次次上演，給道路交通和電線設(shè)備造成了不便和破壞，這越來越引起 交通事故和停電事故，給人們的生活和生產(chǎn)帶來不便。著眼于這方面的考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)了多功能組合式除冰車。為了盡可能的減小冰雪災(zāi)害帶來的損失，并且更有效率的除去結(jié)冰和凍冰，考慮多方面因素，設(shè)計(jì)成的多功能除冰車將一體化地完成路面和電線的凍冰清理工作。 清理路面的冰

6、時(shí)，冰刀由凸輪帶動(dòng)下上下運(yùn)動(dòng)撞擊地面，從而使凍冰碎裂，隨后由碎冰搜集系統(tǒng)將碎冰搜集到上部?jī)?chǔ)存起來，以便噴射到運(yùn)冰車，提高了機(jī)械一體化。 清理電線上的冰時(shí)，先由噴氣管將機(jī)車產(chǎn)生的熱廢氣噴射到電纜上，加速冰的融化；由液壓設(shè)備的支撐，軋輥在自動(dòng)控制設(shè)備下沿電線滾動(dòng)，將電線上的結(jié)冰去除。這樣可以減小重冰的重壓，減小電線壓斷的危險(xiǎn)。在機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的液壓設(shè)備下，軋輥可以順利的沿著電線完成清理任務(wù)。 與傳統(tǒng)的除冰車相比，其最大的創(chuàng)新之處就是一體化的將凍冰徹底清除與回收；傳統(tǒng)的除冰車只是將地面的冰去除之后，由環(huán)衛(wèi)工人辛勤地清掃并收集運(yùn)走，如果清運(yùn)不及時(shí)這往往導(dǎo)致路面融水沉積，路面情況也是不堪設(shè)想。在現(xiàn)代繁忙的

7、交通狀況下，機(jī)械化、一體化的除冰設(shè)備也因該成熟的運(yùn)用到現(xiàn)代生活之中，以最短的時(shí)間、最高的效率獲得最佳的除冰效果。為此，我們的設(shè)計(jì)就著力解決這一問題。通過分析，我們就粗略的繪制出了作品的藍(lán)圖，其主要實(shí)現(xiàn)的功能及創(chuàng)新之處應(yīng)該就能為人們的生活提供幫助。 針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有除雪車輛除雪、除冰效果不佳的現(xiàn)狀，我們小組設(shè)計(jì)的除冰車采用履帶式的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，盡可能的減小轉(zhuǎn)彎半徑的同時(shí)提高車的平穩(wěn)性，有利于除冰車在主要干道作業(yè)行駛。同時(shí)改裝方便，在不需要除冰冰的季節(jié)還可單獨(dú)駕駛帶有推鏟的主車改裝它用。我們?cè)O(shè)計(jì)的除冰車實(shí)際運(yùn)用針對(duì)不同地區(qū)路面凍冰特點(diǎn)有所側(cè)重，以路面冰的厚薄來調(diào)整冰刀的沉重，兼顧效率、清掃質(zhì)量、適應(yīng)性以

8、及成本等因素，并將機(jī)車廢氣有效地運(yùn)用到消融電線上的結(jié)冰，既節(jié)能又有較高的機(jī)動(dòng)性。 在搜集碎冰過程中，自動(dòng)搜集裝置的滾動(dòng)輪緊貼地面行進(jìn)，可保證對(duì)碎冰的處理效果；基于搜集碎冰效果的考慮，采用了間隙浮動(dòng)式提升機(jī)構(gòu)（即由彈簧機(jī)構(gòu)控制），使?jié)L動(dòng)輪在工作時(shí)與地面始終貼合；道路路況是變化的，對(duì)此作出的設(shè)計(jì)有利于保證對(duì)路面碎冰的清除效果。自動(dòng)搜集裝置的滾動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速以及裝置內(nèi)部的吸抽設(shè)備都是可以人工調(diào)控的，來更好的將碎冰收集起來。 多功能除冰車上的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，利于互換性和修理。并且保證除冰車與地面間間隙的波動(dòng)，利于清除路面的結(jié)冰，而又不能損壞作業(yè)路面；因?yàn)槌囀且环N配置，根據(jù)路面不同的凍冰情況制

