電動工具國家監(jiān)督抽查不合格項(xiàng)目分析與建議

尹海霞

（ 中認(rèn)尚動（上海）檢測技術(shù)有限公司，上海 200233 ）

0 引言

2008年至2020年，國家市場監(jiān)督管理總局（原國家質(zhì)檢總局）連續(xù)13年組織開展了電動工具產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查，產(chǎn)品抽樣合格率逐年上升并維持在90%左右。通過相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)在產(chǎn)品安全結(jié)構(gòu)設(shè)計，生產(chǎn)工藝控制、關(guān)鍵材料和元器件管控等尚存一些不足，仍需在標(biāo)準(zhǔn)指引下，最大限度提升產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)質(zhì)上，符合國家安全和電磁兼容等標(biāo)準(zhǔn)的“門檻”要求并無太多技術(shù)難度，往往是生產(chǎn)企業(yè)基于市場因素、產(chǎn)品定位和監(jiān)管風(fēng)險做出的綜合性選擇。本文結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和第三方檢測實(shí)驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)，梳理、分類電動工具產(chǎn)品不合格項(xiàng)目并進(jìn)行原因分析，給出相應(yīng)調(diào)整措施和質(zhì)量提升建議。

1 市場現(xiàn)狀

根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局（2020）國監(jiān)任字第2109號和第2110號《產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查委托書》的要求，國家電動工具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心承擔(dān)并完成2020年第2批電動工具（電鉆、電錘）產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查檢驗(yàn)任務(wù)。2021年5月，國家市場監(jiān)管總局對抽查情況進(jìn)行了通報。通報顯示分布在4個?。ㄊ校┑?0家企業(yè)生產(chǎn)的80批次電動工具（電鉆、電錘）產(chǎn)品中，10批次產(chǎn)品不合格，不合格發(fā)現(xiàn)率為12.5 %，同比上升4.7 %。

2 檢驗(yàn)項(xiàng)目

抽查檢驗(yàn)項(xiàng)目共15項(xiàng)，不合格項(xiàng)目涉及防止觸及帶電零件的保護(hù)、發(fā)熱、耐久性、電氣強(qiáng)度、不正常操作、機(jī)械危險、機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、電源聯(lián)接和外接軟線、爬電距離、電氣間隙、端子騷擾電壓、騷擾功率等，檢驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)計表見表1。

表1 檢驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)計表

3 不合格原因分析

3.1 發(fā)熱

發(fā)熱項(xiàng)目是電動工具安全標(biāo)準(zhǔn)中最為基礎(chǔ)和重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目,標(biāo)準(zhǔn)中允許繞組溫升超過90 K，前提是產(chǎn)品能通過對定轉(zhuǎn)子絕緣材料進(jìn)行的烘烤、匝間短路、防潮、耐壓等一系列補(bǔ)充測試。目前在型式試驗(yàn)中，采用此種方式進(jìn)行發(fā)熱項(xiàng)目符合性評價的產(chǎn)品較少，抽樣時由抽樣員和生產(chǎn)企業(yè)共同確認(rèn)，并在抽樣單備注欄“抽查產(chǎn)品的發(fā)熱檢驗(yàn)項(xiàng)目不是通過GB 3883.1-2008或者GB/T 3883.1-2014標(biāo)準(zhǔn)中12.6條附加試驗(yàn)確認(rèn)合格的產(chǎn)品”內(nèi)容前進(jìn)行勾選，以確保抽查產(chǎn)品不被誤判。

抽查結(jié)果顯示7個批次產(chǎn)品定子和/或轉(zhuǎn)子繞組溫升超過標(biāo)準(zhǔn)限值90 K。產(chǎn)品溫度過高則對使用者和環(huán)境產(chǎn)生危險，或可引發(fā)人體灼傷，絕緣材料性能下降和著火現(xiàn)象。

