劉大衛(wèi)，孔英姿

（錦州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，遼寧 錦州 121000）

目前在墜落試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)中常用的脫開方式有兩種：一是通電控制電磁鐵吸附鐵制重物脫開方式，它受外界停電影響，容易發(fā)生停電墜落事故；二是采用液壓缸控制的快速脫開裝置，它需要有固定泵站，連接的高壓油管需要在起升范圍內(nèi)來回移動(dòng)，釋放脫開時(shí)還伴隨振動(dòng)，油管容易在接頭處產(chǎn)生泄露，也存在隱患。

本文研究的是一種機(jī)械式快速脫開裝置，使用時(shí)用手動(dòng)或電動(dòng)控制，通過驅(qū)動(dòng)輪、傳動(dòng)軸、齒輪操縱絲杠打開或鎖緊夾鉗，通過施加力將夾板釋放，模擬垂直墜落，不受外界停電影響，克服了斷電墜落和液壓泄露等問題。

1 結(jié)構(gòu)組成

如圖1～圖3所示，本脫開裝置有一個(gè)機(jī)架，在機(jī)架頂部設(shè)有吊環(huán)，在機(jī)架上通過軸承及壓蓋和安裝有上、下布置的傳動(dòng)軸、正反扣絲杠和絲母，在傳動(dòng)軸和絲杠兩端分別安裝相互嚙合的小齒輪和大齒輪，在傳動(dòng)軸的中間安裝驅(qū)動(dòng)輪，在機(jī)架下部通過支撐軸安裝有左、右布置的夾鉗，支撐軸位于夾鉗的底部，夾鉗上部中心在各自支撐軸的內(nèi)側(cè)，夾鉗上部對(duì)應(yīng)絲杠位置設(shè)有長(zhǎng)條形穿孔，絲杠經(jīng)由長(zhǎng)條孔穿過，絲母位于長(zhǎng)條形穿孔中部，且絲杠與絲母在長(zhǎng)條形穿孔的上下方向有微調(diào)空間，在絲杠上設(shè)置定位器，在夾鉗的鉗口上卡裝夾板，夾板頂部為方頭并卡在夾鉗的鉗口上。

2 工作原理

圖1 脫開裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 脫開裝置的A-A剖視圖

圖3 脫開裝置的軸側(cè)圖

絲杠左右兩側(cè)螺紋分別為正扣和反扣，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩夾鉗以各自底部的支撐軸為軸心，在絲母作用下，使兩側(cè)夾鉗反相運(yùn)動(dòng)，通過絲杠不同方向旋轉(zhuǎn)，兩夾鉗可實(shí)現(xiàn)打開或關(guān)閉，夾鉗的打開關(guān)閉幅度由定位器限定。當(dāng)絲杠螺紋升角λ≤4°30′，根據(jù)絲杠螺紋自鎖條件，可實(shí)現(xiàn)自鎖，保證起吊重物鎖緊時(shí)不會(huì)被自重將夾鉗撐開，造成意外滑脫事故，保證自鎖安全可靠，夾鉗和夾板需要用淬火的高強(qiáng)度鋼。

設(shè)計(jì)兩個(gè)支撐軸位置，保證夾鉗夾住夾板時(shí)，夾鉗上部中心在各自支撐軸的內(nèi)側(cè)一定距離，關(guān)閉時(shí)重物重力起關(guān)緊作用，夾鉗關(guān)閉時(shí)，夾鉗卡在夾板方頭的下沿，重物越重，夾緊力就越大，加之絲杠螺紋自鎖，不會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)開鎖現(xiàn)象，安全性好。夾板在左右方向已經(jīng)被夾鉗夾住，在前后方向通過設(shè)在夾鉗上的限位擋板將夾板限位固定。

如圖4所示，絲母位于長(zhǎng)條形穿孔的中部，絲杠從中間穿過，設(shè)計(jì)時(shí)夾鉗中的穿孔與絲杠與絲母上下方向留有一定的空余空間，夾鉗以支撐軸為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，避免絲杠及絲母與夾鉗產(chǎn)生卡頓，絲母和夾鉗在水平方向上沒有相對(duì)位移，絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲母的左右水平移動(dòng)使夾鉗開啟和關(guān)閉。

圖4 脫開裝置的傳動(dòng)原理圖

定位器隨絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)水平移動(dòng)，但在箱體上有一方殼為其限定水平移動(dòng)空間，達(dá)到極限位置時(shí)，定位器不能再往前移動(dòng)，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)不了，此時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)被卡住，達(dá)到限位作用。

如圖5所示，在驅(qū)動(dòng)輪上纏繞鋼絲繩，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，驅(qū)動(dòng)輪為鏈輪，鏈輪上裝有鏈條，用來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)控制，驅(qū)動(dòng)輪也可以采用皮帶輪。

圖5 驅(qū)動(dòng)輪或鏈輪結(jié)構(gòu)示意圖

3 試 驗(yàn)

試驗(yàn)時(shí)采用了施工升降機(jī)吊籠做試驗(yàn)載荷進(jìn)行墜落試驗(yàn)，將吊環(huán)和夾板分別連接提升吊籠和鋼絲繩中間，吊籠總質(zhì)量2.5t，起升高度10m，進(jìn)行1.5～2.5t不同載荷的快速脫開墜落試驗(yàn)，測(cè)試鎖緊脫開可靠性及不同情況的打開力。經(jīng)過近一年的上百次試驗(yàn)，無任何鎖緊打開故障，操作簡(jiǎn)單，安全可靠。

本脫開裝置申報(bào)了國(guó)家實(shí)用新型專利，具有成本低、安全可靠特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室垂直升降墜落試驗(yàn)，生產(chǎn)企業(yè)出廠前墜落試驗(yàn)，礦山井下升降設(shè)備安裝前和平時(shí)定期現(xiàn)場(chǎng)墜落試驗(yàn)，以及有些試件需要做重物垂直沖擊的試驗(yàn)。