CN207326896U - 电锤 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种电锤，其包括：输出轴、旋转装置、锤击装置和用于驱动所述旋转装置和锤击装置的驱动装置，所述输出轴用于收容工作头，所述旋转装置驱动所述输出轴旋转，所述锤击装置用于为工作头提供锤击力，所述电锤的质量范围为1.5kg至2.5kg，在相同时间内所述工作头被的锤击次数与所述工作头的旋转圈数的比值为841/162。通过使用特定的传动比，使电锤的锤击运动和旋转运动采用特定的比值，可以使每次锤击时，旋转的工作头的切削刃都能充分与工件接触，提高钻孔的效率。

Description

电锤

技术领域

本实用新型涉及电动工具领域，特别涉及一种电锤。

背景技术

电锤主要用来在混凝土、楼板、砖墙和石材上钻孔，因此广泛应用于各种领域。电锤在电钻的基础上，增加了由电动机驱动的活塞，活塞在转套内往复压缩空气，使转套内的空气压力呈周期变化，驱动转套中的撞锤运动击打钻头，从而在钻头进行旋转的同时进行锤击，提高钻孔效率。

但是，由于锤击和旋转需要配合协调，才能起到提高钻孔效率的作用，现有电锤在锤击时旋转才能产生旋转切削的效果，但是如果在锤击时，工作头的切削刃接触工件的位置与前次相比角度变化较小，那么这次锤击对于钻孔起到的效果就不明显，会影响钻孔的效率。

实用新型内容

基于上述问题提出本实用新型，本实用新型的目的在于提供一种电锤，使旋转动作和锤击动作配合作用，提高电锤的钻孔效率。

一种电锤，其包括：输出轴、旋转装置、锤击装置和用于驱动所述旋转装置和所述锤击装置的驱动装置，所述输出轴用于收容工作头，所述旋转装置用于驱动所述输出轴旋转，所述锤击装置用于为工作头提供锤击力，所述电锤的质量范围为1.5kg至2.5kg，相同时间内所述工作头被锤击的次数与所述工作头的旋转圈数的比值为841/162。

在一种实施例中，所述锤击装置包括气缸和位于所述气缸内的撞锤，所述撞锤通过所述气缸内压力变化能够实现在所述气缸内运动，所述撞锤的质量范围为52g-58g。

在一种实施例中，所述锤击装置包括气缸和位于所述气缸内的撞锤，所述撞锤通过所述气缸内压力变化能够实现在所述气缸内运动，所述撞锤的长度与直径的比值的范围为1.63-1.80。

在一种实施例中，所述撞锤的直径范围为20.2mm-20.8mm。

在一种实施例中，所述锤击装置包括用于撞击所述工作头的撞杆，所述撞杆的长度与直径的比值的范围为1.6-2.1。

在一种实施例中，所述撞杆的直径范围为14.5mm-15.5mm。

在一种实施例中，所述电锤还包括设置于所述锤击装置与驱动装置之间的传动装置，所述传动装置包括由驱动装置带动转动的曲柄偏心轮、由所述曲柄偏心轮带动的曲柄，所述锤击装置包括活塞、撞锤、撞杆和收容所述活塞的气缸，所述曲柄的一端与所述曲柄偏心轮相连并由所述曲柄偏心轮带动，所述曲柄的另一端与所述活塞相连，所述曲柄带动所述活塞在气缸内往复运动引起气缸内所述活塞和所述撞锤之间的气压变化，所述撞锤在变化的气压作用下能够实现对所述撞杆的撞击，并通过撞杆实现对所述工作头的撞击。

在一种实施例中，所述驱动装置包括电机以及主动齿轮，所述电机包括电机轴，所述主动齿轮固定于所述电机轴上，所述传动装置还包括第一齿轮，所述第一齿轮通过与主动齿轮啮合以将所述电机的旋转动力传递到所述曲柄偏心轮。

在一种实施例中，所述旋转装置包括中间轴，所述中间轴上设有与所述主动齿轮啮合的第二齿轮，所述旋转装置还包括设置于所述中间轴上的第二锥齿轮以及与所述第二锥齿轮啮合且用于带动输出轴旋转的第一锥齿轮。

在一种实施例中，所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第一锥齿轮的齿数为15-40，所述第二锥齿轮的齿数为5-11。

