Aplikace a technická analýza rázového testu IK při zkoušení mechanické rázové houževnatosti zařízení

Abstraktní
V oblasti výroby elektrických a elektronických výrobků a kontroly kvality je mechanická rázová houževnatost krytů jedním z klíčových ukazatelů pro měření bezpečnosti a trvanlivosti výrobků. Tento článek se zabývá... LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK jako objekt výzkumu kombinuje relevantní národní a mezinárodní normy a systematicky vysvětluje konstrukční principy, technické parametry, scénáře použití a provozní výhody tohoto zařízení. Zaměřuje se na analýzu jeho specifických aplikací při zkouškách pevnosti v tahu (IK) u krytů osvětlovacích těles, při zkoušení plechů, jako jsou rozvodné skříně, při zkoušení nekovových elektrických skříní a při zkoušení mechanické rázové houževnatosti venkovního zařízení. Pro intuitivní prezentaci energie nárazu a parametrů zkoušek odpovídajících různým stupňům IK je k dispozici datová tabulka. Výzkum ukazuje, že LISUN IK07-10 IK Impact Test s nastavitelným montážním držákem, nastavitelným úhlem nárazu a širokým rozsahem testování energie od 2 J do 50 J dokáže přesně splnit potřeby testování mechanické rázové houževnatosti různých elektrických a elektronických výrobků a poskytuje spolehlivou technickou podporu pro kontrolu kvality výrobků.

1. Úvod
Vzhledem k širokému využití elektrických a elektronických výrobků v průmyslové výrobě, domácnostech, venkovním inženýrství a dalších oblastech musí kryty výrobků plnit nejen základní funkci ochrany vnitřních součástí, ale také musí odolávat vnějším mechanickým nárazům, které se mohou vyskytnout během přepravy, instalace a používání. Pro standardizaci zkušebních norem pro mechanickou ochranu výrobků před nárazy formulovaly Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) a Čínský národní úřad pro normalizaci řadu norem, jako jsou IEC 62262 a GB/T 2423.55, které jasně definují systém hodnocení ochrany proti nárazu zaměřený na „stupeň IK“.

V této souvislosti se profesionální zařízení pro nárazové testování stalo klíčovým nástrojem pro podniky a zkušební instituce k provádění testů shody. Jako podnik zaměřený na výzkum, vývoj a výrobu zkušebních zařízení, LISUN Skupina spustila IK07-10 IK Impact Test, který striktně splňuje požadavky norem, jako jsou GB/T 2423.55 a IEC 60068-2-75, umožňuje provádět přesné rázové testování různých typů elektrických a elektronických výrobků. Tato práce komplexně analyzuje výkonnostní výhody a aplikační hodnotu tohoto zařízení z hlediska rozměrů, konstrukčních norem zařízení, technických parametrů a aplikačních scénářů.

2. Konstrukční normy a technické zásady LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK
2.1 Základní technické principy
Jedno LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK využívá princip „volného kyvadla“ a její základní struktura zahrnuje kyvadlovou tyč, hlavu kladiva, montážní konzolu, zařízení pro nastavení úhlu a systém řízení energie. Během zkoušky je vzorek upevněn na montážní konzoli za normálního provozního stavu. Přesný bod nárazu se určí nastavením výšky a úhlu konzoly. Poté se energie nárazu nastaví podle zkušebních požadavků a kyvadlová tyč se zvedne do odpovídajícího úhlu a zajistí. Po uvolnění kyvadlové tyče se hlava kladiva volně kymácí po kruhové trajektorii působením gravitace a působí mechanickým nárazem s přednastavenou energií na bod nárazu vzorku. Nakonec se pozorováním ukazatelů, jako je poškození vzhledu a funkční integrita vzorku po nárazu, vyhodnotí jeho mechanická ochrana proti nárazu.

Mezi klíčové technické parametry zařízení patří vzdálenost mezi osou otáčení kyvadlové trubky a osou nárazového prvku, která je pevně stanovena na 1000 mm. Toto rozměrové provedení zajišťuje stabilní točivý moment kyvadlového kladiva během nárazu a zabraňuje nepřesné energii nárazu způsobené odchylkou ramene síly. Zařízení zároveň používá standardní gravitační zrychlení (g = 10 m/s²) k výpočtu energie nárazu, což dále zajišťuje jednotnost a srovnatelnost zkušebních dat.

