新型电工培训实验台设计研究

2020-06-22杨海明杨欣峰

机械工程与自动化 2020年3期

杨海明，杨欣峰

(泰山职业技术学院机电技术工程系，山东泰安 271000)

0 引言

目前常见的电工实训实验台主要包括实验台框架与长桌，在实验台框架上设置有挂箱，由于这种结构的挂箱尺寸小，因此不利于电器元器件的合理摆放、线槽的使用和合理布线。常规实验台上配置的导线为香蕉头导线，只要简单的插拔就可以完成接线，但采用香蕉头导线不利于学生对线号进行编码和剥线压线练习。考虑到移动的方便性，一般实验台四角的支腿采用4个带刹车的万向轮，这样的设置虽能移动实验台，但是，当实验室地面不平时试验台的稳定性不好；长桌设有桌面和不透明且带锁的封闭抽屉，封闭抽屉抽拉次数多，容易损坏。因此，本文设计了一种新型电工实训实验台，使其在具有较低成本的同时，对于电工初级从业人员或学生还具有较高的培训或实习效率。

1 新型电工实验台整体结构

1.1 传统电工实验台

传统电工实验台适用于中高级电工技能水平的从业人员或大中专院校学生，对电工基础知识初学者来说并不太实用，不利于电工初级从业人员或大中专院校学生初学者掌握电工实训基本功，其结构示意图如图1所示。

图1 传统电工实验台整体结构示意图

1.2 新型电工培训实验台

设计的新型电工培训实验台包括实验桌、固定在实验桌上面的实训屏、固定在实验桌下部的储物柜、电脑桌和支撑机构，如图2所示。实训屏设置在实验桌桌面的后半部分，这样实验桌桌面的前半部分就可以放置实验用品，包括电机、元器件或者工具，便于使用者操作。

1-自动弹簧插销；2-储物柜；3-电脑主机托板；4-电脑主机；5-电脑线孔；6-电脑显示器；7-实验桌；8-线槽；9-网孔板；10-实训屏框架；11-实验名称铭牌固定装置；12-透明抽屉柜；13-透明抽屉；14-折页；15-防滑重型水平调整脚杯；16-万向轮

2 新型电工培训实验台框架结构设计

新型电工培训实验台框架可以采用整体式结构，也可以采用分体式结构。

2.1 整体式结构

实训台的整体框架采用40 mm×40 mm铝制型材连接件搭接而成，铝制型材宽度为40 mm,中间镶嵌槽宽为8 mm的亚克力板，连接示意图如图3所示。型材直角连接处横向与立向采用内六方螺栓连接，在连接的两个型材中的一根顶端中心孔攻丝，另一根上打通孔，连接方式属内置式，两边余量分别为16 mm,方便螺栓螺母与L形拐角组装连接件连接立向与纵向型材；抽屉横撑个别位置亦可采用内置连接件连接，一般只需要在其中的一根型材上扩孔，属于可调配性很强的直角连接方式。

2.2 分体式结构

本实训台框架也可以采用分体式结构，即将实训台的各个部分分别制作完成，后期采用相应的连接方式进行组装。

3 实训屏整体设计

实训屏包括实训屏框架10、网孔板9、线槽8和实验名称铭牌固定装置11。实训屏框架采用40 mm×40 mm铝制型材制作，网孔板采用980 mm×900 mm×5 mm钢板,安装时网孔板紧贴实训屏框架的背面，从实训屏的正面测量，其与网孔板有40 mm的距离,将线槽固定在网孔板的四周和网孔板中间，常用线槽高度为40 mm、宽度为40 mm。在网孔板的板面四周留有50 mm不开网孔的区域，其中40 mm与实训屏框架铝制型材等宽，剩余10 mm用于线槽侧面与实训屏框架铝制型材侧面间隙，方便扣线槽盖，这样设计美观大方实用。

框架中设置两个以上的网孔板，在网孔板之间和四周设置有线槽，从线槽中引出导线，将连接电路使用的电器元件在网孔板上固定后，通过普通导线经过线槽进行连接；框架上部设置有实验名称铭牌固定装置，用于展示本次实验的实验名称。普通导线在连接元器件时需要剥线压线，学员在操作中能够掌握剥线压线技巧。另外，剥线压线后将线头旋入电器元件的接线端子，一个接线端子不允许旋入两个及以上线头。而常规实验台采用的是香蕉头导线，很多电工实训初学者在香蕉头的背端插入多根导线，实际配电柜接线不允许这种操作，采用本实验台接线方式无法同时连接，学员在实训中杜绝了同一接线端子连接两根以上导线的不良接线习惯。并且导线在线槽中走线，在连接电器元件形成一定的实验回路时需要对导线进行编号，这样可训练学员掌握导线的编号技巧。

18-铝制型材；19-内六方螺栓；20-内置连接件；21-第一连接件；22-第二连接件

根据需要设置网孔板的数量，各网孔板之间设置线槽，本装置设置了3个大小合适的网孔板，分别固定在框架上，形成桑格独立的网孔区域。也可以采用整个钢板，在钢板上设置网孔，网孔分区域分布。

在实训屏的上部设置实验名称铭牌固定装置，用于展示本次实验的实验名称。实验名称铭牌固定装置可通过磁力吸附铭牌；或者采用固定螺丝将铭牌固定在实训屏上；或者在实训屏上设置卡扣或者卡槽；直接将铭牌插入卡扣或者卡槽，或者用夹子直接夹持铭牌；或者设置靠包或卡套直接将铭牌放入透明卡包或透明卡套；或者设置可以多次粘贴的粘合件，直接将铭牌粘贴。本电工实验台通过磁力吸附铭牌。

4 实验桌

实验桌两侧分别为透明抽屉和电脑桌，实验桌和透明抽屉柜固定连接作为一个整体。采用一个整体框架将实验台底部可使实验台移动的万向轮和水平调整脚杯连接，从而使得抽屉柜和实验桌整体能够稳定放置和移动。本设计在底部设置了4对万向轮和水平调整脚杯，可拆卸连接的电脑桌仅设置了水平调整脚杯，当不设置透明抽屉柜时，也可以单独在实验桌的第一支撑腿上设置4对万向轮和水平调整脚杯，万向轮和水平调整脚杯设置位置和数量可根据具体的需要确定。实验台支撑结构示意图如图4所示，采用万向轮与防滑重型水平调整脚杯作为平台四角支撑。

4.1 透明抽屉

透明抽屉柜为立式透明抽屉柜，抽屉柜固定连接在不遮挡实训屏的实验桌侧面。抽屉柜的具体尺寸根据需要设置，设置在实验桌的哪一个侧面根据实际教学需求进行配置，只要不遮挡使用者观看实训屏即可。

4.2 电脑桌

实验台还包括与实验桌可拆卸连接的电脑桌，电脑桌包括电脑桌面、第二支撑腿和设置在桌面下的电脑主机放置部，如图5所示。在电脑桌面上设置过线孔，底部设置网孔托板。在第二支撑腿的下部可以设置调整脚杯或万向轮。电脑桌可以作为独立的桌子使用，当需要与实验台连接时可以直接与实验台通过设置的固定部件连接。电脑桌和实验桌可以共用一部分支撑腿作为支撑，电脑桌的第二支撑腿连接到实验桌的第一支撑腿上用于实现电脑桌的平面支撑。