多個產(chǎn)品出現(xiàn)發(fā)熱項(xiàng)目不合格的事實(shí)與近年來的日常檢測經(jīng)驗(yàn)是一致的，主要原因在于部分生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計存在先天不足，或由于市場競爭壓力，額定功率標(biāo)稱值過高，或企業(yè)生產(chǎn)控制未嚴(yán)格與型式試驗(yàn)保持一致等。

通過分析，總結(jié)可能導(dǎo)致繞組溫升過高的原因有：

1) 電機(jī)的電磁設(shè)計有誤

①選擇的繞組電磁線規(guī)格過??；

②設(shè)置的繞組槽滿率過低；

③相對于產(chǎn)品額定功率，設(shè)計的電機(jī)尺寸偏?。?/p>

④相對于產(chǎn)品額定功率，設(shè)計的換向器尺寸偏小；

⑤在溫升沒有余量的條件下，對產(chǎn)品定子繞組進(jìn)行包扎或涂敷；

⑥相對于同類產(chǎn)品，設(shè)計的轉(zhuǎn)速偏低，影響散熱；

⑦由設(shè)計、工藝、材料方面的缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品效率過低。

2) 電機(jī)的通風(fēng)設(shè)計有誤

①未對擋風(fēng)板進(jìn)行合理的風(fēng)道通路設(shè)計；

②風(fēng)葉采用純軸流式設(shè)計，與出風(fēng)口定位不匹配；

③風(fēng)葉和擋風(fēng)板定位不合理，風(fēng)葉離產(chǎn)品出風(fēng)口過遠(yuǎn)；擋風(fēng)板離定子繞組過近，幾乎沒有間隙。

3) 電機(jī)的機(jī)械加工誤差超差

①電刷與換向器軸向定位超差，電刷沒有定位在換向器表面有效工作區(qū)域內(nèi)；

②電機(jī)組件徑向定位超差，出現(xiàn)定轉(zhuǎn)子“擦鐵”現(xiàn)象。

3.2 機(jī)械危險

抽查結(jié)果顯示5個批次產(chǎn)品機(jī)械危險項(xiàng)目不合格，除1個批次產(chǎn)品實(shí)測空載轉(zhuǎn)速超過銘牌標(biāo)識額定空載轉(zhuǎn)速110 %，其余4個批次產(chǎn)品均為靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩超過限值。靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩是電鉆、電錘產(chǎn)品特有的測量項(xiàng)目之一，該項(xiàng)目不合格將直接體現(xiàn)在工作頭卡滯時，其產(chǎn)生的大轉(zhuǎn)矩反作用力傳遞至操作者，引發(fā)人身失控現(xiàn)象進(jìn)一步引發(fā)更大的人身傷害。

抽查的35批次電鉆類產(chǎn)品實(shí)測的額定轉(zhuǎn)矩、計算的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩限值、實(shí)測的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩值分布圖如圖1所示。由圖1可見，電鉆類產(chǎn)品的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩限值基本為50 N?m～60 N?m，同時額定轉(zhuǎn)矩普遍低于10 N?m，實(shí)測的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩值基本在限值以下。

因此，對于電鉆類產(chǎn)品一般不需要采取特殊的轉(zhuǎn)矩限制措施，例外情況是對于圖1中的第32號飛機(jī)鉆類產(chǎn)品，應(yīng)變更產(chǎn)品設(shè)計或采用轉(zhuǎn)矩限制措施以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1 電鉆類產(chǎn)品

抽查結(jié)果顯示45批次電錘類產(chǎn)品實(shí)測的額定轉(zhuǎn)矩、計算的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩限值、實(shí)測的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩值分布圖如圖2所示。由圖2可見，電錘類產(chǎn)品的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩限值基本為50N?m～70 N?m，額定轉(zhuǎn)矩基本分布在10N?m左右，同時由于電錘類產(chǎn)品是否配備脫扣力矩裝置，或由于脫扣力矩裝置參數(shù)不同，實(shí)測的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩值分布沒有規(guī)律性。例如，第6號、第24號、第39號產(chǎn)品靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩超出限值較多，導(dǎo)致該產(chǎn)品抽查項(xiàng)目不合格；第3號、第5號、第9號、第13號產(chǎn)品靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩超過接近限值，存在產(chǎn)品抽查項(xiàng)目不合格的較大風(fēng)險；第14號、第32號、第44號產(chǎn)品靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩值僅略高于額定轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致該產(chǎn)品屬于基本無法正常使用。