3. Technické parametry a zkušební schopnost stupně IK LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK
3.1 Základní technické parametry
Technické parametry LISUN IK07-10 IK Impact Test přímo určuje jeho rozsah testování a přesnost. Mezi nejdůležitější parametry patří energie nárazu, ekvivalentní hmotnost a výška pádu. Odpovídající vztah mezi těmito třemi je uveden v následující tabulce.

Poznámka: Hodnoty v závorkách v tabulce jsou volitelné zkušební parametry a jejich konkrétní použití se řídí „poznámkou 3.2“ v normě GB/T 2423.55; jednotka energie Joule (J) je odvozena ze standardního gravitačního zrychlení (g = 10 m/s²), aby byla zajištěna přesnost výsledků výpočtu.

3.2 Schopnost testování stupně IK
Stupeň IK je základním ukazatelem pro hodnocení schopnosti krytů elektrických zařízení odolávat vnějším mechanickým nárazům. Vyjadřuje se jako „IKXX“, kde „XX“ se pohybuje od 00 do 10 (některá zařízení lze rozšířit až na 11) a různé stupně odpovídají různým energiím nárazu. Stupně IK, které LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK může pokrýt a odpovídající energie nárazu jsou uvedeny v následující tabulce:

Z tabulky je patrné, že základní testovací rozsah zařízení je IK07 - IK10, což odpovídá energii nárazu 2 J – 20 J. Pokud mají uživatelé vyšší požadavky na testování energie, mohou si dodatečně zvolit hlavu kladiva pro IK11 třída pro provedení testování energie nárazu 50 J, splňující přísné požadavky na testování různých produktů. Kromě toho v souladu s požadavky normy IEC 62262, když zařízení testuje různé třídy IK, automaticky přiřadí odpovídající počet rázových kladiv, metody rozložení a podmínky instalace vzorku. Například při testování IK10 stupeň, je nutné zajistit dobré větrání vzorku a rázová kladiva musí zakrývat klíčová slabá místa krytu, aby se zabránilo odchylkám ve výsledcích testů.

4. Analýza aplikačních scénářů LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK
Díky nastavitelnému montážnímu držáku, nastavitelnému úhlu nárazu a širokému rozsahu testování energie 2J – 50J je LISUN IK07-10 Zkouška rázovou houževnatostí IK se široce používá při mechanických zkouškách rázové houževnatosti různých elektrických a elektronických výrobků. Následuje podrobná analýza konkrétních scénářů použití:
4.1 Zkoušky pevnosti IK krytů osvětlovacích zařízení
Osvětlovací výrobky se široce používají v domácnostech, nákupních centrech, na venkovních komunikacích a v dalších prostředích. Jejich kryty musí odolávat mechanickým vlivům, jako jsou kolize během přepravy a nárazy větru a deště ve venkovním prostředí. Proto je pevnost krytu IK povinnou kontrolní položkou pro bezpečnostní certifikaci osvětlovacích výrobků. Podle normy GB/T 7000.1 „Svítidla – Část 1: Obecné požadavky a zkoušky“ musí osvětlovací výrobky v různých scénářích použití splňovat různé požadavky na stupeň ochrany IK. Například kryty venkovních pouličních lamp musí dosahovat alespoň IK08 (5J), zatímco kryt vnitřních downlightů musí dosáhnout IK07 (2J) stupeň.

Při použití LISUN IK07-10 IK Impact Test pro testování krytu osvětlovacího zařízení, montážní konzolu lze nastavit podle typu osvětlení: u velkých pouličních lamp lze výšku konzole nastavit na 1.5 m, aby se simuloval scénář nárazu ve výšce venkovní instalace; u malých downlightů lze konzolu nastavit do horizontální polohy, aby se zajistilo, že bod nárazu je zarovnán se slabými částmi, jako je okraj krytu. Během testu může zařízení přesně aplikovat nárazy s energií, jako je 2J (IK07) a 5J (IK08). Po zkoušce lze kontrolou, zda kryt nevykazuje praskliny nebo odpadnutí a zda není vnitřní obvod lampy zkratován, posoudit, zda splňuje normové požadavky.

