Результат интеллектуальной деятельности: КЛЕЩИ-КУСАЧКИ

Изобретение относится к ручному инструменту, и в частности к приспособлениям для перекусывания металлических прутков, проволоки, стальных канатов и стержней запорно-пломбировочных устройств.

Известны двухрычажные клещи-кусачки, состоящие из шарнирно соединенных рычагов, на длинных плечах которых жестко закреплены рукоятки, губок, являющихся зеркальным отображением друг друга, накладок, расположенных по обе стороны от губок, при этом губки и накладки соединены между собой шарнирами, на боковых поверхностях губок между накладками, выполнены симметрично расположенные выборки, в которых размещена их материальная ось вращения, выполненная в виде термообработанного стержня, делящего губки на два плеча, длинные плечи губок шарнирно соединены с короткими плечами рычагов, а на коротких плечах губок выполнена заточка, образующая режущие кромки ножей (1).

Недостатком известных клещей-кусачек является их невысокая механическая прочность, особенно при односторонней заточке ножей, а также значительные усилия которые необходимо прикладывать при резании.

Техническим результатом изобретения является повышение механической прочности клещей-кусачек и снижение усилия резания.

Указанный технический результат достигается тем, что в клещах-кусачках, состоящих из шарнирно соединенных рычагов, на длинных плечах которых жестко закреплены рукоятки, губок, являющихся зеркальным отображением друг друга, накладок, расположенных по обе стороны от губок, при этом губки и накладки соединены между собой шарнирами, на боковых поверхностях губок, между накладками, выполнены симметрично расположенные выборки, в которых размещена их материальная ось вращения, выполненная в виде термообработанного стержня, делящего губки на два плеча, длинные плечи губок шарнирно соединены с короткими плечами рычагов, а на коротких плечах губок выполнена заточка, образующая режущие кромки ножей, по изобретению накладки выполнены с выступами, направленными в сторону оси вращения рычагов и жестко соединены между собой со стороны выступов, причем крепежные элементы, соединяющие накладки, расположены в пространстве, образованном короткими плечами рычагов и длинными плечами губок. Выступы накладок выполнены в виде равнобедренных трапеций, а со стороны их меньших оснований выполнены отверстия для размещения в них крепежных элементов, соединяющих накладки, а в шарнирах, соединяющих между собой губки и накладки, установлены термообработанные втулки, длина которых равна сумме толщин накладок и губок, и внутри которых размещены крепежные резьбовые элементы. Заточка ножей губок выполнена односторонней, причем ось реза максимально приближена к одной из накладок, а на стороне губок, примыкающей к этой накладке, выполнена фаска под тем же углом, что и заточка ножей. На длинных плечах рычагов выполнены регулируемые по высоте упоры.

Для перекусывания стержней запорно-пломбировочных устройств в зоне, максимально приближенной к головке стержня ЗПУ, например для серийно выпускаемого отечественной промышленностью и используемого на сети железных дорог России тросового ЗПУ "Спрут-Универсал", заточка ножей губок выполнена односторонней. Это требование вызвано тем, что необходимо отделить от стержня только контрольную шайбу, на которой нанесен индивидуальный номер пломбы, так как в случае несохранных перевозок, эта шайба прикладывается к коммерческому акту.

Эксперименты по перекусыванию стержней с помощью клещей-кусачек, имеющих одностороннюю заточку режущих кромок ножей губок и стандартную форму накладок, показали, что при осенесимметричном перерезании стержня с разных сторон губок возникают разные по величине составляющие силы резания, приводящие к деформированию накладок и к смещению режущих кромок ножей губок, что приводит к увеличению усилия резания. Для компенсирования этих разных по величине составляющих силы резания, накладки выполнены с развитой поверхностью и соединены между собой не в двух, а в трех точках. Кроме того, для уменьшения усилия резания в его начальной фазе, на стороне губки, к которой смещена ось реза, выполнена фаска, под тем же углом, что и заточка губок.

Для регулирования величины зазора между режущими кромками ножей после их заточки, на длинных плечах рычагов выполнены регулируемые по высоте упоры.

На чертежах представлены:
фиг.1 - общий вид клещей-кусачек;
фиг.2 - вид А на фиг.1;
фиг.3 - вид Б на фиг.1;
фиг.4 - зона Е на виде Б (увеличено);
фиг.5 - разрез В-В фиг.1;
фиг.6 - разрез Г-Г фиг.1;
фиг.7 - разрез Д-Д фиг.1.

