充电钻夹头旷量问题探讨

jack017

见坛友推荐，跟风拍了个活动款哲登12V单速充电钻用来折腾。手头已有好几把充电批、充电钻了，原本想再买把备用拆件也好，因为无论是电机、夹头，还是调速开关随便一个单买加运费都要一二十元，更不用说电池包了。收到后发现这货外观做工、尺寸握感还真不错，总体感觉不在另外几把之下（因为基本都是些外贸、库存货）。上钻头开机试了一下，同心度居然很好，三把充电钻中可以算老大，这也可能是新品尚无磨损的缘故。用手晃了晃夹头，轴向旷量最小，径向旷量尚可，但问题来了：这货的周向旷量，或者叫自由行程吧（也就是用手握住夹头尝试顺时针、逆时针来回旋转）竟然有接近45度的圆周角度，相较于其他几把充电钻/批，明显偏大很多。常规分析，这种现象应该是变速箱齿轮齿间间隙过大所致吧，不知我这把是个例还是这款电钻都是这样，电钻到手的坛友能否也实验一下？
有些担心这把电钻的变速箱内齿轮是否有掉齿，甚至极端情况下会不会漏装一个小行星齿轮。:titter:
就是这款充电钻：

轴向、径向、周向示意图（网上找的）：

lzjxc

圆周的旷量是轴锁的虚位,如果没有坏的话,电机的力从最后一级行星齿轮输出到单向轴承,再到主轴,向过来,如主轴的转动传到轴锁,转动一定角度会锁住,小的电钻的三瓣的,有三个小钢柱,转动的角,差不多是三分之一圈,大的电钻是5瓣的,角度就小点,不到五分之一.

18031219355

我的博世GSR12-EC主轴锁也打滑，不知道是不是里面坏了，没敢拆。就是拧紧后咔的一声滑了，再拧就好了。

abossk

jack017 发表于 2019-4-30 21:36
3节C5能买2只虾了吧？

差不多够2个虾了，不过电池真的耐用哦，因为不经常用，重来1次点，3个月都用不完

jack017

sunstar126 发表于 2019-5-1 23:36
不错，我弄错了，弄反了，看样子只有一种可能就是那个扭矩限制机构的问题了。那个扭矩限制机构的原理实际 ...

有主轴锁的应该属于高端功能，可以排除在讨论范围之外。
为了找到问题答案，又把两把充电钻拆解了一遍。仔细研究对比后发现，扭力调节机构中的打滑装置，还真是出现问题的主要原因。手握夹头做旋转运动时，开始阶段变速箱内部的几组齿轮相互作用，直到作用力传到电机轴受阻时，围在行星齿轮外的钢齿圈才开始转动，齿圈端面的凸起（6个或8个）抵住相邻的钢珠，齿圈停止转动，随着旋转力度的加大，电机轴最终跟着转动。这一过程对于两把电钻来说是一样的，只是像你我先前所分析的，齿圈抵住钢珠前，6个凸起的肯定要比8个凸起的转过的角度更大一些。也就是我开始注意到的6个凸起（对应6对钢珠）的哲登电钻用手轻轻一拧，咔嗒一声就转过了40多度的角度，中间没有感觉到任何的阻滞。而另一把8个凸起的其实也会转过30度左右的角度，只是在这之前由于变速箱内部的众多齿轮咬合紧密，在手拧夹头时会有一定的阻力，不会给人以松旷的感觉。
问题根源：哲登电钻轻拧夹头给人感觉一下子出现40多度旷量，主要应该是（与另一把电钻相比）：1、各齿轮间间隙偏大；2、行星齿轮齿数较少（15齿<17齿）；3、扭力调节机构齿圈凸起/钢珠对数较少（6个<8个），4、电机轴齿轮为松旷的D轴连接（非紧密压接）。诸多因素叠加，问题凸显。
不少坛友也拿自己手头的不同充电钻做过对比实验，发现其他品牌电钻也有存在这种问题（现象）的，估计应该是结构相似的原因吧。有这种问题的电钻，很容易检查发现----频繁快速拉动开关，尤其是切换方向后再拉动开关，机内会发出咔嗒咔嗒的撞击声。而其他电钻似乎有一定的阻尼，不会有这种声音。至于这种现象是否正常、对设备有无不良影响，就有待高手评判吧。

sunstar126

dick_c 发表于 2019-4-30 06:12
觉得你的20分之一正好说反了，手电钻是减速，也就是说，电机转20圈，钻夹头才转1圈，所以钻夹头处旷量40 ...

