CN210998532U - 电锤 - Google Patents

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CN210998532U CN201921651704.XU CN201921651704U CN210998532U CN 210998532 U CN210998532 U CN 210998532U CN 201921651704 U CN201921651704 U CN 201921651704U CN 210998532 U CN210998532 U CN 210998532U
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段家利
杨文�
王春香
朱伯元
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Abstract

本实用新型涉及一种电锤,包括:电机;冲击机构;第一传动机构;第二传动机构;转套。其中,气缸的内径为25mm,工作轴线垂直于电机轴的轴线,电锤的整机重量不大于4.2kg。技术效果:电锤所选用的气缸内径为25mm,该气缸内径既能保证相对大的锤击效率,又能保证相对小的占用空间,同时,还能相对地降低气缸的重量。在选定气缸内径的条件下,工作轴线垂直于电机轴的轴线,形成立式结构,相对于传统的钝角方式,减小了气缸和电机之间的收容结构的体积,减轻了收容结构的重量,进而减轻了整机的重量,如此得到的整机重量不大于4.2kg,使得工作人员的操作难度下降,更加省时省力,舒适感和体验感更好。

Description

电锤
技术领域
本实用新型涉及电动工具技术领域,特别是涉及一种电锤。
背景技术
电锤是一种具有气动锤击机构的电动式旋转锤钻,钻头在转动的同时还产生了沿着电钻杆方向的快速往复冲击,通常应用于建筑、装潢、安装等工程施工领域,可以在混凝土、楼板、砖墙以及石材等操作对象中进行钻孔,具有较高的工作效率和使用较为灵活的特点。
传统的电锤主要由金属材料制成,以使整机具有较好的支撑强度和机械强度。不同的气缸内径,能够产生不同的锤击效率。
在实现传统技术的过程中,发明人发现:传统的电锤整机的重量较大,增加了工作人员的操作难度,改用轻薄材质及减小气缸内径可以改善此问题,但又容易导致锤击效率不能达标。
实用新型内容
基于此,有必要针对传统的电锤整机的重量较大,增加了工作人员的操作难度,改用轻薄材质及减小气缸内径可以改善此问题,但又容易导致锤击效率不能达标的问题,提供一种电锤。
一种电锤,包括:电机机构,包括电机,及伸出所述电机的电机轴;冲击机构,包括气缸,收容在所述气缸内的活塞,收容在所述气缸内并与所述活塞配合的撞锤,收容在所述气缸内并与所述撞锤配合的撞杆;第一传动机构,与所述电机轴配合,提供所述活塞沿冲击方向往复运动的冲击力;第二传动机构,与所述电机轴配合,提供所述气缸绕冲击方向旋转的驱动力;转套,至少部分收容在所述气缸内,部分伸出所述气缸;其中,所述气缸的内径为25mm,所述撞锤的重量在62g至75g之间,所述撞杆的重量在80g至90g之间。
上述技术方案至少具有以下技术效果:本技术方案所提供的电锤,所选用的气缸内径为25mm,该气缸内径既能保证相对大的锤击效率,又能保证相对小的占用空间,同时,还能相对地降低气缸的重量,进而降低整机的重量。在选定气缸内径的条件下,撞锤的重量设置为62g至75g,撞杆的重量设置为80g至90g,在保证锤击效率的前提下,该范围的撞锤、撞杆的重量还能够减小钻孔所需的时间,提高工作效率,同时也相对地降低了整机的重量,使得工作人员的操作难度下降,更加省时省力,舒适感和体验感更好。
在其中一个实施例中,所述撞锤的重量为66g,所述撞杆的重量为85g。
在其中一个实施例中,所述电机的叠长在30mm至35mm之间,其中,所述电机的叠长定义为转子和定子的重叠长度。
在其中一个实施例中,所述电机的叠长为30mm。
在其中一个实施例中,所述电机的叠长为35mm。
在其中一个实施例中,所述气缸与所述转套在平行于冲击方向上存在重叠,该重叠的部分在垂直于冲击方向上通过连接件连接。
