核心提示:
目前,國內的電動工具行業正在迅速發展,但與國外同行業相比較,還有相當大的差距,尤其在高端產品上尤為明顯,主要表現在人體工程及電子技術在電動工具的應用上。這兩點應該為國內的企業所重視與研究。
一、人體工程技術
人體工程技術是用科學技術解決人與機器之間的相關問題,包括人的動作特點、人的感覺和人體工程,重點是噪音、振動、重量、平衡性和操作舒適性。它估量人的能力,適應工作環境,使人們能夠在這些條件下正常工作。采用人體工程技術設計電動工具,工具不僅要完成特定的功能,而且要適應各種人體體質限制條件。正確的設計與選擇,可以提高工具的整體質量和技術水平,從而提高勞動生產率,減少人員傷殘及損失。
普通工具在操作時,由于振動、噪音、不平衡性、沖擊力等原因,給人體帶來各種危害,影響健康。人與工具是通過手柄接觸的,因此手柄的尺寸、結構、形狀直接影響著操作者的握持力、握持強度及操作舒適性,直接造成操作者傷殘事故。在人體工程技術研究中,對手柄的研究與試驗相當多,試驗結果差異也比較大。研究主要集中在以下幾點:
1.手柄跨度(直徑)選擇
不同結構形狀的手柄,如手槍柄式、直筒式、拎攀式,其最佳手柄跨度也不同;不同的工具,例如電錘和電鉆,操作時手臂施力要求不一樣,最佳手柄跨度也不同。 因此,最佳手柄跨度選擇,必須兼顧以上各項要求綜合考慮,因為具體工具是由各類人員操作的。
2.手柄材料選擇
美國百得公司生產經理Allan Brels ford曾指出:“在許多動力工具手柄上安裝橡膠,可以提供舒適、良好的握持面”。手柄表面采用彈性材料,操作時會感到比較舒適。
3.手柄結構選擇
采用多種減振方法制造的減振手柄,可大大降低傳遞到手上的振動。
工具的開關扳機寬大,可減輕握持工具的指力和掌力。不同的使用場合,采用不同的扳機結構,例如,拇指按動的扳機常常用于觸發力是進給力的組成部分的工具上,條形扳機僅推薦用于要求低精度和輕重量的場合,按壓扳機通常用于擰緊工具上,桿式扳機用于手握住整個扳機的場合,轉動扳機常常制成沒有復位彈簧,防止扭矩影響手腕。
二、 電子技術
如果說電機是電動工具“心臟”的話,那么電子控制技術就是電動工具的“中樞神經系統”。它不僅能夠提高工具本身的操作性能,而且能夠改善加工質量,增強使用靈活性,增加產品附加值,把電動工具推向一個嶄新的發展階段。因此,國外主要電動工具制造廠商開發和擴大應用電子調速等電子技術,以適應不同加工材質的需要;20世紀60年代中期,又發展了電子控速技術研究,以控制電動工具的空載轉速;到了80年代初期,開發了微機控制的電動工具,以取得最佳的使用參數;同時,電子控溫、軟起動、軟停止扭矩控制等電子技術也在電動工具上相繼得到實際使用。特別是近年來,隨著電子技術的高速發展,簡化了電路設計,提高了可靠性,降低了產品價格,進一步擴大了在電動工具上的應用范圍。現將各種電子技術應用情況作一簡單介紹。
1. 電子調速技術應用
這是國外電動工具最早使用、最普遍使用的一種電子技術,幾乎所有品種都已采用。采用電子調速,電動工具能夠在設定的速度范圍內無級變速,特別是在低轉速上能夠十分靈便地進行工作,從而改善了加工質量,增強了使用靈活性。
2.電子控速技術應用
這一技術使電動工具的串激電機具備額定負載轉速與空載轉速基本相同或完全相同這一特殊性能,因而特別運用于嚴酷條件下作業的大功率、高轉速電動工具,不僅大大提高了工作效率,而且顯著降低了空載噪音和振動,負載功率損失很小,延長了工具使用壽命
3.微機控制技術應用
微機控制的電動工具的結構并不復雜,其機械部分與普通電動工具一樣,一般不需作重大改變。微機控制部分只需使用價格便宜、體積很小的單片機,安裝在工具機器內。主要特點是具有優越的自動控制功能和操作選擇功能,工具運作狀況是通過控制屏上的按鈕控制的,不受人為因素影響,從而提高工作效率,改善加工質量,確保高精度,減少作業工具磨損。
