Ручной инструмент для резки арматуры
Изобретение относится к области резки и может быть использовано для резки арматуры. Инструмент содержит пару силовых рычагов с двумя отверстиями на одноименных концах для шарнирной связи между собой и с режущей головкой. Режущая головка выполнена в виде пары идентичных круглых режущих ножей, установленных один на другой и выполненных с прорезью для объекта резки, расположенной на диаметральной линии, а также двумя отверстиями и двумя пазами для пальцев силовых шарниров, центры которых расположены с образованием равнобедренной трапеции. Режущие ножи установлены с возможностью ограниченного встречного качения на оси и выполнены с расположенным в центре круга на пересечении диагоналей равнобедренной трапеции отверстием для упомянутой оси их встречного качения и дополнительной прорезью для объекта резки, диаметрально противоположной упомянутой прорези. Отверстия и пазы для пальцев силовых шарниров выполнены по окружности с центром, совпадающим с осью качения режущих ножей. Связь режущих ножей с силовыми рычагами выполнена в виде двух пар боковых накладок с тремя отверстиями на их продольной оси для пальцев силовых шарниров, одна пара из которых установлена в соответствующие отверстия на концах одного из ребер трапеции первого режущего ножа и соответствующие пазы другого ножа, а другая пара - в пазы первого ножа и соответствующие отверстия другого ножа, а третья пара пальцев связывает пары боковых накладок со свободными отверстиями силовых рычагов, шарнирно связанных между собой дополнительной планкой через другие отверстия, выполненные на осях их качения. В результате обеспечивается повышение срока службы и улучшение эксплуатационных характеристик. 5 ил.
Изобретение относится к ручному инструменту, а именно для резки арматуры и другого проката круглого, прямоугольного и шестигранного сечения, и может быть использовано для резки арматуры на строительных площадках, при разборе завалов в аварийных ситуациях, а также на металлобазах при загрузке малотоннажного транспорта.
Известны острогубцы [1], содержащие два шарнирно связанных между собой двуплечих рычага, на рабочих плечах которых выполнены режущие кромки, образующие при разведении силовых концов рычагов прорезь для объекта резки, а на пальце шарнира установлено средство для удержания откусываемого конца объекта резки, выполненное в виде двух расположенных одна над другой пружин.
Такое конструктивное исполнение обеспечивает резку проволоки диаметром до 6 мм и создает дополнительные удобства в работе, но способствует «закусыванию» объекта резки, т.к. по мере износа сопряжений шарнира в процессе резки режущие кромки отходят друг от друга, образуя недопустимый зазор между ними.
Известны ручные кусачки [2], содержащие пару силовых рычагов с двумя отверстиями на одноименных концах для шарнирной связи с парой идентичных круглых режущих ножей, установленных один на другой и выполненных с прорезью для объекта резки, расположенной на диаметральной линии, а также двумя отверстиями и двумя пазами для пальцев силовых шарниров, центры которых расположены с образованием равнобедренной трапеции, при этом центры пар отверстий и пазов расположены на концах взаимно пересекающихся диагоналей трапеции, а продольные оси пазов перпендикулярны диаметральной линии режущих ножей, на которой выполнены прорези для объекта резки.
Возможность стягивания обоих режущих ножей одновременно в четырех точках по их площади с сохранением скольжения в зоне их контакта перпендикулярно продольной оси кусачек гарантированно исключает возможность «закусывания» разрезаемого материала в процессе резки, однако линейное перемещение режущих ножей относительно друг друга при рабочем повороте силовых рычагов на сближение в совокупности с их одновременным воздействием на оба режущих ножа в процессе резки приводит к действию встречных пар сил, создающих существенное давление пальцев силовых шарниров на боковые стенки пазов, в которых они перемещаются, что приводит к росту сил трения в шарнирной системе и потере полезного рабочего усилия исполнителя. Кроме того, при такой кинематике критическое сечение режущих ножей работает на растяжение, что практически в два раза снижает их прочностные характеристики по сравнению с их работой, например, на сжатие.
