液壓緩沖降噪排椅的設(shè)計與制作

霍智慧 蘆書榮 周敏

摘 要：針對當(dāng)前在階梯教室上下課時產(chǎn)生的噪聲問題，本文提出采用環(huán)形液壓緩沖結(jié)構(gòu)加彈簧結(jié)構(gòu)，對現(xiàn)有階梯教室排椅樣式進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，主要對折疊過程、固定方式和存貯功能進(jìn)行改進(jìn)，以實現(xiàn)有效解決噪聲以及坐板下塌問題。

關(guān)鍵詞：排椅;液壓緩沖;設(shè)計

中圖分類號：TS665.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）01-0029-03

Abstract： In order to solve the problem of noise caused by the up and down class hours， this paper proposed to use the ring hydraulic buffer structure and spring structure to innovate and improve the existing row chair style of the ladder classroom， ?mainly improving the folding process， the fixed mode and the storage function， so as to effectively solve the problems of noise and seat plate falling down.

Keywords： row chair;hydraulic buffer;design

1 設(shè)計背景

經(jīng)過對各教室的排椅進(jìn)行實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一屆又一屆的同學(xué)在教室里上課、自習(xí)等，使學(xué)校排椅長期被反復(fù)坐壓、沖擊和翻轉(zhuǎn)，加上長時間缺乏維護(hù)修理，久而久之便導(dǎo)致排椅坐板出現(xiàn)慣性下垂，失去原有的“水平”，同學(xué)們坐在上面身體會不由自主地向下滑動，十分不舒服。再加上長期使用，轉(zhuǎn)軸缺少潤滑，同學(xué)們坐在上面輕微一動便會出現(xiàn)“吱吱吱”的聲音，導(dǎo)致整個教室都是噪聲，影響聽課效率[1-3]。

出現(xiàn)上述問題的原因是：目前學(xué)校教室排椅坐板下的結(jié)構(gòu)簡單，僅僅在坐板下面的兩邊以兩片金屬支架進(jìn)行支撐，而主要坐板受力位置沒有支撐，加之所用金屬材料本身剛性不足，彈性變形過大等原因，必然會出現(xiàn)上述“吱吱呀呀”的噪聲;再者，教室排椅屬于傳統(tǒng)禮堂排椅（不用時抬起來，用時放下來），其在旋轉(zhuǎn)處采用簡單的滑動軸承，長期使用而不進(jìn)行潤滑維護(hù)，便會產(chǎn)生噪聲。由此，本文對傳統(tǒng)的教室排椅進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計制作了教室用液壓降噪緩沖排椅。

2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)構(gòu)想

2.1 折疊過程改進(jìn)

教室排椅的折疊性主要體現(xiàn)在椅背可折疊。當(dāng)排椅在非使用狀態(tài)或者使用完離開時，椅座和桌板皆可被豎直立起，與靠背接近平行。這種折疊結(jié)構(gòu)是依靠椅座、桌板與靠背或者支架之間的滑軌和轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)的。通過減緩旋轉(zhuǎn)進(jìn)程和接觸方式，就可以降低折疊時的噪聲。坐板背面圖和連排三維圖如圖1和圖2所示。

2.2 固定方式改進(jìn)

大學(xué)教室中的排椅大多數(shù)是固定的，其位置和間距也都固定。本文對該固定方式進(jìn)行改進(jìn)，即將原有多個座椅連排減少為2～3個連排，兩兩之間通過焊接連接在一起，與地面之間采用地腳螺釘連接。這樣既可消除因長排座椅帶來的噪聲，又利于安裝、維護(hù)等。

2.3 存貯功能改進(jìn)

大學(xué)生到教室上課或自習(xí)一般會隨身攜帶一些個人物品，如書包、背包、水杯等。所以，設(shè)計排椅時應(yīng)考慮設(shè)置能存放學(xué)生物品的裝置。由于學(xué)生上課所攜帶的物品不多，因此排椅的存儲裝置體積不宜過大，一般能容納幾本書或者一個書包的體積即可[4]。本文設(shè)計的排椅加入了置物架，并將后排同學(xué)放書的桌面做成自由可動的桌面板，用時拉出來，不用時收起來。這樣可以有效增加可活動的空間，方便室內(nèi)的衛(wèi)生清掃。效果圖如圖3、圖4所示。

