摘 要：为了解决高等学校连排椅使用中局部容易变形开裂，影响其使用性能和寿命，节约投资，通过对连排椅薄弱部位成因分析，设计了一种可以改善局部受力过于集中，改善受力结构减缓冲击力的装置，起到预防性维护桌椅的作用，改事后维修为预防性维修，达到桌椅使用寿命长的目的。
　　关键词：连排椅;变形;开裂;匀力;缓冲;装置
　　一、研究问题的提出
　　高等教育，从精英教育转变到大众教育后，在校大学生人数急剧增加，教学资源相应的紧缺起来，由原来的固定班级固定教室，转化为流动性教室，根据不同的课程，组成变动班级，即所谓的大课，由于这一变化，使得连排椅所具有的优势就凸显出来了，连排椅在教室固定安装，椅座板可以翻转，不同的年级的学生上课后，仍能保持桌椅的整齐划一，同时其紧凑性的特点，使得同样面积的教室可以容纳更多的座位数量;从环境卫生上来说，连排椅固定安装免去了摆挪桌椅的时间，翻转的椅座板方便保洁人员清扫卫生，这些优点使连排椅在高校备受欢迎，使其具有良好的使用价值;在高校桌椅配比中占比达到20%～40%，应用之广泛数量之庞大是非常可观的。2020年高校在校人数约近4000万，平均按照25%的配比，足有1000万个座位，单座按市场批发价每座60元计算，资产估值近6亿元，目前平均使用寿命约在5年左右，每年折旧额就在1.2亿元左右，若能延长期使用寿命，就按一年计算，至少可以节约2000万元。
　　二、现有研究成果
　　胡鹰[1]是利用热力置换原理针对报告厅、影剧院、大礼堂、体育馆、音乐厅等场所的排椅所做的送风专向研究;霍智慧[2]等以降噪为目的，在排椅的转轴处设置液压缓冲器（没有明确其结构原理）和弹簧，共同起到，降低噪音的目的;翟艳敏[3]是围绕阶梯教室排椅，从增加排椅紧凑性，增加排椅间的空间进行研究;薛燕飞[4]是从拓展豪华排椅的功能进行研究，增加躺椅的功能装置;顾华[5]围绕节省空间，考虑儿童安全性需要，加装安全钩，进行优化设计;米更林[6]等设计了一种在扶手位置设置充电功能，方便不同用户的需求;以上种种仅是对排椅功能上的拓展衍生，对排椅日常维护保养以及如何延长排椅使用周期关注不够。
　　三、连排椅的不足
　　结构上分析，经过对教室排椅进行实地调研发现，年复一年一个又一个班的学生在教室里上课、自习等，使学校排椅长期被反复坐压、冲击和翻转，长时间缺乏维护修理，久而久之，因排椅牛腿转轴变形导致排椅坐板出现惯性下垂，失去原有的“水平”，甚至因转轴止档被压溃，座椅损毁，牛腿根部常常出现不同程度的撕裂现象，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，受力部位过于集中，牛腿根部没有强化处理措施，仅仅在坐板下面的两边以两片金属牛腿支架进行支撐，坐板受力位置仅局限于牛腿转轴止挡处，加之所用金属材料本身是薄皮钢板，本身强度低，受力点过于集中，连排椅人员变换频繁，体重差异，坐落的力度，位置不同等易于损坏椅座转轴。
　　材料上来说，连排椅广泛应用于体育馆、影剧院等场所，所用材料根据不同，场所也大不相同，礼堂剧院以软座为主，支撑结构所用材料厚度大，强度较好，经久耐用，与之形成鲜明对比的是，高校使用的普通连排椅一般采用钢木结构，钢质部分组成钢结构支撑体系，木质部分构成桌面版，椅背板和椅座板，钢质部分组成钢结构支撑体系，木质部分构成桌面版，椅背板和椅座板。钢据硫、磷含量的不同，分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢，连排椅所用钢材为普通碳素钢，其牌号为Q235，从截面上属于椭圆管型材，从管壁厚度上属于薄壁管，壁厚只有1.2mm，这种管子组成的支撑结构，其特点是整体稳定性较好，但其局部稳定性不足，局部在集中作用力和冲击力的作用下容易变形开裂，进而影响其使用性能。
　　木质部分多层复合板和刨花板这两种木质材料在椅板中属于主导材料。多层复合板表层为硬木片镶拼板或刨切单板以多层胶合板为基材，以胶水热压而成。基层胶合板的层数必须是单数，通常为七层或九层，表层为硬木作表板，多数为色木、柞木、桦木等厚度通常为3.0～4.0mm，刨切板为1.2～2.2mm，通常总厚度不超过15mm。在最新国家标准中被称为浸渍纸层压板饰面多层实木复合板，具有强化板的耐磨性和实木复合板的抗变形性，经实践在三大恶劣环境（公共场合、地热、潮湿）中均表现优秀，使得其在业内又被成作“多功能板”。刨花板是人造板的一种也叫颗粒板，是将各种小径木、枝芽、木屑、速生木材等切削成一定规格的碎片以后经干燥处理，与防水剂、胶料、硬化剂等按比例相拌，在一定的温度、压力下压制成的一种颗粒排列不均匀的人造板。在工艺处理上与实木颗粒板高度近似的刨花板（颗粒板）其品质要比实木颗粒板差好多。