Указанные недостатки свидетельствуют о бесперспективности применения известного технического решения для резки объектов с поперечным сечением, эквивалентным диаметрам больше 10 мм, т.к. линейное увеличение диаметра объекта резки ведет к квадратичному росту необходимого рабочего усилия. Например, при увеличении диаметра объекта резки на 20% (с 10 до 12 мм) рост необходимого рабочего усилия составляет 44%, а дальнейшее увеличение диаметра приводит к еще большей диспропорции.
Заявленный ручной инструмент для резки арматуры круглого, прямоугольного и шестигранного сечения, содержащий пару силовых рычагов с двумя отверстиями на одноименных концах для шарнирной связи между собой и с режущей головкой в виде пары идентичных круглых режущих ножей, установленных один на другой и выполненных с прорезью для объекта резки, расположенной на диаметральной линии, а также двумя отверстиями и двумя пазами для пальцев силовых шарниров, центры которых расположены с образованием равнобедренной трапеции.
Режущие ножи установлены с возможностью ограниченного встречного качения на оси и выполнены с расположенным в центре круга на пересечении диагоналей равнобедренной трапеции отверстием для упомянутой оси их встречного качения и дополнительной прорезью для объекта резки, диаметрально противоположной упомянутой прорези, отверстия и пазы для пальцев силовых шарниров выполнены по окружности с центром, совпадающим с осью качения режущих ножей, связь режущих ножей с силовыми рычагами выполнена в виде двух пар боковых накладок с тремя отверстиями на их продольной оси для пальцев силовых шарниров, одна пара из которых установлена в соответствующих отверстиях на концах одного из ребер трапеции первого режущего ножа и соответствующие пазы другого ножа, а другая пара - в пазы первого ножа и соответствующие отверстия другого ножа, а третья пара пальцев связывает пары боковых накладок со свободными отверстиями силовых рычагов, шарнирно связанных между собой дополнительной планкой через другие отверстия, выполненные на осях их качения.
Технические преимущества заявленного объекта по сравнению с прототипом заключаются в следующем:
- выполнение режущих ножей круглыми в совокупности с выполнением в центре круга общего для обоих режущих ножей отверстия для оси их встречного качения и расположением отверстий и пазов для пальцев силовых шарниров по окружности с центром, совпадающим с осью качения, повышает технологичность конструкции, снимает реакции усилия резания со стенок пазов в зоне контакта с перемещающимися в них пальцами силовых шарниров, а также создает предпосылки для выполнения на диаметрально противоположной стороне режущих ножей дополнительной прорези для объекта резки, наличие которой существенно продлевает срок их службы;
- выполнение связи режущих ножей с силовыми рычагами в виде двух пар боковых накладок с тремя отверстиями по продольной оси, каждая из которых жестко связана парой пальцев силовых шарниров только со своим режущим ножом, обеспечивает возможность работы критических сечений режущих ножей на сжатие, что позволяет существенно увеличить рабочее усилие и резать объекты резки диаметром более 10 мм без увеличения размеров режущей головки и ее массы;
- шарнирная связь силовых рычагов между собой посредством дополнительной планки через отверстия, выполненные в центрах их встречного качения, обеспечивает взаимную опору силовых рычагов друг на друга в процессе резанья, что снимает рабочие усилия со связывающей их дополнительной планки и позволяет выполнить ее с минимальными размерами, достаточными для холостого хода силовых рычагов в исходное положение начала резанья.
Совокупность указанных технических преимуществ заявленного объекта по сравнению с прототипом обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении технологичности изделия, увеличении срока службы и улучшении эксплуатационных характеристик путем увеличения площади сечения разрезаемого материала без увеличения размеров и массы заявленного объекта.