在其中一个实施例中,所述电锤还包括减速箱,所述减速箱包括箱体以及收容于所述箱体内的齿轮系,所述箱体采用金属材质。
在其中一个实施例中,所述箱体采用镁合金或铝合金材质。
在其中一个实施例中,所述电锤还包括减速箱,所述减速箱包括箱体以及收容于所述箱体内的齿轮系,所述箱体采用塑料材质。
在其中一个实施例中,所述减速箱的箱体包括至少部分收容所述气缸的前壳体,覆盖所述齿轮系的中壳体,以及与所述中壳体配接的下壳体。
一种电锤,包括:电机,具有电机轴;冲击机构,包括气缸,收容在所述气缸内且沿着工作轴线往复运动的活塞,与所述活塞配合的撞锤,以及与所述撞锤配合的撞杆,其中,所述气缸的内径为25mm,所述工作轴线垂直于所述电机轴的轴线;第一传动机构,与所述电机轴配合,提供所述活塞沿所述工作轴线运动的冲击力;第二传动机构,与所述电机轴配合,提供所述气缸绕所述工作轴线旋转的驱动力;转套,与所述第二传动机构连接,用于收容至少部分工作头并驱动工作头旋转;所述电锤的整机重量不大于4.2kg。
上述技术方案至少具有以下技术效果:本技术方案所提供的电锤,所选用的气缸内径为25mm,该气缸内径既能保证相对大的锤击效率,又能保证相对小的占用空间,同时,还能相对地降低气缸的重量,进而降低整机的重量。在选定气缸内径的条件下,工作轴线垂直于电机轴的轴线,形成立式结构,相对于传统的钝角方式,减小了气缸和电机之间的收容结构的体积,减轻了收容结构的重量,进而减轻了整机的重量,如此得到的整机重量不大于4.2kg,使得工作人员的操作难度下降,更加省时省力,舒适感和体验感更好。
在其中一个实施例中,所述电锤包括减速箱,所述减速箱包括箱体以及收容于所述箱体内的齿轮系,所述箱体的平均壁厚在2mm至4mm之间。
在其中一个实施例中,所述箱体为金属箱体,所述电锤还包括用于收容所述金属箱体的塑料外壳。
在其中一个实施例中,所述金属箱体采用镁合金或者铝合金材质。
在其中一个实施例中,所述金属箱体包括至少部分收容所述气缸的前壳体,覆盖所述齿轮系的中壳体,以及与所述中壳体配接的下壳体。
在其中一个实施例中,所述塑料外壳的平均壁厚为2.5mm。
在其中一个实施例中,单位时间内所述撞锤撞击所述撞杆的次数和所述转套旋转的圈数的比值在3.5至4之间。
在其中一个实施例中,所述撞锤的重量在62g至105g之间,所述撞杆的重量在75g至90g之间。
在其中一个实施例中,所述撞锤的重量在62g至75g之间,所述撞杆的重量在80g至85g之间。
在其中一个实施例中,所述电机的叠长在30mm至35mm之间。
附图说明
图1为本实用新型一实施例电锤的结构示意图;
图2为图1所示结构的靠近夹头的局部示意图;
图3为本实用新型另一实施例电锤的结构示意图;
图4为图3所示结构的靠近夹头的局部示意图。
其中:
100、电锤 110、电机机构 120、冲击机构
122、气缸 124、活塞 126、撞锤
128、撞杆 130、第一传动机构 132、齿轮
134、偏心连杆 140、第二传动机构 150、转套
160、夹头 170、连接件 180、前壳体
182、中壳体 184、下壳体 190、减震垫
200、电锤 210、电机 220、冲击机构
222、气缸 224、活塞 226、撞锤
228、撞杆 230、第一传动机构 232、齿轮
234、偏心连杆 240、第二传动机构 250、转套
260、夹头 270、滑移结构 280、前壳体
282、中壳体 284、下壳体 290、塑料外壳
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是,本文所提到的“重量”为物理量,单位为kg或g,等同于质量,并非是重力。
传统电锤的壳体及减速箱等通常主要由金属材料制成,如此设置,电锤整机能够具有较好的支撑强度和机械强度。电锤的冲击机构通常包括气缸,收容在气缸内的活塞,收容在气缸内并与活塞配合的撞锤,收容在气缸内并与撞锤配合的撞杆。一般认为,电锤的锤击效率主要取决于所选用的气缸内径,在相同的条件下,一般气缸内径越大则锤击效率也越大。同时,气缸内径越小则整机重量就越轻,气缸内径越大则整机重量就越重。如何权衡锤击效率和整机重量之间的关系,是需要深入研究的一个问题,二者影响着电锤的工作效率和操作的方便性。
