一种节能耐用型电烙铁的改进设计

2016-09-27 03:11湖南工程学院工程训练中心刘美华
电子世界 2016年16期
关键词:电烙铁工程学院手柄

湖南工程学院工程训练中心 刘美华

湖南工程学院应用技术学院 王 坚

一种节能耐用型电烙铁的改进设计

湖南工程学院工程训练中心刘美华

湖南工程学院应用技术学院王坚

针对普通电烙铁的不足进行了改进,使改进后的电烙铁具有节能省电、延长使用寿命、使用舒适等特点。该改进方案结构简单、成本很低,且改进后效果明显,可以为广大电子爱好者提供参考。

电烙铁;节能耐用;改进设计

1.引言

电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具,主要用来焊接电子元器件及导线、或者维修时更换元器件等。目前,虽然市面上存在功能强大的各种型号的电烙铁,但由于其价格较高,在电子实验室难以推广应用,而普通电烙铁由于价格低廉,为广大电子实验室以及初学者所广泛使用。普通电烙铁一般采用220V电压直接加热,不能根据实际需要控制温度,且一直处于加热状态,造成电能浪费,也缩短了电烙铁的使用寿命。同时,现有的电烙铁,其手柄一般是直线型,不符合人手的生理曲线,手在抓握时容易产生疲劳。因此,笔者根据自己的需要,在实验室原有普通电烙铁的基础上进行改进,设计了一种节能、舒适的电烙铁,供广大电子爱好者参考。

2.电烙铁温度转换电路设计

为了实现温度转换,在电烙铁的原电路中添加以下元器件:波段控制开关、整流二级管、稳压二极管、发光二极管等,其电路原理图如图1所示[1]。当电烙铁正常工作时,波段控制开关SB闭合,220V交流电通过常闭开关直接加在烙铁芯上,电烙铁满功率运行;当电烙铁闲置时,波段控制开关SB断开,220V交流电通过整流二极管IN4007降为100V左右的电压,加在烙铁芯的两端,降低了烙铁头的温度和使用功率。本文以学校实验室使用的35W的普通电烙铁为例,对改进后电烙铁的焊接状态和闲置状态进行比较,其状态参数如表1所示[2]。由表1所见,改进后的电烙铁,既能够让电烙铁在闲置时降低温度,降低使用功率,避免了电烙铁过热现象的产生,延长了电烙铁的使用寿命,然而其温度又仍然处在一定的工作温度范围之内,能够快速提温进入工作状态,提高了工作效率。

图1 电烙铁温度转换电路图

表1 改进型电烙铁的焊接状态和闲置状态参数比较

3.电烙铁手柄改进设计

电烙铁手柄是人机交互的重要结构,手柄设计首先要安全性好,同时还要舒适美观,符合人机工程学和美学因素等。这里我们对手柄的材料、外观形态以及尺寸大小进行改进和设计。

(1)手柄材料。实验室普通电烙铁采用的是电木手柄,不耐高温,焊接时容易烫手。因此,手柄材料可采用PPS工程塑料,这类塑料有很好的刚性和阻燃性,其热变形温度是260 ℃ 左右,而金属锡的熔点是231.89 ℃,使用起来安全可靠[3]。

(2)手柄的外观形态。现有普通电烙铁手柄的外观形态一般采用直线型,与人手生理曲线不一致。因此,手在抓握时处于不自然的接触状态,容易产生疲劳感。如果把手柄与人手接触的地方改为曲线轮廓,则加大了手柄与手的接触面,抓握力分散在较大的接触面上,减少人手局部受力,增加了使用舒适度。

(3)手柄的尺寸大小。改进后的电烙铁手柄尺寸必须符合人体尺寸的要求,手柄过长或过短,使用起来都不舒适。因此,本文根据人体手掌宽度的范围以及实际操作因素的影响,设定手柄尺寸大约为100mm左右。

4.结束语

目前,普通电烙铁的使用量非常大。本文针对普通电烙铁的不足进行了简单的改进,使改进后的电烙铁具有节能省电、延长使用寿命、使用舒适等特点。该改进方案结构简单、成本很低,且改进后效果明显,可以为广大电子爱好者提供参考。

[1]刘湘玉.稳定电烙铁温度散失装置的设计与应用[J].电子世界,2012,8:53.

[2]刘建峰.普通电烙铁改进设计方案[J].电子世界,2013,12:84.

[3]伍卓章等.焊吸两用电烙铁创新设计[J].包装工程,2010,31(20):32-34.

刘美华(1980—),女,湖南新化人,硕士,讲师,主要从事电工电子实践教学和管理研究。

2015年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目“节能耐用型电烙铁的改进”。

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