巨力索具股份有限公司|王志偉 翟雷

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一種高效圓坯夾鉗的設(shè)計分析

巨力索具股份有限公司|王志偉 翟雷

摘要：通過對吊裝現(xiàn)場的了解，經(jīng)過研究分析，設(shè)計出單次夾取四根圓坯的夾鉗。關(guān)鍵詞：高效；最小間隙；聚攏

圓坯夾鉗在外界提升力作用下，通過機械杠桿機構(gòu)和啟閉機構(gòu)的開閉，實現(xiàn)對圓坯的夾取、轉(zhuǎn)運。該夾鉗采用雙臂結(jié)構(gòu)，夾持的圓坯長度更長；其結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護方便，其動作可靠，運行安全，使其在圓坯的堆垛、轉(zhuǎn)運等工序上可得到廣泛的應(yīng)用。

概況

目前，雖然各大鋼廠、港口對于圓坯的吊裝所采用的方式不一，但是，多數(shù)情況仍是使用圓坯夾鉗吊裝。然而，市場上所使用的圓坯夾鉗，一次只能夠夾取一根圓坯，效率低，且堆垛占用空間大。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，近兩年，在各大鋼鐵企業(yè)中，逐漸出現(xiàn)了單次夾取雙根圓坯的夾鉗，豐富了市場。

筆者根據(jù)圓坯夾鉗的基本工作原理，通過了解圓坯吊裝工況，研究分析設(shè)計了一種高效圓坯夾鉗。

產(chǎn)品的組成和工作原理

a主要組成

圖1

圖2

圖3

高效圓鋼夾鉗主要由吊環(huán)、橫梁、啟閉機構(gòu)、連桿、同步機構(gòu)、支板和鉗臂等組成。（見圖1）

b工作原理

夾鉗采用自動開閉杠桿式工作原理，不需要提供任何動力源，靠自重鎖緊，啟閉器定位。

滑車吊鉤掛在夾鉗的吊環(huán)上，吊起夾鉗，此時啟閉機構(gòu)的鎖頭在啟閉座內(nèi)，呈垂直狀態(tài)，如圖2。這時吊具的開口度最大，也就是設(shè)計開口度。鎖頭掛住啟閉座，吊具向上移動到圓坯上方的中心位置下降，當(dāng)夾鉗支板與圓坯接觸時，鉗臂在圓坯側(cè)面，滑車吊鉤繼續(xù)下降，連桿、橫梁也隨之下降，鎖頭與啟閉座接觸，鎖頭靠自重，在啟閉座內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°，并在啟閉座內(nèi)呈水平狀態(tài)，如圖3。當(dāng)?shù)醐h(huán)受到提升力時，連桿間夾角變小，并帶動鉗臂上的鉗口向里收縮，鎖頭也逐漸脫離啟閉座，滑車吊鉤繼續(xù)上升，靠同步機構(gòu)的作用，鉗口對圓鋼產(chǎn)生足夠的抱緊力。經(jīng)上升和水平移動，到達(dá)指定地點的上方。

滑車吊鉤下降，圓坯與其他物體（或先期堆放好的圓坯）接觸并被架高（圓坯下方留有空間），夾鉗不能再下降，此時鉗臂張開，圓坯被松開?；嚨蹉^繼續(xù)下降，連桿間的夾角逐漸變大，鎖頭也逐漸落入啟閉座內(nèi)，并與啟閉座底板接觸后，呈垂直狀態(tài)，如圖2。滑車吊鉤上升，吊起吊鉤，水平移動原來位置，完成一個工作循環(huán)。

高效圓坯夾鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計

高效圓坯夾鉗與傳統(tǒng)單根圓坯夾鉗的區(qū)別主要在夾鉗支板及鉗臂的設(shè)計：

a夾鉗支板

多根并排擺放的圓坯存在一定程度的松散現(xiàn)象，不利于吊具的夾持，此夾鉗設(shè)有V型支架結(jié)構(gòu)，在夾鉗下放過程中，V型支架可以起到聚攏圓坯的作用，使四根圓坯整體位于夾鉗鉗口范圍內(nèi)，便于夾取。同時，在夾取狀態(tài)下，V型支架上平面與鉗腿之間形成一近似水平、長方密閉空間，四根圓坯呈并排擺放的一種狀態(tài)，這保證了圓坯在夾取及堆放過程中的穩(wěn)定。

b夾鉗鉗臂

吊運時，圓坯下方需有一定的空間，以便夾鉗鉗臂伸入圓坯下方進行吊裝；同時，為滿足鋼廠十字堆垛的要求，夾鉗鉗臂運行至圓坯下方所需空間值應(yīng)小于圓坯直徑，使圓坯自身滿足夾鉗的使用空間要求。根據(jù)所夾取圓坯直徑大小、根數(shù)以及夾鉗設(shè)計開口度等的要求，合理選取鉗臂旋轉(zhuǎn)軸位置，減小鉗臂旋轉(zhuǎn)弧半徑，在滿足鉗臂強度的前提下，盡量減小圓坯下方空間。

結(jié)論

綜上所述，高效圓坯夾鉗滿足對多根圓坯的吊裝要求，提高了生產(chǎn)效率，具有廣泛的推廣使用價值。

參考：

［1］紀(jì)貴主編《世界標(biāo)準(zhǔn)鋼號手冊》北京；中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003

［2］成大先主編《機械設(shè)計手冊》第五版第一卷 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.11

［3］張質(zhì)文主編《起重機設(shè)計手冊》北京：中國鐵道出版社，1997

［4］濮良貴，紀(jì)名剛《機械設(shè)計》［M］北京：高等教育出版社，2006.1

作者簡介：

王志偉（1983-），男，河北保定人，助理工程師，大學(xué)學(xué)歷，畢業(yè)于東華理工大學(xué)，機電一體化，主要研究方向為：鋼坯和冶金類卷材等的吊裝。

翟雷（1984-），男，河北保定人，工程師，大學(xué)學(xué)歷，畢業(yè)于鄂東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，機械設(shè)計與制造專業(yè)，主要研究方向為：大型設(shè)備吊裝及風(fēng)電設(shè)備、水電設(shè)備等的吊裝。