一般而言,本领域技术人员通过减少气缸内径降低电锤的重量,但会影响锤击效率。而为此增加电机的功率则会导致电机的叠长增加,进而电机的尺寸和重量增加,导致电锤的重量可能又再次增加。
针对此问题,发明人进行了思考,发明人认为气缸内径的尺寸减小应当有限度,这是必要的,否则工作效率极难满足要求;然后可以尝试改进冲击机构以保证效率。在研究该问题时,出乎意料的发现,选取合适的撞锤、撞杆的重量,配合适合的气缸内径,可以达到锤击效率和整机重量均衡的目的。
为此,请参考图1至图2,本实用新型的实施例提供了一种电锤100,包括:电机机构110,包括电机,及伸出电机的电机轴,电机能够驱动电机轴旋转;冲击机构120,包括气缸122,收容在气缸122内的活塞124,收容在气缸122内并与活塞124配合的撞锤126,收容在气缸122内并与撞锤126配合的撞杆128;第一传动机构130,与电机轴配合,提供活塞124沿冲击方向往复运动的冲击力;第二传动机构140,与电机轴配合,提供气缸122绕冲击方向旋转的驱动力;转套150,部分收容在气缸122内,部分伸出气缸122;夹头160,安装在转套150伸出气缸122的部分;其中,气缸122的内径为25mm,撞锤126的重量在62g至75g之间,撞杆128的重量在80g至90g之间。需要说明的是,本文中所出现的数值均允许有误差。
第一传动机构130为偏心结构,包括与电机轴直接或间接配合的齿轮132及由齿轮132驱动的偏心连杆134,偏心连杆134连接活塞124。即电机轴带动齿轮132转动,从而带动偏心设置的偏心连杆134驱动活塞124在气缸122内往复压缩空气,使气缸122内的空气压力呈周期性变化,带动撞锤126、撞杆128往复撞击工作头。冲击方向为活塞124、撞锤126、撞杆128、夹头160的排列方向。
第二传动机构140包括由电机轴驱动的锥齿轮,气缸122也设有与该锥齿轮啮合的另一锥齿轮,通过二者的啮合,使气缸122做旋转运动,气缸122带动转套150,转套150带动安装于夹头160的工作头做同步旋转运动。
夹头160位于并可拆卸地固定于转套150伸出气缸122的部分,工作头锁紧安装于夹头160。
经过发明人的研究发现,当气缸122的内径为25mm时,电锤100的锤击效率相对较高,能够实现目前多种工况,例如混凝土、楼板、砖墙以及石材等操作对象中进行钻孔。可以理解的是,气缸122的内径为25mm,允许存在一定的误差,可以是小于或大于25mm一定的数值。在气缸122的内径为25mm的基础上,发明人进行了一系列的实验验证,通过改变撞锤126、撞杆128的重量,以寻求较高的工作效率,此处,电锤100的工作效率指的是,在相同的作业条件下,钻相同孔径和深度的孔所用的时间。
具体地,设定撞锤126的重量为m1,单位为g,撞杆128的重量为m2,单位为g,钻孔所用的时间为t,单位为s,孔径为d,单位为mm,孔的深度为l,单位为mm。表1为在其他条件均相同的情况下,假定撞杆128的重量为85g,改变撞锤126的重量,对相同的操作对象进行相同孔径、相同深度的钻孔所用的时间。
表1
Figure BDA0002221070840000081
从表1中可以看出,在电锤100的技术领域内,当撞锤126的重量增加时,电锤100的工作效率也会相应地提高,但是考虑到:撞锤126的重量低于62g时,气缸122内壁和撞锤126之间形成的空气弹簧的弹性势能推动撞锤126做往复运动出现困难,电锤100的工作效率会出现明显的下降;当撞锤126的重量高于75g时,气缸122内壁和撞锤126之间形成的空气弹簧的弹性势能与撞杆128回弹时的弹性势能容易出现紊乱,导致撞锤126和撞杆128连续撞击严重,导致能量损失,降低了电锤100的工作效率,并影响操作时的舒适性。因此,本实用新型所提供的实施例中选用的撞锤126的重量为62g至75g。具体地,可以是62g,64g,66g,68g,68.5g,70g,72g,74g,75g。
进一步地,表2为撞锤126的重量和撞杆128的重量之间的比值关系。
表2
m1 60 62 66 75 92 102
