巨力索具股份有限公司|王志伟 翟雷



一种高效圆坯夹钳的设计分析

巨力索具股份有限公司|王志伟 翟雷

摘要：通过对吊装现场的了解，经过研究分析，设计出单次夹取四根圆坯的夹钳。关键词：高效；最小间隙；聚拢

圆坯夹钳在外界提升力作用下，通过机械杠杆机构和启闭机构的开闭，实现对圆坯的夹取、转运。该夹钳采用双臂结构，夹持的圆坯长度更长；其结构简单，使用、维护方便，其动作可靠，运行安全，使其在圆坯的堆垛、转运等工序上可得到广泛的应用。

概况

目前，虽然各大钢厂、港口对于圆坯的吊装所采用的方式不一，但是，多数情况仍是使用圆坯夹钳吊装。然而，市场上所使用的圆坯夹钳，一次只能够夹取一根圆坯，效率低，且堆垛占用空间大。随着经济的发展，近两年，在各大钢铁企业中，逐渐出现了单次夹取双根圆坯的夹钳，丰富了市场。

笔者根据圆坯夹钳的基本工作原理，通过了解圆坯吊装工况，研究分析设计了一种高效圆坯夹钳。

产品的组成和工作原理

a主要组成

图1

图2

图3

高效圆钢夹钳主要由吊环、横梁、启闭机构、连杆、同步机构、支板和钳臂等组成。（见图1）

b工作原理

夹钳采用自动开闭杠杆式工作原理，不需要提供任何动力源，靠自重锁紧，启闭器定位。

滑车吊钩挂在夹钳的吊环上，吊起夹钳，此时启闭机构的锁头在启闭座内，呈垂直状态，如图2。这时吊具的开口度最大，也就是设计开口度。锁头挂住启闭座，吊具向上移动到圆坯上方的中心位置下降，当夹钳支板与圆坯接触时，钳臂在圆坯侧面，滑车吊钩继续下降，连杆、横梁也随之下降，锁头与启闭座接触，锁头靠自重，在启闭座内旋转90°，并在启闭座内呈水平状态，如图3。当吊环受到提升力时，连杆间夹角变小，并带动钳臂上的钳口向里收缩，锁头也逐渐脱离启闭座，滑车吊钩继续上升，靠同步机构的作用，钳口对圆钢产生足够的抱紧力。经上升和水平移动，到达指定地点的上方。

滑车吊钩下降，圆坯与其他物体（或先期堆放好的圆坯）接触并被架高（圆坯下方留有空间），夹钳不能再下降，此时钳臂张开，圆坯被松开。滑车吊钩继续下降，连杆间的夹角逐渐变大，锁头也逐渐落入启闭座内，并与启闭座底板接触后，呈垂直状态，如图2。滑车吊钩上升，吊起吊钩，水平移动原来位置，完成一个工作循环。

高效圆坯夹钳的结构设计

高效圆坯夹钳与传统单根圆坯夹钳的区别主要在夹钳支板及钳臂的设计：

a夹钳支板

多根并排摆放的圆坯存在一定程度的松散现象，不利于吊具的夹持，此夹钳设有V型支架结构，在夹钳下放过程中，V型支架可以起到聚拢圆坯的作用，使四根圆坯整体位于夹钳钳口范围内，便于夹取。同时，在夹取状态下，V型支架上平面与钳腿之间形成一近似水平、长方密闭空间，四根圆坯呈并排摆放的一种状态，这保证了圆坯在夹取及堆放过程中的稳定。

b夹钳钳臂

吊运时，圆坯下方需有一定的空间，以便夹钳钳臂伸入圆坯下方进行吊装；同时，为满足钢厂十字堆垛的要求，夹钳钳臂运行至圆坯下方所需空间值应小于圆坯直径，使圆坯自身满足夹钳的使用空间要求。根据所夹取圆坯直径大小、根数以及夹钳设计开口度等的要求，合理选取钳臂旋转轴位置，减小钳臂旋转弧半径，在满足钳臂强度的前提下，尽量减小圆坯下方空间。

结论

综上所述，高效圆坯夹钳满足对多根圆坯的吊装要求，提高了生产效率，具有广泛的推广使用价值。

参考：

［1］纪贵主编《世界标准钢号手册》北京；中国标准出版社，2003

［2］成大先主编《机械设计手册》第五版第一卷 北京：化学工业出版社，2007.11

［3］张质文主编《起重机设计手册》北京：中国铁道出版社，1997

［4］濮良贵，纪名刚《机械设计》［M］北京：高等教育出版社，2006.1

作者简介：

王志伟（1983-），男，河北保定人，助理工程师，大学学历，毕业于东华理工大学，机电一体化，主要研究方向为：钢坯和冶金类卷材等的吊装。

翟雷（1984-），男，河北保定人，工程师，大学学历，毕业于鄂东职业技术学院，机械设计与制造专业，主要研究方向为：大型设备吊装及风电设备、水电设备等的吊装。