电动工具与气动工具对比评估课件.ppt

1、一一.气动工具与电动工具的结构对比气动工具与电动工具的结构对比 1.气动扳手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。锂电池电动扳手2.电动扳手电动扳手 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

2、装固定来抵消反作用力。集成电路集成电路板板 控制开关控制开关 刀 头 锁 紧 机刀 头 锁 紧 机构构 正反转控制开关正反转控制开关 离合器离合器 电动机电动机分类方法分类方法按动力源分类按动力源分类按用途分类按用途分类名称锂电式(无线便携式)电动螺丝批(主要用于小直径螺栓/螺钉紧固)交流式(有线)电动冲击扳手(主要用于大于M6的螺栓紧固)二二.气动扳手与电动扳手的功性能对比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 关键部位力矩序号控制点扭力等级螺母或螺栓规格目前力矩控制工具力矩检验工具动态扭矩值控制范围(N.m)目标值(N.m)静态值控制范围(N.m)1轮胎螺

3、母力矩复紧A级M141.5(锥面)电动定扭拧紧机盘式扭力表0-350N.m140-17015515840A级M181.5(球面)电动定扭拧紧机盘式扭力表0-350N.m250-30027027954A级M301.5(球面)电动定扭拧紧机 盘式扭力表0-1000N.m350-45040043887A级M201.5(法兰面)电动定扭拧紧机盘式扭力表0-500N.m390-48045045362A级M221.5(法兰面,10.9)电动定扭拧紧机 盘式扭力表0-1000N.m560-63060062595A级M221.5(法兰面,12.9)电动定扭拧紧机 盘式扭力表0-1001N.m690-76072

4、5734102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扭矩值控制范围(N.m)目标值(N.m)静态值控制范围(N.m)2前、后桥骑马螺栓力矩A级M121.25电动定扭拧紧机盘式扭力表0-100N.m78-96909313A级M141.5电动定扭拧紧机盘式扭力表0-350N.m126-15414014934A级M161.5电动定扭拧紧机盘式扭力表0-500N.m199-270235带减振器支架:25250不带减振器支架:26542A级M181.5电动定扭拧紧机盘式扭力表0-500N.m287-33631231939A级M201.5电动定扭拧紧机盘式扭力表0-500N.m396

5、-48043843242A级M221.5电动定扭拧紧机 盘式扭力表0-1000N.m420-52347051773A级M201.5（带垫板）电动定扭拧紧机盘式扭力表0-500N.m396-48044040480A级M201.5电动定扭拧紧机盘式扭力表0-500N.m396-48044045362A级M221.5电动定扭拧紧机 盘式扭力表0-1000N.m420-52347051773A级M242电动定扭拧紧机 盘式扭力表0-1000N.m528-658600628823方向盘螺母力矩A级M141.5气扳机(B10)+定值扭力扳手(30-100N.m)盘式扭力表0-100N.m40-504547

6、3A级M161.5气扳机(B10)+定值扭力扳手(30-100N.m)盘式扭力表0-100N.m50-6055573A级M201.5气扳机(B16)定值扭力扳手(NB-200N.m)盘式扭力表0-350N.m120-15013513624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扭矩值控制范围(N.m)目标值(N.m)静态值控制范围(N.m)4板簧销螺母力矩A级M141.5气扳机(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)盘式扭力表0-500N.m126-15414016250A级M161.5气扳机(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)盘式扭力表0-500N.m

7、199-24322223536A级M161.5气扳机(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)盘式扭力表0-500N.m199-24322523536A级M181.5气扳机(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)盘式扭力表0-500N.m287-336312319615平衡轴骑马螺栓螺母力矩A级M242电动定扭拧紧机盘式扭力表0-1000N.m700-750725773836燃油箱托架A级M81.25气扳机(B08)定值扭力扳手(NB-50N.m)盘式扭力表0-100N.m21-2523237A级M101.25气扳机(B10)定值扭力扳手(NB-100N.m)盘式扭力表0-100

8、N.m41-51464312A级M141.5气扳机(B10)定值扭力扳手(NB-300N.m)盘式扭力表0-350N.m122-14913615545A级M161.5气扳机(B10)定值扭力扳手(NB-300N.m)盘式扭力表0-350N.m182-22220322563A级M161.5(10.9级)气扳机(B10)定值扭力扳手(NB-300N.m)盘式扭力表0-350N.m199-24322022454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扭矩值控制范围(N.m)目标值(N.m)静态值控制范围(N.m)7减震器固定螺母A级M121.5气扳机(B10)定值扭力扳手(NB-