m2 85 85 85 85 81 80
m1/m2 0.70588 0.72941 0.77647 0.88235 1.1358 1.275
表2为本实施例中所提供的撞锤126和撞杆128的重量比,与市面上其他的一些重量比的电锤100样机进行的一组比较表。可以看出,本实施例中,在撞杆128的重量设定为85g时,撞锤126的重量在62g至75g的范围内,撞锤126与撞杆128的重量比值范围为0.72941至0.88235。
表3为表2中撞锤126与撞杆128的重量比的折线示意图。
表3
Figure BDA0002221070840000091
结合表1至表3,在撞锤126的重量为62g至75g的范围内,电锤100的工作效率相对较高,同时,也相对地减轻了撞锤126的重量,提高了操作的方便性。当假定撞锤126的重量不变,改变撞杆128的重量时,实验内容与上述实验内容相同,在此不再说明,经过大量的实验验证,撞杆128的重量为80g至90g时,例如80g,82g,84g,85g,86g,88g,90g,电锤100的工作效率相对较高,同时,也相对地减轻了撞杆128的重量,提高了操作的方便性。整机的重量更加轻巧,占用空间也相对减小,实现了电锤100整机的小型化和轻便化。
上述技术方案至少具有以下技术效果:本技术方案所提供的电锤100,所选用的气缸122内径为25mm,该气缸122内径既能保证相对大的锤击效率,又能保证相对小的占用空间,同时,还能相对地降低气缸122的重量。在选定气缸122内径的条件下,撞锤126的重量设置为62g至75g,撞杆128的重量设置为80g至90g,在保证锤击效率的前提下,该范围的撞锤126、撞杆128的重量还能够减小钻孔所需的时间,提高工作效率,同时也相对地降低了整机的重量,使得工作人员的操作难度下降,更加省时省力,舒适感和体验感更好。
在一些实施例中,撞锤126的重量为66g,撞杆128的重量为85g。在上述实验验证的情况下,当选定撞锤126的重量为66g,撞杆128的重量为85g时,能够相对地保证较高的工作效率,也能起到相对地降低整机重量的作用。
在一些实施例中,电机的叠长在30mm至35mm之间,其中,电机的叠长定义为转子和定子的重叠长度。传统的电机的叠长一般为40mm及以上,占用空间相对较大,本实施例中,通过降低电机的叠长,减少电机的占用空间,进而降低电机的重量,从而降低整机的重量。相对于传统的电机的叠长,本实施例中,电机的重量可以相对减轻50g至100g。
一般来说,电机的叠长减小,会导致电机的输出功率降低,电机温度升高,工作效率降低。但是,发明人经过研究发现:当电机的叠长在30mm至35mm的范围内时,电机的输出功率和温度条件能够满足气缸122的内径为25mm时的电锤100的使用需求,既能够保证电锤100的工作效率,又能够减轻电锤100的重量。
具体地,设定电机的叠长为h,单位为mm,钻孔所用的时间为t,单位为s,孔径为d,单位为mm,孔的深度为l,单位为mm。表4为在其他条件均相同的情况下,采用不同的电机的叠长对相同的操作对象进行相同孔径、相同深度的钻孔所用的时间。
表4
Figure BDA0002221070840000111
从表4中可以看出,在30mm至35mm范围内的电机的叠长,钻孔所用的时间相对于叠长为40mm的电机,时间相对较短,因此,在保证工作效率的前提下,电机可以选用叠长较小的范围,如此可以减轻电机的重量,从而减轻电锤100的重量。具体地,可以是30mm,31mm,32mm,32.5mm,33mm,34mm,35mm。
如果电机的叠长进一步降低的话,虽然会减轻电机的重量,但由于电机槽满率的影响,在工作负载较大时,会影响电机的寿命,因此,不再考虑叠长更低的电机类型。
进一步地,电机的叠长为30mm或35mm。为了减少选用及生产制造电机的时间,将电机的叠长设定为30mm或35mm,能够在现行的标准范围内直接选用符合要求的电机类型,无需专门选用或生产。