3 設(shè)計與制作

3.1 結(jié)構(gòu)形成原理

在保持排椅原有基本功能的前提下，現(xiàn)考慮在排椅坐板下方加裝環(huán)形液壓緩沖結(jié)構(gòu)（會根據(jù)承受重量來決定液壓供力程度）。在原來承重金屬板下加上此項結(jié)構(gòu)，并且在坐板主要受力處安裝該裝置和彈簧裝置（可轉(zhuǎn)動式彈簧架），放下坐板時由彈簧及環(huán)形液壓緩沖結(jié)構(gòu)承載，收起坐板時由彈簧和液壓自動回收，呈收縮狀[5]。坐板下方結(jié)構(gòu)改進(jìn)原理如圖5所示。

3.2 制作特點

制作時，可在坐板下面加裝一個殼體結(jié)構(gòu)，既美觀又實用，即一方面在液壓裝置安裝完畢后殼體結(jié)構(gòu)可將該裝置罩起來;另一方面，在坐板放下來時，殼體結(jié)構(gòu)也可以和鉸接處頂在一起，起到支撐作用。由于殼體并非完整殼體，考慮到在坐板放下來和抬上去的過程中液壓會收回和出來，同時考慮到受力和人機(jī)工程學(xué)及美學(xué)等多方面因素，在設(shè)計下方殼體結(jié)構(gòu)時會開兩個槽，這樣在坐板完成抬放動作時可以有效解決其產(chǎn)生的液壓收放問題等[6]。每排座椅均適合單椅焊接成排，且在相等的距離用地腳螺釘與地面固定，從而確保排椅的穩(wěn)定性。主體結(jié)構(gòu)圖及尺寸如圖6所示。

3.3 置物架

圖4中置物架，采用Φ3.0鍍鉻鋼絲制作成格柵，彎曲后與1.5 mm厚鋼板焊接，再以螺釘與座椅背板相連接。

3.4 材質(zhì)的說明

站腳：優(yōu)質(zhì)級冷軋1.5厚35×80矩形管油壓成型;腳板：優(yōu)質(zhì)鋼2.0冷軋板油壓成型;臺面：采用多層優(yōu)質(zhì)旋切木皮經(jīng)模具熱壓成型;板面壓防火板：四周PVC封邊，防潮、耐用厚度不小于16 mm;座背板：采用多層優(yōu)質(zhì)旋切木皮熱壓成型，板面壓防火板厚度不小于12 mm;五金件：優(yōu)質(zhì)冷軋高碳鋼油壓焊制成形;金屬：座椅的所有冷軋鋼金屬表面均經(jīng)噴沙除銹處理，靜電噴塑，附著力極強(qiáng)，抗腐蝕，光潔度好，美觀;座板翻轉(zhuǎn)：彈簧回復(fù)，也可做彈簧加阻尼慢回復(fù)機(jī)構(gòu)[7]。

4 產(chǎn)品創(chuàng)新特點

①因為有液壓系統(tǒng)，所以能有效解決坐板因長期使用而失去原有“水平”所導(dǎo)致的下塌問題;底部緩沖液壓及彈簧伸縮結(jié)構(gòu)有效地為坐板的穩(wěn)定提供了保障。

②采用環(huán)形液壓緩沖結(jié)構(gòu)加彈簧結(jié)構(gòu)，可以使座椅用的時候輕輕下放，抬起來緩慢收起，有效解決了長期以來坐板抬放產(chǎn)生的噪聲問題。

③此次創(chuàng)新結(jié)構(gòu)還加入了置物架，并將后排同學(xué)的書桌做成自由可動式的桌面板：用的時候拉出來，不用的時候收起來，可以有效增加可活動的空間，便于室內(nèi)的衛(wèi)生清掃。

參考文獻(xiàn)：

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[2]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊：單行本 液壓傳動[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[3]陳啟松.液壓傳動與控制手冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006.

[4]臧克江.實用液壓技術(shù)叢書：液壓缸[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[5]凌志勇.機(jī)床液壓系統(tǒng)及故障維修[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[6]袁國義.機(jī)床液壓傳動系統(tǒng)圖識圖技巧[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[7]劉會英，于春生.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997.