На приведенных чертежах иллюстрируется ручной инструмент для резки арматуры круглого, прямоугольного и шестигранного сечения, где на фиг.1 показан его общий вид с условно снятой одной из боковых накладок, на фиг.2 - то же, с указанием направлений действия рабочих усилий и обозначением критического сечения режущих ножей в положении начала резки, на фиг.3 - демонстрационный эскиз режущего ножа, на фиг.4 - поперечный разрез по А-А на фиг.2 и на фиг.5 - то же, по Б-Б на фиг.2.
Ручной инструмент для резки арматуры содержит пару силовых рычагов 1 и 2 с двумя отверстиями 3 и 4 для шарнирной связи между собой и с режущей головкой, выполненной в виде пары идентичных режущих ножей 5 и 6 с прорезью 7 для объекта резки, уложенных один на другой с возможностью ограниченного встречного качения, на поле которых выполнено по два отверстия 8 и два паза 9 для пальцев 10, 11, 12 и 13 силовых шарниров, центры которых образуют равнобедренную трапецию, а одна из боковых граней прорези 7 заточена в виде лезвия 14.
Режущие ножи 5 и 6 выполнены круглыми, на пересечении диагоналей трапеции в центре круга выполнено общее для режущих ножей 5 и 6 отверстие для оси 15 их встречного качения, отверстия 8 и пазы 9 выполнены на окружности 16 с центром, совпадающим с осью 15, а на диаметрально противоположной стороне круга выполнена дополнительная прорезь 17 для объекта резки, при этом отверстия 8 находятся на одной стороне оси, проходящей через прорези 7 и 17, а пазы 9 - на другой.
При совмещенных осях режущих ножей 5 и 6, проходящих через прорези 7 и 17, центры пальцев 10, 11, 12 и 13 образуют правильный четырехугольник, что позволяет поворачивать пакет режущих ножей 5 и 6 на 180 градусов в любую сторону, меняя положение прорезей 7 и 17 с рабочего на запасное и обратно, при этом отверстия 8 и пазы 9 меняются местами, а направление качения режущих ножей 5 и 6 меняется на обратное.
Связь режущих ножей 5 и 6 с силовыми рычагами 1 и 2 выполнена в виде двух пар боковых накладок 18 и 19 с тремя отверстиями 20, 21 и 22 по их продольной оси, причем пальцы 10 и 12 установлены в отверстия 20 и 21 боковых накладок 18 и 19, отверстия 8 режущего ножа 5 и пазы 9 режущего ножа 6, а пальцы 11 и 13, проходя через отверстия 20 и 21 боковых накладок 18 и 19, в режущем ноже 5 проходят через пазы 9, в режущем ноже 6 - через отверстия 8, а в отверстия 3 силовых рычагов 1 и 2 и отверстия 22 боковых накладок 18 и 19 установлены пальцы 23, связывающие силовые рычаги и режущую головку в единое целое.
Шарнирная связь силовых рычагов 1 и 2 между собой выполнена в виде дополнительной планки 24 с отверстиями 25 на ее концах и пальцев 26, установленных в отверстиях 4 силовых рычагов 1 и 2 и отверстия 25 дополнительной планки 24, при этом в шарнирной связи пальцев 26 с отверстиями 25 предусмотрен зазор 27, исключающий воздействие на дополнительную планку 24 рабочих нагрузок силовых рычагов 1 и 2 при встречном сближении.
После заведения в прорезь 7 объекта резки усилием исполнителя силовые рычаги 1 и 2 поворачиваются вокруг пальцев 26 на сближение, взаимно опираясь друг на друга по линии контакта lk и не воздействуя на дополнительную планку 24 благодаря наличию зазоров 27, концы пар боковин 18 и 19, воспринимая рабочее усилие от силовых рычагов 1 и 2 через пальцы 23, поворачиваются вокруг оси качения 15 в противоположные стороны, увлекая ножи 5 и 6 на их встречный поворот благодаря их жесткой связи посредством пальцев 10, 11, 12 и 13 со своей парой боковых накладок 18 и 19, при этом пальцы 10 и 12 режущего ножа 5 свободно перемещаются в пазах 9 режущего ножа 6 на величину их дуговой длины, пальцы 11 и 13 режущего ножа 6 аналогично перемещаются в пазах 9 режущего ножа 5, а лезвия 14 прорезей 7 сближаются, воздействуя на объект резки.
