王曉格 彭蘇捷 陳航鋒 汪厚軍 葉念婷

（浙江方圓檢測集團(tuán)股份有限公司，浙江杭州 310018）

依據(jù)輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 4902-2016《金屬垃圾箱》和城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 280-2020《塑料垃圾桶通用技術(shù)條件》，垃圾桶結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能是衡量垃圾桶性能的重要指標(biāo)之一。目前國內(nèi)很多塑料垃圾桶傳統(tǒng)檢測設(shè)備只能單獨(dú)進(jìn)行一至兩項測試[1-4]，如高空跌落試驗檢測裝置、垃圾桶墜落試驗檢測裝置等，只能測試跌落試驗和墜落試驗，無法利用獨(dú)立設(shè)備對垃圾桶的機(jī)械性能進(jìn)行全面檢測，設(shè)備存在單一性和不適用性的問題。因此，為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測設(shè)備試驗精度低、自動化程度低、試驗檢測型號單一等缺陷，有必要研制一套塑料垃圾桶機(jī)械性能多功能測試裝置，能夠同時進(jìn)行重錘沖擊、跌落、臺階下落和吊掛部位可靠性試驗，做到一機(jī)多用。本文從總體結(jié)構(gòu)、主機(jī)多功能試驗室、跌落試驗系統(tǒng)、吊掛部位可靠性試驗系統(tǒng)等方面，對塑料垃圾桶機(jī)械性能多功能檢測裝置進(jìn)行了介紹。希望能達(dá)到通過對裝置結(jié)構(gòu)和功能的集成化設(shè)計，解決傳統(tǒng)測量裝置適用性不足、操作設(shè)備單一等問題，減少測量設(shè)備的數(shù)量和人工勞動力消耗，提高測量安全系數(shù)，減小測量設(shè)備體積，使用更加簡單快捷，大大提高測試效率的效果。

1 總體結(jié)構(gòu)

塑料垃圾桶機(jī)械性能多功能測試裝置的總體結(jié)構(gòu)包含三個部分，分別為主機(jī)多功能試驗室（包含重錘試驗系統(tǒng)、臺階下落試驗系統(tǒng)和滾輪承載能力試驗系統(tǒng)）、跌落試驗系統(tǒng)、吊掛部位可靠性試驗系統(tǒng)。裝置結(jié)構(gòu)原理如圖1 所示。

圖1 塑料垃圾桶機(jī)械性能多功能檢測裝置總體結(jié)構(gòu)

裝置整體采用人性化設(shè)計，使用加強(qiáng)型剛性連接外框，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且清晰簡單，便于試樣安裝。整套系統(tǒng)運(yùn)用工業(yè)自動化控制結(jié)構(gòu)、自動高度精度循環(huán)控制單元及上位機(jī)工業(yè)觸摸電腦相結(jié)合的控制方式。通過精準(zhǔn)的伺服閉環(huán)試樣控制單元，可確保對樣品不同角度的試驗要求，試驗次數(shù)及試驗時間能夠自由設(shè)定，并根據(jù)用戶需求對試驗結(jié)果進(jìn)行分析處理。

2 主機(jī)多功能試驗室

主機(jī)多功能試驗室可進(jìn)行重錘沖擊試驗、滾輪承載能力試驗和塑料垃圾桶穩(wěn)定性試驗等相關(guān)測試。重錘沖擊試驗是考核塑料垃圾桶在面對瞬間重質(zhì)量的垃圾沖擊時抵抗沖擊的能力[5]。測試裝置依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，配備不同質(zhì)量的鋼制圓柱體錘頭，在測試樣品時，通過十字滑臺調(diào)整錘頭位置，提錘電機(jī)運(yùn)行并沖擊標(biāo)準(zhǔn)要求的沖擊點(diǎn)。樣品放置位置如圖2 所示。