参考图2,在一些实施例中,气缸122与转套150在平行于冲击方向上存在重叠,该重叠的部分在垂直于冲击方向上通过连接件170连接。转套150部分地嵌套于气缸122内,因此在平行于冲击方向上存在重叠,此处,冲击方向即转套150或气缸122的轴向。气缸122与转套150通过连接件170连接,保证气缸122能够带动转套150同步旋转,从而带动安装于夹头160的工作头旋转。具体地,连接件170可以采用圆柱销,即圆柱销在垂直于冲击方向上(径向)贯穿连接气缸122和转套150。如此设置,该连接处位于整机的外部,在拆卸转套150时,只需要拆卸夹头160部分,再拆除圆柱销,就可以拆卸转套150,可拆卸性强,维修方便。如图4所示,传统的滑移结构270包括滑槽和可以在滑槽内滑动的球体,多余的能量由滑槽和球体在轴向上的配合进行卸载,该部分结构具有一定的重量,也占用了一定的空间。本实施例中,将滑移结构去除,省掉了滑移距离的长度,因而可以减小转套150的长度,大约减小10mm,转套150的重量也相对地轻50g以上。
在一些实施例中,电锤100还包括的减速箱,减速箱包括箱体以及收容于箱体内的齿轮系,箱体采用金属材质。箱体能够部分地或全部地收容冲击机构120。箱体作为齿轮系和冲击机构120的承载体和收容体。金属材质的箱体能够保证一定的结构强度。
具体地,减速箱的箱体包括至少部分收容气缸的前壳体180,覆盖齿轮系的中壳体182,以及与中壳体182配接的下壳体184。前壳体180、中壳体182和下壳体184可以是部分地一体形成的,也可以是拼接而成的。齿轮系指的是至少部分的第一传动机构130和第二传动机构140。前壳体180、中壳体182和下壳体184密封配合,可拆卸地连接,能够便于维修内部的部件。例如,前壳体180和中壳体182之间利用密封垫或密封胶的方式进行密封,利用销钉、卡扣、螺纹锁紧的方式进行锁紧。中壳体182和下壳体184之间亦是如此。
进一步地,箱体采用镁合金或铝合金材质。镁合金和铝合金材质密度小,在同等体积的条件下,相对于铁、铜等材质,重量更轻,因此,可以减轻减速箱的重量,从而减轻整机的重量。减速箱可以采用铸造的方式制成。
作为一个具体的方案,构成金属箱体的前壳体180、中壳体182和下壳体184均采用镁合金或铝合金材质,通过减轻前壳体180、中壳体182和下壳体184的重量,来减轻整机的重量,则可以相对地减轻100g及以上的重量。此时,可以根据承载力和支撑力的不同,来确定不同壳体的厚度。
作为另一个具体的方案,可以将前壳体180、中壳体182和下壳体184择二地采用镁合金或铝合金材质。此时,可以根据承载力和支撑力的不同,来确定不同材质壳体的分布情况。
作为再一个具体的方案,可以将前壳体180、中壳体182和下壳体184择一地采用镁合金或铝合金材质。此时,根据承载力和支撑力的不同,来确定不同材质壳体的分布情况。
在其他一些实施例中,电锤100还包括减速箱,减速箱包括箱体以及收容于箱体内的齿轮系,箱体采用塑料材质。塑料材质同样也是密度小,在同等体积的条件下,相对于铁、铜等材质,重量更轻,因此,可以减轻减速箱的重量,从而减轻整机的重量。减速箱可以采用注塑的方式制成。
具体地,减速箱的箱体包括至少部分收容气缸的前壳体180,覆盖齿轮系的中壳体182,以及与中壳体182配接的下壳体184。同样地,前壳体180、中壳体182和下壳体184能够择一地、择二地或全部均采用塑料材质。在此不再赘述。
此外,构成箱体的前壳体180、中壳体182和下壳体184也可以择一或择二地采用塑料材质,择一或择二地采用金属材质。例如,中壳体182采用塑料材质,前壳体180和下壳体184均采用镁合金材质,则可以相对地减轻150g及以上的重量。
在其他实施例中,参考图2,气缸122靠近撞杆128的周向设有多处减振垫190。为了降低撞锤126撞击撞杆128所带来的冲击力影响,减少气缸122的晃动,在气缸122靠近撞杆128的周向上设有多处减震垫190,具体地,可以设置于气缸122外部支撑轴承的两侧,可以设置于气缸122内部与转套150配合的终止端,如此可以提高气缸122在运动中的稳定性。
