电动工具与气动工具对比评估课件.ppt

目 录,第一部分 气动工具与电动工具的结构对比,第二部分 气动扳手与电动扳手的功性能对比,第三部分 切换成本分析,目 录第一部分 气动工具与电动工具的,一. 气动工具与电动工具的结构对比 1.气动扳手,依靠高压力的压缩空气吹动马达叶片而使马达转子转动，并通过齿轮对外输出旋转运动，用以对螺栓的反复冲击，从而使螺栓打紧。高压空气推动气动马达叶片，形成转动。转动的时候带着敲击块不断的敲击转动。冲击扳手由于是不断敲击做功，因此基本无反作用力，使用时较为方便，手上承受的作用力不大。,一. 气动工具与电动工具的结构对比 依靠高压力,锂电池电动扳手,2.电动扳手,电动工具是以电动机或电磁铁为动力，通过传动机构驱动工作头的一种机械化工具。电动机与离合器为核心部件，该部分重量、体积较大，造成工具笨重。使用时需抵消转动带来的反作用力，超过60N.m，用手就难以把持，需用工装固定来抵消反作用力。,锂电池电动扳手2.电动扳手 电动工具是以电动机或,二. 气动扳手与电动扳手的功性能对比 1、力矩大小（1）工程车装配力矩需求范围 关键部位力矩,二. 气动扳手与电动扳手的功性能对比 序号控制点扭力等级螺母,序号控制点扭力等级螺母或螺栓规格力矩控制工具力矩检验工具动态,序号控制点扭力等级螺母或螺栓规格力矩控制工具力矩检验工具动态,序号控制点扭力等级螺母或螺栓规格力矩控制工具力矩检验工具动态,重要部位力矩,重要部位力矩序号控制点扭力等级螺母或螺栓规格力矩控制工具动,序号控制点扭力等级螺母或螺栓规格力矩控制工具动态扭矩值控制范,序号控制点扭力等级螺母或螺栓规格力矩控制工具动态扭矩值控制范,序号控制点扭力等级螺母或螺栓规格力矩控制工具动态扭矩值控制范,（2）其他部位紧固要求 一般工序无力矩控制要求，根据使用的螺栓规格测定扭力大小。,螺栓紧固要求,螺钉紧固要求（主要内饰类）,（2）其他部位紧固要求螺栓屈服螺 栓 公 称 直 径 mm,2、工作精度气动扳手： 根据扳手自身设计结构、制造精度以及使用的气源气压、冲击作业的时间的差异，造成扭力值的不同；电动扳手： 根据扳手自身设计结构、制造精度以及冲击作业的时间的差异，造成扭力值的不同。,简析： 非定扭气动与电动冲击扳手，力矩控制精度较差。电动定扭扳手精度最高，误差5%，离合断气式扳手精度较高，误差10%。,2、工作精度工具气动扳手电动扳手气动冲击扳手离合断气式扳手电,3、工作效率（1）连续工作能力：,（2）紧固同样螺栓工作时间对比：,现场对比试验：同时使用，气动工具效率是锂电工具的3倍，是交流电动工具的1.75倍。,3、工作效率工具名称连续工作能力备注气动冲击扳手能连续使用电,附：现场工人使用反馈,附：现场工人使用反馈比气动扳手慢，拉线，跟不上节拍比气动扳手,4、劳动强度 （1）重量：扭力250N.m以下的工具对比，从表中看出交流扳手比气动扳手重量更重。,因电动机、离合器的大小决定了重量太重！,简析： 气动工具更轻小，目前用的气动扳手MI17扳机（扭力能达到500N.m）,重量亦不过2.5公斤，工人可双手扶持操作；而电动扳手达到250 N.m的重量就达到3.6公斤，必须辅助吊装操作。,4、劳动强度力矩范围(N.m)气动扳手锂电扳手交流扳手型号重,附：现场工人使用反馈,附：现场工人使用反馈比气动扳手重量重，操作不方便比气动扳手重,（2）震动、噪音 空载状态下气动冲击扳手B16噪音87.8dB、电动冲击扳手GDS18E噪音89.8dB两种工具空载状态下噪音基本相同，工作状态中气动冲击扳手与电动冲击扳手产生的噪音都在97dB左右，两者噪音基本相当。