CN105834509A - 省力断线钳 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种省力断线钳，包括刀头、联臂和手柄，刀头与联臂的上端相连接，手柄与联臂的下端相连接，联臂包括左联臂、第一右联臂和第二右联臂，左联臂的上端从左至右依次设有与左刀头相连接的左刀头连接孔、第一孔和第二孔，左联臂的下端与手柄相连接，第一右联臂的上端设有第三孔和与右刀头相连接的右刀头连接孔，第一孔与第三孔之间螺栓连接，第一右联臂的下端设有长孔，第二右联臂的上端设有第四孔，第四孔与第二孔之间螺栓连接，第二右联臂的中部设有销轴孔，销轴孔与长孔之间通过销轴连接，销轴可沿长孔滑动，第二右联臂的下端与手柄相连接。本发明结构简单，省力效果明显，剪切过程中力的范围为传统断线钳的64‑92％。

Description

省力断线钳

技术领域

本发明属于手动工具领域，尤其是涉及一种省力断线钳。

背景技术

断线钳，是一种用来剪断金属线材、棒料等的工具。断线钳的刀头由优质合金钢制成，有极高的硬度和韧性，可剪断硬度较高的材料，其刃口锋利，耐磨，剪切阻力小，采用高强度的坚固螺栓，配合防松螺母，全部经过特殊热处理。

断线钳主要是由刀头、联臂和手柄组成，刀头和联臂通过螺钉相互连接，手柄设置在联臂的端部，两个夹板通过螺栓将两个刀头活动连接在一起，两个联臂也通过螺钉相互连接。其工作原理是：需要剪切物件时，张开两个手柄及联臂，两个刀头也跟着张开，将物件放进两个刀头的刃口之间，然后用力合上，两个刀头也跟着合拢，直到将物件剪断为止。由于上述结构，虽然联臂具有一定的杠杆作用，能够达到省力的功能，但是断线钳所能达到的剪切力与手柄的长度成正比。在棒料很硬或直径很大时，剪切所需的力就非常大，长时间工作的劳动强度很大，现有传统的断线钳基本都存在这种缺陷。

申请号：200910047543.8公开了一种省力断线钳,包括由左钳体和右钳体组成的钳体、由上钳口和下钳口组成的钳口、由上手柄和下手柄组成的手柄、杠杆、导轨、锲块、导槽、推钮、张力弹簧、压簧、回位弹簧和限位螺栓。该断线钳可多次连续切割,实现了单手操作,同时具有重量轻、体积小、省力的优点。

申请号：201510725175.3公开了一种折叠断线钳，由刀头、联臂和手柄组成，刀头和联臂通过螺钉相互连接，手柄设置在联臂的端部，两个夹板通过螺栓将两个刀头活动连接在一起，两个联臂也通过螺钉相互连接，联臂包括前联臂和后联臂，后联臂铰接在前联臂上，所述后联臂的前端面中设置有插销，插销活动设置在后联臂中，并且插销的前端伸出后联臂的前端面，所述前联臂的后端面中设置有与插销相配合的插销孔。其采用弹簧和插销的方式实现前联臂和后联臂之间的锁定，并且通过插销与前联臂的后端面的配合，实现了前联臂和后联臂之间的自动插接和锁定，结构简单、折叠方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计合理、结构简单，成本低、易制造、使用方便、省力效果明显的省力断线钳。

本发明的技术方案是：省力断线钳，包括刀头、联臂和手柄，刀头与联臂的上端相连接，手柄与联臂的下端相连接，所述联臂包括左联臂、第一右联臂和第二右联臂，所述左联臂的上端从左至右依次设有与左刀头相连接的左刀头连接孔、第一孔和第二孔，左联臂的下端与手柄相连接，第一右联臂的上端设有第三孔和与右刀头相连接的右刀头连接孔，第一孔与第三孔之间螺栓连接，第一右联臂的下端设有长孔，第二右联臂的上端设有第四孔，第四孔与第二孔之间螺栓连接，第二右联臂的中部设有销轴孔，销轴孔与长孔之间通过销轴连接，销轴可沿长孔滑动，第二右联臂的下端与手柄相连接。

