一种新型断线钳的运动分析

彭树星, 陈　旸

(国网上海松江供电公司，上海 201600)

0　引　言

手持长臂绝缘断线钳是电工进行户外作业时，经常要用到的一种断线工具。该工具常被用于在不断电的情况下剪断钢芯铝绞线、钢绞线、绝缘线等[1]，具有便携、可靠等优点。但是由于断线钳是一种手持设备，操作过程中需要操作者付出较大体力[2，3]，因此，如何提高工作效率，减轻操作者体力劳动成为断线研制的重要方向。

1　常规曲柄滑块型断线钳结构及运动分析

1.1　常规曲柄滑块型断线钳结构分析

如图1所示，常规曲柄滑块型断线钳主要采用曲柄滑块结构，滑块与钳柄通过一个连杆连接，滑块沿着钳体移动，再通过连杆带动钳柄进行转动，达到控制钳口夹角的目的，从而剪断电缆线。

图1　常规曲柄滑块型断线钳结构图

1.2　常规曲柄滑块型断线钳运动分析

本实例中，取钳柄长度为137 mm，钳柄与滑块间的连杆长度为400 mm。实验中，滑块与钳柄连接轴间的距离由300 mm移动至到500 mm。当滑块与钳口之间的距离逐渐变大时，钳口夹角将逐渐缩小，钳口夹角变化过程如图2所示。

图2　常规曲柄滑块型断线钳运动曲线

如图2所示，当滑块移动距离逐渐增大时，钳口的夹角逐渐变小，夹角缩小的速度逐渐变快。设滑块的拉力均衡，因为钳口夹紧的速度逐渐变快，所以钳口所产生的剪切力将逐渐变小。

2　新型曲柄滑块四连杆型断线钳结构及运动分析

2.1　新型曲柄滑块四连杆型断线钳结构分析

如图3所示，曲柄滑块四连杆型断线钳由一个曲柄滑块机构和一个交叉四连杆机构组成，曲柄滑块机构的摇杆与四连杆机构的一个连杆固定连接，滑块沿着钳体滑动，滑块通过连杆控制摇杆摆动，再通过摇杆控制四连杆的形状，从而改变钳口的夹角，达到剪断电缆线的目的。

图3　新型曲柄滑块四连杆型断线钳结构图

2.2　新型曲柄滑块四连杆型断线钳运动分析

本实例取钳柄长度为137 mm，四连杆的中间连杆长度为300 mm，四连杆的固定杆长度为386 mm，四连杆的摆杆长度为261 mm。曲柄滑块机构曲柄长度为381 mm，连接杆长度为285 mm。实验中，滑块与曲柄固定轴间的距离由600 mm移动至200 mm的长度。在

四连杆机构的作用下，当滑块向钳口方向移动时，钳口夹角将逐渐缩小。当滑块发生移动时，钳口夹角变化过程将形成图4所示的曲线。

图4　新型曲柄滑块四连杆型断线钳运动曲线

如图4所示，当滑块移动距离逐渐增大时，钳口夹角将随着滑块移动逐渐变小，且钳口夹角变小的速度逐渐减慢。设滑块的推力大小均衡，钳口处产生的剪切力将逐渐增大，从而有助于将电线剪断。

3　结束语

对以上两种断线钳的运动对比分析，发现常规曲柄滑块型断线钳在工作过程中，钳口夹角闭合速度逐渐加快，导致钳口产生的剪切力逐渐变小，而新型曲柄滑块四连杆型断线钳在工作过程中，钳口夹角闭合速度逐渐减慢，导致钳口产生的剪切力逐渐变大。

由于电缆线的切面为圆形，剪切力与剪切面成正比，因此在剪切的过程中所需的剪切力，前阶段随着剪切面变大而逐渐变大，后阶段随着剪切面逐渐变小而变小。因此新型曲柄滑块四连杆型断线钳相比常规曲柄滑块型断线钳，在相同工作推拉力下，更容易剪断电缆线，但剪切速度相对较慢。由于常规曲柄滑块型断线钳相比新型曲柄滑块四连杆型断线钳，其结构比较简单，在实际应用过程中更易于维护，具有更好的适用性。所以，在选择断线钳的结构时需要根据实际需求，综合考虑。

参考文献：

[1]曹法明.断线钳的使用与保养[J].农村电工，2012，(2):36.

[2]敖琪, 谭铁君. 断线钳剪切痕迹特征的实验研究[J]. 刑事术，2000，(6):15-17.

[3]何祖彬, 杨立玺, 窦陈，等.高压带电作业机器人专用声控液压断线钳的研制[J].起重运输机械，2015，(1):87-89.