电动冲击扳手震动空载状态下相对气动冲击扳手稍小，冲击过程中震动主要产生在冲击部位，电动与气动扳手基本相同。,气动扳手工作状态噪音检测,电动扳手工作状态噪音检测,（2）震动、噪音气动扳手工作状态噪音检测电动扳手工作状态噪音,（3）反作用力对比 冲击扳手由于是不断敲击做功，因此基本无反作用力，使用时较为方便，手上承受的作用力不大。 电动定扭工具直接输出扭矩做功，使用时需抵消转动带来的反作用力，超过60N.m，用手就难以把持，需用工装固定来抵消反作用力。,力矩大于60N.m需增加反作用力臂,（3）反作用力对比力矩大于60N.m需增加反作用力臂,5、操作空间及方便性 相同力矩两工具体积电动工具相对更大，如下图：,简析：相同力矩范围的工具，气动工具的体积要小于电动工具，更方便操作。诸城工厂整车装配现场，部分工序作业空间狭小，扭矩合适的电动工具实际操作存在干涉现象。,气动B16与交流电博士GDS18E对比,气动B08与锂电BD-12对比,博士GDS18E电动扳手与变速箱干涉,5、操作空间及方便性 简析：相同力矩范围的工具,6、使用安全及环境要求,使用环境（a）气动工具比电动工具耐水性能强。浸水虽然对工具有害，但不会像电动工具那样有致命的危害。且由于不会产生电火花，所以即使在有爆炸危险的场所使用也不会发生引火爆炸的可能。（b）气动工具能在温度范围很宽，潮湿和有灰尘的环境下可靠工作，稍有漏泄不会污染环境，无火灾爆炸危险。气动工具能够长时间工作，适用于大规模的生产线；电动工具在潮湿的场所或金属构架上等导电性能良好的作业场所，必须使用类或类工具。 如果使用类工具，必须装设额定漏电动作电流不大于30毫安，动作时间 不大于0.1秒的漏电保护电器。 用电安全引起电击事故的主要原因：1、机器内部各种形式的绝缘机构破坏；2、零部件脱落引起的外壳带电；3、工具外部保护系统失效或操作不当使外壳带电。,6、使用安全及环境要求使用环境,不良火花： 造成不良火花的原因：短路、断路、换向器跳排、换向器失圆、机器振动、碳刷卡死或磨完等原因。不良火花对电机运行有损害，严重的将造成环火，进而造成火花短路，电机放炮，损坏电机。 分析：气动扳手与电动扳手最大的安全区别在于动力源的安全，在使用方面电动扳手要更加注意安全操作及防护。 对比：气动工具的适用领域更广、适应能力更强，电动扳手属于类工具在事业部的车间环境里同样可以使用，但日常安全检查及安全隐患消除方面要求更加严格。,国家标准手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程GB37872006中对手持电动工具有特殊的安全管理要求，而气动工具无相关安全方面的国家标准,标准中对手持电动工具的采购、储存、使用等都提出了明确的要求，如：.工具的销售和使用单位必须选购和使用经检验合格，符合安全技术要求的工具。.工具在正常运输中必须保证不因震动，受潮等而影响其安全技术性能。.工具必须存放在干燥、无有害气体和腐蚀性化学品的场所。.工具必须由具备专业技术知识的人员负责保管，并配备必要的检验设备。,不良火花：国家标准手持式电动工具的管理、使用、检查和维修,7、成本：（1）使用能耗对比气动工具单台能耗： 压缩空气的成本： 以GA400W-10空压机为例， 0.8MPa大气压下每分钟排气量分别为60m3/min，按照平均电价0.77元/KWh计算，压缩空气（ 0.5MPa ）的价格为0.0534元/m3 。具体如下表：,以使用数量较多的B10-16扳手分析：,气动工具B10-16扳手每小时的使用能耗是2.245 元。