CN101020304A - 一种自锁摩擦钳工作原理及其构造 - Google Patents

一种自锁摩擦钳工作原理及其构造 Download PDF

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Abstract

一种自锁摩擦钳具有当扳动手柄时自锁摩擦钳与被夹持圆管产生的摩擦力矩大于扳动手柄的力矩的功能，从而解决了采用传统喉钳扳圆管存在既损伤圆管的表面，还容易打滑的使用弊端。因此，该工具特别适合夹持旋转薄壁的圆管。

Description

一种自锁摩擦钳工作原理及其构造
技术领域
本发明涉及一种夹持圆管的工具，特别是旋合螺纹接口圆管的工具。输送液体介质的管子通常都是采用螺纹的连接，管子的安装需旋紧螺纹达到紧密连接才能防止介质泄露。
背景技术
目前，公知的喉钳是扳动圆管旋转，进行螺纹接口连接的传统工具。该种喉钳由表面具有凸起的尖牙的上下两个卡口组成，工作时，通过凸起的尖牙卡入被扳动的圆管表面，从而带动圆管转动。这种工具不但会破损圆管的表面，还会令圆管变形，而且卡口与圆管还很容易打滑，很难达到旋紧圆管的效果，所以根本不能适合薄壁管的使用。
随着科技的发展，输送液体介质的圆管的壁厚向薄壁发展，以达到节约管材、降低应用材料成本的目的(如目前应用的薄壁不锈钢输水管的壁厚就只有0.3mm～2.0mm)。因此，开发对管壁无损伤，且不会造成打滑的夹持圆管工具，是应用薄壁管子的首要课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种不会打滑、对管壁无损伤、且适合旋转薄壁圆管的工具。
本发明的自锁摩擦钳(见图2)是通过扳动手柄4，使与手柄连成一体的凸轮5转动，令上卡口1和下卡口2卡紧圆管，并通过上下卡环与被夹持的圆管11表面之间产生的摩擦力带动圆管一起旋转，从而达到既能旋转管子，又不会对被夹持的圆管造成损伤的目的。这种工具特别适合薄壁圆管的使用。
本发明的自锁摩擦钳由于操作手柄时令钳口与被夹持的圆管产生的摩擦扭矩大于操作手柄的扭矩，所以不但解决了传统喉钳的打滑现象，而且还解决了传统喉钳由于打滑而造成被夹持的管子表面会被损伤的问题。同时本发明的自锁工作原理突破了旋转圆柱体只能将圆柱加工成有对夹的两个平面，采用扳手才能不打滑旋转圆柱体的传统操作法则。
附图说明
图1、传统喉钳图
9、带尖牙的上卡；10、带尖牙的下卡；19、被夹持的圆管
图2、环口自锁摩擦钳图
1、上卡口；2、下卡口；3、活动卡套；4、手柄；5、凸轮；6、7、8、销钉；19、圆管；A、销钉8至圆管中心的距离；B、销钉6至圆管中心距离；L、作用于手柄4的作用力P到销钉7的力臂长度；P、作用于手柄4的作用力；Q、上下卡口对圆管的闭合力图3、钳口自锁摩擦钳
11、上卡口；12、下卡口；13、活动卡套；14、手柄；15、凸轮；16、17、18、销钉；19、圆管；A1、销钉18至圆管中心的距离；B1、销钉17至销钉18的距离；L1、作用于手柄4的作用力P1到销钉17的力臂长度；P1、作用于手柄4的作用力；Q1、上下钳口对圆管的闭合力
具体实施方式
按照本发明，有环口自锁摩擦钳和钳口自锁摩擦钳。
一、环口自锁摩擦钳使用实施例如下：(见图2)
