液压缓冲降噪排椅的设计与制作

霍智慧 芦书荣 周敏

摘 要：针对当前在阶梯教室上下课时产生的噪声问题，本文提出采用环形液压缓冲结构加弹簧结构，对现有阶梯教室排椅样式进行创新改进，主要对折叠过程、固定方式和存贮功能进行改进，以实现有效解决噪声以及坐板下塌问题。

关键词：排椅;液压缓冲;设计

中图分类号：TS665.4文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）01-0029-03

Abstract： In order to solve the problem of noise caused by the up and down class hours， this paper proposed to use the ring hydraulic buffer structure and spring structure to innovate and improve the existing row chair style of the ladder classroom，  mainly improving the folding process， the fixed mode and the storage function， so as to effectively solve the problems of noise and seat plate falling down.

Keywords： row chair;hydraulic buffer;design

1 设计背景

经过对各教室的排椅进行实地调研发现，一届又一届的同学在教室里上课、自习等，使学校排椅长期被反复坐压、冲击和翻转，加上长时间缺乏维护修理，久而久之便导致排椅坐板出现惯性下垂，失去原有的“水平”，同学们坐在上面身体会不由自主地向下滑动，十分不舒服。再加上长期使用，转轴缺少润滑，同学们坐在上面轻微一动便会出现“吱吱吱”的声音，导致整个教室都是噪声，影响听课效率[1-3]。

出现上述问题的原因是：目前学校教室排椅坐板下的结构简单，仅仅在坐板下面的两边以两片金属支架进行支撑，而主要坐板受力位置没有支撑，加之所用金属材料本身刚性不足，弹性变形过大等原因，必然会出现上述“吱吱呀呀”的噪声;再者，教室排椅属于传统礼堂排椅（不用时抬起来，用时放下来），其在旋转处采用简单的滑动轴承，长期使用而不进行润滑维护，便会产生噪声。由此，本文对传统的教室排椅进行改进，设计制作了教室用液压降噪缓冲排椅。

2 结构改进构想

2.1 折叠过程改进

教室排椅的折叠性主要体现在椅背可折叠。当排椅在非使用状态或者使用完离开时，椅座和桌板皆可被竖直立起，与靠背接近平行。这种折叠结构是依靠椅座、桌板与靠背或者支架之间的滑轨和转轴实现的。通过减缓旋转进程和接触方式，就可以降低折叠时的噪声。坐板背面图和连排三维图如图1和图2所示。

2.2 固定方式改进

大学教室中的排椅大多数是固定的，其位置和间距也都固定。本文对该固定方式进行改进，即将原有多个座椅连排减少为2～3个连排，两两之间通过焊接连接在一起，与地面之间采用地脚螺钉连接。这样既可消除因长排座椅带来的噪声，又利于安装、维护等。

2.3 存贮功能改进

大学生到教室上课或自习一般会随身携带一些个人物品，如书包、背包、水杯等。所以，设计排椅时应考虑设置能存放学生物品的装置。由于学生上课所携带的物品不多，因此排椅的存储装置体积不宜过大，一般能容纳几本书或者一个书包的体积即可[4]。本文设计的排椅加入了置物架，并将后排同学放书的桌面做成自由可动的桌面板，用时拉出来，不用时收起来。这样可以有效增加可活动的空间，方便室内的卫生清扫。效果图如图3、图4所示。

3 设计与制作

3.1 结构形成原理

在保持排椅原有基本功能的前提下，现考虑在排椅坐板下方加装环形液压缓冲结构（会根据承受重量来决定液压供力程度）。在原来承重金属板下加上此项结构，并且在坐板主要受力处安装该装置和弹簧装置（可转动式弹簧架），放下坐板时由弹簧及环形液压缓冲结构承载，收起坐板时由弹簧和液压自动回收，呈收缩状[5]。坐板下方结构改进原理如图5所示。

3.2 制作特点

制作时，可在坐板下面加装一个壳体结构，既美观又实用，即一方面在液压装置安装完毕后壳体结构可将该装置罩起来;另一方面，在坐板放下来时，壳体结构也可以和铰接处顶在一起，起到支撑作用。由于壳体并非完整壳体，考虑到在坐板放下来和抬上去的过程中液压会收回和出来，同时考虑到受力和人机工程学及美学等多方面因素，在设计下方壳体结构时会开两个槽，这样在坐板完成抬放动作时可以有效解决其产生的液压收放问题等[6]。每排座椅均适合单椅焊接成排，且在相等的距离用地脚螺钉与地面固定，从而确保排椅的稳定性。主体结构图及尺寸如图6所示。

3.3 置物架

图4中置物架，采用Φ3.0镀铬钢丝制作成格栅，弯曲后与1.5 mm厚钢板焊接，再以螺钉与座椅背板相连接。

3.4 材质的说明

站脚：优质级冷轧1.5厚35×80矩形管油压成型;脚板：优质钢2.0冷轧板油压成型;台面：采用多层优质旋切木皮经模具热压成型;板面压防火板：四周PVC封边，防潮、耐用厚度不小于16 mm;座背板：采用多层优质旋切木皮热压成型，板面压防火板厚度不小于12 mm;五金件：优质冷轧高碳钢油压焊制成形;金属：座椅的所有冷轧钢金属表面均经喷沙除锈处理，静电喷塑，附着力极强，抗腐蚀，光洁度好，美观;座板翻转：弹簧回复，也可做弹簧加阻尼慢回复机构[7]。

4 产品创新特点

①因为有液压系统，所以能有效解决坐板因长期使用而失去原有“水平”所导致的下塌问题;底部缓冲液压及弹簧伸缩结构有效地为坐板的稳定提供了保障。

②采用环形液压缓冲结构加弹簧结构，可以使座椅用的时候轻轻下放，抬起来缓慢收起，有效解决了长期以来坐板抬放产生的噪声问题。

③此次创新结构还加入了置物架，并将后排同学的书桌做成自由可动式的桌面板：用的時候拉出来，不用的时候收起来，可以有效增加可活动的空间，便于室内的卫生清扫。

参考文献：

[1]许福玲，陈尧明.液压与气压传动[M].3版.北京：机械工业出版社，2007.

[2]成大先.机械设计手册：单行本 液压传动[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3]陈启松.液压传动与控制手册[M].上海：上海科学技术出版社，2006.

[4]臧克江.实用液压技术丛书：液压缸[M].北京：化学工业出版社，2009.

[5]凌志勇.机床液压系统及故障维修[M].北京：化学工业出版社，2007.

[6]袁国义.机床液压传动系统图识图技巧[M].北京：机械工业出版社，2005.

[7]刘会英，于春生.机械设计基础[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.