圖2 電錘類產(chǎn)品

目前，生產(chǎn)企業(yè)一般通過設(shè)置脫扣力矩裝置（多為機(jī)械離合器）限制靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩。在產(chǎn)品實(shí)際使用過程中，操作者自我保護(hù)意識較弱，對工作中頻頻發(fā)生脫扣現(xiàn)象較為抵觸。部分生產(chǎn)企業(yè)迫于市場銷售壓力而在出廠產(chǎn)品中不再配置脫扣力矩裝置；或即便是配置了裝置也未對參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格管控。因此，脫扣力矩裝置的設(shè)計與參數(shù)控制不當(dāng)是導(dǎo)致不合格產(chǎn)生的根本原因。

從實(shí)踐角度來看，確保參數(shù)設(shè)置的合理性，既要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，也應(yīng)兼顧錘擊效果。生產(chǎn)企業(yè)對電錘產(chǎn)品應(yīng)依次考慮以下技術(shù)內(nèi)容：

1) 是否在無脫扣力矩裝置的條件下，已測試產(chǎn)品的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩值；

2) 是否通過產(chǎn)品手柄尺寸計算出400 a（a為力臂距離）的靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩限值；

3) 與標(biāo)準(zhǔn)限值相比，是否需要額外配置脫扣力矩裝置；

4) 是否控制脫扣力矩裝置的脫扣力矩參數(shù)，且保留一定的設(shè)計余量；

5) 是否進(jìn)行了靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩測試的出廠抽檢，確保產(chǎn)品一致性；

6) 如采用電子線路進(jìn)行靜態(tài)堵轉(zhuǎn)力矩控制，是否進(jìn)行關(guān)鍵安全功能（SCF）的可靠性評估。

3.3 I類絕緣結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子質(zhì)量

抽查結(jié)果顯示1批次II類沖擊電鉆的轉(zhuǎn)子采用I類絕緣結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)子鐵芯與輸出軸之間無軸絕緣隔層，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組的基本絕緣失效時，如操作者觸摸金屬頭殼或輸出軸將直接導(dǎo)致觸電危險。此問題直接導(dǎo)致防止觸及帶電零件的保護(hù)、耐久性、電氣強(qiáng)度、不正常操作、機(jī)械強(qiáng)度、爬電距離、電氣間隙等7個相關(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目不合格，屬于嚴(yán)重質(zhì)量問題。

需指出的是，在GB/T 3883.1-2014 第26.1中規(guī)定“有金屬對金屬依靠軸承接觸的旋轉(zhuǎn)電機(jī)組件可以被認(rèn)為是相互之間通過軸承接觸面達(dá)到電氣連接而具有接地功能”，即對采用該標(biāo)準(zhǔn)的具有接地連接的I類電動工具可以采用I類絕緣結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子，這與之前電動工具符合性判定中要求所有產(chǎn)品均需采用II類絕緣結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的認(rèn)定有所不同。

3.4 電磁兼容

在GB 4343.1-2018標(biāo)準(zhǔn)中，對30 MHz～1 000 MHz頻段可以采用騷擾功率和輻射發(fā)射兩種方式進(jìn)行測試。目前在型式試驗(yàn)中，采用輻射發(fā)射進(jìn)行符合性評價的產(chǎn)品較少，抽樣時由抽樣員和生產(chǎn)企業(yè)共同確認(rèn)，并在抽樣單備注欄“抽查產(chǎn)品的電磁兼容檢驗(yàn)項(xiàng)目不是通過GB 4343.1-2018標(biāo)準(zhǔn)中輻射發(fā)射試驗(yàn)確認(rèn)合格的產(chǎn)品”內(nèi)容前進(jìn)行勾選，以確保抽查產(chǎn)品不被誤判。

