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檢測設備。它的核心作用是模擬工作現場可能發生的重物墜落或擠壓事故，科學、定量地評估鞋頭保護包頭（通常為鋼包頭、復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。 該設備的測試方法和判定標準嚴格遵循國家或國際安全鞋標準，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、核心結構與工作原理
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鍵部分組成：
1.機架：
整個設備的支撐結構，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定、無晃動，保證測試精度。
2.導軌/立柱：
垂直安裝的光滑導軌或立柱，用于引導重錘（落錘）精確地垂直下落，確保沖擊力的方向準確無誤。
3.重錘(落錘)：
核心加載部件，是一個質量精確的標準重物。
根據不同的測試標準，重錘的質量有明確規定。例如：
GB 21148/EN ISO 20345：使用20焦耳(J)的沖擊能量，對應重錘質量為20公斤(kg)，從1米(m)高度自由下落（20kg×9.8m/s²×1m≈196J，標準中取整為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)。
重錘底部裝有標準的沖擊頭（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定，常見的有直徑30mm的半球形沖頭。標準要求沖頭邊緣光滑，避免產生切割效應。
5.高度調節裝置：
用于精確設定重錘的起始下落高度（如1米）。通常有刻度尺和鎖定裝置，確保高度準確。
6.釋放機構：
用于固定重錘在設定高度，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。通常是一個符合標準腳型的剛性模具（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。
模具內部可能裝有位移傳感器或預留空間用于放置壓縮高度規。
8.測量系統(關鍵區別)：
傳統機械式：使用壓縮高度規（也稱“耐壓縮測定器”）。這是一個帶有刻度的圓柱形量規，內含可移動的頂桿。測試前將其放入鞋頭內部，頂桿接觸鞋內襯。沖擊后，測量頂桿被壓縮后下降的距離（單位：毫米mm）。這個數值直接反映了鞋頭內部剩余空間的大小。
現代電子式：使用高精度位移傳感器（如LVDT線性可變差動變壓器）和數據采集系統。傳感器實時監測沖擊過程中鞋頭內部頂桿的位移變化，并將數據傳輸到顯示屏或電腦，自動記錄最大壓縮量，精度更高，結果更直觀。
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域，防止重錘反彈或碎片飛濺，保障操作人員安全。
二、標準測試流程
1.樣品準備：選取符合要求的安全鞋樣品，將其放置在規定的環境（如常溫）下調節一段時間。
2.安裝鞋模：將安全鞋牢固地套在標準鞋模（假腳）上，并固定在試驗機的支撐臺上，確保鞋頭中心對準沖擊頭。
3.放置測量裝置：
在鞋頭內部、腳趾最前端的上方，放入壓縮高度規，并記錄初始讀數（通常為15mm）。
或安裝好位移傳感器的頂桿，使其接觸鞋內襯。
4.設定參數：根據測試標準，設定重錘質量（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域，啟動釋放機構，讓重錘從設定高度自由下落，撞擊鞋頭正中心。
6.讀取結果：
機械式：沖擊后，取出壓縮高度規，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：系統自動顯示或記錄最大壓縮位移（例如，4.8mm）。
7.判定合格：根據相關標準判定結果是否合格。
以GB 21148/EN ISO 20345為例：
沖擊能量：20J(20kg/1m)。
合格標準：沖擊后，鞋頭內部剩余空間（即壓縮高度規讀數）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、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、確保防護用品質量可靠的關鍵設備。
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