基于SolidWorks的PTC陶瓷耐压疲劳试验机的设计

　　作为电工合金行业中新型的电子材料， 一种研究开发及推广应用价值极大的高新技术产品,PTC 陶瓷以其温敏、直控、节能、无明火和安全等优点，以及其特有的热敏、限流、延时等自动“开关”功能，已在电子通信、家用电器等领域得到广泛应用。近年来，我国PTC陶瓷应用范围不断扩大， 产品需求量以每年27%的速度增长， 与此同时PTC 陶瓷的理论研究也取得了重大突破并日趋成熟，使PTC 陶瓷的生产得到了较大的发展[1] [2]。

　　大批量定制(Mass Customization，MC)是试图将大批量生产的速度和成本与满足客户定制的个性化需求结合起来的一种新型生产模式， 它必然会代替大批量生产，成为企业的主流生产模式。PTC 陶瓷生产企业需转换经营机制，制定适合高新技术发展的政策、策略，建立从基础研究到最终产品加工生产的一体化开发机制，并建成一个集科研、开发及市场营销于一体的科工贸实体。本文介绍的PTC 陶瓷耐压疲劳试验机可适用多规格PTC 陶瓷产品的耐压疲劳试验， 实现大批量PTC 陶瓷冲击电流分选及耐电压实验技术要求， 主要包含了设备的整体结构、自动排片上料机、耐电压试验机及耐压测试夹具的设计以及实现精确进给相关软硬件的开发。

　　1 PTC 陶瓷耐压疲劳试验机的总体设计

　　1.1 PTC 陶瓷耐压疲劳试验机设计的具体要求

　　根据PTC 陶瓷冲击电流分选及耐电压实验技术要求，该设备必须能实现对产品的自动冲击电流分选，包括完成冲击电流峰值的检测和220V 耐电压击穿品的剔除。其次，该设备要实现耐电压试验，对220V 产品， 依次进行220V/380V/540V/650V 电压加压， 对110V 产品， 依次进行110V/190V/270V/500V 电压加压，并在最高电压下保持≥60 s 时间，再按照冲击电流的测试结果进行分档。最后，在大批量定制成为主流生产模式的趋势下， 该设备的设计还需适应其他多种规格的PTC 产品，并能通过更换适配器(夹具)来快速变线。

　　1.2 设备

　　PTC 陶瓷耐压疲劳试验机可适用多规格PTC 陶瓷片的耐压、冲击电流及电阻的批量检测，该设备的运行为全自动过程。如图1 所示，设备的机械部分主要包括：自动排片上料、分档下料、耐压测试夹具、耐压试验机转台(含检测)、同步带、滑轮、张紧、图像检测机构及设备外框。

　　PTC 陶瓷耐压疲劳试验机设计的自动排片上料机构能实现稳定快速上料，使节拍稳定为1 片/s，此外为了确保传动精确(恒定的传动比)，工作时无滑动，减少不必要的能量损耗，该设备采用同步带机构进行传动，设定传动比为3∶1。另外该设备还配备了监控及数据采集系统，不仅能对电压加压状态、夹具温度及位置进行实时监测，还能采集耐压检测、电阻检测及冲击电流测试的数据， 并实时反馈结果以对产品进行分档和废料(如耐压击穿品)剔除。