请参考图3和图4,本实用新型的实施例还提供了一种电锤200,包括:电机210,具有电机轴,电机能够驱动电机轴旋转;冲击机构220,包括气缸222,收容在气缸222内且沿着工作轴线往复运动的活塞224,与活塞224配合的撞锤226,以及与撞锤226配合的撞杆228,其中,气缸222的内径为25mm,工作轴线垂直于电机轴的轴线;第一传动机构230,与电机轴配合,提供活塞224沿工作轴线运动的冲击力;第二传动机构240,与电机轴配合,提供气缸222绕工作轴线旋转的驱动力;转套250,与第二传动机构240连接,用于收容至少部分工作头并驱动工作头旋转;电锤200的整机重量不大于4.2kg。
需要说明的是,本文所提到的“整机的重量”指的是电锤200除去电源线、辅助手柄和工作头等附件后的裸机重量。气缸222的内径为25mm,在公差范围内可以具有一定的波动余量,该气缸222的内径可以为25±1mm。本文所提到的“垂直”允许存在一定的角度误差。
对于工作轴线,当气缸222非偏心转动时,工作轴线为气缸222的中心轴线;当气缸222偏心转动时,工作轴线平行于气缸222的中心轴线。工作轴线所限定的方向为撞锤226撞击撞杆228的冲击方向,撞锤226和撞杆228均收容在气缸222内。
第一传动机构230为偏心结构,包括与电机轴直接或间接配合的齿轮232及由齿轮232驱动的偏心连杆234,偏心连杆234连接活塞224。即电机轴带动齿轮232转动,从而带动偏心设置的偏心连杆234驱动活塞224在气缸222内往复压缩空气,使气缸222内的空气压力呈周期性变化,带动撞锤226、撞杆228往复撞击工作头。冲击方向为活塞224、撞锤226、撞杆228、夹头260的排列方向。
第二传动机构240包括由电机轴驱动的锥齿轮,气缸222也设有与该锥齿轮啮合的另一锥齿轮,通过二者的啮合,使气缸222做旋转运动,气缸222带动转套250,转套250带动安装于夹头260的工作头做同步旋转运动。
夹头260位于并可拆卸地固定于转套250伸出气缸222的部分,工作头锁紧安装于夹头260。
经过发明人的研究发现,当气缸222的内径为25mm时,电锤200的锤击效率相对较高,能够实现目前多种工况,例如混凝土、楼板、砖墙以及石材等操作对象中进行钻孔。
传统的工作轴线一般与电机轴的轴线呈钝角,收容气缸和电机的收容结构体积较大,操作费力。在选定气缸222内径的条件下,将工作轴线设置为垂直于电机轴的轴线,形成立式结构,减小了气缸和电机之间的收容结构的体积,减轻了收容结构的重量,进而减轻了整机的重量,如此得到的整机重量不大于4.2kg,使得工作人员的操作难度下降,更加省时省力,舒适感和体验感更好。
传统的电锤的整机重量大都在5kg左右,使得整机使用时较为笨重。本实施例中,在选定气缸222内径、工作轴线垂直于电机轴的轴线的基础上,电锤200的整机重量相对减轻,能够小于等于4.2kg,提高电锤200的轻便性。根据收容结构所采用的材质和体积的不同,整机重量可以是4.2kg,4.0kg,3.8kg,3.6kg,3.4kg,3.2kg,3.0kg,2.8kg等,具体数值不受限于上述举例。
上述技术方案至少具有以下技术效果:本技术方案所提供的电锤200,所选用的气缸222内径为25mm,该气缸222内径既能保证相对大的锤击效率,又能保证相对小的占用空间,同时,还能相对地降低气缸222的重量,进而降低整机的重量。在选定气缸222内径的条件下,工作轴线垂直于电机轴的轴线,形成立式结构,相对于传统的钝角方式,减小了气缸222和电机210之间的收容结构的体积,减轻了收容结构的重量,进而减轻了整机的重量,如此得到的整机重量不大于4.2kg,使得工作人员的操作难度下降,更加省时省力,舒适感和体验感更好。
在一些实施例中,电锤200包括减速箱,减速箱包括箱体以及收容于箱体内的齿轮系,箱体的平均壁厚在2mm至4mm之间。箱体还能部分地或全部地收容冲击机构220。箱体作为齿轮系和冲击机构220的承载体和收容体。由于箱体不同位置的厚度可能存在不同,因此,箱体的平均壁厚在2mm至4mm之间,能够较好地均衡箱体的结构强度和箱体的重量关系,在保持一定结构强度的同时,尽可能地选择较低的箱体的平均壁厚。箱体的平均壁厚具体可以是2mm,2.2mm,2.4mm,2.6mm,2.8mm,3mm,3.2mm,3.4mm,3.6mm,3.8mm,4mm等。
