快夹调压管子钳的结构设计.pdf

专题报道 传动与控制 SPECIAL REPORT 快夹调压管子钳的结构设计 张克贵 （盐城师范学院，江苏盐城224002） 摘 要：分析了普通蜗轮蜗杆式管子钳使用过程中存在的优缺点，提出了一种新型快夹调压管子钳的结构设计。该设计 一方面通过棘轮棘爪传动副和凸轮微调锁紧机构的巧妙结合实现管子钳对工件的快速夹紧，另一方面，在相同的拧转 力矩条件下（即转动钳柄所受作用力的方向、大小和位置不变），通过转轴销和夹持点的位置变换来改变工件对钳口作 用力的力臂大小，从而解决了如何根据工件的材质和管壁厚度来实现钳口对工件的压力调节问题。 关键词：管子钳；快夹；调压；结构设计；夹持点；转轴销孔 中图分类号：ＴS914.5 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－２３３３ （２００8）10－００49－０３ 1 设计背景 夹紧，凸轮的升距应该略大于棘轮的节距），棘轮棘爪传动 目前，普通蜗轮蜗杆传动式管子钳（如图1 所示）主要 副和凸轮微调锁紧机构的巧妙结合实现了快夹调压管子 是由活动钳爪、固定钳爪、 钳对工件的快速夹紧。 １ ２ 圆柱销、钳柄和蜗轮蜗杆传 （2）为了能够实现钳口对工件的压力调节，将传统管 ３ 动副等构成。在管道安装和 子钳的固定钳爪拆分为钳柄和吹风式支座两个部分，钳柄 ４ 拆卸领域中，这类管子钳因 可通过转轴销绕吹风式支座进行旋转，在钳柄与吹风式支 ５ 其结构简单、价格低廉、适 座的连接部位制有多个对应的转轴销孔，这些不同位置的 ６ 用的管径调节范围广而备 转轴销孔为钳柄绕吹风式支座旋转提供不同的回转中心。 受用户亲睐，具有相当的市 根据力矩平衡原理，当转轴销在这些不同位置的转轴销孔 场占有量，但这类管子钳在 中进行位置变换时改变了工件对钳口作用力的力臂大小， 使用时存在两个方面缺点： 钳柄便可在相同的拧转力矩条件下（即操作者对钳柄施加 图1 普通蜗轮蜗杆传动 一方面，蜗轮蜗杆传动副对 作用力的大小、方向和位置不变），实现钳口对工件的压力 式管子钳 于工件的夹持很不方便，不 调节。在完成管子钳对工件的快夹和钳口对工件的压力可 1.活动钳爪 2.工件 3. 固定 但钳口传动速度慢，而且传 调的方案设计之后，用吹风式支座将钳柄、微调锁紧凸轮、 钳爪 4. 圆柱销 5. 钳柄 动时容易出现暂时性的卡 棘爪、棘轮卡爪等部件连接起来，就可完成快夹调压管子 6.蜗轮蜗杆传动副 死现象；另一方面，在相同 钳的全套结构设计。 的拧转力矩条件下（即钳柄所受作用力的方向、大小和位 2.2 快夹调压管子钳的结构设计 置不变），管子钳不能解决钳口对工件的压力调节问题， 图2 为笔者设计的快夹调压管子钳。 而且经常出现工件欠压“打滑”或者过压变形等现象。 图2 中，转动卡爪6 插入钳柄5 的开口槽中并通过 虽然管子钳的创新设计还有很多，但这些创新设计 圆柱销10 实现两者之间的固定连接，转轴销 11 在穿过 更多的是实现管子钳对工件的快速夹紧或者增大对工件 钳柄5 与吹风式支座9 对应的销位孔和限位衬套 12 之 的钳力和扭矩，基本上还没有如何根据工件的材质和管 后，通过与蝶形螺母13 的紧固连接实现钳柄与吹风式支 壁厚度来调节钳口对工件压力的设计。为了在继承普通 座之间的连接和定位。片弹簧2 置于吹风式支座