便携式割灌机抛物试验装置及测试方法.doc

1、1便携式割灌机抛物试验装置及测试方法摘要：简述了便携式割灌机抛物试验的测试装置的组成、试验准备过程、测试过程、试验结果的评定以及试验结果分析，对便携式割灌机抛物试验作了深入浅出的介绍。 关键词：林业工具 便携式割灌机 抛物试验 1、概述 现今，便携式割灌机（以下简称割灌机）广泛使用于园林绿化、庭院维护、公路清理、森林防火、庄稼收获等方面，由于割灌机能更换刀片头，能轻易的变换成割草机（尼龙绳头） ，具有割草机的功能，方便人们使用和携带，同时割灌机采用内燃机为动力，彻底解决电动割草机使用时受电源使用距离的困扰。但是割灌机采用旋转式切割头，存在给人身安全带来潜在的危险，因此割灌机的安全防护需要高要求

2、。 早在 20 世纪 90 年代末，国际标准化组织（ISO）就开始着手研究以内燃机为动力的侧挂便携式割灌机和割草机的安全标准。目前，内燃式驱动的割灌机的专用安全标准为 ISO 11806：1997林业机械 便携式割灌机和割草机 安全要求，与我国的的国家标准 GB 19725-2005 标准相对应。 在 GB 19725-2005 专门针对割灌机产品的特殊安全检测要求中，抛物试验是比较有典型的安全试验项目。目的是考核割灌机防护系统的能否提供足够的安全防护，以及能否有效减低在作业过程意外切割到小石2子等小物件时对操作者及旁人造成伤害的可能性。抛物试验是将割灌机刚性固定安装在底座上方，通过喷射特定规

3、格的陶质材料三棱体来模拟割灌机在快速空载工作时可能甩出的异物，最后统计试验壁上的穿透孔和防护罩的完好性来进行符合性评定。 2、测试系统 抛物试验的测试装置有试验底座，抛射装置、试验壁和工具刚性固定支架等主要部分组成。具体装置见图 1 抛物测试装置。 2.1 试验装置底座 考虑到底座（见图 1 中 5）的下面能放置抛射装置，底座设计成一个平台，平台的上面是一块木工板，底板长度 2000mm，宽度 1400mm，形状是长方形，平板上面放置人工模拟草坪，草坪最大厚度为 15mm，纤维长度为 7mm。模拟草坪只需要放置在底板的上面，由于测试过程中可能有损坏草坪，如发现有损坏的草坪应及时更换。 2.2

4、抛射装置 抛射装置（见图 1 中 6，抛射装置加工图见图 3）抛射的试验块为陶质材料的三棱体，棱高 6.5mm0.8mm，质量为 0.43g0.02g（见图 2） 。抛射装置采用调节行程板来实现试验块的抛射高度，调节行程板的行程抛射试验块能达到 0-200mm（标准要求切割平面以上 20mm-30mm） 。设计套管的外直径与图 1 中 A 或 B 的内直径相吻合，能是套管无缝的套进图1 中的 A 或 B 孔，同时调节连杆的高度使套管的最上面切口与平台的上平面平面保持同一高度，目的为使试验块在抛射过程中不会有阻碍，顺利抛射。 32.3 试验壁 试验壁（见图 1 中 3）用木框架（高度 2000m

5、m，宽度 1400mm）和牛皮纸（单位面积质量 80g/cm2）组成。设计成框架的原因是在考虑试验过程中，试验块撞击牛皮纸会穿透，所以为使试验块能顺利通过，故采用框架结构。木框架的边缘采用类似报夹的方式，目的是牢固固定牛皮纸和便于更换牛皮纸。 2.4 工具固定支架 样机在测试时悬空的，内燃驱动工具在测试时晃动比较明显，但试验进行时必须对样品的位置进行定位，因此我们必须采用刚性固定的方式，同时测试的区域主要装置在前部，如在两边固定样机必定有连接件会影响测试区域，故采用通过和天花板刚性连接（见图 1 中 1） ） ，同时考虑到样机规格的多样性，但要求我们装置的对各种规格的割灌机都要有适用性，为此我

