手持式電動(dòng)工具產(chǎn)品日常檢測(cè)不合格項(xiàng)目及原因淺析

高家材、陳其勇、鄭小龍

手持式電動(dòng)工具產(chǎn)品日常檢測(cè)不合格項(xiàng)目及原因淺析

（ 廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 廣東 廣州 510330 ）

高家材、陳其勇、鄭小龍

基于日常檢測(cè)尤其是CCC檢測(cè)和監(jiān)督抽查以及各類地方抽查的試驗(yàn)，介紹手持式電動(dòng)工具在測(cè)試過程中常見的不合格項(xiàng)目，對(duì)不合格項(xiàng)目的產(chǎn)生原因進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

手持式電動(dòng)工具；不合格項(xiàng)目；原因淺析

0 引言

電動(dòng)工具是一種由電動(dòng)機(jī)或電磁鐵為動(dòng)力，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作頭進(jìn)行作業(yè)的機(jī)械化工具，包括手持式電動(dòng)工具、可移式電動(dòng)工具和園林電動(dòng)工具。電動(dòng)工具品種繁多，量大面廣，其中16類手持式電動(dòng)工具被列入國(guó)家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄，包括螺絲刀、角向磨光機(jī)、砂光機(jī)、圓鋸、電鉆、電錘、石材切割機(jī)等。我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)手持式電動(dòng)工具企業(yè)多達(dá)千家，集中生產(chǎn)地以浙江、江蘇和廣東為主，雖然量大面廣，但產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。歷年產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查合格率雖保持著上升趨勢(shì)，仍存在各類安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患，本文主要闡述在手持式電動(dòng)工具產(chǎn)品檢測(cè)中出現(xiàn)的常見不合格項(xiàng)目，并對(duì)其原因進(jìn)行分析。

1 不合格項(xiàng)目及原因分析

1.1 標(biāo)志項(xiàng)目不合格

常見問題多見于銘牌缺少原產(chǎn)地和電源種類符號(hào)，使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的警示符號(hào)，或者單位使用錯(cuò)誤，例如大小寫使用不規(guī)范等。檢測(cè)中常常發(fā)現(xiàn)銘牌不能通過擦拭試驗(yàn)，發(fā)生卷曲甚至脫落，達(dá)不到經(jīng)久耐用的目的。產(chǎn)品銘牌標(biāo)志信息是消費(fèi)者了解商品的信息平臺(tái)，有著不容忽視的作用。GB 3883．1-2005《手持式電動(dòng)工具的安全 第一部分 通用要求》中要求電動(dòng)工具應(yīng)標(biāo)有額定電壓或額定電壓范圍、電源種類符號(hào)、額定輸入功率、制造商和原產(chǎn)地、型號(hào)或類型標(biāo)記、II類結(jié)構(gòu)符號(hào)和警告標(biāo)記等信息。標(biāo)注額定電壓和電源種類符號(hào)，可以使消費(fèi)者直觀了解到該產(chǎn)品的使用電壓類別和范圍。清晰地標(biāo)注制造商和原產(chǎn)地可以使消費(fèi)者缺失包裝盒或說(shuō)明書的情況下，仍能從實(shí)物上得到該制造商信息，更好地得到售后技術(shù)支持和服務(wù)。產(chǎn)生這些不合格的原因主要是：企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)了解不夠，沒有完全按照標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)識(shí)，尤其是沒有結(jié)合特定產(chǎn)品的專用要求進(jìn)行恰當(dāng)標(biāo)識(shí)；生產(chǎn)企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，造成標(biāo)志不經(jīng)久耐用。

1.2 防止觸及帶電零件的保護(hù)不合格

工具應(yīng)構(gòu)造或包封得足以防止意外接觸帶電零件。對(duì)于II類工具或II類結(jié)構(gòu)中的空隙，試驗(yàn)探針應(yīng)不可觸及帶電零件。

探針觸及開關(guān)端子，如圖1所示。

圖1 探針觸及開關(guān)端子

易造成該項(xiàng)目不合格的原因主要是：企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，沒有充分理解標(biāo)準(zhǔn)，沒有意識(shí)到觸及帶電零件可能引發(fā)的危險(xiǎn)，因此也就沒有形成合理的結(jié)構(gòu)避免問題的發(fā)生。

1.3 發(fā)熱試驗(yàn)項(xiàng)目不合格

手持式電動(dòng)工具的發(fā)熱試驗(yàn)主要指電動(dòng)工具在規(guī)定的負(fù)載條件下，通常是在額定功率或額定電流下，繞組和工具不同部位的金屬和非金屬材料的溫度與環(huán)境溫度的差值。工具溫升高低可以說(shuō)明規(guī)定的負(fù)載是否適合該產(chǎn)品，電壓波動(dòng)和電流不平衡對(duì)產(chǎn)品的影響，甚至電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)、產(chǎn)品風(fēng)路設(shè)計(jì)是否合理等，綜合反應(yīng)了工具的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)熱試驗(yàn)中不合格一般是電動(dòng)機(jī)的溫升過高，主要原因如下。