传统的减速箱的箱体采用一层金属壳体,为了保证壳体的结构强度,通常金属壳体的壁厚较大,导致壳体的重量大,进而导致整机的重量也大。针对此问题,发明人进行了思考,如果为了减轻整机的重量而降低金属壳体的壁厚,则会影响壳体的结构强度;如果为了减轻整机的重量而改变壳体的材质,则依然会影响壳体的结构强度。为此,发明人发现,可以将传统的单层壳体改变为双层壳体,既能够保证壳体的结构强度,也能够减轻整机的重量。
因此,将箱体设置为金属箱体,电锤200还包括用于收容金属箱体的塑料外壳290。减速箱的金属箱体比传统的金属壳体的壁厚做的相对薄一些,在金属箱体外设置一层采用塑料材质的塑料外壳290,金属箱体和塑料外壳290的重量和小于传统的金属壳体,如此可以达到减轻整机重量的目的。由于电锤200工作时冲击力较大,双层壳体也能够保证足够的结构强度以应对冲击力。
本实施例中,金属箱体包括至少部分收容气缸222的前壳体280,覆盖齿轮系的中壳体282,以及与中壳体配接的下壳体284。前壳体280、中壳体282和下壳体284可以是部分地一体形成的,也可以是拼接而成的。齿轮系指的是至少部分的第一传动机构230和第二传动机构240。前壳体280、中壳体282和下壳体284密封配合,可拆卸地连接,能够便于维修内部的部件。例如,前壳体280和中壳体282之间利用密封垫或密封胶的方式进行密封,利用销钉、卡扣、螺纹锁紧的方式进行锁紧。中壳体282和下壳体284之间亦是如此。
进一步地,金属箱体采用镁合金或者铝合金材质。镁合金和铝合金材质密度小,在同等体积的条件下,相对于铁、铜等材质,重量更轻,因此,可以减轻减速箱的重量,从而减轻整机的重量。减速箱可以采用铸造的方式制成。
作为一个具体的方案,构成金属箱体的前壳体280、中壳体282和下壳体284均采用镁合金或铝合金材质,通过减轻前壳体280、中壳体282和下壳体284的重量,来减轻整机的重量。此时,可以根据承载力和支撑力的不同,来确定不同壳体的厚度。
作为另一个具体的方案,可以将前壳体280、中壳体282和下壳体284择二地采用镁合金或铝合金材质。此时,可以根据承载力和支撑力的不同,来确定不同材质壳体的分布情况。
作为再一个具体的方案,可以将前壳体280、中壳体282和下壳体284择一地采用镁合金或铝合金材质。此时,根据承载力和支撑力的不同,来确定不同材质壳体的分布情况。
进一步地,塑料外壳290的平均壁厚为2.5mm。发明人研究发现,当塑料外壳290的平均壁厚设置为2.5mm时,壳体的结构强度和壳体的重量关系达到了较好的均衡效果,既保证了壳体的结构强度,又降低了壳体的重量,使得整机减重效果好。
在一些实施例中,单位时间内撞锤226撞击撞杆228的次数和转套250旋转的圈数的比值在3.5至4之间。具体可以是3.5,3.6,3.7,3.75,3.8,3.9,4.0等。单位时间内撞锤226撞击撞杆228的次数和转套250旋转的圈数的比值,可以称为锤钻比,也可以理解为是单位时间内工作头的锤击次数与工作头的旋转圈数的比值。发明人研究发现,选择合适的锤钻比,能够对工件表面进行均匀地切削,提高电锤200的工作效率。该范围内,电锤200能够较好地对工件表面进行均匀地切削,保证一定的工作效率。
进一步地,单位时间内撞锤226撞击撞杆228的次数和转套250旋转的圈数的比值为3.827。发明人研究发现,当锤钻比为3.827时,电锤200的切削效果和工作效率均达到了较佳状态。
在一些实施例中,撞锤226的重量在62g至105g之间,撞杆228的重量在75g至90g之间。发明人研究发现,在选定的气缸222内径的前提下,选取合适的撞锤226、撞杆228的重量,可以达到均衡锤击效率和整机重量的目的。考虑到:当撞锤226的重量过低时,气缸222内壁和撞锤226之间形成的空气弹簧的弹性势能难以推动撞锤226做往复运动,电锤200的工作效率会出现明显的下降;当撞锤226的重量过高时,气缸222内壁和撞锤226之间形成的空气弹簧的弹性势能与撞杆228回弹时的弹性势能容易出现紊乱,导致撞锤226和撞杆228连续撞击严重,导致能量损失,降低了电锤200的工作效率,并影响操作时的舒适性。