9、100N.m)盘式扭力表0-350N.m73-97858518A级M161.5气扳机(B16)定值扭力扳手(NB-350N.m)盘式扭力表0-350N.m160-20018020347A级M201.5气扳机(B16)定值扭力扳手(NB-350N.m)盘式扭力表0-350N.m199-243220224548制动油管螺母力矩A级M101(铝合金接头配合)油管扳手(10#)+定值扭力扳手(15-50N.m)盘式扭力表0-35N.m1517 16152A级M121.25（铝合金接头配合）油管扳手(12#)+定值扭力扳手(15-50N.m)盘式扭力表0-35N.m17-1918172A级M101(与铜

10、接头配合)油管扳手(10#)+定值扭力扳手(15-50N.m)盘式扭力表0-35N.m2124 22243A级M121.25（与铜接头配合）油管扳手(12#)+定值扭力扳手(15-50N.m)盘式扭力表0-35N.m22-2423253A级M101(与铁接头配合)油管扳手(10#)+定值扭力扳手(15-50N.m)盘式扭力表0-35N.m 2730 29303A级M121.25（与铁接头配合）油管扳手(12#)+定值扭力扳手(15-50N.m)盘式扭力表0-35N.m28-3129313A级M121（与铁接头配合）油管扳手(12#)+定值扭力扳手(15-50N.m)盘式扭力表0-35N.m28

11、-3129313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态扭矩值控制范围(N.m)目标值(N.m)静态值控制范围(N.m)1转向器固定螺栓BM10(10.9)气扳机B1658-7152526M10(8.8)41-5147473M12(8.8)73-8977777M121.5(10.9)106-13012112112M141.5(10.9)17821818418434M161.5(10.9)气扳机B30250-30024524524M201.5(10.9)500-55044244246M221.5(10.9)590-640586586502前顶上下油缸座螺栓固定BM16(8.8

12、)气扳机B16182-222179179283空滤器安装连接拧紧力矩BM8(8.8)气扳机B1021-2533337M10(8.8)41-5147473M12(8.8)气扳机B1673-8977777M16(8.8)182-222 153153304变速箱吊挂BM10(8.8)气扳机B1641-5147473M14(8.8)122-14911411413M16X1.5(8.8)199-243239239245排气口连接螺栓BM10(8.8)气扳机B1041-5147473M12(8.8)73-8977777M14(8.8)气扳机B16122-14911411413序号控制点扭力等级螺母或螺栓规

13、格力矩控制工具动态扭矩值控制范围(N.m)目标值(N.m)静态值控制范围(N.m)6燃油箱支架安装螺母BM10(8.8)气扳机B1041-5147473M12(8.8)73-89 77777M141.5(8.8)气扳机B16126-154 12612618M161.5(8.8)199-243 239239247油缸支座BM12(8.8)气扳机B1073-8977777M14(8.8)气扳机B16122-149 114114138安全带固定螺母BM8(8.8)气扳机B1021-25333379油缸连接板BM16(8.8)气扳机B16182-222 1791792810牵引座固定螺栓BM161.5

14、(10.9)气扳机B16265-311 24524524M181.5(8.8)287-3363003073811主副车架连接座BM14(8.8)气扳机B1680-120878725M16(8.8)100-1401041042512制动尼龙连接管接头BM8(8.8)气扳机B08101513123M10(8.8)151817174M12(8.8)气扳机B10162018184M14(8.8)气扳机B16303533326M16(8.8)354038386M18(8.8)404543438M20(8.8)455550521013主副车架连接骑马螺栓 BM14(8.8)气扳机B1680-1008080

15、17M16(8.8)80-120919136M20(8.8)气扳机B30200-24014414442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围(N.m)目标值(N.m)静态值控制范围(N.m)14变速操纵BM8(8.8)气扳机B1021-25 22223M10(8.8)41-51 47473M12(8.8)73-89 7777715发动机飞轮与离合器紧固螺栓BM10(8.8)气扳机B1041-514747316发动机飞轮壳与变速箱紧固螺母BM10(8.8)气扳机B1041-514747317传动轴螺栓BM101(8.8)气扳机B1046-5655555M121.25(8.

