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头戴式防护面镜弧形支撑绑带结构

项目分类:通讯工具类 发布时间:2022-06-09 ID:647561
  • 头戴式防护面镜弧形支撑绑带结构
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  这套头戴式防护面镜的弧形支撑绑带,是个人防护装备里面屏组件的核心承载件,日常在车间打磨工位、医院预检分诊、防疫消杀作业、实验室液体操作场景里都能见到它的身影——它不需要承担复杂的传动载荷,核心作用是把透明防护面罩稳定贴合在使用者面部前方,同时长时间佩戴不会产生明显的勒压不适感。

  从实际使用的受力逻辑倒推设计思路会更清晰:绑带整体采用大弧度环形轮廓,曲率完全匹配成年人头围的周向曲线,整条带身没有生硬的直角弯折,佩戴时压力会顺着弧形带体均匀分散在后脑勺与侧头区域,不会像窄边硬绑带那样在颞部位置形成集中压痛点。带身两端预留了和面罩框架对接的卡位结构,其中一端做了加宽的矩形嵌槽,这个槽位不是随意设计的:装配时面镜侧边的插销可以直接滑入槽内,不需要额外打胶或者加装紧固件,日常拆换面罩镜片的时候,徒手就能完成分离,消杀后反复装配也不会出现卡位松旷的问题。

  带身上下分布的两个带孔凸台是专门为绑带长度调节预留的结构,凸台做了局部加厚处理,孔位边缘做了小圆角过渡——如果直接在薄带身上冲孔,反复穿调节扣的时候孔边很容易被拉扯撕裂,加厚凸台相当于把孔位的受力截面扩大了三倍以上,即使使用者头围偏大、把绑带拉到最长档位,孔位周边的应力也不会超过材料的屈服极限。实际选型的时候这个绑带一般采用半硬质PP或者柔性TPE材质,带身厚度控制在1.8到2.5毫米区间:太薄的话绑带戴久了会发生蠕变拉长,面罩会顺着鼻梁往下滑;太厚的话硬度过高,无法贴合不同头型的曲面,头围偏小的使用者戴上后会出现两侧翘边,外界飞溅的碎屑、飞沫会从缝隙直接冲到面部。

  安装边界这块需要特别注意,绑带展开后的环形内径常规适配52到62厘米的头围范围,和面罩框架对接的两个端点的中心距,要和面镜两侧铰接座的间距严格对齐,公差控制在±0.5毫米以内:如果间距偏宽,装配后面镜会被绑带拉得向外张开,镜片和人脸之间的防护间隙变大,飞溅物从侧面侵入的概率会上升;如果间距偏窄,绑带会把面镜框架往中间挤压,透明PC镜片会产生内应力,冬天从低温室外进到温暖车间的时候,镜片应力位置很容易出现银纹甚至开裂。

  结构细节上,带身的外边缘做了0.3毫米的圆角倒边,没有锋利的分型线残留——长时间佩戴的时候绑带会和头部的防护帽、头发或者医用帽直接接触,如果边缘是锐边,反复摩擦会勾住无纺布帽的纤维,甚至在转头的时候刮蹭皮肤。绑带的弧形段做了等宽设计,带身宽度统一在12毫米,这个宽度是经过实际佩戴验证的:窄于10毫米的话单位面积压力过大,佩戴超过两小时后后脑勺会出现明显压痕;宽于15毫米的话会和耳朵上沿发生干涉,戴眼镜或者佩戴隔音耳塞的使用者,侧头的时候绑带会把镜腿压到耳廓上,产生明显的异物感。

  在产线装配的场景里,这个绑带还可以兼容不同功能的面镜组件:搭配防冲击PC镜片的时候,绑带的刚性可以抵消打磨碎屑撞击镜片产生的冲击力,避免面镜被撞得移位;搭配防雾透明镜片的时候,绑带和面部之间预留的10毫米左右间隙,可以让面部呼出的气流从缝隙自然流通,减少镜片起雾的概率。如果是在有易燃易爆气体的作业场景使用,绑带材质还可以选用防静电配方,表面电阻控制在10的6到9次方欧姆,避免佩戴过程中摩擦积累静电产生火花。

  建模过程中需要重点关注几个容易出错的位置:两端嵌槽的拔模方向要和面罩插销的装入方向保持一致,槽内壁的拔模斜度取1.5度即可,既方便注塑脱模,又不会出现插销装入后晃动间隙过大的问题;带身的弧形曲面要做顺滑的曲率连续处理,不要出现局部曲率突变,不然注塑冷却的时候突变位置会出现缩痕,成品装配后弯曲到对应弧度时,缩痕位置会产生应力集中,反复弯折几十次就会出现白痕甚至断裂。两个安装凸台和带身的衔接位置要做R2以上的过渡圆角,不要做成直角相接,直角位置在绑带被撑开的时候会出现应力峰值,是整个零件最容易断裂的失效点。

  实际测试环节里,这个绑带需要通过150牛的轴向拉力测试,保持1分钟不出现断裂或者永久变形,同时经过500次反复弯折后,带身的回弹角度偏差不能超过5度,保证长期使用后依然可以牢牢把面镜固定在正确防护位置,不会出现松脱滑落的问题。

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