一、 什么是跌落試驗機？

跌落試驗機，也稱為落錘沖擊試驗機或包裝跌落試驗機，是一種用于模擬產(chǎn)品在運輸、搬運、使用過程中可能遇到的跌落情況，以評估產(chǎn)品及其包裝的抗沖擊性能和可靠性的測試設(shè)備。它是質(zhì)量檢驗部門、生產(chǎn)廠家和科研機構(gòu)常用的測試儀器。

核心目的：

• 對于產(chǎn)品： 檢驗產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強度、內(nèi)部元器件的耐沖擊性以及設(shè)計缺陷。

• 對于包裝： 評估包裝箱的緩沖保護(hù)性能、結(jié)構(gòu)完整性，以及其對內(nèi)裝物的保護(hù)能力。

二、 工作原理

跌落試驗機的基本工作原理是利用重力，通過釋放機構(gòu)將被測樣品從預(yù)定的高度自由落體跌落到?jīng)_擊面上（通常是堅硬平整的水平平臺），從而產(chǎn)生一個可控的、可重復(fù)的沖擊。

其沖擊能量通過公式 E = mgh （能量 = 質(zhì)量 × 重力加速度 × 高度） 來計算。通過改變跌落高度（h）或樣品質(zhì)量（m），可以模擬不同嚴(yán)酷等級的沖擊。

三、 主要類型

根據(jù)測試樣品和測試需求的不同，跌落試驗機主要分為以下幾類：

1. 單臂/雙臂跌落試驗機

• 結(jié)構(gòu)： 這是最常見的類型。有一個或多個（雙臂）可以升降的托臂，用于支撐樣品。

• 工作方式： 將樣品放置在托臂上，通過快速抽離或下翻托臂，使樣品自由跌落。

• 特點： 適用于中小型包裝箱、電子產(chǎn)品等。測試時樣品只有一個面可以沖擊臺面。

2. 零跌落試驗機

• 結(jié)構(gòu)： 其沖擊臺面是一個可以快速下落的液壓或電動平臺。

• 工作方式： 樣品被固定在臺面上方，測試時臺面瞬間下落，當(dāng)臺面下降到設(shè)定位置時，樣品與臺面分離，實現(xiàn)“零高度"開始跌落，從而獲得準(zhǔn)確的沖擊速度和能量。

• 特點： 主要用于測試非常重（如上百公斤）或體積大的物品，因為提升樣品本身非常困難。它可以實現(xiàn)更精確的沖擊速度控制。

3. 旋轉(zhuǎn)式跌落試驗機

• 結(jié)構(gòu)： 有一個可以夾持樣品并旋轉(zhuǎn)角度的裝置。

• 工作方式： 在一次測試中，可以通過旋轉(zhuǎn)裝置，讓樣品的不同棱、角、面依次進(jìn)行跌落，無需人工調(diào)整。

• 特點： 自動化程度高，測試效率高，特別適合需要進(jìn)行多面、多棱、多角跌落測試的標(biāo)準(zhǔn)。

4. 斜面沖擊試驗機 & 水平?jīng)_擊試驗機

• 說明： 雖然名稱不同，但它們也屬于沖擊測試范疇，用于模擬火車編組、汽車剎車等帶來的水平方向沖擊，與垂直跌落測試互為補充。

四、 主要組成部分

一臺典型的跌落試驗機通常包含以下部件：

• 機架： 提供結(jié)構(gòu)支撐，確保穩(wěn)定性和垂直度。

• 升降系統(tǒng)： 電動馬達(dá)或液壓系統(tǒng)，用于精確提升跌落臂或樣品至設(shè)定高度。

• 釋放機構(gòu)： 電磁釋放、氣動釋放或機械釋放裝置，確保樣品能瞬間、自由地跌落，無初始旋轉(zhuǎn)或推力。

• 跌落臂： 支撐樣品的部分。

• 沖擊臺面： 堅硬、平整、厚重的鋼板或混凝土基座，為跌落提供標(biāo)準(zhǔn)的沖擊表面。

• 高度標(biāo)尺/編碼器： 用于精確設(shè)定和測量跌落高度。

• 控制系統(tǒng)： 通常為PLC或微電腦控制，用于設(shè)置測試參數(shù)（高度、次數(shù)等）并操作機器。

• 安全裝置： 如防護(hù)罩、急停按鈕等，保護(hù)操作人員安全。

五、 相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)

