家用和類似用途電器機械強度檢測

一、檢測原理

機械強度檢測的核心原理是模擬電器產(chǎn)品在運輸、安裝、使用及潛在誤用過程中可能遭受的各類機械應(yīng)力，通過量化施加的力、沖擊、振動或磨損，評估其結(jié)構(gòu)完整性、功能保持性及安全性。

1. 沖擊力學(xué)原理：基于動量定理和能量守恒定律。通過規(guī)定質(zhì)量的沖擊元件以特定動能撞擊樣品表面，評估其抵抗瞬時沖擊載荷的能力。其科學(xué)依據(jù)在于模擬產(chǎn)品跌落、硬物撞擊等瞬態(tài)動力學(xué)事件。

2. 疲勞強度原理：針對旋鈕、手柄、開關(guān)等操作部件，模擬反復(fù)操作下的材料疲勞。依據(jù)材料S-N曲線（應(yīng)力-壽命曲線），周期性載荷會導(dǎo)致微觀裂紋萌生與擴展，終引發(fā)斷裂。檢測旨在驗證其在規(guī)定循環(huán)次數(shù)內(nèi)不產(chǎn)生功能失效或結(jié)構(gòu)損壞。

3. 穩(wěn)態(tài)載荷原理：應(yīng)用靜力學(xué)平衡原理，對殼體、把手、支撐件等施加恒定靜壓力或靜拉力，評估其抗永久變形和斷裂的極限能力。這模擬了產(chǎn)品在堆疊、受壓或受到持續(xù)拉力的情況。

4. 摩擦磨損原理：依據(jù)摩擦學(xué)理論，通過規(guī)定材質(zhì)和壓力的磨頭在漆膜或標(biāo)識表面進行往復(fù)或循環(huán)摩擦，通過觀察磨耗程度來評價表面裝飾層的附著力和耐久性。

二、檢測項目

家用電器機械強度檢測項目可系統(tǒng)分類如下：

1. 外殼及結(jié)構(gòu)強度測試

   • 沖擊測試：包括彈簧沖擊錘測試、垂直沖擊測試（跌落測試）、水平?jīng)_擊測試等，用于評估外殼、蓋板及其保護裝置的抗沖擊性能。

   • 靜態(tài)負(fù)載測試：對水平放置電器的頂面施加規(guī)定重物，檢驗其支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強度。

   • 壓力測試：對非金屬外殼施加特定壓力，檢驗其抗變形能力。

   • 鋼球沖擊測試：使用規(guī)定質(zhì)量的鋼球從指定高度自由落體沖擊樣品薄弱點。

2. 操作部件強度測試

   • 旋鈕/手柄扭矩/拉力測試：對旋鈕、手柄施加規(guī)定的扭矩或軸向拉力，驗證其與軸的連接強度及本體強度。

   • 開關(guān)/按鍵壽命測試：模擬正常使用，對開關(guān)、按鍵進行規(guī)定次數(shù)的通斷操作，檢查其電氣功能與機械結(jié)構(gòu)是否完好。

   • 線纜拉力、扭力測試：對電源線、內(nèi)部接線施加拉力和扭力矩，檢驗其線纜固定裝置的可靠性。

   • 門/蓋耐久性測試：對烤箱門、洗衣機蓋等進行反復(fù)開合測試，評估鉸鏈、門鎖等部件的機械壽命。

3. 表面及裝飾層耐久性測試

   • 耐磨測試：使用磨耗儀對面板印刷、涂層、標(biāo)識進行摩擦，評估其抗磨損能力。

   • 刮擦測試：使用規(guī)定硬度的劃針在表面施加一定載荷進行劃痕，評價其抗刮傷性能。

   • 硬度測試：如鉛筆硬度測試，評估涂層表面硬度。

4. 運輸模擬測試

   • 振動測試：模擬運輸過程中的振動環(huán)境，評估產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、內(nèi)部元器件及緊固件的抗振性能。

   • 包裝跌落測試：將帶包裝的產(chǎn)品從規(guī)定高度跌落到剛性表面，評估包裝的保護能力和產(chǎn)品抗沖擊性能。

三、檢測范圍

機械強度檢測覆蓋幾乎所有家用及類似用途電器領(lǐng)域：

• 大家電：冰箱、洗衣機、空調(diào)器、電視機——關(guān)注外殼強度、門體耐久性、運輸振動。

• 廚房電器：電飯煲、微波爐、烤箱、榨汁機——關(guān)注外殼耐沖擊、旋鈕/開關(guān)壽命、頂面靜載荷。

• 個人護理電器：電吹風(fēng)、電動剃須刀——關(guān)注機身跌落、開關(guān)壽命、線纜拉力。

• 環(huán)境電器：空氣凈化器、風(fēng)扇——關(guān)注殼體強度、格柵抗沖擊、操作面板耐磨。

• 類似用途電器：商用咖啡機、售貨機等——檢測要求通常更為嚴(yán)苛，以適應(yīng)高頻次使用環(huán)境。

四、檢測標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)體系對機械強度均有詳細(xì)規(guī)定，核心標(biāo)準(zhǔn)如下：

