杠杆式铝支撑辅助紧固装置的制作方法

本发明涉及建筑工具领域，尤其涉及一种杠杆式铝支撑辅助紧固装置。

背景技术：

目前，铝模板安装时，常用独立铝支撑支承楼面模板，用以承担混凝土浇筑时传递的荷载，加固楼面模板，防止混凝土浇筑和凝固前楼面产生较大变形。因此，铝支撑需要有足够的承载力和稳定性。铝支撑是通过设在底部的调节螺母实现支撑紧固的。在架立铝支撑时，可手动转动调节螺母，实现支撑的预紧。然而由于缺少专用工具，在后期楼面模板调平时，徒手已无法转动调节螺母，安装工人常见做法是用锤子敲打调节螺母上的三个边耳，利用冲击荷载，强行使螺母转动。这种方法存在以下问题：(1)螺母边耳易断：由于调节螺母多为铸造而成，其刚度较差，在锤子的冲击下边耳部位易断裂，该支撑再利用时需返修；(2)铝支撑易倾斜：在用锤子敲击铝支撑调节螺母时，在横向荷载作用下，支撑易倾斜，倾斜后，支撑的稳定性和承载力会急剧下降，必须避免此现象发生；(3)楼面模板调平困难：楼面模板调节为毫米级，工人不好掌握敲打力度，楼面模板调平存在一定的难度。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种杠杆式铝支撑辅助紧固装置，以解决现有技术中存在的调节难度大的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种杠杆式铝支撑辅助紧固装置，包括主动臂、底脚、被动臂、二力杆和卡钳；所述二力杆的一端活动连接卡钳，另一端活动连接被动臂；所述被动臂上固定有主动臂；所述卡钳上设置有推拉杆；所述推拉杆用于卡钳开口的关闭或打开；所述卡钳用于安装在套管上。

进一步的，所述被动臂的尾端固定有底脚；所述主动臂固定在底脚和被动臂上。

进一步的，所述底脚的外侧壁和主动臂之间还固定有加筋肋。

进一步的，所述卡钳、被动臂与二力杆均通过销钉连接。

进一步的，所述推拉杆上设置有推拉块和限位块。

进一步的，所述卡钳的两侧设置有固定孔；所述推拉杆穿过固定孔。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本发明通过主动臂、被动臂、二力杆的设置，通过上述上个结构组成一个杠杆，利用杠杆原理和卡钳解决了铝支撑调节难度大的问题；同时，解决了螺母边耳易断、支撑易倾斜和调平困难的问题；本发明，能够实现力的放大，实现单手轻松提升支撑的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明结构的右视图；

图3为本发明卡钳闭合时的结构示意图；

图4为卡钳打开时的结构示意图；

图5为本发明结构的模型简化图；

图6为主动臂受力分析图；

图7为二力杆受力分析图；

图8为卡钳受力分析图；

图9为卡钳水平夹角与夹紧力放大系数关系曲线图。

附图标记：1-主动臂；2-底脚；3-被动臂；4-二力杆；5-卡钳；6-推拉杆；7-套管；8-调节螺母；9-可调丝杠；10-推拉块；11-限位块；12-销钉；13-加筋肋。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，一种杠杆式铝支撑辅助紧固装置，包括主动臂1、底脚2、被动臂3、二力杆4、卡钳5、推拉杆6、推拉块10、限位块11和销钉12；二力杆4的一端通过销钉12连接被动臂3，另一端通过销钉12连接卡钳5，卡钳5上设置有推拉杆6，推拉杆6用于打开或关闭卡钳5，推拉杆6上设置有推拉块10和限位块11，推拉块10可以方便工人推动推拉杆6，限位块11起到防推拉杆6滑脱的作用。被动臂3上焊接有主动臂1，主动臂1通过底脚2焊接在被动臂3上，底脚2的外侧壁和主动臂1之间还固定有加筋肋13。

