一种多功能液压破拆器的设计

　　0 引言

　　在交通事故中，经常会碰到因撞车而导致驾乘人员被卡在车内，且受伤无法得到及时救援。因此简单有效的救援工具显得非常有必要。液压破拆器是消防人员最主要也是最有效的救援工具之一。现有的破拆工具主要有剪切器、扩张器和撑顶器。扩张器用于扩张分离金属和非金属结构及障碍物，剪切器用于剪切金属和非金属构件及板材。液压撑顶器的作用是顶开汽车的各个部分。该类工具多采用汽油泵驱动，各自完成救援工作中的不同任务。每项工具重量约10 ～20 kg，另配有汽油泵约20 kg。目前的剪切器和撑顶器的体积质量均较大，液压缸外径至少80 mm 以上，液压缸最短长度约600 mm。汽车碰撞后，车身变形情况各不相同，有时会出现撑顶器放置困难的情况，需要安装特制的支座。撑顶器的活塞的行程较长，伸长后顶杆的弯曲稳定性受到很大影响。针对现有破拆工具的各种不足之处，本文设计一种液压多功能破拆器，通过更换接头，可实现剪切、撑顶和拉拔功能。

　　2 设计思路

　　考虑到破拆器均使用液压驱动，可以将撑顶、拉拔和剪切的动力部分共用，通过换装不同的组件来实现不同的功能。因此该破拆器的基本组成为: 液压泵、液压阀和阀门控制手柄、液压缸、活塞、撑顶组件、拉拔组件和剪切组件。作为工作部分，活塞的行程决定了液压缸的长度。而撑顶长度越长，活塞的行程越长，液压缸的长度越大。同时考虑到弯曲稳定性的影响，活塞杆和活塞缸的直径需要更大。这是导致了目前撑顶器的体积质量大，撑顶距离短的主要原因。为了减小液压缸的尺寸，必须缩短活塞的行程。在撑顶过程中，只有在撑顶杆末端接触到被撑顶物体后，活塞才施加高压。故实际上在活塞杆撑顶过程中大部分为空载行程，因此完全可以缩短活塞的行程。缩短活塞行程后，活塞缸的长度也随之减小，整体尺寸缩小。活塞缸长度缩短后，还可以方便剪切刀的安装。当作撑顶作用时，则通过安装螺杆和支座延长整体长度，保证较宽的撑顶范围。在撑顶器的一端采用铰支座连接，还能够实现不同角度的撑顶，更符合撑顶的实际需要。

　　在剪切过程中，关键是有效的利用液压力和增大力臂。目前的剪切器是在活塞收缩行程工作，液压力利用不足，且剪切刀安装在活塞杆一端，受允许空间约束，力臂较短，因此造成活塞直径过大。可以将剪切刀布置在活塞侧面，采用特殊的剪切刀设计，使在活塞伸张行程中完成剪切，这样力臂更长，液压力能充分利用。除此之外，在剪切器的刀背附加推块可以实现扩张功能，开孔可以实现拉拔功能。