CN215105031U - 一种振击式破冰机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振击式破冰机,包括破冰辊总成和破冰辊悬挂装置，破冰辊悬挂装置为四连杆摇杆机构。所述破冰辊总成通过四连杆摇杆机构悬挂在底盘大梁下；所述四连杆摇杆机构包括四个悬挂连杆，所述悬挂连杆的一端通过销轴连接在破冰辊机架上，另一端通过销轴连接在悬挂支架的下端，所述悬挂支架固定在底盘大梁上；破冰辊通过两端连接的液压马达驱动旋转，通过旋转动力和破冰机的重力以及振动调节器的共同作用形成对地面击振而达到破冰的目的；本实用新型可以提高设备结构紧凑性，占用空间小；可以降低破冰机对底盘的冲击；可以具备激振功能，且激振力可调节，破冰效果好。

Description

一种振击式破冰机

技术领域

本实用新型涉及一种振击式破冰机，属于除冰雪装备技术领域。

背景技术

北方冬季因为积雪压实和暖云降水结冰造成的道路、街道结冰，是影响交通出行安全的大问题，为了减少此类安全问题的伤害以及保证交通效率，形成了多种破冰除雪作业技术，包括机械、热力、化学的多种作业方式，作业方式的不同也催生了多种除冰作业装置。

机械破冰是道面除冰作业的一个分支，通过机械的方式破坏冰和压实雪冰对地面的结合，然后通过刮、扫的方式，移除到道面堆积区。

总结目前现有机械破冰的方式，主要有铣、冲击（剁）、震动+冲击、刮、刮+震动五种单项作业方式或其复合，为此也形成了多种结构设计和很多的专利技术，相关技术进步推动了破冰装备的发展。

但是现有的破冰机使用时通常存在破击效率低、破击力不可调节、设备体积较大，安装空间大、对底盘的冲击较大等缺点。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种振击式破冰机，可以提高设备结构紧凑性，占用空间小；可以降低底盘对底盘的冲击；可以具备激振功能，且激振力可调节，破冰效果好。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种振击式破冰机,包括破冰辊总成，所述破冰辊总成通过四连杆摇杆机构悬挂在底盘大梁下；

所述四连杆摇杆机构包括四个悬挂连杆，所述悬挂连杆的一端通过销轴连接在机架上，另一端通过销轴连接在悬挂支架的下端，所述悬挂支架固定在底盘大梁上。

进一步地，所述破冰辊总成为正多棱柱结构；所述破冰辊总成包括破冰辊体，所述破冰辊体上沿轴向设有多个破冰刀组。

进一步地，所述破冰辊体的两端通过轴承连接在机架上，所述悬挂支架和机架之间设有升降油缸；

所述升降油缸的缸杆与机架铰接；所述升降油缸的缸底端与悬挂支架活动连接。

进一步地，两个悬挂连杆为一组设置，且每组中的两个悬挂连杆相互平行；两组悬挂连杆间隔设置。

进一步地，所述破冰辊体的两端连接有驱动机构，所述驱动机构包括液压马达。

进一步地，所述升降油缸与悬挂支架之间设有振动调节器，所述振动调节器为可调节激振力大小的激振元件，激振元件为阻尼可调、弹力可调的弹簧。

进一步地，每个破冰刀组包括多个沿破冰辊体周向均匀间隔设置的破冰刀，每个破冰刀组中的破冰刀呈正多边形布置，且每个破冰刀的刀刃布置在正多边形的顶点上；

相邻两个破冰刀组中的破冰刀相互错开设置。

进一步地，所述液压马达直接与破冰辊体连接；

或者，所述液压马达与传动箱连接后再与破冰辊体连接，所述传动箱的传动形式为齿轮传动、套筒滚子链传动、齿形链传动中的任意一种。

进一步地，所述升降油缸的缸底上设有长形开槽；所述悬挂支架上焊接有油缸上销轴，所述油缸上销轴沿长形开槽移动。

本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型可以提高设备结构紧凑性，占用空间小；可以降低破冰对底盘的冲击；可以具备激振功能，且激振力可调节，破冰效果好。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图（液压马达通过传动箱再连接破冰辊总成）；

