安全鞋防砸試驗機（也稱為落錘沖擊試驗機或抗沖擊性能試驗機）是一種專門用于檢測安全鞋（勞保鞋、防護鞋）鞋頭部分抗沖擊性能的專業(yè)檢測設(shè)備。它的核心作用是模擬工作現(xiàn)場可能發(fā)生的重物墜落或擠壓事故，科學(xué)、定量地評估鞋頭保護包頭（通常為鋼包頭、復(fù)合材料包頭或鋁包頭）抵抗沖擊的能力，確保其能有效保護穿著者的腳趾安全。 該設(shè)備的測試方法和判定標(biāo)準(zhǔn)嚴格遵循國家或國際安全鞋標(biāo)準(zhǔn)，如中國的GB 21148-2020《個體防護裝備安全鞋》、歐盟的EN ISO 20345、美國的ASTM F2413等。
一、核心結(jié)構(gòu)與工作原理
一臺典型的機械式或電子式安全鞋防砸試驗機主要由以下幾個關(guān)鍵部分組成：
1.機架：
整個設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)，通常由堅固的金屬（如鑄鐵或鋼材）制成，確保在沖擊過程中穩(wěn)定、無晃動，保證測試精度。
2.導(dǎo)軌/立柱：
垂直安裝的光滑導(dǎo)軌或立柱，用于引導(dǎo)重錘（落錘）精確地垂直下落，確保沖擊力的方向準(zhǔn)確無誤。
3.重錘(落錘)：
核心加載部件，是一個質(zhì)量精確的標(biāo)準(zhǔn)重物。
根據(jù)不同的測試標(biāo)準(zhǔn)，重錘的質(zhì)量有明確規(guī)定。例如：
GB 21148/EN ISO 20345：使用20焦耳(J)的沖擊能量，對應(yīng)重錘質(zhì)量為20公斤(kg)，從1米(m)高度自由下落（20kg×9.8m/s²×1m≈196J，標(biāo)準(zhǔn)中取整為200J，實際測試中常用20kg/1m組合）。
ASTM F2413：使用75磅力·英尺(lbf·ft)的沖擊能量，約等于102焦耳(J)。
重錘底部裝有標(biāo)準(zhǔn)的沖擊頭（沖頭）。
4.沖擊頭(沖頭)：
安裝在重錘底部，直接撞擊鞋頭的部件。
其形狀和尺寸有嚴格規(guī)定，常見的有直徑30mm的半球形沖頭。標(biāo)準(zhǔn)要求沖頭邊緣光滑，避免產(chǎn)生切割效應(yīng)。
5.高度調(diào)節(jié)裝置：
用于精確設(shè)定重錘的起始下落高度（如1米）。通常有刻度尺和鎖定裝置，確保高度準(zhǔn)確。
6.釋放機構(gòu)：
用于固定重錘在設(shè)定高度，測試時能瞬間、無初速度地釋放重錘，使其自由下落。釋放方式可以是手動扳手、電磁釋放等。
7.鞋模/支撐裝置：
用于固定被測安全鞋的裝置。通常是一個符合標(biāo)準(zhǔn)腳型的剛性模具（假腳），將安全鞋套在上面并固定，確保鞋頭部分水平放置在沖擊位置。
模具內(nèi)部可能裝有位移傳感器或預(yù)留空間用于放置壓縮高度規(guī)。
8.測量系統(tǒng)(關(guān)鍵區(qū)別)：
傳統(tǒng)機械式：使用壓縮高度規(guī)（也稱“耐壓縮測定器”）。這是一個帶有刻度的圓柱形量規(guī)，內(nèi)含可移動的頂桿。測試前將其放入鞋頭內(nèi)部，頂桿接觸鞋內(nèi)襯。沖擊后，測量頂桿被壓縮后下降的距離（單位：毫米mm）。這個數(shù)值直接反映了鞋頭內(nèi)部剩余空間的大小。
現(xiàn)代電子式：使用高精度位移傳感器（如LVDT線性可變差動變壓器）和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。傳感器實時監(jiān)測沖擊過程中鞋頭內(nèi)部頂桿的位移變化，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示屏或電腦，自動記錄最大壓縮量，精度更高，結(jié)果更直觀。
9.安全防護罩：
透明的防護罩（通常為鋼化玻璃或亞克力板），在測試時罩住沖擊區(qū)域，防止重錘反彈或碎片飛濺，保障操作人員安全。
二、標(biāo)準(zhǔn)測試流程
1.樣品準(zhǔn)備：選取符合要求的安全鞋樣品，將其放置在規(guī)定的環(huán)境（如常溫）下調(diào)節(jié)一段時間。
2.安裝鞋模：將安全鞋牢固地套在標(biāo)準(zhǔn)鞋模（假腳）上，并固定在試驗機的支撐臺上，確保鞋頭中心對準(zhǔn)沖擊頭。
3.放置測量裝置：
在鞋頭內(nèi)部、腳趾最前端的上方，放入壓縮高度規(guī)，并記錄初始讀數(shù)（通常為15mm）。
或安裝好位移傳感器的頂桿，使其接觸鞋內(nèi)襯。
4.設(shè)定參數(shù)：根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定重錘質(zhì)量（或確認已安裝正確重錘）和下落高度（如20kg,1m）。
5.進行沖擊：操作人員撤離到安全區(qū)域，啟動釋放機構(gòu)，讓重錘從設(shè)定高度自由下落，撞擊鞋頭正中心。
6.讀取結(jié)果：
機械式：沖擊后，取出壓縮高度規(guī)，讀取頂桿下降后的刻度值（例如，從15mm壓縮到10mm，則壓縮量為5mm）。
電子式：系統(tǒng)自動顯示或記錄最大壓縮位移（例如，4.8mm）。
7.判定合格：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判定結(jié)果是否合格。
以GB 21148/EN ISO 20345為例：
沖擊能量：20J(20kg/1m)。
合格標(biāo)準(zhǔn)：沖擊后，鞋頭內(nèi)部剩余空間（即壓縮高度規(guī)讀數(shù)）必須大于等于15mm。
這意味著，在20kg重錘從1米高落下后，鞋頭保護包頭被壓扁，但其內(nèi)部仍需為腳趾保留至少15mm的安全空間，以防止腳趾骨折。
總結(jié)來說，安全鞋防砸試驗機是評估安全鞋核心防護性能——抗沖擊能力——的“考官”。它通過模擬真實的重物墜落場景，用科學(xué)、量化的方法檢驗鞋頭包頭的保護效果，是保障勞動者足部安全、確保防護用品質(zhì)量可靠的關(guān)鍵設(shè)備。
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