4.2 Zkoušky mechanického nárazu kovových plechů, jako jsou rozvodné skříně
Jako klíčové zařízení v energetickém systému je kryt rozvaděče většinou vyroben z kovových plechů (například za studena válcovaných ocelových plechů) o tloušťce 1–3 mm. Musí mít určitou odolnost proti nárazu, aby se zabránilo poškození vnitřních součástí vnějšími nárazy a tím i výpadkům napájení. Podle normy GB/T 2423.55 musí kryt rozvaděče dosahovat alespoň stupně ochrany IK. IK09 (10 J) a některé venkovní rozvodné skříně musí dosáhnout IK10 (20J).

Když LISUN IK07-10 IK Impact Test se používá k testování plechů, úhel nárazu (0° – 90°) lze upravit pro simulaci nárazů z různých směrů: například nastavením úhlu 30° pro simulaci nárazu na bok plechu během přepravy; nastavením úhlu 90° pro simulaci vertikálního nárazu těžkých předmětů. Ekvivalentní hmotnost zařízení lze upravit podle tloušťky plechu. Například při testování plechu o tloušťce 1 mm se pro aplikaci energie nárazu 10 J vybere hlava kladiva s ekvivalentní hmotností 0.5 kg; při testování plechu o tloušťce 3 mm se pro aplikaci energie nárazu 20 J vybere hlava kladiva s ekvivalentní hmotností 5 kg. Po zkoušce se vyhodnotí odolnost proti nárazu měřením deformace plechu (která by měla být ≤ 5 mm), aby se zjistilo, zda splňuje normy.

4.3 Zkoušky mechanického nárazu nekovových elektrických skříní
Nekovové elektrické skříně (jako jsou skříně ze skelných vláken a plastové skříně z ABS plastu) mají výhody odolnosti proti korozi a nízké hmotnosti, takže se široce používají ve vlhkém a korozivním prostředí, jako je chemický průmysl a pobřežní oblasti. Odolnost nekovových materiálů proti nárazu je však obvykle slabší než u kovů, takže k ověření jejich spolehlivosti jsou vyžadovány přísné rázové zkoušky. Podle normy GB 4706.1 „Bezpečnost domácích a podobných elektrických spotřebičů – Obecné požadavky“ musí nekovové elektrické skříně dosáhnout stupně ochrany IK. IK07 (2J) – IK08 (5J).

Při použití LISUN IK07-10 U testu nárazem IK Impact Test je pro testování nekovových elektrických skříní obzvláště důležité nastavení montážního držáku: protože nekovové elektrické skříně jsou relativně lehké, je nutné je upevnit svorkami na držáku, aby se zabránilo jejich posunutí během testu; zároveň lze výšku držáku nastavit na 0.8 m, aby se simulovala běžná výška člověka při nárazu. Během testu zařízení aplikuje nárazovou energii 2 J – 5 J, přičemž se zaměřuje na nárazové části, jako je panel dveří a rohy skříně. Po testu je nutné zkontrolovat, zda na skříni nejsou praskliny nebo zda z ní neodpadávají nečistoty a zda lze dveře skříně stále normálně otevírat a zavírat, aby se zajistilo, že po nárazu stále chrání vnitřní měřicí zařízení elektrické energie.

4.4 Zkoušky mechanické rázové houževnatosti venkovního vybavení
Venkovní zařízení (jako jsou venkovní nabíjecí stožáry, regulátory dopravní signalizace, meteorologická monitorovací zařízení atd.) jsou dlouhodobě vystavena složitému prostředí a musí odolávat vnějším vlivům, jako je vítr, déšť, krupobití a poškození způsobené člověkem. Požadavky na stupeň krytí IK pro jejich kryty jsou vyšší a obvykle musí dosáhnout IK10 (20J) a některé vybavení musí dosáhnout IK11 (50J).

Když LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK se používá k testování venkovního vybavení, hlavy kladiva pro IK11 Pro simulaci scénářů s vysokou intenzitou nárazu, jako jsou kroupy a padající těžké předměty, lze zvolit stupeň (energie 50 J). Například při testování venkovního nabíjecího pilotu se zařízení upevní na montážní konzoli, úhel nárazu se nastaví na 45° a aplikuje se náraz s energií 50 J. Po zkoušce se zkontroluje, zda není poškozené nabíjecí rozhraní nabíjecího pilotu, zda není prasklá obrazovka a zda vnitřní deska plošných spojů funguje normálně. Zařízení lze také použít ve spojení s komorou pro environmentální testování k provádění nárazových zkoušek za podmínek vysokých a nízkých teplot a vlhkosti, čímž se komplexněji simulují skutečné podmínky používání venkovního zařízení a vyhodnocuje se jeho odolnost proti nárazu v náročných podmínkách.