（1）繞組原因：短路故障，如相間短路、匝間短路等。

（2）轉(zhuǎn)子原因：振動(dòng)過大、電機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡過大。

（3）通風(fēng)散熱原因：通風(fēng)道堵塞、通風(fēng)不暢、繞組表面有污垢，影響散熱。

（4）負(fù)載原因：因機(jī)械卡滯而增加摩擦力等原因造成電機(jī)過載，定子電流大大超過額定值，電機(jī)容量過小。

（5）產(chǎn)品一致性控制出現(xiàn)問題：電動(dòng)機(jī)繞組的電磁參數(shù)或鐵芯參數(shù)發(fā)生了變化，導(dǎo)致產(chǎn)品測(cè)試不合格。

1.4 泄漏電流、電氣強(qiáng)度試驗(yàn)項(xiàng)目不合格

泄漏電流和電氣強(qiáng)度試驗(yàn)一直被認(rèn)為是考核產(chǎn)品電氣安全性能的重要項(xiàng)目之一，在各類電氣產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)中均有引用，具有十分重要的意義。泄漏電流一般是指測(cè)試樣品在一定電壓下流經(jīng)絕緣部分的電流。如果泄漏電流過大，則說(shuō)明絕緣中存在某些缺陷或弱點(diǎn)。電氣強(qiáng)度也是檢查樣品的絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)是否符合要求的測(cè)試。該試驗(yàn)是通過對(duì)工具的帶電部件和起不同程度絕緣的零部件之間施加一定的高電壓，并持續(xù)1 min，以驗(yàn)證高壓下的絕緣材料是否仍舊符合標(biāo)準(zhǔn)要求。造成不合格的原因主要為爬電距離和電氣間隙不夠，如工具的轉(zhuǎn)子上繞組到端部的爬電距離和電氣間隙不夠，導(dǎo)致耐壓試驗(yàn)后絕緣擊穿。此外，由于泄漏電流和電氣強(qiáng)度測(cè)試通常是在發(fā)熱、耐久甚至不正常操作后進(jìn)行，這些測(cè)試容易導(dǎo)致工具絕緣損壞，例如絕緣表面覆蓋導(dǎo)電粉塵、金屬微粒，從而造成爬電距離或電氣間隙下降甚至被短接，此外工具的內(nèi)部布線、螺釘、彈簧等零件也會(huì)在以上測(cè)試中脫落，并跨接帶電部分與可觸及金屬零件，損壞工具絕緣。

1.5 耐久性試驗(yàn)項(xiàng)目不合格

耐久性試驗(yàn)的目的主要是考核工具在持續(xù)使用過程中，工具的絕緣不得損壞，聯(lián)接件和觸頭不因發(fā)熱、振動(dòng)等導(dǎo)致松動(dòng)，不得出現(xiàn)有損于標(biāo)準(zhǔn)中要求的電氣和機(jī)械故障。造成耐久性試驗(yàn)不合格的原因，除了電氣強(qiáng)度測(cè)試不合格以外，主要有：

（1）碳刷材質(zhì)或尺寸與換向器未達(dá)到理想匹配，工具運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間產(chǎn)生過大的火花，甚至導(dǎo)致工具在試驗(yàn)中燒毀。其他轉(zhuǎn)子不平衡沒有得到適當(dāng)調(diào)節(jié)，電刷偏離幾何中心導(dǎo)致延遲換向而造成火花偏大。再者，電刷壓力不當(dāng)造成刷握內(nèi)跳動(dòng)，電刷彈簧淬火處理不符合要求。

（2）軸承和鋼套等材料選用不合格，耐久性試驗(yàn)會(huì)因?yàn)樗鼈兊钠屏讯鴮?dǎo)致電機(jī)燒毀；選用開關(guān)不合理，開關(guān)容量不夠，引起開關(guān)燒毀。

1.6 電源聯(lián)接和外接軟線項(xiàng)目不合格

電源線夾緊固定裝置設(shè)置不合理，拉扭力試驗(yàn)后不合格。工具電源線型號(hào)規(guī)格不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，護(hù)套伸出長(zhǎng)度不夠，電源線在彎曲試驗(yàn)后單股芯線的折斷率超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10%，護(hù)套出現(xiàn)開裂甚至斷裂等現(xiàn)象。造成不合格的原因如下：

