一種新型斷線鉗的運(yùn)動(dòng)分析

彭樹星, 陳　旸

(國(guó)網(wǎng)上海松江供電公司，上海 201600)

0　引　言

手持長(zhǎng)臂絕緣斷線鉗是電工進(jìn)行戶外作業(yè)時(shí)，經(jīng)常要用到的一種斷線工具。該工具常被用于在不斷電的情況下剪斷鋼芯鋁絞線、鋼絞線、絕緣線等[1]，具有便攜、可靠等優(yōu)點(diǎn)。但是由于斷線鉗是一種手持設(shè)備，操作過程中需要操作者付出較大體力[2，3]，因此，如何提高工作效率，減輕操作者體力勞動(dòng)成為斷線研制的重要方向。

1　常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)分析

1.1　常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗結(jié)構(gòu)分析

如圖1所示，常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗主要采用曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，滑塊與鉗柄通過一個(gè)連桿連接，滑塊沿著鉗體移動(dòng)，再通過連桿帶動(dòng)鉗柄進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到控制鉗口夾角的目的，從而剪斷電纜線。

圖1　常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗結(jié)構(gòu)圖

1.2　常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗運(yùn)動(dòng)分析

本實(shí)例中，取鉗柄長(zhǎng)度為137 mm，鉗柄與滑塊間的連桿長(zhǎng)度為400 mm。實(shí)驗(yàn)中，滑塊與鉗柄連接軸間的距離由300 mm移動(dòng)至到500 mm。當(dāng)滑塊與鉗口之間的距離逐漸變大時(shí)，鉗口夾角將逐漸縮小，鉗口夾角變化過程如圖2所示。

圖2　常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗運(yùn)動(dòng)曲線

如圖2所示，當(dāng)滑塊移動(dòng)距離逐漸增大時(shí)，鉗口的夾角逐漸變小，夾角縮小的速度逐漸變快。設(shè)滑塊的拉力均衡，因?yàn)殂Q口夾緊的速度逐漸變快，所以鉗口所產(chǎn)生的剪切力將逐漸變小。

2　新型曲柄滑塊四連桿型斷線鉗結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)分析

2.1　新型曲柄滑塊四連桿型斷線鉗結(jié)構(gòu)分析

如圖3所示，曲柄滑塊四連桿型斷線鉗由一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和一個(gè)交叉四連桿機(jī)構(gòu)組成，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的搖桿與四連桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)連桿固定連接，滑塊沿著鉗體滑動(dòng)，滑塊通過連桿控制搖桿擺動(dòng)，再通過搖桿控制四連桿的形狀，從而改變鉗口的夾角，達(dá)到剪斷電纜線的目的。

圖3　新型曲柄滑塊四連桿型斷線鉗結(jié)構(gòu)圖

2.2　新型曲柄滑塊四連桿型斷線鉗運(yùn)動(dòng)分析

本實(shí)例取鉗柄長(zhǎng)度為137 mm，四連桿的中間連桿長(zhǎng)度為300 mm，四連桿的固定桿長(zhǎng)度為386 mm，四連桿的擺桿長(zhǎng)度為261 mm。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄長(zhǎng)度為381 mm，連接桿長(zhǎng)度為285 mm。實(shí)驗(yàn)中，滑塊與曲柄固定軸間的距離由600 mm移動(dòng)至200 mm的長(zhǎng)度。在

四連桿機(jī)構(gòu)的作用下，當(dāng)滑塊向鉗口方向移動(dòng)時(shí)，鉗口夾角將逐漸縮小。當(dāng)滑塊發(fā)生移動(dòng)時(shí)，鉗口夾角變化過程將形成圖4所示的曲線。

圖4　新型曲柄滑塊四連桿型斷線鉗運(yùn)動(dòng)曲線

如圖4所示，當(dāng)滑塊移動(dòng)距離逐漸增大時(shí)，鉗口夾角將隨著滑塊移動(dòng)逐漸變小，且鉗口夾角變小的速度逐漸減慢。設(shè)滑塊的推力大小均衡，鉗口處產(chǎn)生的剪切力將逐漸增大，從而有助于將電線剪斷。

3　結(jié)束語

對(duì)以上兩種斷線鉗的運(yùn)動(dòng)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗在工作過程中，鉗口夾角閉合速度逐漸加快，導(dǎo)致鉗口產(chǎn)生的剪切力逐漸變小，而新型曲柄滑塊四連桿型斷線鉗在工作過程中，鉗口夾角閉合速度逐漸減慢，導(dǎo)致鉗口產(chǎn)生的剪切力逐漸變大。

由于電纜線的切面為圓形，剪切力與剪切面成正比，因此在剪切的過程中所需的剪切力，前階段隨著剪切面變大而逐漸變大，后階段隨著剪切面逐漸變小而變小。因此新型曲柄滑塊四連桿型斷線鉗相比常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗，在相同工作推拉力下，更容易剪斷電纜線，但剪切速度相對(duì)較慢。由于常規(guī)曲柄滑塊型斷線鉗相比新型曲柄滑塊四連桿型斷線鉗，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在實(shí)際應(yīng)用過程中更易于維護(hù)，具有更好的適用性。所以，在選擇斷線鉗的結(jié)構(gòu)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際需求，綜合考慮。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹法明.斷線鉗的使用與保養(yǎng)[J].農(nóng)村電工，2012，(2):36.

[2]敖琪, 譚鐵君. 斷線鉗剪切痕跡特征的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 刑事術(shù)，2000，(6):15-17.

[3]何祖彬, 楊立璽, 竇陳，等.高壓帶電作業(yè)機(jī)器人專用聲控液壓斷線鉗的研制[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2015，(1):87-89.