張立剛，周艷軍，王志超，付興龍

（松遼委水文局黑龍江中游水文水資源中心，黑龍江同江 156400）

1 冰凌情況

黑龍江封凍期近半年，每年10月上旬上游出現(xiàn)初冰，中游10月下旬始見初冰。翌年4月中下旬先中游后上游解凍。上游封凍期160 d以上，中游140～160 d。春季流冰期主要以陣性流冰為主，流冰時(shí)間較短，一般在一周左右結(jié)束。黑龍江源頭終冰日期有時(shí)可持續(xù)到6，7月份；秋季流冰主要以連續(xù)性流冰為主，流冰時(shí)間較長，一般在一個(gè)月至兩個(gè)月之間，源頭流冰時(shí)間較短。黑龍江源頭最大冰厚在1.5～2.0 m之間，黑龍江上游及中游在1.0～1.5 m之間。

2 冬季流量測驗(yàn)情況

黑龍江干流每年從封江后10 d左右開展冬季測流工作，平均每隔10 d施測一次，以黑龍江中游為例，江面寬度均超過1 000 m，平均每個(gè)斷面布孔個(gè)數(shù)近30個(gè)，每次測流需要調(diào)用6—8名工作人員，累計(jì)工作4 d才能完成測流任務(wù)，每年在人工鑿冰方面投入大量人力、物力、財(cái)力，這也給單位順利開展其他工作帶來很大影響。為此我們經(jīng)過多方面學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、改造后，將一款新型的鉆冰設(shè)備，投入到冬季測驗(yàn)當(dāng)中（下文以松遼委水文局黑龍江中游水文水資源中心為例，簡稱：中游中心）。

1）鉆冰機(jī)原理，見圖1。

2）鉆冰機(jī)重要部位設(shè)計(jì)原理及優(yōu)點(diǎn)。圖1“3號(hào)”部件采用的是V帶傳動(dòng)，其原理是以作用在兩帶輪上的擾性V帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力。此處采用V帶傳動(dòng)是因?yàn)閮奢S線距離較遠(yuǎn)且轉(zhuǎn)速較高，目的在于利用V帶傳動(dòng)在機(jī)械過載時(shí)皮帶與帶輪間可發(fā)生打滑現(xiàn)象，從而有效保護(hù)機(jī)架而不至于造成機(jī)械設(shè)備的硬損傷。

圖1 水鉆機(jī)原理圖

圖1“8號(hào)”與“9號(hào)”部件之間采用的是傘齒輪傳動(dòng)，其原理是通過齒輪間的嚙合，“8號(hào)”帶動(dòng)“9號(hào)”，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。此處采用傘齒輪傳遞是因其具有承載能力強(qiáng)、傳遞平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，且具有可改變運(yùn)動(dòng)方向的作用，使動(dòng)力輸出軸的運(yùn)動(dòng)方向由水平變?yōu)樨Q直方向，從而實(shí)現(xiàn)冰鉆鉆桿帶動(dòng)鉆頭在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)向下鉆冰的目的。

圖1“12號(hào)”處采用止推軸承。止推軸承是一種分離型軸承，止推軸承只能承受鉆桿的軸向負(fù)荷，此處采用雙向推力球軸承可以承受鉆桿的上、下兩個(gè)方向的負(fù)荷，也正因?yàn)殂@桿的轉(zhuǎn)速控制在150～200 r/min，所以對推力球軸承不能限制鉆桿的徑向位移和極限轉(zhuǎn)速方面不做要求。

圖1“28號(hào)”處采用兩片不完全相同的刀片，目的在于使兩片刀片在旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生不完全重合的運(yùn)動(dòng)軌跡，此處的設(shè)計(jì)在于能夠很好的消除鉆冰機(jī)在鉆冰時(shí)的劇烈震動(dòng)，也提高了鉆冰機(jī)的鉆冰速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速、高效的完成鉆冰任務(wù)。

中游中心在冬季測流方面由原來6～8人才能完成的任務(wù)，減少了2～3人，也由原來的4 d縮減至2 d。

3 結(jié)語

自從將鉆冰機(jī)應(yīng)用于黑龍江干流的冬季測流任務(wù)以后，為中游中心解決了大量的人力、物力、財(cái)力，讓黑龍干流上的測量隊(duì)伍感受到了科技的力量，認(rèn)識(shí)到機(jī)械化代替人工的重要性。進(jìn)而保證了冬季測流的時(shí)效性，做到了省時(shí)、高效的完成任務(wù)。