По мере углубления лезвий 14 в материал объекта резки необходимое усилие резанья (РP) возрастает, а усилие сопротивления сдвигу (Рс) частей объекта резки уменьшается, и при условии Рс<Рр происходит сдвиг, после чего дальнейшее сближение лезвий 14 усилием исполнителя становится излишним.
Экспериментально установлено, что это условие становится реальностью, когда материал арматурной стали прорезается лезвиями ножей от 65 до 75 процентов площади поперечного сечения объекта резки, что эквивалентно недоведению лезвий 14 до полного перекрытия прорезей 7 на величину меньше трети и больше четверти диаметра объекта резки, исходя из чего рассчитывается длина пазов 9, регламентирующая величину встречного качения режущих ножей 5 и 6 и силовых рычагов 1 и 2.
В процессе поворота пар боковых накладок 18 и 19 совместно со своими режущими ножами 5 и 6 в противоположные стороны пальцы 12 и 13 воздействуют на материал режущих ножей 5 и 6 на растяжение, а под действием пальцев 10 и 11 (в критических сечениях) - на сжатие, что способствует оптимальному распределению рабочих нагрузок по площади режущих ножей 5 и 6 и позволяет существенно увеличить площадь поперечного сечения объекта резки без увеличения их размеров и массы.
При затуплении лезвий 14 режущих ножей 5 и 6 или появлении на них зазубрин, сколов и других дефектов необходимо развести силовые рычаги 1 и 2 до совмещения прорезей 7 и 17, снять пальцы 10, 11, 12 и 13, развернуть пакет режущих ножей 5 и 6 между парами боковых накладок 18 и 19 на 180° в любую из сторон, поменяв местами прорези 7 и 17, установить снятые пальцы на прежнее место и продолжать использовать ручной инструмент по прямому назначению до полного износа.
Источники информации
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №508394 от 29.07.74 г., МПК В26В 17/04.
2. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2266193 от 23.09.2003 г., МПК В26В 17/00.
Ручной инструмент для резки арматуры круглого, прямоугольного и шестигранного сечения, содержащий пару силовых рычагов с двумя отверстиями на одноименных концах для шарнирной связи между собой и с режущей головкой в виде пары идентичных круглых режущих ножей, установленных один на другой и выполненных с прорезью для объекта резки, расположенной на диаметральной линии, а также двумя отверстиями и двумя пазами для пальцев силовых шарниров, центры которых расположены с образованием равнобедренной трапеции, отличающийся тем, что режущие ножи установлены с возможностью ограниченного встречного качения на оси и выполнены с расположенным в центре круга на пересечении диагоналей равнобедренной трапеции отверстием для упомянутой оси их встречного качения и дополнительной прорезью для объекта резки, диаметрально противоположной упомянутой прорези, отверстия и пазы для пальцев силовых шарниров выполнены по окружности с центром, совпадающим с осью качения режущих ножей, связь режущих ножей с силовыми рычагами выполнена в виде двух пар боковых накладок с тремя отверстиями на их продольной оси для пальцев силовых шарниров, одна пара из которых установлена в соответствующие отверстия на концах одного из ребер трапеции первого режущего ножа и соответствующие пазы другого ножа, а другая пара - в пазы первого ножа и соответствующие отверстия другого ножа, а третья пара пальцев связывает пары боковых накладок со свободными отверстиями силовых рычагов, шарнирно связанных между собой дополнительной планкой через другие отверстия, выполненные на осях их качения.
