电动工具产品基本知识

PowerToolsBasicKnowledge电动工具产品基本知识一电动工具的定义：电动工具是以电动机或电磁铁为动力，通过传动机构驱动工作头的一种机械化工具二电动工具的分类：1按握持方法分类：∣―――交流工具（串励电机）∣――手持式电动工具――∣电动工具――∣∣―――直流工具（永磁电机）∣――可移动式电动工具（串励电机或感应电机）手持式电动工具：容易便携以及用手握持或悬挂进行操作的电动工具。可移动式电动工具：同时具备以下特征的电动工具就是可移动式电动工具（也叫台式工具）。a一人可以移动；b放稳后使用；c一人操作；d插头连接；e单相/三相功率不超过2500W/4000W。2按用途分类：∣――金属切削类（J）电钻、往复锯、型材切割机、、、∣――砂磨类(S)角磨、砂光机、抛光机、、、∣――装配类(P)电动扳手、电动螺钉枪、电动铆钉枪、、、∣――林木类(M)电刨、曲线锯、电圆锯、电木铣、开槽机、修枝机、、、电动工具――∣――农牧类（N）电动剪毛机、、、∣――建筑类（Z）电锤、垂钻、冲击钻、电镐、石材切割机、、、∣――矿山类（K）煤矿用电钻、、、∣――铁道类（T）铁道螺钉电扳手、、、∣――其他类（Q）电动气泵、电喷枪、、、3按防触电分类：I类工具：在这类工具中，它的防止触电保护不仅依靠基本绝缘，而且它还包含一个附加的安全保护措施，即把可触及的导电部分与设备中固定布线的保护（接地）导线联结起来，可触及的导电部分在基本绝缘损坏时不能变成带电。Ⅱ类工具：它的防止触电保护不仅依靠基本绝缘，而且它还包含附加的安全保护措施，例如双重绝缘或加强绝缘，不提供保护接地或不依赖设备条件。Ⅲ类工具：它的防止触电保护依靠由安全特低电压（42V/24V）供电和在工具内部不会产生比安全特低电压高的电压。4按标准分类：手持式电动工具：EN60745台式电动工具：EN61029家电类电动工具：EN60335吹风机，割草机，打草机，热风枪等等三电动工具的结构和组成：一般来说，电动工具都是由机壳、电动机、传动机构、手把、电源开关以及抗干扰元件、电源连接组件、工作头等7大部件组成。1机壳一般由塑料或金属件组成：1.1手持式工具一般使用塑料机壳，也有部分机器采用塑料与金属相结合而组成的机壳。例如：冲击钻和曲线锯的外壳一般都是由塑料制作而成。角磨与电圆锯的外壳几乎都是塑料与铝制作而成。1.2台式工具一般使用金属外壳，其中最常用的是铝和铁。例如：斜断锯的外壳主要是由铝材制作而成。切割机、台钻、砂轮机等的外壳主要是由铁制作而成。2电动机的分类：串励电机，感应电机，永磁电机。2.1串励电机；2.1.1串励电机的工作原理：导线绕在定子上，通电后产生磁场。而转子上的导线在磁场中通电会产生侧向力，大小相等而方向相反的侧向力产生力矩，从而导致转子转动。2.1.2串励电机的主要特征：对于手持式电动工具来说，一般都使用是串励电机。因为串励电机体积小、功率大，并且该种电机还具备软特性。串励电机的软特性：转速越高，力矩越小。转速越小，力矩越大。这样正好符合钻孔的要求，就是钻大孔的时候，力矩要大一些，转速要慢一点。钻小孔的时候，力矩要小一些，转速要快一点。因为这样可以保证切削时的线速度相对合理。不然线速度太高，会烧毁钻头。线速度太低，会降低钻孔效率。2.1.3串励电机各个部分的作用：定子的作用：定子线圈通电后产生交变磁场；转子的作用：转子导线通电后，在磁场中会出现一个侧力，导致转子转动；换向器作用：改变电流方向，保持转子力矩始终朝同一方向运转；碳刷的作用：与换向器接触，改变电流方向，保持力矩始终朝同一方向运转；风叶的作用：对电机进行散热。问题一：热轧和冷扎的区别，以及对电机的影响原理；电机的输入功率＝输出功率＋损耗功率损耗功率＝定子铜损＋转子铜损＋1.15（定子铁损＋转子铁损）＋风摩损＋2.4×I（电刷压降损耗）∣――定子铜损∣――转子铜损∣――电气损耗――∣――定子铁损＝磁滞损耗＋涡流损耗∣∣――换向损耗＝定转子铁损的10％－20％∣∣――电刷损耗＝2.4V×I总损耗―∣∣――风损∣∣――风摩损耗――∣――轴承损耗∣－－机械损耗――∣∣――电刷摩擦损耗∣――电气转矩损耗（转子铁损）＝磁滞损耗＋涡流损耗＋谐波损耗由于使用了不良的钢片，电机的铁损会很大。