梁 琳，張思禹，孔祥羽，張立剛，吳昊晨

（松遼委水文局黑龍江中游水文水資源中心，黑龍江佳木斯154000）

黑龍江流域地處中、高緯度,在極地大陸氣團(tuán)、蒙古高壓控制下,冬季漫長(zhǎng)寒冷干燥,黑龍江封凍期近半年。黑龍江源頭最大冰厚在1.5～2.0m之間,中游段最大冰厚在1.0～1.5m之間。在這種條件下，完成封凍期流量測(cè)驗(yàn)工作,傳統(tǒng)的處理方法是使用冰镩、鍬鎬等工具人工鑿冰，有時(shí)也可根據(jù)各測(cè)站的實(shí)際情況采用半機(jī)械化的油鋸、手持冰鉆機(jī)、冰鉆機(jī)（車）等設(shè)備破冰，黑龍江干流中游段江面時(shí)常伴有大風(fēng)、吹雪堆積,導(dǎo)致冬季測(cè)驗(yàn)工作強(qiáng)度大且人工作業(yè)環(huán)境十分艱苦。結(jié)合實(shí)際情況,設(shè)計(jì)制作了移動(dòng)式冰面鉆冰設(shè)備。

1 設(shè)備組成及工作原理

1）設(shè)備組成

鉆冰設(shè)備由移動(dòng)平臺(tái)、鉆桿、電動(dòng)機(jī)、螺旋葉片、液壓泵和液壓馬達(dá)等配件組成。

2）工作原理

使用農(nóng)用四輪車提供動(dòng)力，利用液壓泵和液壓馬達(dá)，通過鉆桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將農(nóng)用四輪車輸出的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，再重新轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，為鉆桿的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)高效鉆冰打孔作業(yè)。

2 制作工藝

在農(nóng)用四輪車后部安裝可升降的移動(dòng)平臺(tái)，移動(dòng)平臺(tái)上安裝有液壓馬達(dá)、旋轉(zhuǎn)鏈輪組、鉆桿軸承座、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、齒條、行走齒輪組、升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。液壓馬達(dá)軸上安裝1套鏈輪，降低轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)與行走齒輪組連接，行走齒輪組與所述齒條之間嚙合。在農(nóng)用四輪車的輸出軸上安裝液壓泵、驅(qū)動(dòng)鏈輪和輸出鏈輪，與液壓馬達(dá)的動(dòng)力輸入軸連接。鉆桿通過鉆桿軸承座安裝在移動(dòng)平臺(tái)上，由螺旋葉片、刀頭組組成。螺旋葉片沿鉆桿外部螺旋設(shè)置，刀頭組設(shè)置在螺旋葉片的底部，包括互相垂直的鉆冰刀頭和尖刀頭。原理圖如圖1所示。

圖1 鉆冰設(shè)備原理圖

3 主要技術(shù)指標(biāo)與特點(diǎn)

1）主要技術(shù)指標(biāo)。鉆冰設(shè)備距離地面高度為2.3m，鉆桿上下行程為1.6m，絞龍長(zhǎng)度為1.1～1.2m，設(shè)備支架距離地面0.3m，可鉆孔深度為1.3m，鉆頭直徑大小為0.30～0.45m。

2）主要技術(shù)特點(diǎn)。鉆冰設(shè)備安裝在移動(dòng)設(shè)備（農(nóng)用四輪車）尾部，利用移動(dòng)設(shè)備自帶備用后輸出軸為動(dòng)力源（轉(zhuǎn)速為500～700r/min），驅(qū)動(dòng)液壓泵提供勢(shì)能，通過高壓油管傳遞給液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，帶動(dòng)鉆頭自帶傳力桿、鉆頭螺旋葉片及鉆頭刀片旋轉(zhuǎn)。由于液壓傳動(dòng)不受空間限制，可以軟連接傳動(dòng)，安裝制作簡(jiǎn)單，操作方便，只需駕駛?cè)藛T在車內(nèi)遙控移動(dòng)平臺(tái)升降，即可完成鉆孔作業(yè)。

4 結(jié)語(yǔ)

移動(dòng)式冰面鉆冰設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和安裝程序便捷，成本低，易操作，且安全可靠,此設(shè)備的應(yīng)用大大節(jié)省了人力物力,提高了勞動(dòng)效率,改善了冬季水文測(cè)驗(yàn)的工作條件。移動(dòng)式冰面鉆冰設(shè)備可應(yīng)用于水文測(cè)驗(yàn)、交通運(yùn)輸及漁業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中,有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。