撞杆228的重量根据撞锤226的重量相对应地调整。本实施例中,撞锤226的重量范围和撞杆228的重量范围能够使工作效率达到较佳。撞锤226的重量具体可以是62g,66g,70g,74g,78g,82g,83.5g,86g,90g,94g,98g,102g,105g等。撞杆228的重量具体可以是75g,77g,79g,81g,83g,85g,87g,89g,90g等。
进一步地,撞锤226的重量在62g至75g之间,撞杆228的重量在80g至85g之间。如前述表1至表3所示,在撞锤226的重量为62g至75g的范围内,电锤200的工作效率相对较高,同时,也相对地减轻了撞锤226的重量,提高了操作的方便性。当假定撞锤226的重量不变,改变撞杆228的重量时,实验内容与上述实验内容相同,在此不再说明,经过大量的实验验证,撞杆228的重量为80g至85g时,例如80g,81g,82g,82.5g,83g,84g,85g等,电锤200的工作效率相对较高,同时,也相对地减轻了撞杆228的重量,提高了操作的方便性。整机的重量更加轻巧,占用空间也相对减小,实现了电锤200整机的小型化和轻便化。
在一些实施例中,电机210的叠长在30mm至35mm之间。其中,电机210的叠长定义为转子和定子的重叠长度。传统的电机的叠长一般为40mm及以上,占用空间相对较大,本实施例中,通过降低电机210的叠长,减少电机210的占用空间,进而降低电机210的重量,从而降低整机的重量。相对于传统的电机的叠长,本实施例中,电机210的重量可以相对减轻50g至100g。
一般来说,电机的叠长减小,会导致电机的输出功率降低,电机温度升高,工作效率降低。但是,发明人经过研究发现:当电机的叠长在30mm至35mm时,电机的输出功率和温度条件能够满足气缸222的内径为25mm时的电锤200的使用需求,既能够保证电锤200的工作效率,又能够减轻电锤200的重量。
如表4所示,在30mm至35mm范围内的电机210的叠长,钻孔所用的时间相对于叠长为40mm的电机,时间相对较短,因此,在保证工作效率的前提下,电机210可以选用叠长较小的范围,如此可以减轻电机210的重量,从而减轻电锤200的重量。具体地,可以是30mm,31mm,32mm,32.5mm,33mm,34mm,35mm。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电锤,其特征在于,包括:
电机,具有电机轴;
冲击机构,包括气缸,收容在所述气缸内且沿着工作轴线往复运动的活塞,与所述活塞配合的撞锤,以及与所述撞锤配合的撞杆,其中,所述气缸的内径为25mm,所述工作轴线垂直于所述电机轴的轴线;
第一传动机构,与所述电机轴配合,提供所述活塞沿所述工作轴线运动的冲击力;
第二传动机构,与所述电机轴配合,提供所述气缸绕所述工作轴线旋转的驱动力;
转套,与所述第二传动机构连接,用于收容至少部分工作头并驱动工作头旋转;
所述电锤的整机重量不大于4.2kg。
2.根据权利要求1所述的电锤,其特征在于,所述电锤包括减速箱,所述减速箱包括箱体以及收容于所述箱体内的齿轮系,所述箱体的平均壁厚在2mm至4mm之间。
3.根据权利要求2所述的电锤,其特征在于,所述箱体为金属箱体,所述电锤还包括用于收容所述金属箱体的塑料外壳。
4.根据权利要求3所述的电锤,其特征在于,所述金属箱体采用镁合金或者铝合金材质。
5.根据权利要求3所述的电锤,其特征在于,所述金属箱体包括至少部分收容所述气缸的前壳体,覆盖所述齿轮系的中壳体,以及与所述中壳体配接的下壳体。
6.根据权利要求3所述的电锤,其特征在于,所述塑料外壳的平均壁厚为2.5mm。
7.根据权利要求1所述的电锤,其特征在于,单位时间内所述撞锤撞击所述撞杆的次数和所述转套旋转的圈数的比值在3.5至4之间。
8.根据权利要求1所述的电锤,其特征在于,所述撞锤的重量在62g至105g之间,所述撞杆的重量在75g至90g之间。
9.根据权利要求8所述的电锤,其特征在于,所述撞锤的重量在62g至75g之间,所述撞杆的重量在80g至85g之间。
10.根据权利要求1所述的电锤,其特征在于,所述电机的叠长在30mm至35mm之间。
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