刨花板按用途有A、B类两种刨花板;按结构有单层、三层、渐变结构、定向、模压刨花板;根据制造方法有平压、挤压刨花板;按所使用的原料有木材、甘蔗渣、亚麻屑、棉秆、竹材、水泥、石膏;根据表面状况分：未饰面刨花板有砂光刨花板、未砂光刨花板，饰面刨花板有浸渍纸饰面刨花板、装饰层压板饰面刨花板、单板饰面刨花板、表面涂饰刨花板、PVC饰面刨花板等;按密度有低密度（0.25～0.45g/cm3）、中密度（0.45～0.60g/cm3）、高密度（0.60～13g/cm3）三种，常用的多是密度为0.60～0.70g/cm3的刨花板;按板坯结构分单层、三层（包括多层）、渐变3种结构;按耐水性分室内耐水类和室外耐水类;按刨花在板坯内的排列方式有定向型和随机型两种。此外，还有非木材材料如棉秆、麻秆、蔗渣、稻壳等所制成的各种刨花板，以及用无机胶粘材料制成的水泥木丝板、水泥刨花板等。
　　四、对策措施
　　从源头抓起，定制管壁厚一点的钢支撑结构，局部适当加强，技术上是可行的，其结果是导致价格会比现在有较大的提高，采购方内部不易处理，实际操作时受市场运作机制制约难以落地;椅板选用时组好选用多层实木板，不要为一时的便宜而选用刨花板。 　　做好安装质量监控机制，对安装人员做好培训和质量责任意识教育，制定安装工艺规则，使用方要派专人做好过程监督以防隐蔽部位省工序;做好交工验收，重点关注垫圈、螺母是否有缺损情况，螺栓防松是否到位。
　　加强日常维护，制定切实可行的维护管理制度，每天巡检和每周保养对薄弱部位和螺栓易松脱的部位重点关注。
　　群策群力做好技术改进，针对排椅产品本身不足，结合实际开动脑筋以一两拨千斤的智慧解决问题，具体思路为根据现有产品分析问题后，有针对性的处理。现有普通连排椅，没有承重时的匀力缓冲措施，通过构思加装匀力缓冲装置如图1、图2所示，可以解决椅座板牛腿转轴处受力过于集中和牛腿根部容易撕裂的问题与缓和牛腿转轴止挡受冲击力的作用，延长座椅的使用时间。
　　工作原理是在连排椅立柱上，用专用管箍，安装带缓冲橡胶条的匀力梁，连排座椅的座椅板坐人受力时，座椅板后边缘先与匀力梁上的缓冲垫片相接触，冲击力得到释放，再压实匀力梁和转轴止挡，转轴处的集中力缓冲后由止挡和匀力梁共同承当，将转轴止挡的集中作用力进行到了分解，减小转轴止挡所承受的冲击力和作用力，提升了使用的寿命。
　　具体方案是在连排椅立柱上，用专用管箍，通过螺栓安装带缓冲橡胶条的匀力梁;缓冲橡胶条底面低于椅座板工作极限位时1～2mm，以便缓冲和压实。缓冲橡胶条选用的是中硬橡胶，具有较高的疲劳强度、耐温和耐油，橡胶弹簧与金属弹簧比较，橡胶弹簧具有减振性能好，特别是吸收高辐振动的能力强，这是由于橡胶弹簧吸收振动能量是在其变形时产生内摩擦阻力，在吸振过程中将吸收的机械能转化成热能，其中部分热能使橡胶产生温升，质量轻、能消除噪声。锁紧螺栓端部设置盖形螺母，不但起到螺栓防松作用而且可以避免锁紧螺栓的边缘端对人体或者衣物的损伤，特点是所用材料为普通常用材料，成本较低;结构简洁，易于加工制造，安装简便;匀力缓冲装置改变了连排椅椅座受力过于集中的问题;匀力缓冲装置固结于立柱，加强了连排椅整体的刚度和强度;延长连排椅使用周期寿命;给用户多一种选择，根据需要选装。
　　五、结论与讨论
　　（1）从商家的角度上，以顾客未关注焦点，进行调查改进，有了99.9的基础，再加上0.1的努力，会有不一样的效果。
　　（2）从学校使用方来说，可以作为现场教学案例，让学生参与改进，及时与商家沟通以求共赢。
　　（3）任何产品都有寿命周期，合理的寿命周期，对节约资源，促进双循环的发展是有利的。
　　（4）在大众创新万众创新的大好时代下，每个人贡献点滴智慧，将成汪洋大海。
　　参考文献：
　　[1]胡鹰.下送风排椅设计探析[J].家具与室内装饰，2011（3）：20-23.
　　[2]霍智慧，芦书荣，周敏.液压缓冲降噪排椅的设计与制作[J].河南科技，2020，1：29-31.
　　[3]翟艳敏.一种阶梯教室连排椅[P].中国：CN2019 22288 023.8，2019-12-18.
　　[4]薛燕飞.一种多功能连排椅及其使用方法[P].中國：CN 201811181197.8，2018-10-11.
　　[5]顾华.一种节省占地面积的排椅[P].中国：CN2018 211 21381.9，2018-07-16.
　　[6]米更林，杨恩见，荆锐.具有自助充电功能的排椅[P].中国：CN 201810950590.2，2018-08-20.
　　项目：陕西铁路工程职业技术学院2020年科研基金项目KY2020-44
　　作者简介：李宏（1973— ），男，甘肃会宁人，硕士，陕西铁路工程职业技术学院高级工程师/副教授。