一、 什么是跌落试验机？

跌落试验机，也称为落锤冲击试验机或包装跌落试验机，是一种用于模拟产品在运输、搬运、使用过程中可能遇到的跌落情况，以评估产品及其包装的抗冲击性能和可靠性的测试设备。它是质量检验部门、生产厂家和科研机构常用的测试仪器。

核心目的：

• 对于产品： 检验产品的结构强度、内部元器件的耐冲击性以及设计缺陷。

• 对于包装： 评估包装箱的缓冲保护性能、结构完整性，以及其对内装物的保护能力。

二、 工作原理

跌落试验机的基本工作原理是利用重力，通过释放机构将被测样品从预定的高度自由落体跌落到冲击面上（通常是坚硬平整的水平平台），从而产生一个可控的、可重复的冲击。

其冲击能量通过公式 E = mgh （能量 = 质量 × 重力加速度 × 高度） 来计算。通过改变跌落高度（h）或样品质量（m），可以模拟不同严酷等级的冲击。

三、 主要类型

根据测试样品和测试需求的不同，跌落试验机主要分为以下几类：

1. 单臂/双臂跌落试验机

• 结构： 这是最常见的类型。有一个或多个（双臂）可以升降的托臂，用于支撑样品。

• 工作方式： 将样品放置在托臂上，通过快速抽离或下翻托臂，使样品自由跌落。

• 特点： 适用于中小型包装箱、电子产品等。测试时样品只有一个面可以冲击台面。

2. 零跌落试验机

• 结构： 其冲击台面是一个可以快速下落的液压或电动平台。

• 工作方式： 样品被固定在台面上方，测试时台面瞬间下落，当台面下降到设定位置时，样品与台面分离，实现“零高度"开始跌落，从而获得准确的冲击速度和能量。

• 特点： 主要用于测试非常重（如上百公斤）或体积大的物品，因为提升样品本身非常困难。它可以实现更精确的冲击速度控制。

3. 旋转式跌落试验机

• 结构： 有一个可以夹持样品并旋转角度的装置。

• 工作方式： 在一次测试中，可以通过旋转装置，让样品的不同棱、角、面依次进行跌落，无需人工调整。

• 特点： 自动化程度高，测试效率高，特别适合需要进行多面、多棱、多角跌落测试的标准。

4. 斜面冲击试验机 & 水平冲击试验机

• 说明： 虽然名称不同，但它们也属于冲击测试范畴，用于模拟火车编组、汽车刹车等带来的水平方向冲击，与垂直跌落测试互为补充。

四、 主要组成部分

一台典型的跌落试验机通常包含以下部件：

• 机架： 提供结构支撑，确保稳定性和垂直度。

• 升降系统： 电动马达或液压系统，用于精确提升跌落臂或样品至设定高度。

• 释放机构： 电磁释放、气动释放或机械释放装置，确保样品能瞬间、自由地跌落，无初始旋转或推力。

• 跌落臂： 支撑样品的部分。

• 冲击台面： 坚硬、平整、厚重的钢板或混凝土基座，为跌落提供标准的冲击表面。

• 高度标尺/编码器： 用于精确设定和测量跌落高度。

• 控制系统： 通常为PLC或微电脑控制，用于设置测试参数（高度、次数等）并操作机器。

• 安全装置： 如防护罩、急停按钮等，保护操作人员安全。

五、 相关测试标准

跌落试验必须依据相关的国际、国家或行业标准进行。常见的标准包括：

• ISTA（国际安全运输协会）系列标准： 如ISTA 1A， 2A， 3A等，广泛应用于包装运输测试。

• ASTM（美国材料与试验协会）： 如ASTM D5276, ASTM D4169等。

• GB/T（中国国家标准）： 如GB/T 4857.5（包装运输包装件跌落试验方法）。

• JIS（日本工业标准）： 如JIS Z0202。

这些标准详细规定了跌落高度、跌落次数、跌落姿态（面、棱、角）、样品预处理等测试条件。

六、 主要应用领域

跌落试验机应用极其广泛，几乎所有需要运输和移动的产品都可能需要测试：

• 消费电子： 手机、笔记本电脑、平板电脑、相机等。

• 家电产品： 电视机、音响、洗衣机等。

• 汽车零部件： 导航仪、传感器、车灯等。

• 包装行业： 纸箱、木箱、泡沫缓冲材料的设计验证。

• 航空航天： 机载设备、精密仪器。

• 科研与质检机构： 进行基础材料研究和第三方质量检测。

七、 操作流程与注意事项

基本操作流程：

1. 准备： 根据标准选择测试样品，并进行温湿度预处理（如果需要）。

2. 设定参数： 在控制器上输入测试标准要求的跌落高度、跌落次数和跌落姿态。

3. 安装样品： 将样品按照预定的跌落姿态（角、棱、面）放置在跌落臂上。

4. 提升高度： 将跌落臂升至设定的高度。

5. 执行测试： 按下释放按钮，让样品自由跌落。

6. 检查与记录： 测试后，立即检查样品和包装的损坏情况，并详细记录。

7. 结果判定： 根据标准或客户要求，判定产品是否合格。

重要注意事项：

• 安全第一： 操作时必须使用防护罩，严禁在机器运行时将身体任何部位伸入跌落区。

• 定期校准： 定期对跌落高度、冲击台面的水平度进行校准，确保测试数据的准确性。

• 样品固定： 确保样品在跌落臂上放置稳定，但释放时不能有任何粘连，保证自由跌落。

• 台面维护： 冲击台面必须保持清洁、平整、无变形，否则会影响测试结果。

总结

跌落试验机是现代工业中可靠性测试工具。它通过模拟真实的跌落环境，为产品的设计改进、包装的优化以及最终的质量保证提供了科学、量化的数据支持。正确选择和使用跌落试验机，能有效帮助企业降低产品在流通过程中的损坏率，提升品牌信誉和客户满意度。