对特殊工具开启弹子锁进行机械分析

随着近年来科技的发展，较高水平的开锁技术也逐渐增多，而与此同时，犯罪分子的开锁手法也日益娴熟，为更好地了解各种锁具的工作原理以及被特殊工具开启后留下的痕迹，结合所学知识对弹子锁结构的开启原理进行简要阐述，并结合机械领域知识对钩状工具开锁后的痕迹进行简要分析。由于笔者能力有限，虽查阅了大量资料，但难免有疏漏之处，不足之处恳请各位读者批评指导。

1 弹子锁的结构及其工作原理

在我们生活中，各种锁具无处不见，而主要的锁具就是弹子锁。弹子锁又称为弹珠锁，他的结构主要由控制锁具完成开启功能的控制系统以及控制锁具实现闭锁功能的闭锁系统组成。其中，控制系统主要由锁芯、弹簧、钥匙、圆头弹子、平头弹子、锁舌拨动件组成。控制系统对于锁具的正常工作起到了至关重要的作用。而在日常弹子锁的使用中，很多领域都会用到弹子锁，例如门锁、车锁等都会用到弹子锁，所以说，弹子锁的安全性能对每个人的工作和生活来说至关重要，并且各种弹子锁的种类也很多，主要有一字槽锁、曲线槽锁、十字槽锁等，这些锁具对人们的生活安全起着重要作用。所以研究好锁具的工作原理，减少撬锁案件的发生，从而保证人们的财产安全对于每一个痕迹检验员来说至关重要。

一般弹子锁的使用原理都是在使用时将钥匙插入锁芯旋转，通过钥匙旋转产生的扭力带动内部控制系统，从而使弹子锁实现开关动作。所以说弹子锁中最重要的部位就是锁芯，锁芯的好坏直接决定了弹子锁的优劣，因此建议对锁头生产商的锁芯合格性能进行严格控制，以保证锁头的安全性和稳定性，而在弹子锁的锁芯表面上，通常沿径向分布着若干个小孔，这些小孔与锁体上的孔往往都是一一对应，依据机械领域相关知识，笔者认为锁中的弹子和小孔的工作原理与机械领域中孔轴配合类似，所以为了保证锁具的精度，在设计和生产过程中，必须保证弹子的公差等级处于较精密的等级，从而实现完美配合，并且设计时，弹子与孔的同心度误差不宜过大，以防年久之后影响锁具的工作性能，缩短锁具的寿命。

依据本人观点，特殊锁具中的弹子应该满足互换性能，要求既减少开销成本，又使锁具的安全性能最大化。除此之外，在这些锁芯中的孔中，需要装入上下两排圆柱销，学名称之为上弹子和下弹子，统称为弹子。一般情况下，为了完成弹子锁的开启和关闭，通常需要将锁体孔中的上弹子插入锁芯孔中，锁芯中的下弹子插入锁体孔中。

当人对钥匙施加外力使钥匙插入锁芯后，由于钥匙自身的齿距在生产设计时就会与弹子孔逐一对应，并且齿深也会与下弹子长度相对应，因而在弹子接触面正常的情况下，弹子正好与锁芯和锁体的接触面相重合，从而使锁芯自由旋转，通过旋转产生的扭力带动锁具的控制机构，实现锁具的开关动作。现如今，在我国锁具行业中，弹子结构已经是使用最广泛的锁具之一，这种锁具的安全性能和使用性能直接影响人们的生活安全，所以说提高弹子锁性能、了解弹子锁尤为重要。弹子锁种类很多，不同的弹子往往作用不同，也适应于不同的锁具。

不同弹子的模型如图1所示，这些弹子的外形不同，所以用途也不同。图1中从左到右分别为普通弹子（1）、蘑菇形弹子（2）、工字弹子（3）和异形弹子（4，5）。在生产生活中，要将不同弹子配合使用，以提升安全性能。

图1 不同弹子模型图

2 钩状工具开锁原理及痕迹特点

2.1 钩状工具开锁原理

钩状工具是用金属片或金属丝制成的金属钩子，并且附有一个加力杆。开锁时，由金属钩和加力杆配合使用，用金属钩将弹子逐个拨压至开启状态，从而实现钩状工具破锁。钩状工具的形态有很多种，包括拨钩、扫钩。根据钩状工具开锁手法的不同，一般可分为拨动、扫动、拨扫3种。常见的钩状工具及其加力杆如图2所示。

图2 钩状工具及附属加力杆

2.2 钩状工具开锁受力分析

在使用钩状工具对弹子锁开启时，弹子锁中的平头弹子会受到多个力的作用。结合力学相关知识，简要分析弹子锁内部弹簧的弹力、锁内各个部件的摩擦力、钩状工具与锁头的摩擦力以及钩状工具撬锁时候施加的外力。在对钩状工具打开的弹子锁进行机械分析时，应对机械受力等方面进行充分考虑。由于锁芯直径的不同，往往会造成钩状工具撬锁的支点不同，从而导致力的不同，最终影响痕迹。除此之外，新锁磨损较小，旧锁磨损较大在分析时应考虑其摩擦系数不同导致的摩擦力的不同。

文章来源：《工程力学》 网址: http://www.gclxzz.cn/qikandaodu/2021/0504/838.html