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        氣動打火機(jī)夾持與點(diǎn)火裝置設(shè)計

        2014-11-22 02:10:42仇高賀劉丹武傳宇
        機(jī)械工程師 2014年1期

        仇高賀,劉丹,武傳宇

        (1.浙江理工大學(xué) 機(jī)械與自動控制學(xué)院,杭州 310018;2.溫州出入境檢驗檢疫局,浙江 溫州 325000)

        0 引言

        打火機(jī)是日常消費(fèi)品,使用面廣、消耗量大。據(jù)不完全統(tǒng)計,世界上每年的打火機(jī)需求量為150 億只,其中國內(nèi)需求量為50 億只,其他國家100 億只左右。打火機(jī)也是一種危險品,每年都要因打火機(jī)質(zhì)量問題造成安全事故報道,尤其是打火機(jī)在燃燒過程中造成人員燒傷更加普遍,因此世界各國先后出臺多項打火機(jī)持續(xù)和循環(huán)燃燒相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),包括ISO9994:2006+A1:2008、SN/T0761.1-2011、

        SN/T0761.2 -2011、ASTM F400:2010、ISO22702:2003 +A1:2008、加拿大打火機(jī)規(guī)則和中國打火機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),都要求每批型式試驗每個打火機(jī)都必須要完成持續(xù)燃燒和循環(huán)燃燒試驗,持續(xù)燃燒試驗的要求打火機(jī)具有承受2 min 連續(xù)燃燒的能力,同時保證試驗過程中不應(yīng)有燃燒危險情形的發(fā)生。循環(huán)燃燒試驗試驗要求打火機(jī)具有承受連續(xù)10 次。每次20 s。間隔為5 min 的循環(huán)燃燒的能力,并要求試驗過程中不會發(fā)生打火機(jī)燃燒危害使用者情況發(fā)生[1-3]。

        1 試驗測試對夾具要求

        圖1 打火機(jī)氣門不同開啟角度點(diǎn)火示意圖

        目前打火機(jī)種類日益繁多,打火機(jī)大小、形狀各異,開啟方式和角度差別很大,不同打火機(jī)開啟角度點(diǎn)火燃燒如圖1 所示。目前國內(nèi)打火機(jī)持續(xù)和循環(huán)燃燒試驗只能靠檢測人員人工點(diǎn)火完成,人工設(shè)置時間,并且要一個一個打火機(jī)完成,工作效率低,另外由于打火機(jī)持續(xù)燃燒試驗需要人工長時間握持燃燒高溫打火機(jī),高溫打火機(jī)經(jīng)常將測試人員手指燙傷,尤其測試一次性塑料打火機(jī),對測試人員存在很大的安全隱患,同時也存在人工計時、計數(shù)不準(zhǔn)確、容易疲勞疏忽的問題,檢測過程的分析也存在不科學(xué)、不精確。目前國內(nèi)現(xiàn)有的持續(xù)、循環(huán)燃燒測試裝置測試產(chǎn)品范圍小,只適合一次性垂直氣門下壓式點(diǎn)火打火機(jī),設(shè)備利用率不高,這就迫切需要研制一種能適應(yīng)不同開啟方向打火機(jī)持續(xù)、循環(huán)燃燒打火機(jī)夾持和點(diǎn)火裝置。

        2 打火機(jī)自動裝夾和點(diǎn)火裝置總體設(shè)計

        打火機(jī)夾緊與點(diǎn)火裝置總體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。首先將4 個打火機(jī)放入測試槽中,啟動加緊按鈕,夾緊推進(jìn)氣缸1 動作將夾緊靠墊3 沿著滑動導(dǎo)軌2 向里推進(jìn)使打火機(jī)牢固夾緊。調(diào)節(jié)角度旋轉(zhuǎn)盤5 到合適位置,帶有弧形槽的角度旋轉(zhuǎn)盤可以前后旋轉(zhuǎn)±60°,從而能滿足多數(shù)打火機(jī)氣門不同開啟角度點(diǎn)火需要,調(diào)節(jié)好后用螺栓將角度旋轉(zhuǎn)盤固定在固定基座4 上。啟動測試按鈕,氣門下壓氣缸6 推動氣門壓桿7 向下運(yùn)動,下壓打火機(jī)氣門使得打火機(jī)內(nèi)氣體溢出,點(diǎn)火裝置脈沖放電打火,同時觸發(fā)時間繼電器來確定打火機(jī)持續(xù)燃燒的時間,達(dá)到持續(xù)燃燒時間后,氣門下壓氣缸反向運(yùn)動,抬起打火機(jī)氣門停止一次持續(xù)燃燒測試,氣缸運(yùn)動回程觸發(fā)行程開關(guān)從而觸發(fā)計數(shù)器來控制循環(huán)測試次數(shù),使得該試驗裝置能自動計算打火機(jī)持續(xù)燃燒時間,自動計算循環(huán)次數(shù)。