在一种实施例中，所述主动齿轮的齿数为5-11。

在一种实施例中，所述第一齿轮的齿数为27，所述第二齿轮的齿数为29，所述第一锥齿轮的齿数为29，所述第二锥齿轮的齿数为6。

通过使用特定的传动比，使电锤的锤击运动和旋转运动采用特定的比值，可以使每次锤击时，旋转的工作头的切削刃都能充分与工件接触，提高钻孔的效率。

附图说明

图1示出了本实用新型的立式电锤的一个实施例的局部剖视图。

图2示出了本实用新型的一个实施例的齿轮传动结构的原理图。

图3A示出了实施例中第一次锤击时加工工件表面刀痕的示意图。

图3B示出了实施例中第二次锤击时加工工件表面刀痕的示意图。

图3C示出了实施例中第三次锤击时加工工件表面刀痕的示意图。

图3D示出了实施例中第四次锤击时加工工件表面刀痕的示意图。

图4示出了实施例中加工头的结构示意图。

图5示出了实施例中的电锤的结构示意图。

附图标记说明

1工作头，101切削刃，102第一刀痕，103第二刀痕，104第三刀痕，105第四刀痕，2撞杆，3撞锤，4活塞，5第一锥齿轮，6曲柄，7气缸，8第二锥齿轮，9主动齿轮，10曲柄轴，11第一齿轮，12电机轴，13第二齿轮，14中间轴，15转套，16电池，17辅助手柄，18曲柄偏心轮。

具体实施方式

以下将参照说明书附图描述本实用新型的实施例。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本实用新型，而不用于穷举本实用新型的所有可行的方式，也不用于限制本实用新型的范围。

如图1、图2所示，本实用新型提供一种高效电锤，其包括：输出轴、旋转装置、锤击装置和用于驱动所述旋转装置和锤击装置的驱动装置，所述输出轴用于收容工作头1，所述旋转装置用于驱动所述输出轴旋转，所述锤击装置用于为工作头1提供锤击力。所述电锤的质量范围为1.5kg至2.5kg，例如2.1kg，所述电锤的质量表示去除电池16、辅助手柄17和工作头1之后的电锤的质量。

所述输出轴包括转套15，所述转套15和气缸7同轴连接，当然可以理解地，所述转套15和气缸7也可以一体设置，所述锤击装置包括气缸7、曲柄轴10、曲柄偏心轮18、曲柄6、活塞4、撞锤3和撞杆2，所述活塞4和所述撞锤3均置于所述气缸7内。参见图1，以图1所标示的前-后方向为参考方向，所述输出轴内由后向前依次设有带有活塞4的曲柄6、撞锤3、撞杆2以及工作头1，所述曲柄6的一端与曲柄偏心轮18连接，另一端与活塞4连接，所述曲柄偏心轮18通过转动带动曲柄6以及与曲柄6连接的活塞4在所述气缸7内往复运动，进而引起活塞4和撞锤3之间的气压变化。当曲柄6向前运动，活塞4随着曲柄6向前运动，引起活塞4和撞锤3之间的气压升高时，撞锤3向前运动撞击撞杆2，并通过撞杆2撞击工作头1；当曲柄6向后运动，活塞4随着曲柄6向后运动，气缸7内压力降低，同时撞锤3在撞杆2反作用力下，撞锤3向后运动。可以理解地，撞杆2在撞击完工作头1之后也向后运动，并准备下一次冲击。为了更好的实现气缸7的密封效果，所述活塞4和撞锤3的侧壁均设有橡胶圈，活塞4和撞锤3可以通过所述橡胶圈与气缸7的内壁配合，使所述活塞4与所述撞锤3之间形成密封的气室。在所述撞杆2的所述撞锤3所在侧的相反侧设有伸出所述转套15的工作头1，所述工作头1上设有键槽，所述转套15的内壁设有对应的滑槽，对应的键容纳在键槽和滑槽中，使所述工作头1可以沿所述转套15轴向滑动，但是不能相对转动。

所述驱动装置和垂直装置之间通过传动装置带动，所述传动装置包括由驱动装置带动旋转的曲柄偏心轮18、由所述曲柄偏心轮18带动的曲柄6和与所述曲柄偏心轮18相连的第一齿轮11。所述驱动装置通过连接在曲柄6上的第一齿轮11带动曲柄轴10上的曲柄偏心轮18转动，所述曲柄6的一端与曲柄偏心轮18相连，并由所述曲柄偏心轮18带动。所述曲柄6的另一端与所述活塞4相连，所述曲柄6带动所述活塞4在气缸7内往复运动引起气缸7内所述活塞4和所述撞锤3之间的气压变化。所述驱动装置包括电机和主动齿轮9，所述电机包括电机轴12，所述主动齿轮9固定于所述电机轴12上，电机轴12和主动齿轮9可以是一体形成的，理论上，锤钻比的数值和主动齿轮9的齿数无关，但考虑到电锤的体积的大小以及主动齿轮传动的稳定性等因素，所述主动齿轮9的齿数为5-11，优选的主动齿轮9的齿数为5-7。