这样会导致整个机器的输出功率下降。输出功率的下降，会导致机器使用性能和效率的下降。问题二：影响换向器火花大小的因素及对策；（比如电木铣火花大的原因是什么）；造成火花的原因一般可以分为2种：电磁原因：1换向线圈内环流的作用；电抗电势，换向电势，变压器电势。1.1减少电抗电势；1.2利用换向电势来抵消电感电势；1.3减少电枢反应的影响；1.4限止变压器电势；2片间电压过高及电枢反应影响；一般片间电压在10－15V，最大不要超过25V。对于24片换向器片间电压在19V。机械原因：1转子不平衡；2换向器偏心或不圆；3电刷弹簧压力不够；4刷握与电刷配合不良；5化学因素；造成不良火花的原因：短路、断路、换向器跳排、换向器失圆、机器振动、碳刷卡死或磨完等原因。问题三：串激电机常见不良以及导致这些不良的原因。1电机擦铁；3轴承散架；4风叶与机壳相擦或断裂；5电机短路；6电机开路；7换向器跳排；8碳刷卡死等2.2感应电机；2.3永磁电机；3传动机构一般由齿轮、皮带、链条等机构组成。也有部分电动工具是没有传动机构的，由转子轴直接输出进行工作，如电木铣。对于大多数手持式电动工具来说，传动机构都是齿轮。3.1齿轮的类型一般可以分为：圆柱齿轮：直齿圆柱轮、斜齿圆柱轮；圆锥齿轮：直齿圆锥齿轮、螺旋圆锥齿轮（圆弧齿锥齿轮、延伸外摆线齿锥齿轮）；3.2齿轮传动的基本原理：3.3齿轮的材料：小齿轮一般使用40Cr，而大齿轮一般使用45＃钢。对于有FFU测试要求的冲击钻，一般要用高强度合金结构钢，如20CrMnTai、30CrMnTai。对于要求氮化处理的齿轮一般采用38CrMoAl等。3.4齿轮的热处理：问题四：齿轮的硬度要求；调整硬度的方法以及原理；（比如如何分析修枝机音异和振动大的原因形成的机理，刀锯定位销断的原因有那些）；齿轮的芯部硬度一般应控制在：HRC20--28。小齿轮外部硬度一般应控制在：HRC48--52。大齿轮外部硬度一般应控制在：HRC42—48。4手柄由主把手和辅助把手组成。主手把是手持式电动工具不可缺少的一个组成部分。但是辅助手把要根据标准要求而定。如：角磨砂轮片大于127mm的时候必须要有辅助把手；辅助手把一般有2种：螺纹连接式辅助把手：卡箍连接式辅助把手：5电源开关及抗干扰元件主要由主开关、缓启动器、调速器、电容和电感等部件组成；5.1主开关:5.1.1主开关的种类：调速与单速之分；单极与双极之分；5.1.2主开关的基本质量要求：分断能力；9I电流，50次不经过维修可以继续使用为合格；寿命；5万次；温升；小于55K；5.1.3为了保证以上特性，开关在结构上应该注意的几个方面：终压力；对温升有影响；开距；对分断能力有影响；超程；对寿命有影响。5.2调速开关：冲击钻的开关一般选用单断点的带自锁功能的调速开关。调速的原理就是通过改变电压来调节电机的转速。因为串励电机的转速与电压成正比，与磁通量和电机的匝数成反比。5.3缓启动开关:缓启动是当电动工具开机的时候，电机缓慢加速直至最高转速的过程。缓启动过程的时间一般不超过3秒。缓启动的目的就是防止电动工具突然启动，导致扭矩突变，造成以外的伤害。另外缓启动可以减少突然开机后而给网路而带来的压降。这也是EMC要求的一个内容。缓启动一般用于功率较大的电动工具。对于冲击钻来说，一般不使用使用缓启动结构。5.4电容和电感等部件:串励电机电动工具中的电容和电感完全是用于EMC要求的。增加了电容和电感，可以压制电动工具发出的干扰波。一般来说电感是用来压制高频干扰的，电容是用来压制低频干扰的。