跌落試驗必須依據(jù)相關(guān)的國際、國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。常見的標(biāo)準(zhǔn)包括：

• ISTA（國際安全運輸協(xié)會）系列標(biāo)準(zhǔn)： 如ISTA 1A， 2A， 3A等，廣泛應(yīng)用于包裝運輸測試。

• ASTM（美國材料與試驗協(xié)會）： 如ASTM D5276, ASTM D4169等。

• GB/T（中國國家標(biāo)準(zhǔn)）： 如GB/T 4857.5（包裝運輸包裝件跌落試驗方法）。

• JIS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）： 如JIS Z0202。

這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了跌落高度、跌落次數(shù)、跌落姿態(tài)（面、棱、角）、樣品預(yù)處理等測試條件。

六、 主要應(yīng)用領(lǐng)域

跌落試驗機應(yīng)用極其廣泛，幾乎所有需要運輸和移動的產(chǎn)品都可能需要測試：

• 消費電子： 手機、筆記本電腦、平板電腦、相機等。

• 家電產(chǎn)品： 電視機、音響、洗衣機等。

• 汽車零部件： 導(dǎo)航儀、傳感器、車燈等。

• 包裝行業(yè)： 紙箱、木箱、泡沫緩沖材料的設(shè)計驗證。

• 航空航天： 機載設(shè)備、精密儀器。

• 科研與質(zhì)檢機構(gòu)： 進(jìn)行基礎(chǔ)材料研究和第三方質(zhì)量檢測。

七、 操作流程與注意事項

基本操作流程：

1. 準(zhǔn)備： 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇測試樣品，并進(jìn)行溫濕度預(yù)處理（如果需要）。

2. 設(shè)定參數(shù)： 在控制器上輸入測試標(biāo)準(zhǔn)要求的跌落高度、跌落次數(shù)和跌落姿態(tài)。

3. 安裝樣品： 將樣品按照預(yù)定的跌落姿態(tài)（角、棱、面）放置在跌落臂上。

4. 提升高度： 將跌落臂升至設(shè)定的高度。

5. 執(zhí)行測試： 按下釋放按鈕，讓樣品自由跌落。

6. 檢查與記錄： 測試后，立即檢查樣品和包裝的損壞情況，并詳細(xì)記錄。

7. 結(jié)果判定： 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或客戶要求，判定產(chǎn)品是否合格。

重要注意事項：

• 安全第一： 操作時必須使用防護(hù)罩，嚴(yán)禁在機器運行時將身體任何部位伸入跌落區(qū)。

• 定期校準(zhǔn)： 定期對跌落高度、沖擊臺面的水平度進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

• 樣品固定： 確保樣品在跌落臂上放置穩(wěn)定，但釋放時不能有任何粘連，保證自由跌落。

• 臺面維護(hù)： 沖擊臺面必須保持清潔、平整、無變形，否則會影響測試結(jié)果。

總結(jié)

跌落試驗機是現(xiàn)代工業(yè)中可靠性測試工具。它通過模擬真實的跌落環(huán)境，為產(chǎn)品的設(shè)計改進(jìn)、包裝的優(yōu)化以及最終的質(zhì)量保證提供了科學(xué)、量化的數(shù)據(jù)支持。正確選擇和使用跌落試驗機，能有效幫助企業(yè)降低產(chǎn)品在流通過程中的損壞率，提升品牌信譽和客戶滿意度。