圖2 重錘沖擊試驗系統(tǒng)裝置圖

樣品倉底部設(shè)計為鋼板，內(nèi)部設(shè)計為樣品沖擊部位在沖擊過程中具有自由變形的空間，并配備帶窗安全門，防止樣品在沖擊過程中碎裂誤傷試驗員。同時，樣品試驗倉也被設(shè)計為整套測試裝置的主機(jī)多功能試驗室，通過選擇對應(yīng)試驗參數(shù)，可進(jìn)行塑料垃圾桶滾輪承載能力試驗，考察垃圾桶在承載五分鐘后滾輪及其試樣主體部分連接裝置的變形損壞情況。

3 跌落試驗系統(tǒng)

如圖3 所示，為測試裝置的跌落試驗系統(tǒng)。測試裝置根據(jù)垃圾桶容積分類對跌落高度的要求差異，設(shè)置跌落試驗架最大高度為三米，可階梯式上升，滿足10 L、60 L、120 L 和240 L塑料垃圾桶的跌落試驗。通過樣品控制臺安裝樣品，進(jìn)行跌落試驗參數(shù)設(shè)置，試驗過程中裝置能夠?qū)崟r采集并顯示跌落高度、重復(fù)性試驗次數(shù)和負(fù)載重量等參數(shù)。得益于跌落試驗架的階梯式設(shè)計，無需增加設(shè)備數(shù)量，即可繼續(xù)進(jìn)行660 L 和1100 L塑料垃圾桶的臺階下落試驗，且因該試驗重復(fù)次數(shù)多，通過集成化模塊控制設(shè)備操作，提高了測量安全系數(shù)的同時，減少人工勞動力消耗，減小測量設(shè)備體積，提高測量效率。

圖3 跌落試驗系統(tǒng)裝置圖

4 吊掛部位可靠性試驗系統(tǒng)

吊掛部位可靠性試驗系統(tǒng)可依據(jù)用戶對塑料垃圾桶關(guān)于動載試驗和靜載試驗檢測要求，裝配相應(yīng)額定載荷，對不同型號的試樣進(jìn)行測試。如圖4、圖5 所示，為吊掛部位可靠性試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖和伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4 吊掛部位可靠性試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

進(jìn)行動載試驗時，通過伺服電機(jī)的驅(qū)動結(jié)構(gòu)對雙試樣同時檢測，轉(zhuǎn)動軸通過鏈條機(jī)構(gòu)相連接，因此從動軸方向與電機(jī)轉(zhuǎn)動方向相同，當(dāng)轉(zhuǎn)動至塑料垃圾桶A 處于豎直狀態(tài)時，塑料垃圾桶B 轉(zhuǎn)動至傾斜位置，其內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量模擬料滑落入垃圾桶A 中，之后伺服電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸反向轉(zhuǎn)動，使垃圾桶A 中的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量模擬料滑落回垃圾桶B 中，如此反復(fù)傾倒實現(xiàn)了兩個塑料垃圾桶同時進(jìn)行吊掛部位的動載試驗，提高了測試效率，同時通過精準(zhǔn)控制及參數(shù)采集處理實現(xiàn)檢測和研究的雙層目的，有效地模擬了塑料垃圾桶吊掛部位在實際情況下的傾倒?fàn)顟B(tài)，為塑料垃圾桶機(jī)械性能的評價提供了有效數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

本文所研制的塑料垃圾桶機(jī)械性能多功能測試裝置，適用于不同型號的室外塑料垃圾桶，測試可靠性高、測量穩(wěn)定性好，能夠同時進(jìn)行重錘沖擊、跌落、臺階下落和吊掛部位可靠性試驗，做到一機(jī)多用。通過對裝置結(jié)構(gòu)和功能的集成化設(shè)計，解決了傳統(tǒng)測量裝置適用性不足、操作設(shè)備單一等問題，減少了測量設(shè)備的數(shù)量和人工勞動力消耗，提高測量安全系數(shù)，減小測量設(shè)備體積，控制方便，可靠性高，使用更加簡單快捷，大大提高測試效率。