【中星裝備分享】什么是手提袋疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)

詳細(xì)解析一下手提袋疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)。

這是一種專門用于模擬和測試手提袋、手提繩、包裝提手等在重復(fù)承重、提拉使用下的耐用性和壽命的專用設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于包裝、紡織、零售和質(zhì)檢行業(yè)，是評估產(chǎn)品包裝可靠性的關(guān)鍵工具。

一、 設(shè)備的核心目的與測試意義

手提袋在使用過程中，最核心的失效模式是：

1.提手或繩索從袋體上撕裂、脫落。

2.提手或繩索本身因反復(fù)彎折、拉伸而斷裂。

3.袋體的承重部位（如打孔處、縫合處、粘合處）發(fā)生破損。

手提袋疲勞試驗(yàn)機(jī)的根本目的就是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，通過模擬長時(shí)間、高頻率的提拉動(dòng)作，加速這一疲勞過程，從而在短時(shí)間內(nèi)：

·量化壽命： 測定手提袋在特定負(fù)載下，能承受多少次提拉循環(huán)而不損壞。

·評估質(zhì)量： 比較不同材質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)、不同生產(chǎn)工藝的手提袋的質(zhì)量優(yōu)劣。

·發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷： 找出提手連接處、袋體等部位的薄弱環(huán)節(jié)，為產(chǎn)品改進(jìn)提供依據(jù)。

·滿足標(biāo)準(zhǔn)： 確保產(chǎn)品符合國家、行業(yè)或企業(yè)內(nèi)部的質(zhì)量規(guī)范。

二、 核心工作原理與系統(tǒng)構(gòu)成

該設(shè)備的核心是模擬人手提起和放下袋子的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

系統(tǒng)構(gòu)成：

1.機(jī)械框架與動(dòng)力系統(tǒng)：

·堅(jiān)固機(jī)架： 為整個(gè)測試提供穩(wěn)定的支撐。

·驅(qū)動(dòng)電機(jī)： 通常使用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，以保證運(yùn)行平穩(wěn)、速度可調(diào)、控制精確。

·傳動(dòng)機(jī)構(gòu)： 將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為精確的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。常見的有滾珠絲杠或同步帶傳動(dòng)，確保上下運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)和精準(zhǔn)。

2.夾持系統(tǒng) - 關(guān)鍵部分：

·上部夾具： 用于夾持手提袋的提手部分。根據(jù)提手類型（繩索、扁平提手、塑料提手等），設(shè)計(jì)有多種夾具，如：

·仿形夾具： 模擬人手握持的弧形夾具，適用于扁平提手。

·卷繞式夾具： 用于繩索類提手，防止打滑。

·專用夾具： 用于特殊形狀的塑料或木質(zhì)提手。

·下部平臺(tái)或夾具： 用于放置和固定袋體本身。通常是一個(gè)平板，可能需要配備：

·配重塊加載裝置： 用于向袋內(nèi)施加標(biāo)準(zhǔn)化的負(fù)載。

·固定裝置： 如壓板或夾具，防止袋體在測試中移位。

3.控制系統(tǒng)：

·測試頻率/速度：

PLC或微處理器： 設(shè)備的大腦，負(fù)責(zé)執(zhí)行預(yù)設(shè)的程序。

人機(jī)界面（HMI）： 觸摸屏，用于設(shè)置和顯示所有測試參數(shù)：

·測試頻率/速度： 提拉循環(huán)的頻率（如 10-30 次/分鐘）。

·行程距離： 提手上下運(yùn)動(dòng)的高度范圍。

·循環(huán)次數(shù)： 預(yù)設(shè)的總測試次數(shù)。

·暫停時(shí)間： 可在循環(huán)的高點(diǎn)或低點(diǎn)設(shè)置短暫停頓，以模擬實(shí)際使用中提起后靜止的狀態(tài)。

4.測量與安全系統(tǒng)：

·高精度計(jì)數(shù)器： 自動(dòng)記錄并顯示已完成的提拉循環(huán)次數(shù)。

·自動(dòng)停機(jī)功能： 這是至關(guān)重要的功能。 當(dāng)檢測到提手?jǐn)嗔选⒚撀浠虼w破裂時(shí)，設(shè)備應(yīng)立即停止測試，并記錄下此時(shí)的循環(huán)次數(shù)，即為該樣本的疲勞壽命。