抽查顯示2批次產(chǎn)品端子騷擾電壓不合格，1批次產(chǎn)品騷擾功率不合格。電磁兼容項(xiàng)目不合格導(dǎo)致對電網(wǎng)產(chǎn)生高頻諧波污染，影響同一電網(wǎng)內(nèi)其他電子產(chǎn)品的正常工作，影響到該頻段內(nèi)廣播和電視接收機(jī)的正常使用，影響電磁環(huán)境和無線通訊環(huán)境的保護(hù)，影響具有電子線路實(shí)現(xiàn)SCF的產(chǎn)品質(zhì)量安全。

抽查中，電磁兼容項(xiàng)目不合格是由于產(chǎn)品中沒有安裝任何抑制電容、電感等元器件，或者由于生產(chǎn)企業(yè)變更了電磁兼容關(guān)鍵元器件——碳刷的供應(yīng)商，但未按照元器件變更引起相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目符合性進(jìn)行檢測確認(rèn)。

電磁兼容項(xiàng)目符合性一直以來是部分企業(yè)的技術(shù)瓶頸，可以圍繞以下幾個方面進(jìn)行考慮：

1) 良好的電磁兼容設(shè)計是產(chǎn)品符合性的前提，包括電機(jī)參數(shù)設(shè)計、換向設(shè)計、電子線路設(shè)計、電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計、內(nèi)部導(dǎo)線布局、抑制元器件的選擇；

2) 嚴(yán)格保持型式試驗(yàn)時電磁兼容關(guān)鍵元器件的一致性，包括定轉(zhuǎn)子、電子控制器件、干擾抑制電容和電感、配套電源箱、電刷、換向器等；

3) 對型式試驗(yàn)測試結(jié)果留有一定余量，避免生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)波動性和試驗(yàn)室間測量差異；

4) 生產(chǎn)企業(yè)需了解電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)測試方法，如說明書中工具的握持描述對騷擾電壓測試結(jié)果有較大影響，如電子線路中采用的時鐘頻率≥30 MHz，就應(yīng)進(jìn)行輻射發(fā)射測試等。

3.5 其他項(xiàng)目

抽查結(jié)果顯示1批次電鉆產(chǎn)品開關(guān)處于接通位置時，接通鎖定按鈕被直邊試具操動，實(shí)際使用時操作者可能意外鎖定工具導(dǎo)致連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，該規(guī)定依據(jù)GB/T 3883.201-2017第21.18.1.1條的要求。

抽查結(jié)果顯示2批次電鉆產(chǎn)品配備電源線長度小于標(biāo)準(zhǔn)限值1.8 m，該規(guī)定依據(jù)GB/T 3883.1-2014第24.1條的要求。

抽查結(jié)果顯示1批次電鉆產(chǎn)品配有的電源線實(shí)測截面積小于0.75 mm2，該規(guī)定依據(jù)GB/T 3883.1-2014第24.5條的要求，且明確采用導(dǎo)體電阻法進(jìn)行測量，并非參考電源線截面積參數(shù)標(biāo)識判定。

4 結(jié)語

隨著業(yè)內(nèi)企業(yè)研發(fā)技術(shù)與制造實(shí)力的進(jìn)一步提升，中國電動工具產(chǎn)業(yè)正處于高速增長向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)化階段，優(yōu)質(zhì)企業(yè)紛紛借助于“品牌”和“品質(zhì)”等多重優(yōu)勢快速占領(lǐng)市場。由國家電動工具行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心發(fā)起的“電動工具領(lǐng)跑者”評價制度受到行業(yè)骨干企業(yè)的廣泛接受和積極參與。未來，電動工具產(chǎn)品的分級評價和綜合測評將是衡量產(chǎn)品質(zhì)量水平高低的新趨勢。業(yè)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極了解和掌握行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)方法的最新動態(tài)，確保相關(guān)產(chǎn)品符合國家監(jiān)管要求；積極參與電動工具領(lǐng)跑者產(chǎn)品評價，響應(yīng)市場需求，引領(lǐng)行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提升。