4. 電子繞組溫度監控技術應用
這一技術是電動工具的一種安全保護措施,也是電子控速器的必不可少的監控元件。
繞組溫度監控元件是在電機繞組上安裝一個溫度傳感器,用于監控繞組的實際溫度,并與設定的最大允許溫度值進行比較,如接近該溫度,就自動采取適當的保護方式,如可以通過熱敏電阻阻斷電路。
5.電子減速技術應用
在拆卸螺釘或螺栓時,工具要求低轉速、大扭矩,而采用串激電機的扳手或螺絲刀,在降低轉速時,又同時降低扭矩,拆卸螺釘或螺栓比較困難,特別是生銹的大螺釘或大螺栓,拆卸更加困難。電子減速器在串激電機負載減速時自動增加電壓,使電機仍然保持大扭矩,從而能夠方便地拆卸螺栓或者螺釘。
6.電子扭矩控制技術應用
扳手和螺絲刀擰緊大螺栓或大螺釘時,功率高,扭矩大。如果扭矩過大,容易折斷鉆頭或者螺栓、螺釘。電子扭矩控制器用于無級調節扳手或螺絲刀的扭矩值,同時控制最大扭矩值,有效地解決以上問題,從而確保流水線上每只螺栓或螺釘裝配的擰緊程度均一,保證產品的一致性。
7.電子起動電流限制技術應用
這是通過限制起動電流來控制電動工具的起動速度,其作用類似于電子軟起動技術,對于大功率電動工具很是有效。電子起動電流限制器由一只限流電阻和一只繼電器組成,安裝在工具機體內。繼電器的勵磁繞組與電樞并聯,電阻與定子和電樞串聯。工具起動時,電阻限制起動電流不會很快增大。工具起動后,由于電樞旋轉,切割磁力線,產生反電壓,當反電壓由零上升到繼電器的吸動電壓時,繼電器閉合,使限流電阻短路,則工具正常工作。
8.電子控溫技術應用
目前國外主要用于電動熱風槍等產品。它是通過改變可控硅的導通相位角,無級調節熱風溫度;并通過溫度傳感器測量槍內的實際熱風溫度,與設定的溫度相比較,從而保持熱風溫度恒定。
以上幾點就是目前國際電動工具行業的主要研究與發展趨勢,這里提出來以供各電動工具企業參考
一、人體工程技術
人體工程技術是用科學技術解決人與機器之間的相關問題,包括人的動作特點、人的感覺和人體工程,重點是噪音、振動、重量、平衡性和操作舒適性。它估量人的能力,適應工作環境,使人們能夠在這些條件下正常工作。采用人體工程技術設計電動工具,工具不僅要完成特定的功能,而且要適應各種人體體質限制條件。正確的設計與選擇,可以提高工具的整體質量和技術水平,從而提高勞動生產率,減少人員傷殘及損失。
普通工具在操作時,由于振動、噪音、不平衡性、沖擊力等原因,給人體帶來各種危害,影響健康。人與工具是通過手柄接觸的,因此手柄的尺寸、結構、形狀直接影響著操作者的握持力、握持強度及操作舒適性,直接造成操作者傷殘事故。在人體工程技術研究中,對手柄的研究與試驗相當多,試驗結果差異也比較大。研究主要集中在以下幾點:
1.手柄跨度(直徑)選擇
不同結構形狀的手柄,如手槍柄式、直筒式、拎攀式,其最佳手柄跨度也不同;不同的工具,例如電錘和電鉆,操作時手臂施力要求不一樣,最佳手柄跨度也不同。 因此,最佳手柄跨度選擇,必須兼顧以上各項要求綜合考慮,因為具體工具是由各類人員操作的。
2.手柄材料選擇
美國百得公司生產經理Allan Brels ford曾指出:“在許多動力工具手柄上安裝橡膠,可以提供舒適、良好的握持面”。手柄表面采用彈性材料,操作時會感到比較舒適。
3.手柄結構選擇
采用多種減振方法制造的減振手柄,可大大降低傳遞到手上的振動。
工具的開關扳機寬大,可減輕握持工具的指力和掌力。不同的使用場合,采用不同的扳機結構,例如,拇指按動的扳機常常用于觸發力是進給力的組成部分的工具上,條形扳機僅推薦用于要求低精度和輕重量的場合,按壓扳機通常用于擰緊工具上,桿式扳機用于手握住整個扳機的場合,轉動扳機常常制成沒有復位彈簧,防止扭矩影響手腕。