6、们找到割灌机的共性：即都是采用软轴传动，而软轴传动都是需要外面有一个刚性圆管，因此我们采用固定刚性圆管来固定样机。固定装置能实现对样机的高度进行微调，为此我们在固定装置的中间加入滑动套（见图 1 中 4） ，实现装置的高度微调，同时配备锁定螺栓，只要拧紧螺栓就能锁死。 3、测试准备 3.1 样机转速选定 试验前，安装好切割头和所有附件，预热引擎 5min，首先调整引擎在怠速转速在额定怠速转速的10%以内，然后控制油门在最大位置，等转速稳定后测量引擎转速，然后将此转速和额定功率转速的 1.33 倍比较，4取数值小者进行试验。 3.2 安装样机 按图 1 安装样机，保持切割刀片与平面平行，且高出草

7、坪表面30mm3mm。如切割头在刀片一下部分超过 30mm，则在切割头到模拟草坪间保持 1mm-5mm。样机与抛射口 A 或是 B 抛射出的试验块的距离保持在切割齿一半或是切割外轨迹内 13mm 处两者的小者。 3.3 抛射距离 根据图 1，顺旋转方向选择 B 口，逆时针 A 口，调整行程板的行程，使试验块的高度在切割平面以上 20mm-30mm 处。 4、测试过程 装置和样机安装到位后，启动引擎并使引擎预热 5min。试验开始前，试验场区退出所有人员。然后使引擎按设定的转速运行，逐个抛射试验块，分 5 组进行，每组发射 5 个试验块，在发射完一组实验块后，对实验台的底座进行清理，预防留在底座

8、的碎片因为撞击反弹对试验结果有影响，清理完毕继续试验，总共完成 5 组 25 个试验块。最后，检查防护罩的损坏情况并做记录。检查牛皮纸表面的破损处，然后用 5mm 的钢球并施加 3N 的力，能压入，能认定为穿透，并做记录。如果发生完 25 个试验块后试验壁穿透的孔超过 3 个，则需再进行试验，此时需要做 5 次（即抛射 125 个试验块） ，过程同第一次，每次需记录测试情况，每次结束后需要更换试验壁，已避免前次产生的孔影响试验结果。 5、试验结果的评定 测试结果的判定从两个方面进行判定： 51.试验壁 0.3m-2m 的区域内穿透孔是否超过 3 个 2.防护罩是否有损坏 如果试验壁 0.3m-

9、2m 的区域内穿透孔数不超过 3 个，且防护罩完好，试验成功。 如果试验壁 0.3m-2m 的区域内穿透孔数超过 3 个，则需要后续的 5次试验中，每一次试验壁 0.3m-2m 的区域内穿透孔数不超过 3 个，且防护罩完好，试验成功。 试验壁 0.3m-2m 的区域内穿透孔数超过 3 个，则后续的 5 次试验中，有一次试验壁 0.3m-2m 的区域内穿透孔数超过 3 个，则试验失败。 不管试验壁穿透孔数，只要防护罩损坏或破损，则试验失败。 如果试验失败，则需要厂家整改并进行重新试验。 通过多次试验结果数据的统计，发现图 4 中棕色和蓝色的区域是最多有穿透的区域。棕色的区域是通过草坪反射的方式达

10、到试验壁，蓝色的区域是应该通过防护罩上面的区域达到。切割头刀片有切口且切口是个斜面，尽管试验块是上升的趋势，但是由于撞击位置的不同，会照成试验块有上下趋势之分。试验顺利通过应该加长护罩下边缘（旋转方向进入侧）到切割平面的距离，此为减少试验块往下反弹的可能性，同时加大防护罩上平面旋转方向进入侧的面积，能有效减少试验块往上穿过的可能性。而对于防护罩的包围都只要满足标准要求侧边缘到轴中心线夹角达到 45 度，因为在抛物试验中试验装置的试验壁和轴中心线夹角为35.2 度，理论上没有从侧面飞出防护罩打到试验壁的可能性。 7、结束语 6抛物试验不同于电气试验和普通的结构检查，此类试验装置没有统一定式，不像传统的检测项目，必须对标准有深刻的理解和掌握，按照标准要求设计合适的试验装置，假以时日通过实际试验慢慢加以完善，是一项准备周期长，测试繁琐，技术含量高的测试。因此只有深刻理解标准，掌握标准隐含的技术要求，才能完成抛物试验装置和测试方法符合性要求的评定。