氧气瓶—乙炔瓶专用一体扳手的创新设计

摘要：利用氧气、乙炔进行气割气焊是处理金属件连接的一种常用方法，广泛用于煤矿、化工、建筑结构、锅炉以及机器零件的制作和修理中。但在使用氧气乙炔时，松紧气瓶开关阀门、装拆风带和氧气表、乙炔表时均需用扳手进行操作，此时需要使用多种不同型号的扳手，使用携带不方便，工效低。设计一种氧气瓶、乙炔瓶专用一体型多功能扳手，集气割、气焊所用扳手于一体，可有效解决现有的操作氧气瓶乙炔瓶时存在的一些弊端。

关键词：氧气乙炔；多功能；设计；实用

1.技术背景

焊接是处理金属件连接的一种方法，是指利用可燃气体与助燃气体混合燃烧的火焰在两个金属件连接处进行加热熔化或加压，达到对金属进行焊接和切割的目的。广泛用于煤矿、化工、建筑结构、船舶、车辆、飞机、桥梨、锅炉以及其它金属结构、机器零件的制作和修理中。由于常用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气等，常用的助燃气体为氧气，因此氧—乙炔切割是焊接结构制造中应用最广泛的下料方法之一，它设备简单、成本低、生产率高、易于实现机械化与自动化、切割质量好，不受工件的形状与尺寸的限制。并且随着社会的进一步发展，工业化程度进一步提高，使得气割的生产率与质量获得了飞跃的进步，也使气割方法得到更广泛的的应用。

但在使用氧气—乙炔切割时，需用扳手松紧气瓶的开关阀门、装拆风带和氧气表、乙炔表、连接安装割炬等，此时需要使用多种不同型号的扳手，使用携带不方便，造成工作效率低。

2.设计目的

克服频繁操作氧气瓶和乙炔气瓶松紧多种螺栓螺母的流动工作时需要携带多种扳手，存在重量大、工效低、使用不方便等不足之处。 因此，有必要设计一种在使用氧气—乙炔时能方便、快捷、准确装卸氧气、乙炔表、割炬及阀门开关等的一体型多功能扳手，以达到省时省力的目的。

3.设计思路

为了解决现有的操作氧气瓶、乙炔瓶时存在的问题，创新设计了一种氧气瓶、乙炔瓶专用一体型多功能扳手。该一体型多功能扳手可集呆扳手、梅花扳手、套筒扳手、内四方扳手等于一体，作为一件工具来同时完成对氧气表、乙炔表的拆卸，松紧割炬上的连接螺母，松紧割炬嘴的外壳，松紧割炬嘴里的芯子和开关乙炔瓶和氧气瓶的阀门。

4.设计内容

一种新型操作氧气瓶、乙炔瓶的专用一体型多功能扳手。该扳手是一种形为两端圆头、中间窄条把手的扳手，其上有装拆氧气表、风带接头、松紧氧气瓶阀门等七种不同型号的开口，有五个松紧氧气瓶开关的齿状孔和一个垂直焊接在扳手体上用于开关乙炔气瓶、装拆乙炔表的四方套管。

4.1该一体多功能扳手，包括扳手体，氧气表、氧气带和乙炔带活节装卸口，氧气瓶开关口，乙炔瓶开关套筒扳手（如图1所示）。

图1 氧气瓶、乙炔瓶专用一体型多功能扳手示意图

图中，1-氧气表安装口，2、3、4-U型小凹口，5-内四方套管板，6、7、8、9、10-齿状孔洞，11、12、13- U型开口扳，安装风带和割枪开口，14-扳手体。

4.2在扳手体（14）右端有向外开口、与氧气表螺帽外形相匹配用于拆装氧气表的氧气表安装口（1）；氧气表安装口的左边是一个凸起的内四方套管扳（5）（垂直焊接在扳手体上），用于开关乙炔气瓶、装拆乙炔表。

4.3氧气表安装口上下共有三个不同型号用于松紧氧气瓶开关和紧固割枪螺栓的U型小凹口（2）（3）（4），内四方套管扳的左边为五个不同大小的松紧氧气瓶和乙炔瓶开关的齿状孔洞（6）（7）（8）（9）（10）。三个U型小凹口的的开口尺寸分别为10mm，9mm，8mm，五个齿状孔洞的内径尺寸尺寸分别为10mm、9mm、8mm、7mm、6mm。设置这样尺寸的原因和用途是由于氧气瓶、乙炔瓶经过长时间的使用后，会出现部分阀门手轮缺失，职工在使用过程中只能用扳手进行开关，阀门经多次使用后阀芯轴端出现不同程度的磨损，以至于阀芯轴端由四方形变为圆柱状，将几个U型小凹口和齿状孔洞的尺寸设计相差仅1mm，可实现对滑扣损坏不规则的阀门阀芯轴进行操作。

4.4在扳手体（14）左端圆头设置有三个不同尺寸的U型开口扳（11）（12）（13），用于拆装氧气带、乙炔带接头，以及安装紧固割枪，这三个U型开口扳的开口尺寸相差1mm，作用是当风带和割枪的接头出现磨损时，可以选择不同开口板顺利进行开关。

5.创新点

5.1氧气瓶-乙炔瓶专用一体型多功能扳手设计合理，在一个扳手体上带有多种能操作所有氧气瓶和乙炔气瓶上螺栓螺母的开口和孔洞，集气割、气焊所用扳手于一体，功能齐全，有效解决了现有的操作氮气瓶乙炔瓶方法存在的使用携带不方便、不适应实际生产要求的问题。电气焊操作维修时，只需携带一件上述扳手即可。

5.2通过计算力矩和受力情况，将该一体型多功能扳手的各开口或套孔均设计布置在扳手体的中心线上，保证了使用时旋转方向在扳手体上的受力均匀，避免出现过力现象，防止扳手损坏。

5.3该一体型多功能扳手具有结构简单、小巧玲珑、一具多用等特点，重量轻，携带方便，使用时选择快捷，工作效率高。

6.结语

该氧气瓶-乙炔瓶专用一体型多功能扳手设计方案独特、新颖，技术先进，结构简单，集气割、气焊所用多种型号扳手于一体，给工作带来了方便。气焊时只需携带一件该扳手，即可解决氧气瓶和乙炔瓶在各道工序使用中的所有问题，使用效果良好，同时也节约了成本，目前在成庄矿已广泛推广使用，在同类行业有很大的推广价值。

参考文献：

[1]潘英.通用机械设计.徐州：中国矿业大学出版社，2003.6

[2]濮良贵.机械设计.高等教育出版社出版，2001.6.

作者简介：

牛小燕（1974.9-），女，机械工程师，2004年毕业于太原理工大学，现在山西省晋煤集团通信分公司从事机务工作。