一種高效圓坯夾鉗的設計分析

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：通過對吊裝現場的了解，經過研究分析，設計出單次夾取四根圓坯的夾鉗。關鍵詞：高效；最小間隙；聚攏

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

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。隨著經濟的發展，近兩年，在各大鋼鐵企業中，逐漸出現了單次夾取雙根圓坯的夾鉗，豐富了市場。

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

產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、橫梁、啟閉機構、連桿、同步機構、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上，吊起夾鉗，此時啟閉機構的鎖頭在啟閉座內，呈垂直狀態，如圖2。這時吊具的開口度最大，也就是設計開口度。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，當夾鉗支板與圓坯接觸時，鉗臂在圓坯側面，滑車吊鉤繼續下降，連桿、橫梁也隨之下降，鎖頭與啟閉座接觸，鎖頭靠自重，在啟閉座內旋轉90°，并在啟閉座內呈水平狀態，如圖3。當吊環受到提升力時，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，滑車吊鉤繼續上升，靠同步機構的作用，鉗口對圓鋼產生足夠的抱緊力。經上升和水平移動，到達指定地點的上方。

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。滑車吊鉤繼續下降，連桿間的夾角逐漸變大，鎖頭也逐漸落入啟閉座內，并與啟閉座底板接觸后，呈垂直狀態，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。

高效圓坯夾鉗的結構設計

高效圓坯夾鉗與傳統單根圓坯夾鉗的區別主要在夾鉗支板及鉗臂的設計：

a夾鉗支板

多根并排擺放的圓坯存在一定程度的松散現象，不利于吊具的夾持，此夾鉗設有V型支架結構，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，便于夾取。同時，在夾取狀態下，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，這保證了圓坯在夾取及堆放過程中的穩定。

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小于圓坯直徑，使圓坯自身滿足夾鉗的使用空間要求。根據所夾取圓坯直徑大小、根數以及夾鉗設計開口度等的要求，合理選取鉗臂旋轉軸位置，減小鉗臂旋轉弧半徑，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，提高了生產效率，具有廣泛的推廣使用價值。

參考：

［1］紀貴主編《世界標準鋼號手冊》北京；中國標準出版社，2003

［2］成大先主編《機械設計手冊》第五版第一卷 北京：化學工業出版社，2007.11

［3］張質文主編《起重機設計手冊》北京：中國鐵道出版社，1997

［4］濮良貴，紀名剛《機械設計》［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，大學學歷，畢業于東華理工大學，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，大學學歷，畢業于鄂東職業技術學院，機械設計與制造專業，主要研究方向為：大型設備吊裝及風電設備、水電設備等的吊裝。