当剪切棒料时，分别施力与左手柄和右手柄末端，带动左联臂与第一右联臂、第二右联臂转动，左联臂与第一右联臂绕左联臂第一孔内轴旋转；第二右联臂绕左联臂第三孔内轴旋转；第二右联臂销轴孔通过销轴在第一右联臂下端长孔内滑动来带动第一右联臂绕左联臂第一孔内轴旋转，直至剪断棒料。在剪切过程中，左手柄部分旋转角度范围为45至3°，右手柄部分旋转角度范围为90至3°。打开过程与剪切过程正相反。在上述运动过程中，第一右连臂与第二右连臂分别与左连臂不同位置的轴相连，并且第一右连臂与第二右连臂通过销轴滑动连接，这就是本发明的省力机构。

分别设定左侧手柄部分受力为F0，力臂为L0；右手柄部分受力为F，力臂为L；第二右联臂第四孔位置受力为F1,力臂为L1；第一右联臂下端长孔位置受力为F2,力臂为L2；力F1、F2的夹角为α。根据力的相互作用原理，设定左侧手柄部分固定不动，只分析右侧手柄部分施力状态。

设定剪切棒料手柄位置所需输入的转动力矩为：M0＝F0*LO

本设计手柄位置产生的输入转动力矩为：M＝F*L

根据杠杆原理：M1＝M,即F1*L1＝F*L (1)

剪切工件输出的转动力矩为：M2＝F2*L2

工件剪断所需满足的条件是：M0＝M＝M2,即FO*L0＝F*L＝F2*L2

由(1)得F0*L0＝F1*L1＝F2*L2 (2)

由图8的受力分析图得F2＝F1*│cosα│ (3)

由(2)、(3)得出F0*L0＝F1*│cosα│*L2

∴F1＝F0*L0/L2*│cosα│ (4)

由(1)、(4)得F*L＝F0*L0*L1/L2*│cosα│

∴F＝F0*L0*L1/L*L2*│cosα│

根据不同规格设定L0、L、L1均为不同定值，相互关系设定为：

L＝(0.93-0.97)*L0

∴F＝F0*L0*L1/(0.93-0.97)*L0*L2*│cosα│

＝(1.03-1.07)*F0*L1/L2*│cosα│

其中L2为变量，随着钳子开口量大小变化，α角度变化，L2的尺寸也随之变化，α角度越大，L1/L2比值越大，α角度越小，L1/L2比值越小。

限定L2的变化范围为(1.3-1.6)*L1之间，限定α的变化范围为-15°至30°,即│cosα│值为0.87-1。

分别取极限值计算，当α＝30度，L2＝1.3L1,取F＝1.07*F0*L1/L2*│cosα│时，F＝1.07*F0*L1/1.3*L1*0.87＝0.95*F0

当α＝0度，L2＝1.6L1,取F＝1.03*F0*L1/L2*│cosα│时，

F＝1.03*F0*L1/1.6*L1*1＝0.64*F0

所以本设计中断线钳在剪切过程中省力效果是变化的，力的范围为传统断线钳的64-92％之间。

优选的，所述左刀头连接孔和右刀头连接孔对称设置在省力断线钳中线的两边，所述第一孔位于省力断线钳的中线上，所述第二孔位于省力断线钳的中线右边。

所述第二孔位于第一孔的右下方，所述第二孔位于右刀头连接孔的左下方。

第一孔与销轴孔之间的距离等于第二孔与销轴孔之间距离的1.3-1.6倍。

第一孔、第四孔和销轴构成一个三角形，随着销轴沿长孔滑动，以销轴为顶点的夹角变化范围为-15°至30°。

所述长孔的宽度与销轴的直径相配合。

所述左联臂包括两个平行的平面，两个平行的平面设置在左联臂的上端，两个平行的平面的下端相连接，左刀头连接孔、第一孔和第二孔分别设置在两个平行的平面上，左刀头下端和第一右联臂的第三孔分别设置在两个平面之间。

所述第一右联臂包括两个平行平面和一个中间平面，两个平行平面设置在第一右联臂的右上端，两个平行平面左下端与中间平面相连接，右刀头连接孔设置在两个平行的平面上，第三孔和长孔设置在中间平面上，右刀头的下端设置在两个平行平面之间。

