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弯管式设备操作握持手柄结构设计

项目分类:通用五金配件 发布时间:2022-07-30 ID:690658
  • 弯管式设备操作握持手柄结构设计

  这类弯管式握持手柄,在工业设备、民用五金、通讯配套设施中都有广泛的应用场景,核心作用是为操作人员提供稳定的施力支点,完成设备舱门开合、部件抽拉、操作位借力等动作。从结构形态来看,该手柄采用一体化弯管成型思路,主体握持段做了平缓的圆弧过渡,没有突兀的棱角,一方面能避免操作人员握持时出现应力集中硌手的问题,另一方面圆弧过渡的管体在长期受力时,不会在弯折处产生结构应力集中点,提升构件的抗疲劳寿命。

  设计过程中首先要考虑握持的人机工程边界,握持段的管径需要匹配成年人手掌的握持尺度,过粗会导致握持发力困难,过细则会在施力时产生硌手感,同时握持段的有效长度需要满足四指并拢的握持宽度,保证操作人员在戴劳保手套操作时也能完全抓握,不会出现滑脱的情况。垂直向下的安装段做了阶梯轴结构设计,较细的端部是插入安装基体的定位段,轴肩位置是安装限位面,装配时可以直接抵靠在安装面板的表面,不需要额外调整插入深度,既能保证安装后手柄的突出高度一致,也能在承受侧向拉力时,通过轴肩分散受力,避免安装孔位置因为局部应力过大出现开裂。

  安装边界方面,该手柄采用单柱插入式安装,只需要在安装基体上加工对应直径的安装孔,配合紧固件或者过盈配合即可完成固定,相比双支点安装的手柄,对安装孔的位置度公差要求更低,在薄板类安装基体、曲面安装面上都能适配,不会出现两个安装孔不同心导致装配卡滞的问题。弯管的弯折角度经过反复校核,当手柄安装在垂直面板上时,握持段会自然向操作人员方向倾斜一定角度,手掌搭上去就能自然贴合管体轮廓,不需要刻意调整手腕角度,在频繁操作的场景下能有效降低手腕的疲劳度。

  从功能特性来看,管体结构的手柄相比实心铸件手柄,在保证结构强度的前提下能大幅降低自身重量,不会给安装基体带来额外的负重,同时空心管体的内部可以根据需求预留走线空间,在部分带电子触发功能的操作手柄场景中,可以将触发开关的引线从管体内部穿出,避免引线外露被剐蹭损坏。管体的外表面做了光滑过渡处理,没有拼接焊缝或者分型线,日常清洁时不会积存油污、灰尘,在食品加工设备、医疗配套设备这类对卫生要求较高的场景中也能适配。

  实际选型应用时,需要根据操作受力的大小匹配对应的管壁厚度,常规舱门开合场景下选用普通壁厚的管体即可满足受力需求,如果是重型设备的推拉操作位,则需要适当增加管壁厚度,同时在安装段的位置增加加强衬套,避免长期大载荷下安装段出现变形。手柄的突出安装面高度也需要做合理控制,突出过高会容易在通行过程中被剐蹭,突出过低则会导致握持时手指被安装面挤压,该结构的突出高度经过优化,既预留了足够的握持空间,也尽可能降低了外凸尺寸,减少意外磕碰的概率。

  在三维建模过程中,需要重点管控弯折处的圆角半径,圆角过小会导致弯管加工时出现管壁外侧拉薄、内侧起皱的问题,圆角过大则会增加手柄的整体占用空间,同时要保证安装段的轴线与握持段的轴线在同一平面内,避免安装后握持段出现歪斜,影响操作手感。安装段的阶梯轴位置需要做退刀结构处理,方便机加工时保证轴肩端面的平面度,让安装后限位面能完全贴合安装基体,避免出现松动间隙。

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