隨著中國建筑行業的迅速發展，合頁（鉸鏈）產品種類日新月異，高精度、高效率、高牢固度、多功能產品成為消費者的追求。合頁（鉸鏈）是關鍵的承重部件，其使用安全性不容忽視，與廣大消費者的人身安全息息相關。合頁（鉸鏈）的壽命是使用安全性的重要檢測內容之一。

歐美相關國家目前已具備了合頁壽命性能的檢測能力。國內同類設備產品中，目前尚無能滿足新標準QB/T4595.1-2013要求的檢測設備?，F有設備由于老化嚴重，智能化程度低，目前正常的檢測壽命為4萬次左右，下沉量無法準確測量，同時開啟角度無法精確控制。隨著合頁種類的繁衍，新型三維可調型合頁和玻璃鉸鏈應運而生，但國內暫無相應檢測設備。為了解決以上問題，研制與開發了一套合頁（鉸鏈）智能化檢測裝置。

1　合頁（鉸鏈）智能化檢測裝置檢測依據

美國標準ANSI/BHMAA56.1-2006《合頁和鉸鏈》中對合頁的壽命分為250、150、35萬次三個等級。歐洲標準EN1935：2002《建筑五金件單軸鉸鏈》中對合頁的壽命規定最高達到20萬次。美國和歐洲標準差距懸殊。兩個標準的試驗方法有本質區別，美國標準是用三個鉸鏈按使用狀態安裝在樣門上，而歐洲標準用兩個鉸鏈，一個承重，另一個不承重。

在我國，關于合頁的輕工行業標準QB/T4595.1-2013規定：產品按三個等級規定使用壽命，分別為一級合頁30萬次、二級合頁15萬次和三級合頁5萬次。產品經壽命試驗后，其軸向磨損最大不得超過1.57mm，門扇下沉不得超過5mm。針對不同類型的合頁，國內外已有的壽命檢測標準規定了具體的檢測方法和要求。表1給出了QB/T4595.1-2013對合頁（鉸鏈）的具體要求。

2　智能檢測系統的組成

本項目主要研究內容包括：應用于多種類合頁的壽命智能化檢測、合頁壽命檢測中的開啟角度控制以及測量合頁下沉量的方法優化。本項目研制的合頁（鉸鏈）智能化檢測裝置具備開啟角度可調、下沉量測量以及測量結果實時顯示等功能，在提高檢測準確度的前提下，實現多種類合頁在同一臺設備上完成檢測，從而優化檢測設備和檢測過程。智能化檢測裝置主要由機械系統和電氣控制系統組成。

2.1　機械系統

機械系統包括：機械傳動機構、試驗門配置、裝夾機構和設備框架底座等，如圖1所示。

機械傳動機構主要由步進電機、減速器、聯軸器、傳動軸、擺架及其連接件組成，實現了旋轉同步，且選用相應減速器實現減速增扭，更為有利于完成對合頁轉動一定角度的檢測。經減速器輸出的力矩傳遞給聯軸器，通過傳動軸轉動帶動擺桿運動，為合頁壽命檢測做好準備。

壽命檢測是模擬合頁工作狀態而對其進行的試驗，即將合頁安裝在具有一定重量的試驗門上，進而測試合頁不斷重復開關動作中合頁的狀態。試驗門配置結構如圖2所示。

裝夾機構完成對試驗門配置的安裝固定。試驗門配置中，合頁的一邊被安裝在設備固定框架上，另一邊安裝在試驗門上。為適應不同規格型號的合頁安裝、調節與鎖緊，裝夾機構采用了孔板及其相應的螺釘螺母，孔板上有多個安裝孔，滿足合頁不同尺寸高度需要。

2.2　電氣控制系統

該智能化裝置的電氣控制從結構上分為上層控制系統（又稱上位機）及底層控制系統（又稱下位機）。上層控制系統通過RS232串口與底層控制系統進行信號交互，傳輸數據，并進行實時顯示與監控，完成對合頁壽命的智能化檢測。本測試系統下層控制系統采用PLC編程，上層控制系統人機交互界面則采用觸摸屏控制軟件，如圖3所示。

控制系統的核心是上下位機的相輔相成，完成對合頁的檢測。觸摸屏可以實時監控合頁壽命中合頁擺動的速率（可換算為每分鐘轉動多少次）、次數、在電機換向時停留的時間。PLC通過上位機下達的命令對步進電機的速度、轉動角度等進行精確控制，從而滿足對合頁開門速度和角度的要求。利用位移傳感器可以檢測并實時顯示試驗門的下沉量。為了彌補步進電機自身失步的不足，電機上安裝原點傳感器，在每個周期最初可以對電機進行校準，減少失步的累計誤差，以減小對電機轉速和壽命測試次數的檢測誤差。每完成一次壽命試驗，借助原點傳感器對設備進行復位，方便對下一產品進行壽命測試。具體自動檢測控制流程如圖4所示。

3　合頁（鉸鏈）壽命試驗

為了驗證本項目所研制智能化檢測裝置的可靠性，選取三種不同型號的合頁進行試驗。本智能檢測裝置使用的驅動器能夠產生一種具有正弦曲線特征的角速度，滿足國家標準QB/T4595.1-2013的要求。將驅動器連接在試驗門上，和重心相比，遠離合頁軸，位于穿過中心的水平線之上。將門關閉，然后以90°±5°角打開，再關閉，每一次開關的起始和結束，角度變動小于5°。按圖2配置試驗裝置，試驗門按表1配置。試驗門自1°到5°開始動作，開啟至90°±5°位置，在外力作用下關閉，再將門回復到初始位置，完成一個試驗周期。達到表1中規定的壽命次數后，觀察門扇下沉量，并測量合頁的軸向和徑向磨損。

經過對每個樣品試驗后，設備運行狀況良好，樣品未見可見性的變形和破損，整個試驗過程高效快捷，安裝方便，調試簡單，下沉量觀察便利、精準。

4　結語

合頁（鉸鏈）智能化檢測裝置滿足了多種不同類型合頁的檢測要求，測試范圍廣，并具有較高的智能化、安裝簡單、操作方便、高準確度、高效率等優點，大大提高了合頁檢測水平，為質量監督技術添磚加瓦。該檢測裝置可以應用推廣到檢測和生產領域，將對合頁質量監督具有積極作用，并對保障產品質量以及消費者人身安全具有重要意義。