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        五金工具展示 洗地機 http://www.viper-china.net

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        電動工具產品基本知識
        發布時間:2011-8-30 17:14:59

        電動工具的定義

        電動工具是以電動機或電磁鐵為動力,通過傳動機構驅動工作頭的一種機械化工具。


        電動工具的分類:

        1 按握持方法分類:

                                                                       ―――交流工具(串勵電機)

                    ――手持式電動工具――

        電動工具――                       ―――直流工具(永磁電機)

                    ――可移動式電動工具(串勵電機或感應電機)


        手持式電動工具:容易便攜以及用手握持或懸掛進行操作的電動工具。

        可移動式電動工具:同時具備以下特征的電動工具就是可移動式電動工具(也叫臺式工具)。

        a一人可以移動;b 放穩后使用;c 一人操作;d 插頭連接;e 單相/三相功率不超過2500W/4000W。 

        2 按用途分類:

                             ―― 金屬切削類 (J)電鉆、往復鋸、型材切割機、、、
                             ―― 砂磨類      (S) 角磨、砂光機、拋光機、、、

                    ―― 裝配類      (P) 電動扳手、電動螺釘槍、電動鉚釘槍、、、

                    ―― 林木類      (M) 電刨、曲線鋸、電圓鋸、電木銑、開槽機、修枝機、、、

        電動工具―― ∣ ――農牧類     (N)電動剪毛機、、、

                    ―― 建筑類     (Z)電錘、垂鉆、沖擊鉆、電鎬、石材切割機、、、

                    ―― 礦山類     (K)煤礦用電鉆、、、

                    ―― 鐵道類     (T)鐵道螺釘電扳手、、、

                    ―― 其他類     (Q)電動氣泵、電噴槍、、、

           3 按防觸電分類:

        I 類工具:在這類工具中,它的防止觸電保護不僅依靠基本絕緣,而且它還包含一個附加的安全保護措施,即把可觸及的導電部分與設備中固定布線的保護(接地)導線聯結起來,可觸及的導電部分在基本絕緣損壞時不能變成帶電。

        Ⅱ類工具:它的防止觸電保護不僅依靠基本絕緣,而且它還包含附加的安全保護措施,例如雙重絕緣或加強絕緣,不提供保護接地或不依賴設備條件。

        Ⅲ類工具:它的防止觸電保護依靠由安全特低電壓(42V/24V)供電和在工具內部不會產生比安全特低電壓高的電壓。

        4 按標準分類:

        手持式電動工具:    EN60745

        臺式電動工具:      EN61029

        家電類電動工具:    EN60335 吹風機,割草機,打草機,熱風槍等等


        電動工具的結構和組成:

        一般來說,電動工具都是由機殼、電動機、傳動機構、手把、電源開關以及抗干擾元件、電源連接組件、工作頭等7大部件組成。

        1 機殼一般由塑料或金屬件組成:

        1.1 手持式工具一般使用塑料機殼,也有部分機器采用塑料與金屬相結合而組成的機殼。

        例如:沖擊鉆和曲線鋸的外殼一般都是由塑料制作而成。角磨與電圓鋸的外殼幾乎都是塑料與鋁制作而成。

        1.2 臺式工具一般使用金屬外殼,其中最常用的是鋁和鐵。

        例如:斜斷鋸的外殼主要是由鋁材制作而成。切割機、臺鉆、砂輪機等的外殼主要是由鐵制作而成。

        2 電動機的分類:串勵電機,感應電機,永磁電機。

        2.1  串勵電機;

        2. 1. 1 串勵電機的工作原理:

             導線繞在定子上,通電后產生磁場。而轉子上的導線在磁場中通電會產生側向力,大小相等而方向相反的側向力產生力矩,從而導致轉子轉動。

        2.1.2 串勵電機的主要特征:

            對于手持式電動工具來說,一般都使用是串勵電機。因為串勵電機體積小、功率大,并且該種電機還具備軟特性。

        串勵電機的軟特性:轉速越高,力矩越小。轉速越小,力矩越大。這樣正好符合鉆孔的要求,就是鉆大孔的時候,力矩要大一些,轉速要慢一點。鉆小孔的時候,力矩要小一些,轉速要快一點。因為這樣可以保證切削時的線速度相對合理。不然線速度太高,會燒毀鉆頭。線速度太低,會降低鉆孔效率。

        2. 1. 3 串勵電機各個部分的作用:

            定子的作用:定子線圈通電后產生交變磁場;

            轉子的作用:轉子導線通電后,在磁場中會出現一個側力,導致轉子轉動;

            換向器作用:改變電流方向,保持轉子力矩始終朝同一方向運轉;

            碳刷的作用:與換向器接觸,改變電流方向,保持力矩始終朝同一方向運轉;