總體趨勢：中國GB標(biāo)準(zhǔn)絕大多數(shù)與IEC標(biāo)準(zhǔn)保持同步等同或修改采用，技術(shù)內(nèi)容高度一致，確保了貿(mào)易中的技術(shù)壁壘小化。

五、檢測方法

1. 沖擊測試方法：

   • 操作要點：樣品置于剛性基礎(chǔ)上，沖擊錘軸線垂直于受試點表面。釋放前，彈簧沖擊錘需壓縮至規(guī)定能量值。對每個可能的薄弱點進行一次沖擊，沖擊點間距至少10mm。

2. 跌落測試方法：

   • 操作要點：樣品通常以脆弱的位置朝向撞擊平面自由跌落。需規(guī)定跌落高度、跌落次數(shù)和撞擊面材質(zhì)（通常為硬木或鋼質(zhì)）。

3. 壽命測試方法：

   • 操作要點：通過氣動或電動驅(qū)動裝置模擬人手操作。需精確控制動作行程、速度、頻率和負(fù)載（電氣負(fù)載或純機械負(fù)載）。測試后立即進行功能和安全檢查。

4. 穩(wěn)態(tài)負(fù)載測試方法：

   • 操作要點：力需通過指定尺寸的壓頭平穩(wěn)施加，并保持規(guī)定時間。卸除負(fù)載后，檢查永久變形量、裂紋或其它損壞。

5. 耐磨測試方法：

   • 操作要點：固定樣品，使磨頭以規(guī)定壓力、特定軌跡和循環(huán)次數(shù)在表面摩擦。常用磨料為橡皮擦、羊毛氈或特定砂紙。測試后通過視覺對比或儀器測量磨耗程度。

六、檢測儀器

1. 彈簧沖擊錘：提供標(biāo)準(zhǔn)撞擊能量（通常為0.14J至2J），由彈簧釋放機構(gòu)、錘頭和擊發(fā)裝置構(gòu)成。關(guān)鍵特點是能量準(zhǔn)確、重復(fù)性好。

2. 跌落試驗臺：具備可調(diào)節(jié)的跌落高度釋放機構(gòu)，確保樣品能自由跌落。要求平臺平整、剛性好，能減少二次反彈。

3. 壽命試驗機：多為多工位設(shè)計，由PLC或單片機控制，可編程動作順序、次數(shù)和速度。具備自動計數(shù)和故障停機功能。

4. 萬能材料試驗機：用于拉力、壓力、彎曲等靜態(tài)負(fù)載測試。采用伺服電機或液壓驅(qū)動，力值測量精確，可繪制力-位移曲線。

5. 耐磨/刮擦測試儀：精密控制磨頭壓力、移動速度和行程。高級型號集成力傳感器和聲發(fā)射檢測，以客觀判斷失效點。

6. 振動試驗系統(tǒng)：包括振動臺、功率放大器和控制系統(tǒng)?？蓤?zhí)行定頻、掃頻和隨機振動測試，模擬真實運輸環(huán)境。

七、結(jié)果分析

檢測結(jié)果的分析與評判基于標(biāo)準(zhǔn)要求和產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范。

1. 視覺檢查：

   • 合格：無可見裂紋、不影響防觸電保護的輕微壓痕或劃痕是可接受的。

   • 不合格：出現(xiàn)貫通性裂紋、尖銳利邊、導(dǎo)致爬電距離/電氣間隙減小的永久變形、部件脫落或功能喪失。

2. 功能檢查：

   • 合格：測試后，電器仍能正常啟動、運行，所有保護功能（如過熱保護）有效。

   • 不合格：無法正常工作，絕緣電阻或電氣強度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3. 測量與數(shù)據(jù)判讀：

   • 合格：變形量在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)（如<2mm）；壽命測試后操作力仍在規(guī)定閾值內(nèi)。

   • 不合格：變形量超標(biāo)；壽命測試未達到規(guī)定次數(shù)即發(fā)生斷裂或功能失效。

4. 綜合評判：終評判需結(jié)合所有檢查結(jié)果。即使無結(jié)構(gòu)性損壞，但如果絕緣性能下降或產(chǎn)生安全隱患（如漏電風(fēng)險），同樣判定為不合格。結(jié)果分析不僅關(guān)乎“是否損壞”，更核心的是評估“是否安全”。