電子槍在運輸過程中的破損特性

電子槍在運輸過程中的破損特性

摘要：電子槍是一種不規(guī)則、易破損、多材質(zhì)的電子產(chǎn)品，在流通的過程中由于受到?jīng)_擊、振動等作用易發(fā)生破損。本文通過機械沖擊和振動實驗，研究分析電子槍的破損特性，為電子槍的緩沖包裝設(shè)計提供了基本數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：電子槍，跌落沖擊，振動，破損

1、引言

物流的重要環(huán)節(jié)是運輸，在運輸過程中商品不僅發(fā)生空間位移，同時還要保證商品的使用價值。沖擊和振動是包裝件在流通過程中經(jīng)常受到的兩種主要的力學類環(huán)境，對包裝件造成的破損危害較大，為了減少包裝件在運輸過程中的破損率，就包裝產(chǎn)品本身來說，在沖擊和振動作用下研究其破損模式有利于緩沖包裝的設(shè)計。

近年來由于工業(yè)化程度的提高，技術(shù)手段不斷更新，各種產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復雜且更加精密，一個完整的獨立系統(tǒng)，往往由數(shù)千個零部件以及數(shù)萬電子元器件所組成。如果系統(tǒng)在運行中，由于外部環(huán)境改變而造成損壞或電子元器件連接處的脫落，輕則導致系統(tǒng)部分功能的喪失，重則造成整個系統(tǒng)功能的癱瘓，將造成不可預期的嚴重后果[1]。所以出廠前必須進行運輸模擬實驗，以防產(chǎn)品在運輸過程中遭受外力作用而破損。

目前我國由于包裝不善等原因造成商品經(jīng)濟損失的價值每年仍有140億元之巨。其中因運輸包裝不當發(fā)生在運輸過程的損失占80%左右[2]。由于我國的路面狀況較差、鐵路接縫不夠緊密、發(fā)動機振動較大、車輛避振性能較差、船舶機械性能不夠，包裝件在流通過程中受到的沖擊和振動能量較大，其發(fā)生損壞的潛在危險性較高[3]。電子產(chǎn)品屬于精密的工業(yè)產(chǎn)品，怕碰撞和擠壓等外力的威脅。包裝本身要能抵抗外力，防止包裝物或產(chǎn)品的變形；還能有效抑制運輸、搬運過程中的振動和摩擦。防震包裝的目的是運輸、裝卸過程中，當存在振動、沖擊等外力作用時，保護被包裝產(chǎn)品的性能和形態(tài)。所以在包裝動力學中，緩沖減振抗沖擊包裝設(shè)計很受關(guān)注。

本文主要以電子槍（圖1）為例。電子槍是一種不規(guī)則、易破損、多材質(zhì)的電子產(chǎn)品，其外形呈細長多段管型結(jié)構(gòu)，但形狀不規(guī)則、結(jié)構(gòu)復雜，部件由多種材料（不銹鋼、玻璃、鎳等）制造，金屬薄片采用點焊連接。其基本結(jié)構(gòu)按其結(jié)構(gòu)特征劃分為4段（圖2），第1段排氣管，第2段管腳，第3段固定玻桿、會聚帽，第4段焊接于會聚帽上的4個彈簧片。

由于電子槍中的金屬薄片點焊連接結(jié)構(gòu)在運輸物流過程中受到車輛、路面的沖擊、振動作用容易損壞[4-5]。所以模擬電子槍在運輸過程中所受的外力（主要是外部沖擊作用和振動作用）來分析電子槍的破損特性，為其運輸及包裝提供理論依據(jù)是很有必要的。

2、電子槍破損特性的研究

2.1 電子槍沖擊破損特性的研究

在產(chǎn)品運輸過程中，機械沖擊現(xiàn)象是可能經(jīng)常發(fā)生的。按照力學概念，所謂沖擊是指機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在受到瞬態(tài)外部激勵時其力、位移、速度或加速度發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象。實踐證明，機械沖擊現(xiàn)象是造成包裝內(nèi)裝物即產(chǎn)品受損的一個重要因素。在商品裝卸作業(yè)和運輸操作過程中，機械沖擊現(xiàn)象最有可能發(fā)生。