5. Výhody produktu a bezpečnostní opatření při použití LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK
5.1 Výhody produktu
• Široký rozsah testování: Zařízení pokrývá IK07 - IK10 stupně (2J – 20J) a hlava kladiva pro IK11 Stupeň pevnosti (50J) lze volitelně konfigurovat tak, aby splňoval rozmanité testovací potřeby malých vnitřních i velkých venkovních zařízení. Zároveň lze flexibilně nastavit energii nárazu, ekvivalentní hmotnost a výšku pádu tak, aby se přizpůsobily vzorkům z různých materiálů a velikostí.
• Vysoké provozní pohodlí: Zařízení je rozděleno na standardní model (elektrické ovládání) a jednoduchý model (ruční ovládání). Standardní model nastavuje parametry pomocí dotykové obrazovky a automaticky provádí zvedání, zajišťování a uvolňování kyvadlové tyče, čímž se snižuje riziko lidských chyb. Jednoduchý model má kompaktní konstrukci, je vhodný pro situace s malým laboratorním prostorem a umožňuje ruční nastavení úhlu kyvadlové tyče s jednoduchým a snadným ovládáním.
• Vysoká přesnost testování: Vzdálenost mezi osou otáčení kyvadlové trubky a osou nárazového prvku je pevně stanovena na 1000 mm, aby byl zajištěn stabilní točivý moment. Chyba výšky pádu je regulována v rozmezí ±1 % a chyba energie nárazu je ≤ 2 %, což splňuje požadavky národních norem pro přesnost testování. Zařízení je zároveň vybaveno kalibračním certifikátem a lze jej pravidelně kalibrovat, aby byla zajištěna dlouhodobá přesnost testování.

Tester úrovně IK 

5.2 Bezpečnostní opatření
• Instalace standardního vzorku: Vzorek musí být instalován v přísném souladu s požadavky normy IEC 62262, aby se zajistilo, že je v normálním provozním stavu a nedošlo ke zkreslení výsledků zkoušek v důsledku nesprávné instalace. Například při testování lamp musí být připojeno napájení tak, aby simulovalo účinek nárazu za skutečného provozního stavu.
• Rozumný výběr hlavice kladiva: Různé třídy IK odpovídají hlavicím kladiva s různými specifikacemi. Vhodná hlavice kladiva by měla být vybrána podle zkušební energie. Například při testování IK07 (2J) se vybere hlava kladiva s ekvivalentní hmotností 0.5 kg; při testování IK10 (20 J) se volí hlava kladiva s ekvivalentní hmotností 5 kg. Je zakázáno kombinovat hlavy kladiva, aby se zabránilo odchylkám energie.
• Doporučení pro nízkoenergetické testování: Pokud je nutné testovat výrobky s nárazovou energií ≤ 2 J (například kryty malých elektronických součástek), doporučuje se použít LISUN IK01-06 pružinové rázové kladivo, které je vhodnější pro nízkoenergetické a vysokofrekvenční rázové testování a zabraňuje chybám v testu způsobeným nesourodým energetickým rozsahem IK07-10 zařízení.
• Pravidelná údržba: Před použitím zařízení zkontrolujte pružnost kyvadlové tyče a zda není hlava kladiva opotřebovaná. Po použití očistěte hlavu kladiva a držák, abyste zabránili vniknutí prachu a oleje do přesnosti měření. Pro zajištění stabilního výkonu se doporučuje kalibrovat zařízení každých šest měsíců.

6. Závěry 
Jako profesionální testovací zařízení splňující mezinárodní a národní normy LISUN IK07-10 Zkouška nárazem IK poskytuje spolehlivé řešení pro mechanické zkoušky rázové pevnosti osvětlovacích výrobků, rozvodných skříní, nekovových elektrických skříní a venkovního vybavení díky přesnému řízení energie a flexibilnímu nastavení instalace. Jeho široký energetický rozsah 2J – 50J a krytí stupně IK IK07 - IK11 splňovat potřeby testování v různých odvětvích a scénářích, pomáhat podnikům zlepšovat kvalitu výrobků a zajistit bezpečnost používaných elektrických a elektronických výrobků.