所述旋转装置包括中间轴14、设置在中间轴14上与所述驱动装置的主动齿轮9啮合的第二齿轮13、设置在所述气缸7上的第一锥齿轮5和设置在中间轴14上的第二锥齿轮8。

在驱动装置的电机轴12旋转时，所述主动齿轮9可以通过与其啮合的第一齿轮11带动曲柄偏心轮18转动，本实施例中，工作状态时，曲柄轴10不转动，通过第一齿轮11相对曲柄轴10转动，并带动曲柄偏心轮18转动，进而通过与曲柄偏心轮18连接的曲柄6使活塞4在气缸7内往复运动，气室内空气压力会随着活塞4的往复移动发生变化，从而使撞锤3做出轴向锤击运动，进而使撞锤3锤击撞杆2，撞杆2锤击工作头1轴向运动，当然可以理解地，也可以将曲柄偏心轮18与所述曲柄轴10固定连接，通过第一齿轮10带动二者一起转动的方式来实现曲柄6的往复运动。

同时，所述主动齿轮9可以通过与其啮合的第二齿轮13带动中间轴14旋转，所述中间轴14上的第二锥齿轮8通过与其啮合的第一锥齿轮5，使与第一锥齿轮5连接的气缸7旋转，所述转套15和气缸7一同旋转，通过工作头1上的键使转套15带动工作头1一同旋转。

在相同时间内所述工作头1的锤击次数与旋转圈数的比值(以下称作锤钻比)为841/162。锤钻比可以理解为旋转装置与驱动装置的总传动比和锤击装置与驱动装置的总传动比二者的比值，也就是锤击装置的输出转速与旋转装置的输出转速的比值。表1中示出了锤钻比与锤击装置、旋转装置中各齿轮的齿数关系的表格。使用表1中其中一组数据举例说明锤钻比，第一行中，主动齿轮9的齿数为7，第一齿轮11的齿数为27，第二齿轮13的齿数为29，第一锥齿轮5的齿数为29，第二锥齿轮8的齿数为6。通过如图2所示本实施例的齿轮传动结构的原理图可以看出，锤击装置与驱动装置的总传动比为第一齿轮11的齿数/主动齿轮9的齿数，比值为为27/7；旋转装置与驱动装置的总传动比为，第二齿轮13的齿数*第一锥齿轮5的齿数/主动齿轮9的齿数*第二锥齿轮8的齿数，比值为29*29/7*6＝841/42。通过上述说明可以得到本实施例的锤钻比为841/162。

表1

在一个实施例中，所述撞锤3的质量范围为52g-58g，例如可以是55g。

在一个实施例中，所述撞锤3的直径范围为20.2mm-20.8mm，所述撞锤3的直径可以是变化的，上述撞锤3的直径范围为最大直径的范围。

在一个实施例中，所述撞锤3的长度与直径的比值(后文简称为撞锤3长径比)的范围为1.63-1.80，优选为1.66-1.80，上述撞锤3长径比为撞锤3的长度与最大直径的比值。

在一个实施例中，所述撞锤3长径比为1.7073，具体的，所述撞锤3的长度可以为35mm，所述撞锤3的直径可以为20.5mm。

在一个实施例中，所述撞杆2的长度与直径的比值(后文简称撞杆2长径比)的范围为1.6-2.1，所述撞杆2的直径可以是变化的，例如可以是中部直径大，两端直径小，上述撞杆2长径比为撞杆2长度与最大直径的比值。

在一个实施例中，所述撞杆2的直径范围为14.5mm-15.5mm，所述撞杆2的直径可以是变化的，例如可以是中部直径大，两端直径小，上述撞杆2直径范围为最大直径的范围。

在一个实施例中，所述撞杆2长径比为1.933，所述撞杆2的直径可以是变化的，例如可以是中部直径大，两端直径小，上述撞杆2长径比为撞杆2的长度与最大直径的比值，具体的，所述撞杆2的长度可以为29mm，所述撞杆2的直径可以为15mm。

在一个实施例中，气缸7和转套15可以是一体的。

在一个实施例中，所述第一齿轮11的齿数为27，所述第二齿轮13的齿数为29，所述第一锥齿轮5的齿数为29，所述第二锥齿轮8的齿数为6。通过设计下述实验可以验证本实用新型的效果。

