气动打火机夹持与点火装置设计

仇高贺，刘丹，武传宇

（1.浙江理工大学 机械与自动控制学院，杭州 310018；2.温州出入境检验检疫局，浙江 温州 325000）

0 引言

打火机是日常消费品，使用面广、消耗量大。据不完全统计，世界上每年的打火机需求量为150 亿只，其中国内需求量为50 亿只，其他国家100 亿只左右。打火机也是一种危险品，每年都要因打火机质量问题造成安全事故报道，尤其是打火机在燃烧过程中造成人员烧伤更加普遍，因此世界各国先后出台多项打火机持续和循环燃烧相关标准，包括ISO9994：2006+A1:2008、SN/T0761.1-2011、

SN/T0761.2 -2011、ASTM F400：2010、ISO22702：2003 +A1：2008、加拿大打火机规则和中国打火机安全标准在内标准，都要求每批型式试验每个打火机都必须要完成持续燃烧和循环燃烧试验，持续燃烧试验的要求打火机具有承受2 min 连续燃烧的能力，同时保证试验过程中不应有燃烧危险情形的发生。循环燃烧试验试验要求打火机具有承受连续10 次。每次20 s。间隔为5 min 的循环燃烧的能力，并要求试验过程中不会发生打火机燃烧危害使用者情况发生［1-3］。

1 试验测试对夹具要求

图1 打火机气门不同开启角度点火示意图

目前打火机种类日益繁多，打火机大小、形状各异，开启方式和角度差别很大，不同打火机开启角度点火燃烧如图1 所示。目前国内打火机持续和循环燃烧试验只能靠检测人员人工点火完成，人工设置时间，并且要一个一个打火机完成，工作效率低，另外由于打火机持续燃烧试验需要人工长时间握持燃烧高温打火机，高温打火机经常将测试人员手指烫伤，尤其测试一次性塑料打火机，对测试人员存在很大的安全隐患，同时也存在人工计时、计数不准确、容易疲劳疏忽的问题，检测过程的分析也存在不科学、不精确。目前国内现有的持续、循环燃烧测试装置测试产品范围小，只适合一次性垂直气门下压式点火打火机，设备利用率不高，这就迫切需要研制一种能适应不同开启方向打火机持续、循环燃烧打火机夹持和点火装置。

2 打火机自动装夹和点火装置总体设计

打火机夹紧与点火装置总体结构如图2 所示。首先将4 个打火机放入测试槽中，启动加紧按钮，夹紧推进气缸1 动作将夹紧靠垫3 沿着滑动导轨2 向里推进使打火机牢固夹紧。调节角度旋转盘5 到合适位置，带有弧形槽的角度旋转盘可以前后旋转±60°，从而能满足多数打火机气门不同开启角度点火需要，调节好后用螺栓将角度旋转盘固定在固定基座4 上。启动测试按钮，气门下压气缸6 推动气门压杆7 向下运动，下压打火机气门使得打火机内气体溢出，点火装置脉冲放电打火，同时触发时间继电器来确定打火机持续燃烧的时间，达到持续燃烧时间后，气门下压气缸反向运动，抬起打火机气门停止一次持续燃烧测试，气缸运动回程触发行程开关从而触发计数器来控制循环测试次数，使得该试验装置能自动计算打火机持续燃烧时间，自动计算循环次数。

图2 打火机夹紧与点火装置总体结构图

3 气动系统设计

实验装置气动工作原理如图3 所示。启动打火机加紧启动按钮4，左右两气缸1 进气推动夹具推杆在导轨上向里运动使得打火机样品充分加紧。启动打火机自动点火持续、循环燃烧测试启动按钮8，打火机气门下压推杆气缸5 向下运动推动打火机气门，计时器设定打火机持续燃烧的时间，达到打火机持续燃烧时间后触发换向电磁阀动作，气体流动方向发生变换，打火机气门推杆抬起，回程行程开关动作触发计数器计算循环次数，如果次数已经满足循环燃烧试验最高次数，计数器不再进行计数，试验循环结束，触发夹紧打火机换向电磁阀使得夹具松开打火机完成测试。

4 电路系统设计

图3 打火机夹紧与点火装置气动原理图

电路系统需要实现打火机装置自动点火，点火装置放电时触发计时器进行计时，打火机气门推杆抬起向上运动到达原点位置，触发计数器进行计数，当循环次数到达标准设定次数后自动停止测试，其电气原理图如图4 所示。

图4 打火机夹紧与点火装置电气原理图

5 结论

基于气压传动的打火机持续、循环燃烧试验装置已在温州检验检疫局打火机实验室投入使用，与人工点火计时对比有以下优点：（1）避免长时间人工手持高温打火机，防止测试人员烫伤，提高了试验的安全性，确保试验人员的人身安全。（2）自动进行打火机夹持和自动点火计时，自动进行循环燃烧次数计算，提高试验精度，避免人工计时计数造成误差。（3）同时可以进行四个打火机试验样品测试，提高测试效率。

［1］国家质量监督检验检疫总局.GB 25722-2010 打火机 安全与质量［S］.北京：中国标准出版社，2010.

［2］国家质量监督检验检疫总局.SN/T 0761.1-2011 进出口危险品打火机检验规程［S］.北京：中国标准出版社，2011.

［3］国家质量监督检验检疫总局.SN/T 0761.2-2011 进出口危险品打火机儿童安全性试验方法［S］.北京：中国标准出版社，2011.

［4］吴振顺.气压传动与控制［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995.

［5］陈秋一.精密气动压紧块自动装夹机构设计［J］.液压与气动，2010（12）：21-22.

［6］郑洪生.气压传动与控制［M］.北京：机械工业出版社，1996.