（1）模具設(shè)計(jì)不合理，固定裝置設(shè)計(jì)不合理甚至沒有固定裝置，造成拉扭力試驗(yàn)不合格。

（2）企業(yè)為降低成本，采用劣質(zhì)電源線，或者電源線的護(hù)層不能提供足夠保護(hù)，這些電源線在彎曲試驗(yàn)后不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。這也是產(chǎn)品一致性存在問題的主要表現(xiàn)之一。

（3）護(hù)套的選用，護(hù)套應(yīng)由具有一定厚度和彈性好的橡膠和類似絕緣材料制造。若使用再生橡膠和厚度偏薄的護(hù)套，缺乏彈性，容易老化，在試驗(yàn)時(shí)易斷裂，對(duì)電源線未能起到足夠保護(hù)作用。

1.7 結(jié)構(gòu)項(xiàng)目不合格

該項(xiàng)目不合格原因主要是企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解不夠透徹，產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理。

（1）模具設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致該項(xiàng)目不合格，如帶有開關(guān)接通鎖定的電鉆，該鎖定開關(guān)應(yīng)設(shè)計(jì)成不會(huì)被操作者意外鎖定。不合格圖例見圖2，合格圖例見圖3。

圖2 結(jié)構(gòu)不合格產(chǎn)品

圖3 結(jié)構(gòu)合格產(chǎn)品

（2）對(duì)于額定能力大于100 mm的角向磨光機(jī)，開關(guān)應(yīng)是瞬時(shí)接通形式的，允許提供“接通”鎖定裝置，只要必須有兩個(gè)不同動(dòng)作將開關(guān)鎖定在“接通”位置。此外，開關(guān)要求只一個(gè)動(dòng)作即可自動(dòng)回復(fù)到“斷開”位置，如圖4所示。

該圖例中的結(jié)構(gòu)容易被設(shè)計(jì)成一個(gè)動(dòng)作將開關(guān)鎖定在“接通”位置。

圖4 開關(guān)位置

（3） 對(duì)開關(guān)置于尾部的角向磨光機(jī)，不能提供輔助手柄的結(jié)構(gòu)位置，工具包裝盒內(nèi)也不得提供輔助手柄。以便操作人員一只手能置工具的尾部，需要時(shí)可以立即關(guān)斷電源。不合格品見圖5。

圖5 結(jié)構(gòu)不合格產(chǎn)品

1.8 爬電距離、電氣間隙和絕緣穿通距離試驗(yàn)項(xiàng)目不合格

電氣間隙是兩個(gè)導(dǎo)電零件之間，或一個(gè)導(dǎo)電零件與可視作易觸及的絕緣材料表面上緊貼著一層金屬箔的機(jī)殼外表面之間測(cè)得的最短空間距離。不同帶電部件之間或帶電部件與接地金屬部件之間，當(dāng)它們的空氣間隙小到一定程度時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，空氣介質(zhì)將被擊穿，絕緣失效或暫時(shí)失效，因此在兩導(dǎo)電部件之間的空氣應(yīng)該保持一個(gè)使之不會(huì)發(fā)生擊穿的安全距離。爬電距離是兩個(gè)導(dǎo)電零件之間，或?qū)щ娏慵c機(jī)殼外表面之間，沿絕緣材料表面測(cè)得的最短路徑，可視作易觸及的絕緣材料表面上緊貼著一層金屬箔。爬電距離過小，有可能使兩個(gè)導(dǎo)電部件之間的空氣發(fā)生擊穿，在有灰塵或水氣冷凝的情況下，沿著絕緣表面會(huì)形成導(dǎo)電通路，使得絕緣失效。該項(xiàng)目不合格主要原因如下：

（1）換向器到轉(zhuǎn)子后軸承的爬電距離或電氣間隙不夠，見圖6。

圖6 不合格品1

（2）定子繞組到鐵芯部位的爬電距離和電氣間隙不夠，見圖7。

圖7 不合格品2

（3）轉(zhuǎn)子繞組到前軸承的爬電距離與電氣間隙距離不夠，見圖8。

Unqualified Items and Cause Analysis in Hand-held Electric Tools Routine Test

Gao Jiacai Chen Qiyong Zheng Xiaolong
(Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision, Guangzhou 510330, China)

Based on the routine test, especially the CCC certification, supervision and various local spot check, introduce the common unqualified items during the process in the hand-held electric tools test, and analyze the cause of the unqualified items briefly.

Hand-held electric tools; Unqualified items; Cause analysis

TM08

A

1674-2796（2016）06-0015-04

2015-8-11

高家材（1976—），男，大學(xué)本科，工程師，主要從事家用電器和電動(dòng)工具檢測(cè)工作。