通过数据计算得到有以下锤钻比数值可以实现较为均匀切削，分别是841/162、51/10、31/6、42/13、51/9。所谓均匀切削是指工作头1的切削刃101通过锤击装置与加工工件接触，在加工工件表面形成凹陷的刀痕，经过多次的锤击，刀痕可以将所钻孔的圆周均匀分成多个圆心角为锐角的扇形区域。在有限锤击次数内，在加工工件表面形成的扇形区域越均匀，就越有助于钻孔效率的提高，如果相同的锤击次数内，形成的扇形区域角度不均，则较大的扇形区域无法被切除，就会影响钻孔的效率。

如图3A至图3D所示，以锤钻比841/162为例说明均匀切削的概念，图3A为第一次锤击时切削刃101与加工工件接触，在加工工件表面形成的第一刀痕102，所述第一刀痕102将加工工件表面分成两个半圆。图3B为第二次锤击时切削刃101与加工工件接触，在加工工件表面形成的第二刀痕103，所述第一刀痕102和第二刀痕103将加工工件表面分成四个扇形区域，包括两个较大的扇形区域和两个较小的扇形区域。图3C为第三次锤击时切削刃101与加工工件接触，在加工工件表面形成的第三刀痕104，所述第三刀痕104形成在上述两个较大的扇形区域内的接近中间位置，使上述区域尽可能均分，将加工工件表面分成六个扇形区域，包括四个较大扇形区域和两个较小的扇形区域，四个较大扇形区域面积相同，两个较小扇形区域面积相同。图3D为第四次锤击时切削刃101与加工工件接触，在加工工件表面形成的第四刀痕105，所述第四刀痕105形成在上述四个较大扇形区域其中两个相对扇形区域的接近中间位置，使被分割扇形区域尽可能均分。同样的，在之后的有限次数锤击内，期望形成的刀痕都能将面积最大的扇形区域均分。经过有限次数的锤击，能够实现均匀切削的锤钻比就可以在加工工件的表面，形成多个面积均匀的扇形区域，有利于切削掉加工工件的表面。

不能实现均匀切削的锤钻比可能刀痕总是集中在固定的区域内，无法在加工工件表面形成面积均匀的扇形，导致难以将没有形成刀痕的部分切削掉，影响切削的效率。。

实验1

实验条件：电锤质量2.1kg，最大功率600w，工作头直径8mm，打孔深度80mm，工件材料为混凝土，撞锤3长径比1.6585。

在其它实验条件不变的情况下，分别在锤钻比为841/162、51/10、31/6、42/13、51/9的条件下钻孔，记录钻孔的时间，以锤钻比为841/162的钻孔时间记为t0，其他锤钻比的钻孔时间记为tn。用t0/tn作为钻孔效率，经过实验可以得到如表2中所示的表格，显示锤钻比为841/162的实验组钻孔效率最高。

锤钻比	效率
		841/162	100％
51/10	92％
		31/6	90％
42/13	87％
		51/9	85％

表2

实验2

实验条件：电锤质量2.1kg，最大功率600w，工作头直径8mm，打孔深度80mm，工件材料为混凝土，锤钻比841/162。

使用实验1中钻孔效率最高的锤钻比，即841/162，分别使用撞锤3长径比为1.7073、1.7317、1.7561、1.7805、1.8049、1.6829、1.6585、1.6341、1.6098的撞锤3钻孔，记录钻孔时间，以撞锤3长径比为1.7073的钻孔时间记为t0，其他撞锤3长径比的钻孔时间记为tn。用t0/tn作为钻孔效率，经过实验可以得到如表3中所示的表格，显示撞锤3长径比在1.6341-1.8049之间的实验组效率均高于或等于90％，其中撞锤3长径比为1.7073的实验组钻孔效率最高。

长径比	效率
		1.7073	100％
1.7317	98％
		1.7561	96％
1.7805	95％
		1.8049	92％
1.6829	98％
		1.6585	94％
1.6341	90％
		1.6098	85％

表3

实验3

使用上述结论得到的效率最优的组合与竞品同类产品对比，经过实验可以得到如表4中所示的表格，实验结果显示，使用锤钻比为841/162同时撞锤3长径比为1.7073的实验产品，钻孔效率最高，明显优于其他竞品。

表4

虽然在以上具体实施例中对本实用新型的具体技术方案进行了详细地阐述，但是还需要说明的是：

(1)本实用新型的不限于使用第一齿轮11的齿数为27，所述第二齿轮13的齿数为29，所述第一锥齿轮5的齿数为29，所述第二锥齿轮8的齿数为6的齿轮，还可以是其他使锤钻比为841/162的齿轮组合，例如可以是上述齿轮齿数的倍数。