實(shí)現(xiàn)方式： 通常通過檢測“負(fù)載突變”或“位移突變”。例如，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或夾具上集成一個(gè)力傳感器或位移傳感器，當(dāng)提手?jǐn)嗔?，?fù)載會(huì)瞬間消失或位移會(huì)異常，傳感器捕捉到這一信號(hào)后觸發(fā)停機(jī)。

·緊急停止按鈕： 用于突發(fā)情況的人工干預(yù)。

三、 典型測試流程

1.試樣準(zhǔn)備： 取規(guī)定數(shù)量的同批次手提袋作為樣本。

2.加載負(fù)載： 根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)或客戶要求，將規(guī)定的配重物（如沙袋、專用砝碼）放入袋中。負(fù)載重量是測試的關(guān)鍵變量。

3.安裝試樣：

·將袋體平放在下部平臺(tái)上，并用壓板適當(dāng)固定（防止袋子被拖拽，但不影響提手受力）。

·將提手部分安裝到上部夾具中，確保夾緊且受力均勻。

4.設(shè)置參數(shù)： 在觸摸屏上設(shè)置測試速度、行程、循環(huán)次數(shù)等。

5.開始測試： 啟動(dòng)設(shè)備，機(jī)器開始自動(dòng)進(jìn)行提拉循環(huán)。

·提起： 上部夾具帶動(dòng)提手向上運(yùn)動(dòng)至設(shè)定高度。

·放下： 上部夾具帶動(dòng)提手向下返回至起始位置。

·如此往復(fù)，直到達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)或試樣失效。

6.結(jié)果記錄與評估：

·記錄失效循環(huán)次數(shù)： 設(shè)備自動(dòng)記錄每個(gè)樣本的壽命。

·失效模式分析： 檢查破損位置，是提繩斷裂、提手處撕裂、還是縫線開裂等。

·計(jì)算平均壽命： 對一組樣本的測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出平均疲勞壽命。

四、 遵循的主要測試標(biāo)準(zhǔn)

為了確保測試結(jié)果的可比性，測試通常遵循以下標(biāo)準(zhǔn)：

·ASTM D5276： 美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) "Standard Test Method for Drop Test of Loaded Containers by Free Fall"， 雖然主要是跌落測試，但其負(fù)載和提手評估方法是基礎(chǔ)。

·ISO 2234 / ISO 2248： 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的包裝系列標(biāo)準(zhǔn)。

·GB/T 4857系列： 中國的包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

·各品牌商內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)： 如沃爾瑪、Target、迪士尼等大型零售商對其商品包裝有嚴(yán)格的耐久性測試企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

這些標(biāo)準(zhǔn)會(huì)明確規(guī)定：

·負(fù)載重量： 與袋子的宣稱承重相關(guān)。

·提拉頻率： 通常在10-30次/分鐘，以避免產(chǎn)生過多熱量影響結(jié)果。

·行程高度： 模擬正常的提離高度。

·環(huán)境溫濕度： 有時(shí)需要在特定環(huán)境下進(jìn)行測試。

五、 設(shè)備的分類與擴(kuò)展功能

1.基本型： 單工位，進(jìn)行單一負(fù)載下的疲勞測試。

2.多工位型： 一臺(tái)主機(jī)可同時(shí)測試2個(gè)或更多樣品，大大提高測試效率。

3.多自由度型： 不僅能垂直上下運(yùn)動(dòng)，還能模擬行走時(shí)袋子的擺動(dòng)，進(jìn)行更真實(shí)的復(fù)合疲勞測試。

4.高低溫環(huán)境型： 將試驗(yàn)機(jī)置于環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)，測試手提袋在不同溫度（如寒冷條件下的脆化、高溫下的軟化）下的耐久性能。

總結(jié)

手提袋疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)是將主觀的“結(jié)實(shí)”感受轉(zhuǎn)化為客觀的“循環(huán)次數(shù)”數(shù)據(jù)的關(guān)鍵儀器。它通過科學(xué)、可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，為包裝制造商、品牌商和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)提供了強(qiáng)大的質(zhì)量管控工具，確保流向市場的手提袋產(chǎn)品能夠滿足日常使用的強(qiáng)度要求，保護(hù)商品安全，維護(hù)品牌形象，并減少因包裝破損帶來的消費(fèi)者投訴和浪費(fèi)。