Клещи-кусачки содержат рычаги 1 и 2, губки 3 и 4, накладки 5 и 6. Рычаги 1 и 2 имеют длинные 7 и 8 и короткие плечи 9 и 10. На длинных плечах 7 и 8 рычагов 1 и 2 жестко закреплены рукоятки 11 и 12 с ручками 13 и 14. Губки 3 и 4 являются зеркальным отображением друг друга. На их боковых поверхностях выполнены выборки 15 и 16, делящие губки 3 и 4 на длинные 17 и 18 и короткие 19 и 20 плечи. Длинные плечи 17 и 18 губок 3 и 4 соединены с короткими плечами 9 и 10 рычагов 1 и 2 с помощью шарниров 21 и 22. В выборках 15 и 16 губок 3 и 4 размещен термообработанный стержень 23, являющийся их осью вращения. Стержень 23 закрыт снаружи накладками 5 и 6, имеющими трапециидальные выступы 24 и 25, направленные в сторону оси вращения 26 рычагов 1 и 2. Накладки 5 и 6 соединены с губками 3 и 4 с помощью шарниров 27 и 28. Со стороны выступов 24 и 25 в накладках 5 и 6 выполнены отверстия 29 и 30, в которые установлена ступенчатая втулка 31, фиксирующая накладки 5 и 6 с помощью резьбовых крепежных элементов 32 и 33. В шарнирах 27 и 28, соединяющих между собой накладки 5 и 6 и губки 3 и 4 установлены термообработанные втулки 34 и 35, длина которых равна сумме толщин накладок 5 и 6 и губок 3 и 4 и внутри которых размещены резьбовые крепежные элементы 36 и 37. Шарниры 21 и 22 и ось вращения 26 рычагов 1 и 2 также выполнены с использованием термообработанных втулок и резьбовых крепежных элементов. Короткие плечи 19 и 20 губок 3 и 4, являющиеся ножами, могут иметь как двухстороннюю, так и одностороннюю форму заточки. На длинных плечах 7 и 8 рычагов 1 и 2 выполнены упоры, причем они могут быть регулируемыми по высоте, например, с использованием для этих целей болтов 38 с контргайками 39 для осуществления возможности установки необходимого зазора между режущими кромками ножей после их заточки.

У клещей-кусачек с односторонней заточкой ось реза губок максимально приближена к поверхности одной из накладок 5 (фиг.3 и 4), а со стороны второй накладки 6 выполнена заточка режущей кромки ножей под углом 30^o к оси реза. Со стороны накладки 5 на режущих кромках ножей коротких плеч губок 3 и 4 выполнена фаска, также под углом 30^o к оси реза.

Клещи-кусачки работают следующим образом. Взяв клещи-кусачки за ручки 13 и 14 разводят рукоятки 11 и 12 в стороны, образуя зазор между режущими кромками ножей. Затем подводят режущие кромки ножей коротких плеч 19 и 20 губок 3 и 4 к перекусываемому стержню или канату и начинают сводить рукоятки 11 и 12, при этом усилие, прикладываемое к рукояткам, повышается на режущих кромках ножей в несколько раз за счет разницы длин коротких и длинных плеч рычагов 1 и 2 и губок 3 и 4, т.е. при приложении к рукояткам усилия Р_рук, усилие на режущих кромках ножей Р_нож будет равно:
Р_нож = Р_рук х L_рук /I_кпр x L_дпг/I_кпг, где:
Р_нож - усилие на режущих кромках ножей;
Р_рук - усилие, прикладываемое к рукояткам клещей-кусачек;
L_pyK - длина рукояток;
1_кпр - длина короткого плеча рычага;
L_дпг - длина длинного плеча губок;
L_кпг - длина короткого плеча губок.

Кроме того, при развитой форме накладок 5 и 6 и за счет того, что они имеют со стороны выступов 24 и 25 ступенчатую втулку 31, жестко соединяющую накладки 5 и 6 между собой, режущие кромки ножей коротких плеч 19 и 20 губок 3 и 4 не имеют возможности разойтись в разные стороны с образованием щели, которая может привести к повышению усилия реза, а следовательно, к поломке (сминанию, выкрашиванию) режущих кромок ножей.

Использование в шарнирных соединениях 21, 22, 27 и 28, а также оси вращения 26 термообработанных втулок имеющих длину, равную длине соединяемых при помощи шарнира элементов, позволяет снизить усилие, необходимое для перекусывания, по сравнению с прототипом, в котором для их соединения использовался болт с гайкой.

Источник информации
(1) "Элементы механизмов", под ред. С.Н.Кожевникова, изд. 2-е, Государственное издательство оборонной промышленности, г. Москва, 1956 г., стр. 720, фиг. 2245.