所述第二右联臂包括两个平行平面和中间平面，中间平面设置在第二右联臂上端，两个平行平面的上端与中间平面的下端相连接，两个平行平面的下端相连接，第四孔设置在中间平面上，销轴孔设置在两个平行平面上，第四孔位于左联臂的两个平面之间，第一右联臂的中间平面设置在第二右联臂的两个平行平面之间。

所述刀头还包括两个压板，两个压板通过螺栓将左刀头和右刀头活动连接在一起。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明省力断线钳设计合理、结构紧凑，使用方便、省力效果明显，具有结构简单，加工安装方便，加工成本低、生产效率高等优点。

附图说明

图1是本发明省力断线钳的结构示意图

图2是本发明省力断线钳的左联臂主视图

图3是本发明省力断线钳的左联臂侧视图

图4是本发明省力断线钳的第一右联臂主视图

图5是本发明省力断线钳的第一右联臂侧视图

图6是本发明省力断线钳的第二右联臂主视图

图7是本发明省力断线钳的第二右联臂侧视图

图8是本发明省力断线钳的施力状态受力分析示意图

图中：

1、刀头 2、左联臂 3、第一右联臂 4、第二右联臂 5、手柄

11、左刀头 12、右刀头 13、压板 21、左刀头连接孔 22、第一孔

23、第二孔 31、第三孔 32、右刀头连接孔 33、长孔 34、销轴

41、第四孔 42、销轴孔

具体实施方式

如图1所示，本发明省力断线钳，包括刀头1、联臂和手柄5，刀头1与联臂的上端相连接，手柄5与联臂的下端相连接，联臂包括左联臂2、第一右联臂3和第二右联臂4，左联臂2的上端从左至右依次设有与左刀头11相连接的左刀头连接孔21、第一孔22和第二孔23，左联臂2的下端与手柄5相连接，第一右联臂3的上端设有第三孔31和与右刀头12相连接的右刀头连接孔32，第一孔22与第三孔31之间螺栓连接，第一右联臂3的下端设有长孔33，第二右联臂4的上端设有第四孔41，第四孔41与第二孔23之间螺栓连接，第二右联臂4的中部设有销轴孔42，销轴孔42与长孔33之间通过销轴34连接，销轴34可沿长孔33滑动，第二右联臂4的下端与手柄5相连接。

当剪切棒料时，分别施力与左手柄和右手柄末端，带动左联臂2与第一右联臂3、第二右联臂4转动，左联臂2与第一右联臂3绕左联臂1第一孔22内轴旋转；第二右联臂4绕左联臂2第三孔31内轴旋转；第二右联臂4销轴孔42通过销轴34在第一右联臂3下端长孔33内滑动来带动第一右联臂3绕左联臂2第一孔22内轴旋转，直至剪断棒料。在剪切过程中，左手柄部分旋转角度范围为45至3°，右手柄部分旋转角度范围为90至3°。打开过程与剪切过程正相反。在上述运动过程中，第一右连臂3与第二右连臂4分别与左连臂2不同位置的轴相连，并且第一右连臂3与第二右连臂4通过销轴34滑动连接。

优选的，左刀头连接孔21和右刀头连接孔32对称设置在省力断线钳中线的两边，第一孔22位于省力断线钳的中线上，第二孔23位于省力断线钳的中线右边。

进一步的，第二孔23位于第一孔22的右下方，第二孔22位于右刀头连接孔32的左下方。

第一孔22与销轴孔42之间的距离等于第二孔23与销轴孔42之间距离的1.3-1.6倍。

第一孔22、第四孔41和销轴34构成一个三角形，随着销轴34沿长孔33滑动，以销轴34为顶点的夹角变化范围为-15°至30°。

长孔33的宽度与销轴34的直径相配合。

左联臂2包括两个平行的平面，两个平行的平面设置在左联臂2的上端，两个平行的平面的下端相连接，左刀头连接孔21、第一孔22和第二孔23分别设置在两个平行的平面上，左刀头11下端和第一右联臂3的第三孔31分别设置在两个平面之间。