,7、成本：空压机型号0.8MPa排气量（m3/min）每小时,电动扳手选取博世GDS18E进行分析，具体如下：,（2）工具维护成本（1年的维护成本）,电动工具GDS18E扳手每小时的使用能耗是0.385 元。,对比结果：不考虑使用效率,在使用能耗上电动扳手较气动扳手每小时节省1.86元（2.245- 0.385 =1.86）。按每天实际运转时间2小时，每年可节省1116元。,对比结果：工具维护成本气动扳手较电动扳手每年多30元。,电动扳手选取博世GDS18E进行分析，具体如下：工具类型规格,（3）工具投入成本,对比结果：工具投入成本电动扳手较气动扳手每年多1190元。,（4）配套设施投入及维护成本分摊,气动工具： 参照诸城工厂总装二车间改造时费用，增加了1台GA250W-10空压机，费用约60万，压缩空气管道及其他配套设施改造约60万，配备气动工具约120把按使用寿命10年分摊，每把气动扳手每年费用分摊1000元。 每台空压机每年的维修费用约11.25万（目前诸城工厂4台空压机每年维修费用45万），折合每把气动扳手每年分摊937.5元。,（3）工具投入成本工具类型规格价格（元）使用寿命年均费用（元,电动工具： 电动工具每把功率0.5KW，120把总功率60KW，需进行电力增容（约75万）及动力线路的铺设（约256万，需重新铺设电缆并在每工位接配电箱，详细分析见附件），按使用寿命10年分摊，每把电动扳手每年费用分摊2758元。 因反作用力超过60Nm需要增加反作用力工装，达到250 N.m的重量就达到3.6公斤，必须辅助吊装操作，每套反作用力工装及吊装设备约2.3万元，按目前车间所需扭力配备约40%的工具需按此设置，按使用寿命5年，折合每台工具每年1840元。 配电站及电缆的维护每年费用极少可忽略不计。,对比结果：配套设施投入及维护成本电动扳手较气动扳手每年多2660.5元。,电动工具： 对比结果：配套设施投入及维护成本电动扳手较气动扳,对比结果：总费用每把电动扳手较气动扳手每年多2704.5元。,（5）总费用对比,费用使用能耗（元/台.年）工具维护（元/,三、切换成本分析 若诸城工厂总装车间全部切换为电动工具,1、电动工具采购成本：,三、切换成本分析1、电动工具采购成本：序号在用气动扳机型号力,2、配套设施投入及维护成本： 电力增容（约150万）及动力线路的铺设（约512万，需重新铺设电缆并在每工位接配电箱。 每套反作用力工装及吊装设备约2.3万元，按目前车间所需扭力配备约40%的工具需按此设置，需投入约202.4万元。 3、若诸城工厂总装车间全部切换电动工具，投入费用总计： 45.144万元+150万元+512万元+202.4万元= 909.544万元,2、配套设施投入及维护成本：,结论及建议：（1）经过一段时间的使用验证，普通电动冲击扳手不适合流水线使用，了解国内同行业亦无批量应用。（2）使用过程中暴露的主要问题：1.效率低；2.笨重；3.用力大。（3）安全隐患太大，连续使用电线、工具发热（普通电动工具无散热装置），（国家有专门法规要求：国家标准手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程GB37872006 要求使用环境必须干燥），另外拖用电线与零部件摩擦一旦磨破绝缘层就会发生危险。（4）附属设施的投资电动工具太高：压缩空气主管道用无缝钢管每米只不过不足100元，而主电缆的费用每米需上千元。（5）电动工具因核心部件“电动机与离合器”的大小决定了工具重量，大扭力的工具需增加吊装辅助设施及反作用工装。（6）建议电动工具在部分工位试用，不进行批量的切换。,结论及建议：,