问题五：开关方面的知识，调速开关的原理，软启动开关的原理，调稳速度开关的工作原理，半波和全波开关的原理等；6电源连接组件由导线、护套和插头等部件组成；6.1导线的种类与标识：H05VVH2-F2×0.75mm2∣∣∣∣∣∣∣∣∣∣∣∣∣∣∣∣∣导体的尺寸∣∣∣∣∣∣∣保护导体∣∣∣∣∣∣∣×：无黄绿线∣∣∣∣∣∣∣G：具有黄绿线∣∣∣∣∣∣导体数量∣∣∣∣∣导体形式∣∣∣∣∣F可弯曲电缆中的可弯曲导体∣∣∣∣∣H可弯曲性能好的导体∣∣∣∣特殊结构∣∣∣∣H扁平、可分割电缆∣∣∣∣H2扁平、不可分割电缆∣∣∣外绝缘材料：∣∣∣V：聚氯乙稀∣∣∣R：自然或合成橡胶∣∣∣N：氯丁橡胶∣∣绝缘材料∣∣V：PVC（聚氯乙稀）∣∣R：自然或合成橡胶∣∣S：硅树脂橡胶∣额定电压∣03：300/300V∣05：300/500V∣07：450/750VH表示欧洲的协调标准。例如：H05VV-F2×0.75mm205表示额定电压等级是300/500V；V表示导线的绝缘材料是PVC（聚氯乙烯）；V表示导线外绝缘的材料是PVC（聚氯乙烯）；F表示导体形式是可弯曲电缆中的可弯曲导体；2表示导体的数量是2芯线；0.75mm2表示：导体的尺寸是0.75mm2H07RN-F2×1.0mm207表示额定电压等级是450/750V；R表示导线的绝缘材料是自然或合成橡胶；N表示导线外绝缘的材料是氯丁橡胶；F表示导体形式是可弯曲电缆中的可弯曲导体；2表示导体的数量是2芯线；1.0mm2表示：导体的尺寸是1.0mm2。6.2电动工具上使用导线的选择；6.2.1导线品种的一般电动工具普遍选用PVC导线，但是下列情况例外：A外壳金属部件的温升大于75K的电动工具的导线；B连接水源电动工具的导线；C大类标准规定使用其他导线的电动工具。如电锤和大规格角磨规定使用氯丁橡胶。6.2.2导线截面积的选择：6A及以下选用0.75mm2导线6－10A选用1.0mm2导线10－16A选用1.5mm2导线6.2.3导线的联接方法：6.2.4导线的颜色规定：内导线的颜色欧洲标准是棕蓝线，棕色线是火线，蓝色线是零线，接地线是黄绿线。美洲标准是黑白线。棕色和黑色是火线，蓝色和白色是零线，绿色线是接地线。6.3导线护套：6.3.1导线护套的材料：PVC和橡胶。6.3.2导线护套的要求：1）2000V/1min高压不得击穿；2）6KG重物,2万次弯曲试验不开裂；3）长度尺寸大于5倍导线外径的尺寸。6.4插头：插头的外形和结构比较复杂，我们现在最常用的插头是VDE认证德式插头。插头的材料一般是PVC或橡胶，或者是机械强度不低于以上2种的材料。BS插头介绍：BS1363和BS1363A优点：安全、通用、有极性、有保险丝、更换导线方便、拔插方便等。7工作头由作业工具与夹持机构组成；例如钻头与钻夹头、砂轮片与法兰盘等。7.1钻夹头：钻夹头按夹紧方式来分，可以分为带钥匙钻夹头和手紧钻夹头。钻夹头按夹持范围来分，可以分为6mm、10mm、13mm、16mm、20mm等规格的夹头。钻夹头按连接方式来分，可以分为2种：螺纹连接：英制：1/2-20UNF3/8-24UNF公制：M12×1.25M10×1.0锥柄连接：莫氏圆锥柄：B12、B16、B18贾各圆锥柄：J2；钻夹头按工作类型来分：10mm夹头13mm夹头16mm夹头轻型夹头：最大外径尺寸：34/34mm43/42.7mm51/mm中型夹头：最大外径尺寸:38/38mm46/46mm53/52mm重型夹头：最大外径尺寸:43/42.7mm53/52mm57/57mm注：前面的是中国标准，后面的是德国标准。7.2钻夹头的基本要求：7.2.1夹头的晃动：10－13mm夹头晃动不大于0.3mm，16mm夹头晃动不大于0.35mm。10mm夹头用10×95mm棒；13mm夹头用13×105mm棒；16mm夹头用16×110mm棒。棒的硬度要求达到HRC55。7.2.2夹头的输出扭矩：10mm夹头，输入11.5NM，输出大于6.5NM；13mm夹头，输入13NM，输出大于8.5NM；16mm夹头，输入15NM，输出大于10.5NM。问题六：冲击钻夹头的种类以及工作原理，夹