图2是本实用新型的另一结构示意图（液压马达直连破冰辊总成）；

图3是图1的爆炸图；

图4是图2的爆炸图；

图5是破冰辊总成滚动时与地面接触点半径最大时示意图；

图6是破冰辊总成滚动时与地面接触点半径最小时示意图；

图7是破冰辊总成旋转时破冰刀刀刃击向地面产生撞击力N的示意图；

图8是撞击力N的分解示意图；

图中，

1-悬挂支架，2-振动调节器，3-悬挂连杆，4-升降油缸，5-机架，6-破冰辊体，7-破冰刀，8-液压马达，9-传动箱，10-连接耳板，11-底盘大梁，12-长形开槽，13-油缸上销轴。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例

如图1-4所示，本实用新型提供一种振击式破冰机,包括破冰辊总成，所述破冰辊总成通过悬挂机构安装在底盘大梁11下。

所述破冰辊总成包括破冰辊体6，所述破冰辊体6上沿轴向设有多个破冰刀组，每个破冰刀组包括多个沿破冰辊体6周向均匀间隔设置的破冰刀7，每个破冰刀组中的破冰刀7呈正多边形布置，且每个破冰刀7的刀刃布置在正多边形的顶点上。相邻两个破冰刀组中的破冰刀7相互错开设置；多个破冰刀组使破冰辊总成形成正多棱柱结构。

所述破冰辊体6的两端通过轴承安装在机架5上，所述机架5为半包围罩体结构，破冰辊6设在机架5内。

所述破冰辊体6的两端连接有驱动机构，通过驱动机构驱动破冰辊体6转动，所述驱动机构包括液压马达8，所述液压马达8可以直接与破冰辊体6连接，也可以与传动箱9连接后再与破冰辊体6连接。所述传动箱9在液压马达8和破冰辊体6之间传递驱动力，可以减小破冰辊直连液压马达时的总体长度，抬高破冰辊驱动马达对地面距离，防止破冰时磕坏驱动马达。传动箱9的结构可以是齿轮传动、套筒滚子链传动、齿形链传动。

所述悬挂机构包括四个悬挂连杆3，所述悬挂连杆3的一端通过销轴连接在机架5上，具体地，所述机架5上焊接有连接耳板10，所述悬挂连杆3通过销轴转动连接在连接耳板10上。

所述悬挂连杆3的另一端通过销轴转动连接在悬挂支架1的下端，所述悬挂支架1固定在底盘大梁11上。

两个悬挂连杆3为一组设置，且每组中的两个悬挂连杆3相互平行；两组悬挂连杆3间隔设置。四个悬挂连杆3形成两个四连杆摇杆机构，将破冰辊总成固定在底盘大梁上。

所述悬挂支架1和机架5之间设有升降油缸4，所述升降油缸4的缸杆与机架5铰接；所述升降油缸4的缸底端与悬挂支架1短距离活动连接，具体的，升降油缸4的缸底上设有长形开槽12；所述悬挂支架1焊接有油缸上销轴13，所述油缸上销轴13沿长形开槽12移动，实现升降油缸4缸底端与悬挂支架1的短距离活动连接，该结构可以在破冰工作时隔离振动。

所述升降油缸4伸缩时带动机架5升降，从而带动破冰辊总成升降。

进一步，所述升降油缸4与悬挂支架1之间设有振动调节器2，所述振动调节器2为激振元件，所述激振元件可以调节激振力大小，激振元件为阻尼可调、弹力可调的弹簧；通过调节激振元件激振力大小可以让整个破冰机的一次固有频率与破冰辊总成上破冰刀的旋转频率一致，形成共振，获取最大的对地激振力。

破冰机的升降、破冰辊旋转采用液压系统驱动，液压动力由底盘全功率取力器或独立的柴油机动力单元提供。

本实用新型的工作原理：

如图5、图6所示，破冰时，正棱柱结构的破冰辊总成在地面上滚动，其转速恒定，破冰辊总成滚动时与地面接触点半径发生变化（具体在r和R之间变化，R为最大半径，即正棱柱结构的破冰辊总成的棱边接触地面时的半径； r为最小半径，即正棱柱结构的破冰辊总成相邻两棱边同时与地面接触时的半径），从而形成相对地面的速度变化，速度值按照破冰刀6圆周分数数量周期循环；破冰时，破冰机的大部分重量施加在破冰刀6上，速度的变化引起破冰机重力和破冰辊总成对地面接触力的变化，形成振动，振动的频率为破冰刀的旋转频率。