二、 電子技術
如果說電機是電動工具“心臟”的話,那么電子控制技術就是電動工具的“中樞神經系統”。它不僅能夠提高工具本身的操作性能,而且能夠改善加工質量,增強使用靈活性,增加產品附加值,把電動工具推向一個嶄新的發展階段。因此,國外主要電動工具制造廠商開發和擴大應用電子調速等電子技術,以適應不同加工材質的需要;20世紀60年代中期,又發展了電子控速技術研究,以控制電動工具的空載轉速;到了80年代初期,開發了微機控制的電動工具,以取得最佳的使用參數;同時,電子控溫、軟起動、軟停止扭矩控制等電子技術也在電動工具上相繼得到實際使用。特別是近年來,隨著電子技術的高速發展,簡化了電路設計,提高了可靠性,降低了產品價格,進一步擴大了在電動工具上的應用范圍。現將各種電子技術應用情況作一簡單介紹。
1. 電子調速技術應用
這是國外電動工具最早使用、最普遍使用的一種電子技術,幾乎所有品種都已采用。采用電子調速,電動工具能夠在設定的速度范圍內無級變速,特別是在低轉速上能夠十分靈便地進行工作,從而改善了加工質量,增強了使用靈活性。
2.電子控速技術應用
這一技術使電動工具的串激電機具備額定負載轉速與空載轉速基本相同或完全相同這一特殊性能,因而特別運用于嚴酷條件下作業的大功率、高轉速電動工具,不僅大大提高了工作效率,而且顯著降低了空載噪音和振動,負載功率損失很小,延長了工具使用壽命
3.微機控制技術應用
微機控制的電動工具的結構并不復雜,其機械部分與普通電動工具一樣,一般不需作重大改變。微機控制部分只需使用價格便宜、體積很小的單片機,安裝在工具機器內。主要特點是具有優越的自動控制功能和操作選擇功能,工具運作狀況是通過控制屏上的按鈕控制的,不受人為因素影響,從而提高工作效率,改善加工質量,確保高精度,減少作業工具磨損。
4. 電子繞組溫度監控技術應用
這一技術是電動工具的一種安全保護措施,也是電子控速器的必不可少的監控元件。
繞組溫度監控元件是在電機繞組上安裝一個溫度傳感器,用于監控繞組的實際溫度,并與設定的最大允許溫度值進行比較,如接近該溫度,就自動采取適當的保護方式,如可以通過熱敏電阻阻斷電路。
5.電子減速技術應用
在拆卸螺釘或螺栓時,工具要求低轉速、大扭矩,而采用串激電機的扳手或螺絲刀,在降低轉速時,又同時降低扭矩,拆卸螺釘或螺栓比較困難,特別是生銹的大螺釘或大螺栓,拆卸更加困難。電子減速器在串激電機負載減速時自動增加電壓,使電機仍然保持大扭矩,從而能夠方便地拆卸螺栓或者螺釘。
6.電子扭矩控制技術應用
扳手和螺絲刀擰緊大螺栓或大螺釘時,功率高,扭矩大。如果扭矩過大,容易折斷鉆頭或者螺栓、螺釘。電子扭矩控制器用于無級調節扳手或螺絲刀的扭矩值,同時控制最大扭矩值,有效地解決以上問題,從而確保流水線上每只螺栓或螺釘裝配的擰緊程度均一,保證產品的一致性。
7.電子起動電流限制技術應用
這是通過限制起動電流來控制電動工具的起動速度,其作用類似于電子軟起動技術,對于大功率電動工具很是有效。電子起動電流限制器由一只限流電阻和一只繼電器組成,安裝在工具機體內。繼電器的勵磁繞組與電樞并聯,電阻與定子和電樞串聯。工具起動時,電阻限制起動電流不會很快增大。工具起動后,由于電樞旋轉,切割磁力線,產生反電壓,當反電壓由零上升到繼電器的吸動電壓時,繼電器閉合,使限流電阻短路,則工具正常工作。
8.電子控溫技術應用
目前國外主要用于電動熱風槍等產品。它是通過改變可控硅的導通相位角,無級調節熱風溫度;并通過溫度傳感器測量槍內的實際熱風溫度,與設定的溫度相比較,從而保持熱風溫度恒定。
以上幾點就是目前國際電動工具行業的主要研究與發展趨勢,這里提出來以供各電動工具企業參考