9、定不同的除冰方案，選用不同的除冰刀具，這些除雪刀具都是經(jīng)常要更換的。 基于電線的受力作用，我們采用了壓力傳感器，來更好的控制兩個(gè)軋輥和電線的距離，保證既能除去結(jié)冰又能不損傷電線。 控制儀器安裝于駕駛室，保證駕駛員一人能方便完成車輛和機(jī)具的操作；這是機(jī)械化除冰的要求，體現(xiàn)自動(dòng)化和高效率。 2,具體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖及簡(jiǎn)述 （1） 機(jī)構(gòu)一：電線除冰爪 1）、基本結(jié)構(gòu)： 本機(jī)構(gòu)主要由伸縮臂、軋輥、壓力傳感器、正反驅(qū)動(dòng)電機(jī)等構(gòu)件組成 2）、工作流程： 首先由伸縮臂將除冰機(jī)構(gòu)送到指定高度，然后電機(jī)2正轉(zhuǎn)通過輪齒嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使軋輥2下移，移動(dòng)吊臂夾住電線，

10、然后電機(jī)2反轉(zhuǎn)又使軋輥上升，當(dāng)夾住電線時(shí)，并且壓力傳感器壓力達(dá)到一定程度時(shí)電機(jī)2停止工作，此時(shí)電機(jī)1開始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)兩個(gè)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)噴嘴噴射熱氣，軋輥順著電線將冰清除。 3） 、機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)： 1完全機(jī)械化，節(jié)省了大量的人力物力財(cái)力，同時(shí)提高了勞動(dòng)效率，避免了人員出現(xiàn)意外傷亡； 2采用了壓力傳感器，既實(shí)現(xiàn)了精確控制，避免因?yàn)閴毫^大損壞電線，也節(jié)省了人力，實(shí)現(xiàn)了智能化程序化操作。 （2） 機(jī)構(gòu)二：路面除冰高頻切冰刀 冰刀機(jī)構(gòu) 空氣錘原理圖: 1）、機(jī)構(gòu)組成：空氣錘和冰刀 2）、機(jī)構(gòu)工作流程：電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)和曲柄，連桿帶動(dòng)壓縮氣缸的壓縮活塞上下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生壓縮空氣。

11、當(dāng)壓縮缸的上下氣道與大氣相通時(shí)，壓縮空氣不進(jìn)入工作缸，電機(jī)空轉(zhuǎn)，錘頭不工作，通過手柄或腳踏桿操縱上下旋閥，使壓縮空氣進(jìn)入工作氣缸的上部或下部，推動(dòng)工作活塞上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)錘頭及上冰刀的上升或下降，完成各種打擊動(dòng)作。 工作時(shí)由空氣錘機(jī)構(gòu)帶動(dòng)冰刀做高頻往返運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到切碎地面結(jié)冰的目的。 3）、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)： 1 能夠有效利用空氣錘的高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，最大限度的減少冰刀與地面的接觸時(shí)間，避免由于車前進(jìn)過程中冰刀與地面摩擦對(duì)冰刀和車的損害。 2 能夠有效利用空氣的緩沖作用，減少由于冰刀與冰接觸過程中硬性碰撞對(duì)地面帶來的損害。

12、 l （3） 機(jī)構(gòu)三：碎冰回收系統(tǒng) 1）、工作流程: 冰被打碎后送入吸收碎冰的入口處，經(jīng)過渦輪旋轉(zhuǎn)進(jìn)入

13、傳送帶上，進(jìn)入收集碎冰的箱體內(nèi)部，經(jīng)過螺旋體盤旋把碎冰轉(zhuǎn)送入箱體上部，再通過頂部的渦輪旋轉(zhuǎn)送到頂部的傳送帶上，把冰噴射到后邊收集碎冰的車中，把冰運(yùn)送出去。 2）、機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)： 1此結(jié)構(gòu)能把冰刀砸碎的碎冰自動(dòng)回收到箱體內(nèi)部，經(jīng)由傳送裝置輸送到后面的碎冰收集車中運(yùn)走，避免道路再次結(jié)冰； 2 機(jī)械化程度高，節(jié)省人力物力，提高了勞動(dòng)效率。 3、實(shí)用化的可能性、成本分析及應(yīng)用前景。 本機(jī)械可以確保重要輸電線路的安全運(yùn)行，還可以在冰災(zāi)來臨時(shí)疏通重要交通線路，應(yīng)用前景廣闊。 由于并未投入樣品生產(chǎn)階段，我們做成本預(yù)算有困難，但我們的設(shè)計(jì)沒有復(fù)雜機(jī)構(gòu)和大量的電子設(shè)備，所以預(yù)計(jì)成本不高，性價(jià)比突出。