进一步的，第一右联臂3包括两个平行平面和一个中间平面，两个平行平面设置在第一右联臂3的右上端，两个平行平面左下端与中间平面相连接，右刀头连接孔32设置在两个平行的平面上，第三孔31和长孔33设置在中间平面上，右刀头12的下端设置在两个平行平面之间。

第二右联臂4包括两个平行平面和中间平面，中间平面设置在第二右联臂4上端，两个平行平面的上端与中间平面的下端相连接，两个平行平面的下端相连接，第四孔41设置在中间平面上，销轴孔42设置在两个平行平面上，第四孔41位于左联臂2的两个平面之间，第一右联臂4的中间平面设置在第二右联臂4的两个平行平面之间。

刀头1还可以包括两个夹板13，两个夹板13通过螺栓将左刀头11和右刀头12活动连接在一起。

本实例的工作过程：当剪切棒料时，分别施力与左手柄与右手柄的末端，带动左联臂2与第一右联臂3、第二右联臂4转动，左联臂2与第一右联臂3绕左联臂2第一孔22内轴旋转；第二右联臂3绕左联臂2第三孔23内轴旋转；第二右联臂4销轴孔42通过销轴34在第一右联臂3下端长孔33内滑动来带动第一右联臂3绕左联臂2第一孔22内轴旋转，直至剪断棒料。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.省力断线钳，包括刀头、联臂和手柄，刀头与联臂的上端相连接，手柄与联臂的下端相连接，其特征在于：所述联臂包括左联臂、第一右联臂和第二右联臂，所述左联臂的上端从左至右依次设有与左刀头相连接的左刀头连接孔、第一孔和第二孔，左联臂的下端与手柄相连接，第一右联臂的上端设有第三孔和与右刀头相连接的右刀头连接孔，第一孔与第三孔之间螺栓连接，第一右联臂的下端设有长孔，第二右联臂的上端设有第四孔，第四孔与第二孔之间螺栓连接，第二右联臂的中部设有销轴孔，销轴孔与长孔之间通过销轴连接，销轴可沿长孔滑动，第二右联臂的下端与手柄相连接。

2.根据权利要求1所述的省力断线钳，其特征在于：所述左刀头连接孔和右刀头连接孔对称设置在省力断线钳中线的两边，所述第一孔位于省力断线钳的中线上，所述第二孔位于省力断线钳的中线右边。

3.根据权利要求2所述的省力断线钳，其特征在于：所述第二孔位于第一孔的右下方，所述第二孔位于右刀头连接孔的左下方。

4.根据权利要求3所述的省力断线钳，其特征在于：第一孔与销轴孔之间的距离等于第二孔与销轴孔之间距离的1.3-1.6倍。

5.根据权利要求4所述的省力断线钳，其特征在于：第一孔、第四孔和销轴构成一个三角形，随着销轴沿长孔滑动，以销轴为顶点的夹角变化范围为-15°至30°。

6.根据权利要求5所述的省力断线钳，其特征在于：所述长孔的宽度与销轴的直径相配合。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的省力断线钳，其特征在于：所述左联臂包括两个平行的平面，两个平行的平面设置在左联臂的上端，两个平行的平面的下端相连接，左刀头连接孔、第一孔和第二孔分别设置在两个平行的平面上，左刀头下端和第一右联臂的第三孔分别设置在两个平面之间。

8.根据权利要求6所述的省力断线钳，其特征在于：所述第一右联臂包括两个平行平面和一个中间平面，两个平行平面设置在第一右联臂的右上端，两个平行平面左下端与中间平面相连接，右刀头连接孔设置在两个平行的平面上，第三孔和长孔设置在中间平面上，右刀头的下端设置在两个平行平面之间。

9.根据权利要求7所述的省力断线钳，其特征在于：所述第二右联臂包括两个平行平面和中间平面，中间平面设置在第二右联臂上端，两个平行平面的上端与中间平面的下端相连接，两个平行平面的下端相连接，第四孔设置在中间平面上，销轴孔设置在两个平行平面上，第四孔位于左联臂的两个平面之间，第一右联臂的中间平面设置在第二右联臂的两个平行平面之间。