        圖2 打火機(jī)夾緊與點(diǎn)火裝置總體結(jié)構(gòu)圖

        3 氣動系統(tǒng)設(shè)計

        實驗裝置氣動工作原理如圖3 所示。啟動打火機(jī)加緊啟動按鈕4,左右兩氣缸1 進(jìn)氣推動夾具推桿在導(dǎo)軌上向里運(yùn)動使得打火機(jī)樣品充分加緊。啟動打火機(jī)自動點(diǎn)火持續(xù)、循環(huán)燃燒測試啟動按鈕8,打火機(jī)氣門下壓推桿氣缸5 向下運(yùn)動推動打火機(jī)氣門,計時器設(shè)定打火機(jī)持續(xù)燃燒的時間,達(dá)到打火機(jī)持續(xù)燃燒時間后觸發(fā)換向電磁閥動作,氣體流動方向發(fā)生變換,打火機(jī)氣門推桿抬起,回程行程開關(guān)動作觸發(fā)計數(shù)器計算循環(huán)次數(shù),如果次數(shù)已經(jīng)滿足循環(huán)燃燒試驗最高次數(shù),計數(shù)器不再進(jìn)行計數(shù),試驗循環(huán)結(jié)束,觸發(fā)夾緊打火機(jī)換向電磁閥使得夾具松開打火機(jī)完成測試。

        4 電路系統(tǒng)設(shè)計

        圖3 打火機(jī)夾緊與點(diǎn)火裝置氣動原理圖

        電路系統(tǒng)需要實現(xiàn)打火機(jī)裝置自動點(diǎn)火,點(diǎn)火裝置放電時觸發(fā)計時器進(jìn)行計時,打火機(jī)氣門推桿抬起向上運(yùn)動到達(dá)原點(diǎn)位置,觸發(fā)計數(shù)器進(jìn)行計數(shù),當(dāng)循環(huán)次數(shù)到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定次數(shù)后自動停止測試,其電氣原理圖如圖4 所示。

        圖4 打火機(jī)夾緊與點(diǎn)火裝置電氣原理圖

        5 結(jié)論

        基于氣壓傳動的打火機(jī)持續(xù)、循環(huán)燃燒試驗裝置已在溫州檢驗檢疫局打火機(jī)實驗室投入使用,與人工點(diǎn)火計時對比有以下優(yōu)點(diǎn):(1)避免長時間人工手持高溫打火機(jī),防止測試人員燙傷,提高了試驗的安全性,確保試驗人員的人身安全。(2)自動進(jìn)行打火機(jī)夾持和自動點(diǎn)火計時,自動進(jìn)行循環(huán)燃燒次數(shù)計算,提高試驗精度,避免人工計時計數(shù)造成誤差。(3)同時可以進(jìn)行四個打火機(jī)試驗樣品測試,提高測試效率。

        [1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 25722-2010 打火機(jī) 安全與質(zhì)量[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

        [2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.SN/T 0761.1-2011 進(jìn)出口危險品打火機(jī)檢驗規(guī)程[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

        [3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.SN/T 0761.2-2011 進(jìn)出口危險品打火機(jī)兒童安全性試驗方法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

        [4]吳振順.氣壓傳動與控制[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1995.

        [5]陳秋一.精密氣動壓緊塊自動裝夾機(jī)構(gòu)設(shè)計[J].液壓與氣動,2010(12):21-22.

        [6]鄭洪生.氣壓傳動與控制[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.

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