16、8)气扳机B1678-96878712M14 1.5（8.8）126-15412612618M141.5(10.9)178-21818418434M161.5(10.9)265-3112452452418散热器安装连接拧紧力矩BM10(8.8级)（不带套管）气扳机B101014(下软垫压缩约4mm)11113M12(8.8级)（不带套管）1215(下软垫压缩约4mm)882M12(8.8级)（带套管）3550(下软垫压缩约4mm)38388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围(N.m)目标值(N.m)静态值控制范围(N.m)19转向直拉杆螺母力矩A级M201.5气扳机

17、(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)240-280240240-292A级M241.5气扳机(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)260-310260260-345A级M181.5气扳机(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)220-275220220-275A级M161.5气扳机(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)180-22018020325A级M141.5气扳机(B16)+定值扭力扳手(150-500N.m)126-15412614419（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。螺栓强度级屈服强度N/mm2螺

18、 栓 公 称 直 径 mm68101214161820222430拧 紧 力 矩 N.m8.86409-1222-3045-5978-104124-165193-257264-354376-502512-683651-8681293-172310.990013-1630-3665-78110-130180-201280-330380-450540-650740-880940-11201700-200012.9108016-2138-5175-100131-175209-278326-434448-597635-847864-11521098-14642181-2908螺栓紧固要求螺钉紧固要求（

19、主要内饰类）螺栓强度级螺 钉规格M2.5M3M4M5M6M8拧 紧 力 矩 N.m8.80.61.23.05.9102510.90.81.54.48.7163612.00.91.85.11018432、工作精度、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。工具工具气动扳手气动扳手电动扳手电动扳手气动冲击扳手离合断气式扳手电动冲击扳手电动定扭扳手精度误差30%10%30%5%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

20、5%，离合断气式扳手精度较高，误差10%。3、工作效率、工作效率（1）连续工作能力：工具名称工具名称连续工作能力连续工作能力备注备注气动冲击扳手能连续使用电动电动定扭能连续使用，有散热装置（工况机带风扇或空调）交流电扳手能连续使用2小时，需停用散热15分钟锂电扳手可连续工作时间为50分钟，需更换电池，电池充电时间为60分钟验证螺栓规格验证工具气动扳手(B08)锂电螺丝批(BD-12)气动扳手(B10)交流电动扳手GDS18EM63S9S/M16/4S7S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。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

21、慢，拉线，跟不上节拍比气动扳手效率低，拉线，跟不上节拍4、劳动强度、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。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量重，操作不方便比气动扳手重量重，操作不方便（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

22、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（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5、操作空间及方便性、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

23、，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6、使用安全及环境要求、使用安全及环境要求使用环境使用环境（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

24、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。不良火花：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

25、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。国家标准国家标准手持式电动工手持式电动工具的管理、使用、检查和具的管理、使用、检查和维修安全技术规程维修安全技术规程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

26、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。GA400W-100.8MPa0.77元/KWh（0.5MPa 空压机型号0.8MPa排气量（m3/min）每 小 时 排 气 量0.5MPa（m3）空压机功率(KW)每小时电费（元）每m3压缩空气价格（元）GA400W-10605760 4003080.0534以使用数量较多的B10-16扳手分析：工具类型规格扭矩（N.m）0.5MPa耗气量（m3/min）每小时耗气量(m3)每小时使用成本（元/h）气动扳手B10-1670-1800.7422.245气动工具B10-1

27、6扳手每小时的使用能耗是2.245 元。电动扳手选取博世GDS18E进行分析，具体如下：工具类型规格扭矩（N.m）功率每小时耗电量（KWh）每小时使用成本（元/h）电动扳手GDS18E70-180500W0.50.385工具类型规格维护内容每次费用(元)频次（次/年）维护成本（元/年）气动扳手B10-16更换叶片、钢球易损件303 90电动扳手GDS18E更换碳刷20360（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

28、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。工具类型规格价格（元）使用寿命年均费用（元/年）备注气动扳手B164000.5年800电动扳手GDS18E34802年1990 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。电动工具：电动工具每把功率0.5

29、KW，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。费用工具使用能耗（元/台.年）工具维护（元/台.年）工

30、具投入（元/台.年）配套设施投入及维护成本分摊（元/台.年）合计（元/台.年）气动工具1347908001937.54174.5电动工具23160199045986879 对比结果：电动扳手较气动扳手每年多2704.5元。（5）总费用对比三、切换成本分析三、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：序号在用气动扳机型号力矩要求(按实际工作螺栓规格及工位要求)数量对应电动工具价格切换费用费用总计(万元)1B0850905271大有8008007.250；10065228.1100010000.62B1050105271大有8008000.850；100805228.

31、1100010008100；20013GDS18E博士39803980元5.1743B16100125228.1100010001.2100；25040GDS18E博士39803980元15.924MI1758596906牧田39803980元3.5825B3058626906牧田39803980元0.7966MI387004TW1000牧田46804680元1.872费用合计45.1442、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

32、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 结论及建议：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。