活动卡套3以销钉6为圆心，可以上下翻动。上卡口1和下卡口2以销钉8为圆心，可以开合。手柄4与连成一体的凸轮5以与活动卡套3连成一体的销钉7为圆心，可以正向和反向旋转。扳开活动卡套3，开启下卡口2，将下卡口2绕过待夹持圆管19后，将活动卡套3卡入下卡口2的端部。当向下扳动手柄4时，通过凸轮5的转动令上卡口1与下卡口2闭合，并锁紧被夹持的圆管19。通过上下卡口与被夹持的圆管19表面产生的摩擦力带动圆管一起作正向旋转，达到操作圆管旋转的目的。当反向扳动手柄4时，上下卡口的就会放松，这时圆管不会跟随手柄4作反向旋转。当扳开活动卡套3后，就可以拆移环口自锁摩擦钳。
自锁摩擦钳的摩擦力矩大于扳动手柄的力矩计算如下：
设：作用于手柄4的作用力为P，Q为上下卡口对圆管的闭合力，作用于手柄4的作用力P到销钉7的力臂长度为L，被夹持圆管直径为L/10，上下卡口与圆管表面的摩擦系数为0.15，凸轮5旋转一周的升程为L/20，A＝B＝L/5，M为摩擦钳与圆管产生的摩擦力矩，M1为作用力P对圆管产生的力矩
则：Q＝2PLπ÷L/20＝125.6P
M＝QL/10×0.15＝125.6PL/10×0.15＝1.884PL
M1＝P(L+L/5)＝1.2PL
∵M＞M1，即扳动手柄4时，上下卡口与被夹持的圆管不会产生打滑现象
∴自锁摩擦钳的工作原理成立
二、钳口自锁摩擦钳使用实施如下：(见图3)
活动卡套13以销钉16为圆心，可以上下翻动。上卡口11和下卡口12以销钉18为圆心，可以开合。手柄14与连成一体的凸轮15以与活动卡套13连成一体的销钉17为圆心，可以正向和反向旋转。扳开活动卡套13，开启上卡口11和下卡口12钳入圆管后，将活动卡套13卡入下卡口12的端部，当向下扳动手柄14时，通过凸轮15的转动，令上卡口11与下卡口12闭合并锁紧被夹持的圆管19，通过上下卡口与被夹持圆管19表面产生的摩擦力带动圆管一起作正向旋转，达到操作圆管旋转的目的；当反向扳动手柄14时，上下卡口就会放松，这时圆管不会跟随手柄14作反方向旋转；当扳开活动卡套13后，就可以拆移钳口自锁摩擦钳。
钳口自锁摩擦钳的摩擦力矩大于扳动手柄的力矩计算如下：
设：作用于手柄14的作用力为P1，Q1为上下卡口对圆管的闭合力，作用于手柄14的作用力P1到销钉17的力臂长度为L1，被夹持圆管直径为L1/10，上下钳口与圆管的摩擦系数为0.15，凸轮15旋转一周的升程为L1/20，A1＝B1＝L1/5，M为摩擦钳与圆管产生的摩擦力矩，M1为作用力P1对圆管产生的力矩
则：Q1＝2P1L1π÷L1/20＝125.6P1
M＝Q1L1/10×0.15＝1.884P1L1
M1＝P1(L1+A1+B1)＝P1(L1+L1/5+2L1/5)＝1.6P1L1
∵M＞M1，即扳动手柄14时，上下钳口与被夹持的圆管不会出现打滑现象
∴自锁摩擦钳的工作原理成立

Claims (4)

1、一种自锁摩擦钳是由上卡口、下卡口、活动卡套、凸轮和与凸轮连成一体的手柄组成，其特征在于：扳动手柄时，自锁摩擦钳与被夹持圆管之间产生的摩擦力矩大于扳动手柄的力矩。
2、一种根据权利要求1的自锁摩擦钳，其特征在于：活动卡套以销钉为圆心，可以上下翻动，上卡口和下卡口以销钉为圆心闭合后成为圆环并可以开合活动，凸轮与连成一体的手柄以销钉为圆心并可以正反向转动。
3、一种根据权利要求1的自锁摩擦钳，其特征在于：当正向扳动手柄时，上卡口和下卡口闭合后，可以令被夹持的圆管跟随自锁摩擦钳一起旋转。
4、一种根据权利要求1的自锁摩擦钳，其特征在于：当反向扳动手柄时，上卡口和下卡口松开后，令被夹持的管子不会跟随自锁摩擦钳一起旋转。
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