不错，我弄错了，弄反了，看样子只有一种可能就是那个扭矩限制机构的问题了。那个扭矩限制机构的原理实际上就是一个转环，上面有一些三角的突起，靠钢球压住来传递动力，当扭矩达到一定程度时，这个三角突起克服了钢球的压力，把钢球下压后，这个转球就会空转达到了限制扭矩的作用，调节钢球下弹簧的弹力，就可以调节这个扭矩值。现在的问题就在于钢球平时是压在这个转球的平面上的，两个突起之间，钢球是可以转动一个角度的，六个钢球的，转动的角度是60度减钢球加上那个突起的角度，差不多45度吧，如果是8个钢球的，就是45度减突起加钢球的角度，会小于45度的。
现在的问题来了，为什么楼主说有些的大，有些的小呢？实际上我认为所有的注意是所有的都是有这个旷量的，只不过由于有些有主轴锁，在转动主轴时感觉这个能空转的角度比较小。我手上的博世的我刚才测试了一下，用手转动主轴，空转的角度 非常小，这个角度是主轴锁的锁定角度，要检测有没有这个空转的角度，对于 有主轴锁的电钻来说不能用手转动主轴的方法来测试。我是用很慢的速度向一个方向按下开关让电钻转动，然后按下换向钮后再通电让电钻转动，当然要让速度很慢，你会发现电钻要转一会，主轴才会反向转动，说明了这个周向的旷量也是存在的，也是比较大的。

jack017

abossk 发表于 2019-4-30 21:07
海鲜拍的，换了索尼c5不要太好用哦，力量大海持久

3节C5能买2只虾了吧？:titter:

abossk

海鲜拍的，换了索尼c5不要太好用哦，力量大海持久

jack017

拆解过程中还发现哲登与另一把电钻的两个不同之处：
1、这货的电机轴是D形轴，与9齿小齿轮（也就是变速箱中行星齿轮的太阳轮）是套接的，而且结合处有明显的间隙、非常松旷，自己就可以从电机轴是掉下来，不像其他电钻，小齿轮是与电机轴压接在一起的，成为一个牢固的整体。D轴连接方式无疑也会在总旷量中占有一定比例，但是，我把电机与变速箱脱离之后再来回扭动夹头时依然有明显的旷动，不过这时会先带动变速箱内钢齿圈来回转动一定的角度。而另一把电钻的齿圈不会轻易转动。
2、哲登电钻变速箱内的每个小齿轮（行星齿轮）是15齿的，比另一把电钻的17齿少两个齿。再就是哲登的一级行星齿轮是钢的，而另一把的是尼龙的。难道这也都跟旷量大小有关？

jack017

dick_c 发表于 2019-4-30 06:12
觉得你的20分之一正好说反了，手电钻是减速，也就是说，电机转20圈，钻夹头才转1圈，所以钻夹头处旷量40 ...

应该不是这样的简单比例算法。:lol:
但整个动力传输机构的任何一处间隙都会与最终的旷量有一定关系。

jack017

zhz963 发表于 2019-4-29 23:37
补充下，我说的晃，是如图那样放地上，然后上下摇动钻夹晃，不是正反转动懂钻夹。 ...

上下左右的晃动是完全可以理解的----随着输出轴与轴承/套之间的磨损加剧，晃动会越来越严重。

dick_c

sunstar126 发表于 2019-4-28 18:46
看了大家的回复，大都是关于那个圆周的旷量的，我们知道一般手电钻的输出转速在300-400转左右，而电机的转 ...

觉得你的20分之一正好说反了，手电钻是减速，也就是说，电机转20圈，钻夹头才转1圈，所以钻夹头处旷量40度的话，电机那儿应当乘以20倍，是800度才对，当然也是不可能的。

zhz963

补充下，我说的晃，是如图那样放地上，然后上下摇动钻夹晃，不是正反转动懂钻夹。

zhz963

用过的来看看，
12v牧田的锂电的主轴晃，打算出掉了，外壳成色太垃圾了，但这个电钻很轻，用着不累，照明灯带延时比博世好，要是有便宜外壳换也不错。
12v博世锂电的也有点晃，主要成色好点，所以忍了。比牧田重
看了上面的发现都是主轴自锁的，也就是可以单手换钻头的

jack017

sunstar126 发表于 2019-4-28 18:46
看了大家的回复，大都是关于那个圆周的旷量的，我们知道一般手电钻的输出转速在300-400转左右，而电机的转 ...