（1）實驗原理：跌落實驗的實驗原理是按預定的狀態(tài)將實驗樣品用夾具固定在實驗臺上，用預定的沖擊脈沖波形對實驗樣品進行實驗強度逐漸增強的沖擊實驗，直至產(chǎn)品破損。實驗樣品做的是自由落體運動，這樣來模擬運輸包裝件的跌落情況。進行跌落實驗時，提起實驗品至預定高度，然后突然釋放，使其按預定的高度自由落下，與沖擊臺面形成沖擊。根據(jù)實驗的要求，完成了一系列的跌落后，檢查實驗樣品的完好程度。本次實驗的測試系統(tǒng)由跌落實驗機和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成。

（2）實驗方案

電子槍的固定方式：

a.底部支撐，電子槍水平放置，夾持在左部。

b.底部支撐，電子槍水平放置，夾持在中部

c.底部支撐，電子槍水平放置，夾持在右部

傳感器固定方式：3個傳感器分別固定于玻桿左、中、右位置。1個固定于沖擊臺面。同時檢測4路信號。

跌落高度：從30cm起跌落，跌落一次臺面升高5cm直到電子槍破損（每次時間間隔較長，不屬于連續(xù)跌落沖擊情況）。

沖擊持續(xù)時間：2～4ms

2.2電子槍振動破損特性的研究

（1）實驗原理：采用變頻實驗對電子槍進行振動實驗，評定產(chǎn)品在變頻振動或共振情況下的強度。實驗時將產(chǎn)品固定在振動臺上，讓振動臺在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，以一定的掃頻速率進行掃頻振動。本次實驗所采用的振動系統(tǒng)由電動振動系統(tǒng)、振動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)自動采集與處理系統(tǒng)組成。

（2）實驗方案：振動實驗方案與沖擊實驗方案相同。

3、小結(jié)

本文實驗方案中電子槍的夾持方式只列舉了3種，在實驗過程中，還研究了電子槍底部懸空夾持、沖擊作用時間加長等不同因素對其的破損影響。

觀察實驗結(jié)果：電子槍破損不僅和夾持方式、沖擊作用時間有關(guān)，還與電子槍本身結(jié)構(gòu)有關(guān)。

（1）在沖擊實驗中，電子槍破損的部位多集中在排氣管、黑瓷片、白瓷片處。破損形式主要包括：排氣管下沉或上翹、白瓷片中部斷裂、黑色瓷片斷裂、瓷片角部破裂掉落、玻桿小凸臺破裂。

（2）在振動實驗中，電子槍無破損情況。

（3）電子槍的運輸包裝應著重考慮破損部位的防護。

本文通過實驗研究電子槍的跌落沖擊與振動破損特性，為電子槍運輸防護包裝設(shè)計提供理論依據(jù)。

參考文獻

[1] 于君，王洋，焦新泉，秦麗.基于沖擊振動信號的響應譜分析研究[J].包裝工程.2008.29（9）：1-3

[2] 李沛生.我國商品運輸包裝及技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].物流技術(shù)與應用.2005.2：92-95

[3] 評介.我國運輸包裝狀況不容樂觀[J].中國包裝工業(yè).2008.3：49

[4] Veprik A M. Vibration protection of critical components of electronic equipment in harsh environmental conditions [J].Journal of Sound and Vibration.2003.259（1）：161–175

[5] 許文才，向明.連續(xù)沖擊載荷對包裝產(chǎn)品的影響[J].振動與沖擊.2001.20 （3）：26-28

【電子槍在運輸過程中的破損特性】相關(guān)文章：

飛機重要鉚接角材的破損安全特性分析05-03

黑液水煤漿燃燒過程中氟排放特性04-27

天然氣輸配過程中的余能回收04-28

失水-吸水過程中微鞘藻光合活性的特性05-02

微好氧顆粒污泥形成過程中的理化特性04-27

捷聯(lián)慣導系統(tǒng)在運動基座上的建模及誤差傳播特性研究04-29

氣液混輸管線氣相流量瞬態(tài)變化特性實驗研究05-02

建筑物對稱性對大氣輸移特性影響的模擬研究05-03

紅萍發(fā)酵過程中一些營養(yǎng)及理化特性的變化04-30

燃氣輸配輸配試卷A04-30