湖南工程學院工程訓練中心 劉美華
湖南工程學院應用技術(shù)學院 王 堅
一種節(jié)能耐用型電烙鐵的改進設計
湖南工程學院工程訓練中心劉美華
湖南工程學院應用技術(shù)學院王堅
針對普通電烙鐵的不足進行了改進,使改進后的電烙鐵具有節(jié)能省電、延長使用壽命、使用舒適等特點。該改進方案結(jié)構(gòu)簡單、成本很低,且改進后效果明顯,可以為廣大電子愛好者提供參考。
電烙鐵;節(jié)能耐用;改進設計
電烙鐵是電子制作和電器維修的必備工具,主要用來焊接電子元器件及導線、或者維修時更換元器件等。目前,雖然市面上存在功能強大的各種型號的電烙鐵,但由于其價格較高,在電子實驗室難以推廣應用,而普通電烙鐵由于價格低廉,為廣大電子實驗室以及初學者所廣泛使用。普通電烙鐵一般采用220V電壓直接加熱,不能根據(jù)實際需要控制溫度,且一直處于加熱狀態(tài),造成電能浪費,也縮短了電烙鐵的使用壽命。同時,現(xiàn)有的電烙鐵,其手柄一般是直線型,不符合人手的生理曲線,手在抓握時容易產(chǎn)生疲勞。因此,筆者根據(jù)自己的需要,在實驗室原有普通電烙鐵的基礎上進行改進,設計了一種節(jié)能、舒適的電烙鐵,供廣大電子愛好者參考。
為了實現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換,在電烙鐵的原電路中添加以下元器件:波段控制開關(guān)、整流二級管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管等,其電路原理圖如圖1所示[1]。當電烙鐵正常工作時,波段控制開關(guān)SB閉合,220V交流電通過常閉開關(guān)直接加在烙鐵芯上,電烙鐵滿功率運行;當電烙鐵閑置時,波段控制開關(guān)SB斷開,220V交流電通過整流二極管IN4007降為100V左右的電壓,加在烙鐵芯的兩端,降低了烙鐵頭的溫度和使用功率。本文以學校實驗室使用的35W的普通電烙鐵為例,對改進后電烙鐵的焊接狀態(tài)和閑置狀態(tài)進行比較,其狀態(tài)參數(shù)如表1所示[2]。由表1所見,改進后的電烙鐵,既能夠讓電烙鐵在閑置時降低溫度,降低使用功率,避免了電烙鐵過熱現(xiàn)象的產(chǎn)生,延長了電烙鐵的使用壽命,然而其溫度又仍然處在一定的工作溫度范圍之內(nèi),能夠快速提溫進入工作狀態(tài),提高了工作效率。
圖1 電烙鐵溫度轉(zhuǎn)換電路圖
表1 改進型電烙鐵的焊接狀態(tài)和閑置狀態(tài)參數(shù)比較
電烙鐵手柄是人機交互的重要結(jié)構(gòu),手柄設計首先要安全性好,同時還要舒適美觀,符合人機工程學和美學因素等。這里我們對手柄的材料、外觀形態(tài)以及尺寸大小進行改進和設計。
(1)手柄材料。實驗室普通電烙鐵采用的是電木手柄,不耐高溫,焊接時容易燙手。因此,手柄材料可采用PPS工程塑料,這類塑料有很好的剛性和阻燃性,其熱變形溫度是260 ℃ 左右,而金屬錫的熔點是231.89 ℃,使用起來安全可靠[3]。
(2)手柄的外觀形態(tài)?,F(xiàn)有普通電烙鐵手柄的外觀形態(tài)一般采用直線型,與人手生理曲線不一致。因此,手在抓握時處于不自然的接觸狀態(tài),容易產(chǎn)生疲勞感。如果把手柄與人手接觸的地方改為曲線輪廓,則加大了手柄與手的接觸面,抓握力分散在較大的接觸面上,減少人手局部受力,增加了使用舒適度。
(3)手柄的尺寸大小。改進后的電烙鐵手柄尺寸必須符合人體尺寸的要求,手柄過長或過短,使用起來都不舒適。因此,本文根據(jù)人體手掌寬度的范圍以及實際操作因素的影響,設定手柄尺寸大約為100mm左右。
目前,普通電烙鐵的使用量非常大。本文針對普通電烙鐵的不足進行了簡單的改進,使改進后的電烙鐵具有節(jié)能省電、延長使用壽命、使用舒適等特點。該改進方案結(jié)構(gòu)簡單、成本很低,且改進后效果明顯,可以為廣大電子愛好者提供參考。
[1]劉湘玉.穩(wěn)定電烙鐵溫度散失裝置的設計與應用[J].電子世界,2012,8:53.
[2]劉建峰.普通電烙鐵改進設計方案[J].電子世界,2013,12:84.
[3]伍卓章等.焊吸兩用電烙鐵創(chuàng)新設計[J].包裝工程,2010,31(20):32-34.
劉美華(1980—),女,湖南新化人,碩士,講師,主要從事電工電子實踐教學和管理研究。
2015年度湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目“節(jié)能耐用型電烙鐵的改進”。