主动臂1为钢管，被动臂3为u型钢，底脚2为等边角钢，将这三个结构焊接成整体。为了防止主动臂1焊接部位因弯矩过大而弯曲，在该处焊接加筋肋。二力杆4为钢管，卡钳5主要由方管焊接而成，卡钳5的两侧设置有固定孔；推拉杆6穿过固定孔，卡钳5主要部位由方管焊接成c型。推拉杆6穿过方管，通过单手拔动推拉杆6，实现卡钳5开闭的目的。

工作方法：左手扶卡钳5，右手提起主动臂1，放在可调丝杠9与主动臂1距离6cm～15cm处；左手向左推，将卡钳5靠在支撑套管7上，将推拉杆6向里推，闭合卡钳5；右手握住主动臂1末端并向下压，同时，随着支撑的上提，左手旋转调节螺母8始终与套管接触；模板平面调平到合适位置，右手释放压力；左手拉回推拉杆6，卡钳5开口，并向右推卡钳5离开套管7，结束。

在主动臂1到被动臂3的部分，利用长度效应原理，实现力的放大，轻松提升支撑；利用角度效应原理，通过卡钳5夹紧套管，使卡钳5不会发生滑移。

(1)结构受力计算

模型简化，将发明模型简化为如图5所示，对该紧固装置进行模型简化。其中，杆ac长l1，为主动臂，杆ab长l1，为被动臂；杆bd长l3，为二力杆；de段为卡钳。

(2)主动臂bac受力计算

取主动臂bac段进行受力分析，ac段为主动臂，ab段为被动臂，受力如图6所示：

由∑ma＝0fbl1-fl2＝0

解得：

(3)二力杆bd受力计算

取二力杆bd段进行受力分析，受力如图7所示：

由∑fy＝0f′b-fd＝0

解得：

(4)卡钳egd受力计算

取卡钳egd进行受力分析，eg段为卡口部位，dg段为卡钳连接杆，受力如图8所示：

由∑fx＝0fe＝fg

∑mg＝0f′dl4+ffed-fedsinβ＝0

另外：ffe＝ffeffg＝ffg

解得：

由将式(2)代入上式，得：

ffe＝ffg＝ffe＝ffg＝ηf(6)

式中，为力的放大系数。

当该装置结构尺寸确定时，卡钳夹紧套管的夹紧力大小仅与卡钳和水平面的夹角β有关。令表示夹紧力放大系数，查表得钢-铝摩擦系数f＝0.17，则由图1知，角0°≤β＜90^°，夹紧力放大系数关系曲线如图9下：

由图5知，0°≤β＜90°范围内，γ在β＝10°时存在极大值为274.1。因此，在制造该紧固装置时，可通过设置卡钳开口大小，当卡钳与套管夹紧时，卡钳与水平的夹角为β＝10°，获得最大的夹紧力。

根据式(6)计算某一条件下，该结构能撬起的最大重量。

(1)设置初始参数

钢-铝摩擦系数：f＝0.17

人手臂力量：f＝15kg＝15×9.8＝147n

被动臂长度：l1＝60mm

主动臂水平投影长度：l2＝1000mm

卡钳连接臂长度：l3＝100mm

卡钳水平夹角：β＝10°

支撑套管外径：d＝65mm

(2)最大撬起量计算

将上述参数代入式(6)，得：

则卡钳与套管的最大摩擦力为n＝2ffe＝2×1053.85＝2107.7kn，远远超出实际需要的荷载。

初始荷载经主动臂与被动臂的放大到倍。即本案例的荷载放大后变为n放大＝nf＝16.67×0.147＝2.45kn，后期可通过增加主动臂长度的方式提高荷载放大倍数。

本发明解决了螺母边耳易断、支撑易倾斜和调平困难的问题。另外，本发明利用杠杆原理，能够实现力的放大，实现单手轻松提升支撑的目的。本发明可以在比较省力的情况下紧固支撑，又不会对支撑造成损伤。另外，该专利具有结构简单、操作方便、占地空间小的特点，便于应用推广。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。