        風葉的作用:對電機進行散熱。

        問題一:熱軋和冷扎的區別,以及對電機的影響原理;

        電機的輸入功率=輸出功率+損耗功率

        損耗功率=定子銅損+轉子銅損+1.15(定子鐵損+轉子鐵損)+風摩損+2.4×I(電刷壓降損耗)

                                                         ∣―― 定子銅損

                                    ∣―― 轉子銅損

                ∣――  電氣損耗――∣―― 定子鐵損=磁滯損耗+渦流損耗

                                  ∣―― 換向損耗=定轉子鐵損的10%-20%

                                  ∣―― 電刷損耗=2.4V×I

        總損耗―                                    ∣――風損

                                  ∣――風摩損耗――∣――軸承損耗

                ∣- - 機械損耗――∣                ∣――電刷摩擦損耗

                                    ∣――電氣轉矩損耗(轉子鐵損)=磁滯損耗+渦流損耗+諧波損耗


            由于使用了不良的鋼片,電機的鐵損會很大。這樣會導致整個機器的輸出功率下降。輸出功率的下降,會導致機器使用性能和效率的下降。

                                 

        問題二:影響換向器火花大小的因素及對策;(比如電木銑火花大的原因是什么);

        造成火花的原因一般可以分為2種:

        電磁原因:

        1 換向線圈內環流的作用;電抗電勢,換向電勢,變壓器電勢。

        1.1 減少電抗電勢;

        1.2 利用換向電勢來抵消電感電勢;

        1.3 減少電樞反應的影響;

        1.4 限止變壓器電勢;

        2 片間電壓過高及電樞反應影響;一般片間電壓在10-15V,最大不要超過25V。對于24片換向器片間電壓在19V。

        機械原因:

        1   轉子不平衡;

        2 換向器偏心或不圓;

        3 電刷彈簧壓力不夠;

        4 刷握與電刷配合不良;

        5 化學因素;

        造成不良火花的原因:短路、斷路、換向器跳排、換向器失圓、機器振動、碳刷卡死或磨完等原因。

        問題三:串激電機常見不良以及導致這些不良的原因。

        1  電機擦鐵;

        3 軸承散架;

        4 風葉與機殼相擦或斷裂;

        5 電機短路;

        6 電機開路;

        7 換向器跳排;

        8 碳刷卡死等

        2.2  感應電機;

        2.3  永磁電機;

        3 傳動機構一般由齒輪、皮帶、鏈條等機構組成。

           也有部分電動工具是沒有傳動機構的,由轉子軸直接輸出進行工作,如電木銑。

        對于大多數手持式電動工具來說,傳動機構都是齒輪。

        3.1 齒輪的類型一般可以分為:

        圓柱齒輪:直齒圓柱輪、斜齒圓柱輪;

        圓錐齒輪:直齒圓錐齒輪、螺旋圓錐齒輪(圓弧齒錐齒輪、延伸外擺線齒錐齒輪);

        3.2 齒輪傳動的基本原理:

        3.3 齒輪的材料:小齒輪一般使用40Cr,而大齒輪一般使用45#鋼。對于有FFU測試要求的沖擊鉆,一般要用高強度合金結構鋼,如20CrMnTai、30CrMnTai。對于要求氮化處理的齒輪一般采用38CrMoAl等。

        3.4 齒輪的熱處理:

        問題四:齒輪的硬度要求;調整硬度的方法以及原理;(比如如何分析修枝機音異和振動大的原因形成的機理,刀鋸定位銷斷的原因有那些);

        齒輪的芯部硬度一般應控制在:HRC20--28。

        小齒輪外部硬度一般應控制在:HRC48--52。

        大齒輪外部硬度一般應控制在:HRC42—48。

        4 手柄由主把手和輔助把手組成。

        主手把是手持式電動工具不可缺少的一個組成部分。但是輔助手把要根據標準要求而定。如:

        角磨砂輪片大于127mm的時候必須要有輔助把手;

        輔助手把一般有2種:

        螺紋連接式輔助把手:

        卡箍連接式輔助把手:

        5 電源開關及抗干擾元件主要由主開關、緩啟動器、調速器、電容和電感等部件組成;

        5.1 主開關:

        5.1.1主開關的種類:

        調速與單速之分;

        單極與雙極之分;

        5.1.2 主開關的基本質量要求:

        分斷能力;9I電流,50次不經過維修可以繼續使用為合格;

        壽命;5萬次;

        溫升;小于55K;

        5.1.3為了保證以上特性,開關在結構上應該注意的幾個方面:

        終壓力;對溫升有影響;

        開距;對分斷能力有影響;

        超程;對壽命有影響。

        5.1 調速開關:

        沖擊鉆的開關一般選用單斷點的帶自鎖功能的調速開關。調速的原理就是通過改變電壓來調節電機的轉速。因為串勵電機的轉速與電壓成正比,與磁通量和電機的匝數成反比。

        5.2 緩啟動開關:

            緩啟動是當電動工具開機的時候,電機緩慢加速直至最高轉速的過程。緩啟動過程的時間一般不超過3秒。緩啟動的目的就是防止電動工具突然啟動,導致扭矩突變,造成以外的傷害。另外緩啟動可以減少突然開機后而給網路而帶來的壓降。這也是EMC要求的一個內容。緩啟動一般用于功率較大的電動工具。對于沖擊鉆來說,一般不使用使用緩啟動結構。

        5.4 電容和電感等部件:

        串勵電機電動工具中的電容和電感完全是用于EMC要求的。增加了電容和電感,可以壓制電動工具發出的干擾波。一般來說電感是用來壓制高頻干擾的,電容是用來壓制低頻干擾的。

        問題五:開關方面的知識,調速開關的原理,軟啟動開關的原理,調穩速度開關的工作原理,半波和全波開關的原理等;

        6 電源連接組件由導線、護套和插頭等部件組成;

        6.1導線的種類與標識:

           H        05       V       V       H2   -   F       2      ×      0.75mm2

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣      ∣      ∣     ∣      ∣

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣      ∣      ∣     ∣      導體的尺寸

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣      ∣      ∣     保護導體

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣      ∣      ∣     ×:無黃綠線

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣      ∣      ∣     G: 具有黃綠線

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣      ∣      導體數量

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣       導體形式

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣       F 可彎曲電纜中的可彎曲導體

        ∣       ∣       ∣       ∣       ∣       H 可彎曲性能好的導體

        ∣       ∣       ∣       ∣       特殊結構    

        ∣       ∣       ∣       ∣       H 扁平、可分割電纜

        ∣       ∣       ∣       ∣       H2 扁平、不可分割電纜

        ∣       ∣       ∣       外絕緣材料:

        ∣       ∣       ∣       V:聚氯乙稀

        ∣       ∣       ∣       R:自然或合成橡膠

        ∣       ∣       ∣       N:氯丁橡膠

        ∣       ∣       絕緣材料

        ∣       ∣       V:PVC(聚氯乙。 

        ∣       ∣       R:自然或合成橡膠   

        ∣       ∣       S:硅樹脂橡膠

        ∣       額定電壓

        ∣       03:300/300V

        ∣       05:300/500V   

        ∣       03:450/750V   

        H表示 歐洲的協調標準。 

        例如:  

        H05VV-F  2×0.75mm2 

        05表示 額定電壓等級是300/500V;

        V表示  導線的絕緣材料是PVC(聚氯乙烯);

        V表示  導線外絕緣的材料是PVC(聚氯乙烯);

        F表示  導體形式是可彎曲電纜中的可彎曲導體;

        2表示  導體的數量是2芯線;

        0.75mm2表示:導體的尺寸是0.75mm2

        H07RN-F  2×1.0mm2

           07表示 額定電壓等級是450/750V;

        R表示  導線的絕緣材料是自然或合成橡膠;

        N表示  導線外絕緣的材料是氯丁橡膠;

        F表示  導體形式是可彎曲電纜中的可彎曲導體;

        2表示  導體的數量是2芯線;

        1.0mm2  表示:導體的尺寸是1.0mm2。


        6.2電動工具上使用導線的選擇;   

        6.2.1 導線品種的一般電動工具普遍選用PVC導線,但是下列情況例外:

        A  外殼金屬部件的溫升大于75K的電動工具的導線;

        B  連接水源電動工具的導線;

        C  大類標準規定使用其他導線的電動工具。如電錘和大規格角磨規定使用氯丁橡膠。

        6.2.2 導線截面積的選擇:

        6A及以下  選用0.75mm2導線

        6-10A     選用1.0mm2導線

        10-16A    選用1.5mm2導線

        6.2.3 導線的聯接方法:

        6.2.4 導線的顏色規定:內導線的顏色歐洲標準是棕藍線,棕色線是火線,藍色線是零線,接地線是黃綠線。美洲標準是黑白線。棕色和黑色是火線,藍色和白色是零線,綠色線是接地線。

        6.3 導線護套:

        6.3.1 導線護套的材料:PVC和橡膠。

        6.3.2 導線護套的要求:

        1)2000V/1min高壓不得擊穿;2)6KG重物, 2萬次彎曲試驗不開裂;3)長度尺寸大于5倍導線外徑的尺寸。

        6.4 插頭:

        插頭的外形和結構比較復雜,我們現在最常用的插頭是VDE認證德式插頭。插頭的材料一般是PVC或橡膠,或者是機械強度不低于以上2種的材料。

        BS插頭介紹:BS1363和BS1363A

        優點:安全、通用、有極性、有保險絲、更換導線方便、拔插方便等。


        7 工作頭由作業工具與夾持機構組成;例如鉆頭與鉆夾頭、砂輪片與法蘭盤等。

        7.1 鉆夾頭:

        鉆夾頭按夾緊方式來分,可以分為帶鑰匙鉆夾頭和手緊鉆夾頭。

        鉆夾頭按夾持范圍來分,可以分為6mm、10mm、13mm、16mm、20mm等規格的夾頭。

        鉆夾頭按連接方式來分,可以分為2種:

            螺紋連接:英制:1/2-20UNF  3/8-24UNF   公制:M12×1.25   M10×1.0

            錐柄連接:莫氏圓錐柄:B12、B16、B18  賈各圓錐柄:J2;

        鉆夾頭按工作類型來分:

                                    10mm夾頭           13mm夾頭         16mm夾頭

        輕型夾頭:最大外徑尺寸:    34/34mm            43/42.7mm          51/  mm

        中型夾頭:最大外徑尺寸:     38/38mm             46/46 mm          53/52 mm

        重型夾頭:最大外徑尺寸:     43/42.7mm           53/52 mm           57/57 mm

        注:前面的是中國標準,后面的是德國標準。

        7.2 鉆夾頭的基本要求:

        7.2.1 夾頭的晃動:10-13mm夾頭晃動不大于0.3mm,16mm夾頭晃動不大于0.35mm。

                         10mm夾頭用10×95mm棒;

                         13mm夾頭用13×105mm棒;

                         16mm夾頭用 16×110mm棒。棒的硬度要求達到HRC55。

        7.2.2 夾頭的輸出扭矩:

        10mm夾頭,輸入11.5NM,輸出大于6.5NM;

        13mm夾頭,輸入13NM,輸出大于8.5NM;

        10mm夾頭,輸入15NM,輸出大于10.5NM。

        問題六:沖擊鉆夾頭的種類以及工作原理,夾頭失效原因及分析:


        7.3 鉆頭:

        鉆頭一般可以分為:木工鉆、建工鉆、麻花鉆;


        四 電動工具評估的內容:

        問題七:請就一個產品進行全面的結構檢查的注意事項,檢查和控制的重點是什么

        1 外觀的評估:

        1.1 造型的評估:

        1.2 外觀的評估:

        2 手感的評估;

        2.1 附件裝配難易程度的評估

        2.2 機器舒適性評估:

        2.3 噪音、振動的評估:

        3 功能的評估;

        3.1 功能齊全性評估;

        3.2 工作精度的評估;

        4 安全的評估;

        問題八:爬電距離、電氣間隙和絕緣穿通距離的要求以及在實際操作中注意事項(最好結合實物講解);


        5 性能的評估;

        5.1)參數的評估;

        5.2)結構的評估:

        5.3)內在性能的評估(試驗評估):

        a) 溫升試驗:就是測量工具在正常使用中不應該達到過高的溫度。

        b) 耐久試驗:就是考核工具在持續的正常使用中,不致于發生會有損于符合安全標準要求的電氣或機械故障。

        c) 導線彎曲:保證機器在正常使用期間導線和護套不應該有過量的損壞。手持式電動工具都要進行20000次的導線彎曲試驗,試驗后檢查導線不可斷線10%以上。

        d) 跌落試驗:主要考核工具是否有足夠的機械強度。

        e) EMC測試:測量機器發出的電磁干擾是否超過標準規定的要求。其他電磁干擾是否影響機器正常的運行。機器啟動是對網絡電壓的沖擊是否要與規定的要求。

        f) 壽命試驗: 主要考核電機和齒輪等部件應該擁有的壽命。

        g) 使用試驗: 主要考核工具在實際使用情況下,是否能滿足用戶使用的要求。


        試驗室人員需要了解的問題:

        1.爬電距離、電氣間隙和絕緣穿通距離的要求以及在實際操作中注意事項(最好結合實物講解);

        2.影響換向器火花大小的因素及對策;(比如電木銑火花大的原因是什么)

        3.開關方面的知識,調速開關的原理,軟啟動開關的原理,調穩速度開關的工作原理,半波和全波開關的原理等;

        4.齒輪的硬度要求;調整硬度的方法以及原理;(比如如何分析修枝機音異和振動大的原因形成的機理,刀鋸定位銷斷的原因有那些);

        5.串激電機常見不良以及導致這些不良的原因;

        6.熱軋和冷扎的區別,以及對電機的影響原理;

        7.請就一個產品進行全面的結構檢查的注意事項,檢查和控制的重點是什么;

        8.沖擊鉆夾頭的種類以及工作原理,夾頭失效原因及分析;

         

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