如图7、图8所示，驱动机构驱动破冰辊总成旋转，破冰刀刀刃击向地面，产生撞击力N，撞击力N分解为N_水平和N_垂直，N_垂直在O1点处最大，旋转到O2点时，N_垂直为零，因此N_垂直是波动的，N_垂直的振幅受驱动力和振动调节器调整大小，如果N_垂直大于破冰辊总成重量，破冰辊总成会蹦起，从而增加了破冰刀对地面的冲击力。

由于破冰辊总成为正多棱柱体结构，破冰刀与地面的接触点在正多棱柱相邻两个棱边连线中心点垂直中线前后以旋转半径三角函数的幅度周期变动，由此引起破冰辊总成施加于地面的撞击力N大小和方向的周期循环变化，因此，N_水平和N_垂直也是周期循环。

本实用新型破冰机的重力与液压马达驱动力、振动调节器的合成作用，形成了对地面周期性的N_水平和N_垂直，形成了对结冰的击打、切削作用，破坏了冰层与地面的接触状态，减小甚至消除了冰与地面的结合力，形成可容易铲除或扫除的块体，如此实现了破冰机破冰功能。

本实用新型安装于卡车底盘大梁下方，通过旋转的破冰辊总成对地面的击振破坏冰与地面的结合，然后通过后续刮或扫装置移除破除的冰。本实用新型采用液压控制与驱动系统实现动作，采用简单的电控开关操作控制液压系统。液压系统动力由卡车底盘全功率取力器或具备所需功率的独立柴油机动力单元提供。

本实用新型采用四连杆摇杆机构与底盘大梁连接，结构紧凑，占用空间小；振动调节器的设置使破冰机具备激振功能，且激振力可调；升降油缸长形开槽的设置具有有隔振设计，减小了破冰辊总成振动对底盘的冲击。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种振击式破冰机，其特征在于：包括破冰辊总成，所述破冰辊总成通过四连杆摇杆机构悬挂在底盘大梁（11）下；

所述四连杆摇杆机构包括四个悬挂连杆（3），所述悬挂连杆（3）的一端通过销轴连接在机架（5）上，另一端通过销轴连接在悬挂支架（1）的下端，所述悬挂支架（1）固定在底盘大梁（11）上。

2.如权利要求1所述的一种振击式破冰机，其特征在于：所述破冰辊总成为正多棱柱结构；所述破冰辊总成包括破冰辊体（6），所述破冰辊体（6）上沿轴向设有多个破冰刀组。

3.如权利要求2所述的一种振击式破冰机，其特征在于：所述破冰辊体（6）的两端通过轴承连接在机架（5）上，所述悬挂支架（1）和机架（5）之间设有升降油缸（4）；

所述升降油缸（4）的缸杆与机架（5）铰接；所述升降油缸（4）的缸底端与悬挂支架（1）活动连接。

4.如权利要求1所述的一种振击式破冰机，其特征在于：两个悬挂连杆（3）为一组设置，且每组中的两个悬挂连杆（3）相互平行；两组悬挂连杆（3）间隔设置。

5.如权利要求2所述的一种振击式破冰机，其特征在于：所述破冰辊体（6）的两端连接有驱动机构，所述驱动机构包括液压马达（8）。

6.如权利要求3所述的一种振击式破冰机，其特征在于：所述升降油缸（4）与悬挂支架（1）之间设有振动调节器（2），所述振动调节器（2）为可调节激振力大小的激振元件，激振元件为阻尼可调、弹力可调的弹簧。

7.如权利要求2所述的一种振击式破冰机，其特征在于：每个破冰刀组包括多个沿破冰辊体（6）周向均匀间隔设置的破冰刀（7），每个破冰刀组中的破冰刀（7）呈正多边形布置，且每个破冰刀（7）的刀刃布置在正多边形的顶点上；

相邻两个破冰刀组中的破冰刀（7）相互错开设置。

8.如权利要求5所述的一种振击式破冰机，其特征在于：所述液压马达（8）直接与破冰辊体（6）连接；

或者，所述液压马达（8）与传动箱（9）连接后再与破冰辊体（6）连接，所述传动箱（9）的传动形式为齿轮传动、套筒滚子链传动、齿形链传动中的任意一种。

9.如权利要求3所述的一种振击式破冰机，其特征在于：所述升降油缸（4）的缸底上设有长形开槽（12）；所述悬挂支架（1）上焊接有油缸上销轴（13），所述油缸上销轴（13）沿长形开槽（12）移动。

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