有数据、有分析，感觉坛友说的很有道理。充电钻/批的电机转速很高，工作时是通过变速箱多级齿轮减速的，而齿轮间都有间隙，这样旷量自然会叠加。但现在依然困惑的是，两个结构一样的电钻，旷量为何相差如此之大？肯定存在一两个关键因素。
至于扭力调节机构部位，我前面也曾经猜测过，甚至在拆解了两把电钻后还以为找到了原因，因为打滑装置部分哲登是6对钢珠的，而另一把旷量极小的电钻是8对钢珠的（见下图），圆周被6等分时会比8等分时显得稀疏（间隔更大），这样钢珠在钢圈上每两个突起之间滚过的距离就会有不同。但仔细想想又推翻了这一猜想，因为在达到设定的扭力之前打滑机构是完全没有介入的，电机的动力只是通过变速箱传递到夹头。

sunstar126

看了大家的回复，大都是关于那个圆周的旷量的，我们知道一般手电钻的输出转速在300-400转左右，而电机的转速都要在8000以上甚至超过一万转，也就是行星变速箱的减速比都在20以上，因此，齿轮的间隙影响最大的是最前级的，也就是电机输出轴与变速箱的齿轮间的，假设最终的圆周的旷量以40度计，则反映到电机轴处约在2度左右，对于一般电机轴的齿轮齿数在8齿左右，齿角有45度，间隙2度就是齿间角的20分之一不是很大。
还有另一个可能有空隙的地方就是那个扭矩控制的地方，实际上是靠超过扭矩打滑来解决的，这个装置的间隙也可能很大的

行走时光

楼主俺也撸了一个~跟你说的情况一毛一样~我还有个戈麦斯双速的也这样~不过用起来感觉还好没什么:victory:

kkdkj

我也买了哲登和虾牌，发现也是这样的，它俩都差不多，４０度左右的旷量。我感觉那旷量是扭力调节器的问题吧。

jack017

invensys 发表于 2019-4-26 21:32
我的也是这样，旷量比BOSCH的同类大好多，不过不影响使用，而且这个按动开关还没转动的时候有电流声，BOSCH ...

看来旷量大，具有共性了，关键是有点太大了，测了下接近45度----八分之一圈啊！
电流啸叫声，是不是从直流调速开关那里发出的？3把充电钻都有，2把不带调速的小充电起子就没有，一把带调速的交流电钻也没有。

jack017

梵花印象 发表于 2019-4-26 20:55
楼主这么问的话，就知道楼主说的，手头已有好几把充电批、充电钻了。是吹的。 ...

看你这心态，应该不是真正的DIY爱好者，老坛友有几个没有一堆电子垃圾的？再说了，本坛及隔壁一年到头推出优惠活动款，一把小电钻不就一包烟、半瓶酒的钱吗，这也用得着吹？:sweat:

jack017

dick_c 发表于 2019-4-26 20:55
还有一个现象，我试的几个电钻中有三个是双速的，按说低速挡多了一级减速，间隙应该大很多，但来回换挡比较 ...

你的分析很有道理，关键是通过实验得出了结论。谢谢。
我也是在对比了手头5把充电批、充电钻后才发现这个问题的（还有3把交流电钻因为其变速齿轮级数比充电钻/批少而没有做对比），尤其是一个几年前在论坛热过一阵子的外贸款，基本与你所说的那把工匠牌的一样，甚至连5度的旷量都没有，而那货的一级行星齿轮还是尼龙的且已经出了不少力了。我已经把这把老电钻拆开开始研究了，但由于拿不准是不是质量问题，刚到手的哲登暂时还没有拆。看了你的对比实验数据后，基本可以认为周向旷量大一些应该也不算是奇怪现象了。下步准备再把哲登彻底拆解了，对比后应该能找到现象原因的。初步断定，根源应该在输出轴和扭力调节机构那位置，至少可以排除变速箱内齿轮的齿间间隙这一可能性了。