(2)本实用新型的电机轴12和主动齿轮9可以但不必须是一体形成的。

(3)本实用新型不限于使用撞锤3的长度为35mm，直径为20.5mm的撞锤3，还包括其他使撞锤3长径比在1.63-1.80的尺寸。

(4)本实用新型不限于工作头1上连接有键，使工作头1沿所述转套15的轴向滑动，还可以使用其他方式对工作头1绕轴向转动的自由度做出限制，使所述工作头1可以相对于所述转套15轴向滑动，但是不能相对于转套15转动。例如，在工作头1上设置滑槽，转套15内壁设置对应的凸起，同样可以使工作头1相对所述转套15轴向滑动。

通过上述技术方案，当需要设计一台1.5-2.5kg的电锤时，使用锤钻比为841/162的齿比组合钻孔效率最好，同时使用撞锤3长径比为1.63-1.80之间的撞锤3配合841/162的锤钻比，可以使钻孔效率较优，其中使用撞锤3长径比为1.7073的撞锤3钻孔效率最高。

本申请中的“用于驱动所述旋转装置和所述锤击装置的驱动装置”既可以表示用同一驱动装置同时驱动旋转装置和锤击装置二者，也可以表示用两个不同的驱动装置分别驱动旋转装置和锤击装置。

Claims (12)

1.一种电锤，其包括：输出轴、旋转装置、锤击装置和用于驱动所述旋转装置和所述锤击装置的驱动装置，所述输出轴用于收容工作头，所述旋转装置用于驱动所述输出轴旋转，所述锤击装置用于为工作头提供锤击力，所述电锤的质量范围为1.5kg至2.5kg，其特征在于，相同时间内所述工作头被锤击的次数与所述工作头的旋转圈数的比值为841/162。

2.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于，所述锤击装置包括气缸和位于所述气缸内的撞锤，所述撞锤通过所述气缸内压力变化能够实现在所述气缸内运动，所述撞锤的质量范围为52g-58g。

3.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于，所述锤击装置包括气缸和位于所述气缸内的撞锤，所述撞锤通过所述气缸内压力变化能够实现在所述气缸内运动，所述撞锤的长度与直径的比值的范围为1.63-1.80。

4.根据权利要求3所述的电锤，其特征在于，所述撞锤的直径范围为20.2mm-20.8mm。

5.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于，所述锤击装置包括用于撞击所述工作头的撞杆，所述撞杆的长度与直径的比值的范围为1.6-2.1。

6.根据权利要求5所述的电锤，其特征在于，所述撞杆的直径范围为14.5mm-15.5mm。

7.根据权利要求1所述的电锤，其特征在于，所述电锤还包括设置于所述锤击装置与驱动装置之间的传动装置，所述传动装置包括由驱动装置带动转动的曲柄偏心轮、由所述曲柄偏心轮带动的曲柄，所述锤击装置包括活塞、撞锤、撞杆和收容所述活塞的气缸，所述曲柄的一端与所述曲柄偏心轮相连并由所述曲柄偏心轮带动，所述曲柄的另一端与所述活塞相连，所述曲柄带动所述活塞在气缸内往复运动引起气缸内所述活塞和所述撞锤之间的气压变化，所述撞锤在变化的气压作用下能够实现对所述撞杆的撞击，并通过撞杆实现对所述工作头的撞击。

8.根据权利要求7所述的电锤，其特征在于，所述驱动装置包括电机以及主动齿轮，所述电机包括电机轴，所述主动齿轮固定于所述电机轴上，所述传动装置还包括第一齿轮，所述第一齿轮通过与主动齿轮啮合以将所述电机的旋转动力传递到所述曲柄偏心轮。

9.根据权利要求8所述的电锤，其特征在于，所述旋转装置包括中间轴，所述中间轴上设有与所述主动齿轮啮合的第二齿轮，所述旋转装置还包括设置于所述中间轴上的第二锥齿轮以及与所述第二锥齿轮啮合且用于带动输出轴旋转的第一锥齿轮。

10.根据权利要求9所述的电锤，其特征在于，所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第一锥齿轮的齿数为15-40，所述第二锥齿轮的齿数为5-11。

11.根据权利要求8所述的电锤，其特征在于，所述主动齿轮的齿数为5-11。

12.根据权利要求9所述的电锤，其特征在于，所述第一齿轮的齿数为27，所述第二齿轮的齿数为29，所述第一锥齿轮的齿数为29，所述第二锥齿轮的齿数为6。