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手持式工业吹尘工具曲面结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-12-04 ID:424488
  • 手持式工业吹尘工具曲面结构设计
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  这款手持式吹尘工具的三维结构设计,核心围绕车间工位清洁、设备维保作业的实际使用场景展开,区别于民用吹风设备,其结构强度、握持稳定性、出风指向精度都针对工业场景做了针对性优化。从实际使用场景来看,这类工具广泛应用于机加工工位铁屑清理、装配工位浮尘吹扫、设备维保环节缝隙积尘清除,甚至部分非金属加工工位的边角余料吹扫作业,作业时往往需要操作人员单手握持长时间操作,同时要适配狭窄空间、设备缝隙等复杂作业位置,因此设计阶段首先对握持区域的人机尺寸做了反复校核。

  整体结构分为出风长管、风轮腔体、握持把手、进风接口四个核心部分,出风长管采用渐缩式内腔设计,从腔体连接端到出风口位置通径逐步收窄,能够在相同风压下提升出口风速,保证吹扫力足够应对附着在设备表面的铁屑、积尘,长管的长度设定参考了常规设备维保的作业距离,操作人员握持时无需过度探身即可触及设备内部的常规缝隙位置,同时长管外壁做了防滑筋位设计,在需要外接延长吹嘴时,能够保证连接部位的摩擦力,避免作业过程中吹嘴脱落。风轮腔体作为核心的风压生成区域,采用蜗壳式曲面造型,腔体内部的流道曲线经过反复调整,能够减少气流在腔体内的紊流损耗,降低作业过程中的气流噪音,同时腔体外壳采用圆弧过渡结构,没有尖锐棱角,避免作业过程中剐蹭设备表面或者划伤操作人员。

  握持把手的位置设置在腔体侧上方,与出风长管形成120度左右的夹角,这个角度是经过多轮实操作业模拟确定的,操作人员自然握持时,出风长管能够保持水平向下15度左右的角度,刚好适配大多数工位台面、设备表面的吹扫作业角度,不需要刻意翻腕调整姿态,长时间作业也能降低手部疲劳感。把手内部做了加强筋布局,能够承受作业过程中操作人员的握持推力,即使在按压式吹扫作业时,把手结构也不会出现形变断裂的问题,同时把手的握持截面采用椭圆造型,贴合人手握持的自然轮廓,表面做了细微的防滑纹理处理,即使手上沾有少量切削液、油污,也能保证握持稳定性。

  进风接口设置在腔体的下端位置,采用标准的快插接口尺寸,能够适配车间常规的压缩空气管路接头,不需要额外加装转换接头即可快速连接,接口内部做了密封槽位设计,安装密封胶圈后能够保证连接位置的气密性,避免风压泄漏影响吹扫效果。从安装边界尺寸来看,整体设备的最大外径控制在120mm以内,出风长管的外径控制在30mm,能够伸入大多数设备的散热缝隙、装配间隙位置完成吹扫作业,整体重量控制在单手握持舒适的区间,即使连续作业半小时以上也不会出现明显的手部酸胀感。

  曲面造型设计阶段,除了满足流道的气动性能要求外,还兼顾了外壳注塑成型的工艺性,所有外观曲面的拔模角度都控制在合理区间,没有倒扣结构,不需要复杂的抽芯结构即可完成外壳注塑生产,能够降低后续量产的模具成本。外壳的拼接位置采用止口结构设计,装配后拼接缝隙均匀,既能够保证腔体的气密性,也能避免长期使用后拼接位置错位开裂。腔体前端的出风长管连接位置做了加厚处理,因为这个位置在作业过程中很容易碰到设备金属表面,加厚设计能够提升抗磕碰能力,延长工具的使用寿命。

  在细节结构处理上,风轮腔体的侧面预留了平衡块安装位,能够适配不同规格的风轮组件,根据不同的风压需求更换对应尺寸的风轮,不需要重新修改腔体外壳结构,提升了结构的通用性。把手的末端做了挂孔设计,作业间隙可以将工具挂在工位旁的挂钩上,避免随手放置掉落砸伤工件或者操作人员。进风接口位置做了限位凸台,快插接头插入后能够被凸台限位,避免接头插入过深堵塞内部流道,也能防止管路压力过大时接头脱出。

  从结构设计的合理性来看,这款工具的所有零部件都采用模块化设计,风轮腔体、出风长管、握持把手、进风接口都可以单独拆分更换,某一部件出现磕碰损坏时不需要整体报废,只需要更换对应配件即可,能够降低工业场景下的使用成本。内部流道的曲面过渡全部采用圆角处理,没有直角转折位置,能够减少气流阻力,同时避免长期使用后积尘在直角位置堆积堵塞流道。整体外观的曲面造型流畅,没有多余的装饰结构,所有曲面变化都服务于功能需求,比如腔体外侧的凸起结构既是内部蜗壳流道的延伸,也能作为放置时的支撑点,避免工具放置在台面时随意滚动。

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