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电动工具产品基本知识讲稿
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。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：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；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；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；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；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：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：
H
05
V
V
H2
F
×
0.75mm
2∣
∣
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∣
∣
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∣ ∣
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导体的尺寸 ∣
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保护导体 ∣
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×：无黄绿线 ∣
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G： 具有黄绿线 ∣
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导体数量 ∣
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导体形式
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F 可弯曲电缆中的可弯曲导体 ∣
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∣
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H 可弯曲性能好的导体 ∣
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特殊结构
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H 扁平、可分割电缆 ∣
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H2 扁平、不可分割电缆 ∣
∣
∣
外绝缘材料： ∣
∣
∣
V：聚氯乙稀
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∣
∣
R：自然或合成橡胶 ∣
∣
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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
∣
03：450/750V
H表示 欧洲的协调标准。
例如：
H05VV-F 2×0.75mm2
05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0.75mm2 H07RN-F 2×1.0mm2
07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。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：1/2-20UNF 3/8-24UNF
公制：M12×1.25
M10×1.0
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：
34/34mm
43/42.7mm
51/ mm 中型夹头：最大外径尺寸:
38/38mm
46/46 mm
53/52 mm 重型夹头：最大外径尺寸:
43/42.7mm
53/52 mm
57/57 mm 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； 10mm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，夹头失效原因及分析：
7.3 钻头：
钻头一般可以分为：木工钻、建工钻、麻花钻；
四 电动工具评估的内容：
问题七：请就一个产品进行全面的结构检查的注意事项，检查和控制的重点是什么 1 外观的评估： 1.1 造型的评估： 1.2 外观的评估： 2 手感的评估；
2.1 附件装配难易程度的评估 2.2 机器舒适性评估： 2.3 噪音、振动的评估： 3 功能的评估；
3.1 功能齐全性评估； 3.2 工作精度的评估； 4 安全的评估； 问题八：爬电距离、电气间隙和绝缘穿通距离的要求以及在实际操作中注意事项（最好结合实物讲解）;性能的评估； 5.1）参数的评估； 5.2）结构的评估：
5.3）内在性能的评估（试验评估）：
a)温升试验：就是测量工具在正常使用中不应该达到过高的温度。b)耐久试验：就是考核工具在持续的正常使用中，不致于发生会有损于符合安全标准要求的电气或机械故障。
c)导线弯曲：保证机器在正常使用期间导线和护套不应该有过量的损坏。手持式电动工具都要进行20000次的导线弯曲试验，试验后检查导线不可断线10％以上。d)跌落试验：主要考核工具是否有足够的机械强度。
e)EMC测试：测量机器发出的电磁干扰是否超过标准规定的要求。其他电磁干扰是否影响机器正常的运行。机器启动是对网络电压的冲击是否要与规定的要求。f)寿命试验： 主要考核电机和齿轮等部件应该拥有的寿命。
g)使用试验： 主要考核工具在实际使用情况下，是否能满足用户使用的要求。
试验室人员需要了解的问题：
1.爬电距离、电气间隙和绝缘穿通距离的要求以及在实际操作中注意事项（最好结合实物讲解）； 2.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）
3.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；
4.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）；
5.串激电机常见不良以及导致这些不良的原因； 6.热轧和冷扎的区别，以及对电机的影响原理；
7.请就一个产品进行全面的结构检查的注意事项，检查和控制的重点是什么； 8.冲击钻夹头的种类以及工作原理，夹头失效原因及分析；
2005/5/17
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