一种扫雪机叶轮冲击试验装置的设计

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扫雪机的工作过程是：雪块经由扫雪机的刮雪刀粉碎后，在叶轮的带动下通过导雪管排出。其中，叶轮在工作过程中，经常会受到混杂在雪中的异物如石块的冲击，其高速运转时受到冲击后可能引发破碎飞出，危及操作者的人身安全。扫雪机中的叶轮是影响整机质量的重要因素 ，因此对其冲击强度检测十分必要。

IS08437标准对扫雪机中叶轮机械安全测试要求做 出了相关的规定 Ⅲ，但现有的冲击试验设备 中，并没有专门针对扫雪机叶轮进行机械强度检测的装置 2 J。

本文介绍-种用于检测扫雪机叶轮机械强度的冲击试验装置 。该装置能够模拟扫雪机在工作过程中叶轮受到冲击的情况，并且可以根据实际需要调整冲击力的大小，以检测其机械强度。

1 整机结构扫雪机叶轮冲击试验装置包括面板、压杆、弹射筒、底板和弹射杆 (见图 1)。其中，面板与底板之间通过支杆固定连接在-起，在面板和底板上开有安装孔。弹射筒顶部固定在底板下方的安装孔处，弹射杆装在面板上的安装孔和弹射简的内孔上。压杆尾部与支杆铰链连接在-起 ，压杆杆身与弹射杆铰链连接在-起，压杆杆身与面板之间设有拉簧。在面板上设有弹簧离合器，弹簧离合器由拉簧和离合卡板组成。离合卡板通过卡板夹固定在面板上，其中- 1 0-拉簧-端固定在面板上，拉簧另-端与离合卡板相接。在弹射杆的顶部设有 自锁套，在离合卡板中部设有卡槽。在弹射筒内设有压簧，在弹射筒的下端设有弹簧调节杆 ，压簧的下端与弹簧调节杆相接 ，压簧的上端与弹射杆底部相接。

图1 扫雪机叶轮冲击试 验装置结构示意图1-面板 2-支杆 3-压杆 4-销轴 5-弹射杆6-弹簧离合器 7-限位块 8-把手 9-拉簧l0-压簧 ll-刻度盘 12-弹簧调节杆 l3-弹射筒14-底板 15-销轴在上述扫雪机叶轮冲击试验装置中，压杆的头部设有把手。弹簧调节杆与弹射筒之间为螺纹连接，弹射杆中部设有限位块，限位块位于销轴与面板之间。弹射筒底部外表面上设有冲击力刻度盘。使用时，可以根据所需冲击力大小调节弹簧调节杆的伸出量或者缩进量。

- 种扫雪机叶轮冲击试验装置的设计 劫 工其 2013(3)2 工作原理图2为弹射杆处于自锁状态的俯视图，弹射杆锁定在离合卡板的卡槽中。图 3为弹射杆处于释放状态的俯视图，弹射杆脱离卡槽弹出，完成冲击运动。

2U图2 弹射杆处于 自锁状态1-弹射杆 2-离合卡板 3-卡板夹2图3 弹射杆处于释放状态 弹射杆 2-自锁套 3-卡槽 4-卡板夹5-离合卡板 6-拉簧工作时，首先通过把手向下压 ，将压簧压缩。

与此同时，弹射杆向下运动，弹射杆下行-定行程后，限位块到达预定位置 ，弹射杆的 自锁套与弹簧离合器的卡槽配合锁紧，弹射杆停止运动。此时，弹射杆处于向下最大行程处，整个机构获得最大的压簧压缩量，即最大的弹性势能冲击时，扳动弹簧离合器的离合卡板，使弹射杆的自锁套与弹簧离合器的卡槽脱离。此时压簧的弹性势能瞬时转化为弹射杆的冲击动能，弹射杆向上弹出。当限位块反向行程到达最大时，弹射杆停止运动，完成-次冲击过程。

3 性能测试由于本试验装置的冲击力来源于压缩弹簧的压缩势能，选取压缩弹簧的压缩量分别为10、20、30、40、50、60时，测得相应的冲击力 (见图4)。

x(mm)图4 冲击试验数据根据 弹簧 自身 的特性 并考虑外界 干扰，采 取 线 性 拟 合，得 到 方 程 F2.13x2.82，(R0.9984，P

将 图 4中的 x代人 Fkx，其 中k为压 缩弹簧的刚度，得到冲击力的理论值 。通过比较冲击力的实测值 F和理论值 F ，本试验装置的精度为 94.2%。由于 IS08437的测试方法中只对压簧的刚度、长度、直径等尺寸方面做出规定，并未对冲击力做具体说明，我们认为该试验装置能够满足标准的要求。

4 结论该装置采用机械结构，利用压缩弹簧瞬间释放的压缩势能，完成对叶轮的冲击运动，模拟其工作中实际受力情况♂构巧妙，成本低廉，实用性强，具有良好的推广价值。