鍛造機(jī)器人防護(hù)服

隨著我國工業(yè)4.0時代的到來，工業(yè)機(jī)器人在各領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，而在機(jī)器人技術(shù)不斷進(jìn)步的同時，對機(jī)器人的防護(hù)問題也越來越受到重視。目前，針對工業(yè)機(jī)器人的防護(hù)主要有防護(hù)手套、防護(hù)帽和防護(hù)圍裙等。 其中，防護(hù)手套和防護(hù)帽作為防護(hù)裝備的主要形式，可有效防止人員受到外界環(huán)境因素和意外傷害的影響。因此，本文針對工業(yè)機(jī)器人防護(hù)手套和防護(hù)帽進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容包括：防護(hù)手套和防護(hù)帽的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、尺寸確定及力學(xué)性能測試等。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計

防護(hù)手套和防護(hù)帽的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示，其中，防護(hù)手套主要由內(nèi)層織物、中層織物和外層織物構(gòu)成，外層織物由防水面料和耐油面料構(gòu)成，其中防水面料主要用來防止水滲透到手部，耐油面料主要用來防止油脂滲入手部，從而保證手套的整體使用壽命。
防護(hù)帽主要由內(nèi)層織物、中層織物和外層織物構(gòu)成，其中，外層織物由防水面料和耐油面料構(gòu)成，內(nèi)層織物由防水面料和耐油面料構(gòu)成。為保證防護(hù)帽的整體使用壽命，其整體結(jié)構(gòu)必須具有一定的強(qiáng)度。為此，采用雙層設(shè)計的方法來滿足防護(hù)帽的整體強(qiáng)度要求。防護(hù)帽的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
從防護(hù)手套和防護(hù)帽的結(jié)構(gòu)可以看出，其主要由內(nèi)層織物、中層織物和外層織物三個部分構(gòu)成。

2材料選擇

根據(jù)工業(yè)機(jī)器人防護(hù)手套和防護(hù)帽的功能要求，結(jié)合材料的力學(xué)性能要求，經(jīng)研究確定所選用的材料為：無捻粗紗（70D）、高彈滌綸長絲（40D）、錦綸/滌綸共混絲（40D/30D）。
無捻粗紗（70D）：又名無捻粗紗，是一種非織造布，具有高強(qiáng)度、高模量、耐磨性能好的特點，是最早應(yīng)用于紡織工業(yè)的纖維。高彈滌綸長絲：由滌綸短纖維與長絲復(fù)合而成，具有強(qiáng)度高、模量大、耐熱性好等特點。錦綸/滌綸共混絲（40D/30D）：是由錦綸與滌綸混紡而成，具有耐高溫、耐腐蝕、易加工等特點，用于防護(hù)手套和防護(hù)帽，可有效防止作業(yè)環(huán)境中的有害物質(zhì)對人體的危害。

3尺寸確定

根據(jù) GB/T50478-2011 《工業(yè)機(jī)器人防護(hù)服第1部分：通用要求》的要求，結(jié)合上述材料的選擇，確定了防護(hù)手套和防護(hù)帽的主要尺寸。其中，防護(hù)手套采用A類標(biāo)準(zhǔn)，而防護(hù)帽采用C類標(biāo)準(zhǔn)。而防護(hù)手套和防護(hù)帽的主要尺寸如表1所示。
其中，防護(hù)帽尺寸為100 mm×300 mm，防護(hù)手套尺寸為100 mm×150 mm。

4力學(xué)性能測試

防護(hù)手套和防護(hù)帽的力學(xué)性能測試結(jié)果如圖6所示，主要包括拉伸性能、彎曲性能、剪切性能和撕裂性能。從圖7可以看出，防護(hù)手套和防護(hù)帽在拉伸過程中，最大應(yīng)力分別為15.1 MPa和19.9 MPa，說明防護(hù)手套和防護(hù)帽的強(qiáng)度較高，能夠有效抵抗外力的影響。從圖8可以看出，防護(hù)手套的斷裂伸長率最大值為19.0%，而防護(hù)帽的斷裂伸長率最大值為51.4%。防護(hù)手套和防護(hù)帽的斷裂伸長率較高，說明它們具有較強(qiáng)的抗撕裂能力。而防護(hù)帽的撕裂強(qiáng)度最大值為12.7N/m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其拉伸強(qiáng)度。