限位开关的种类和作用

  仪器信息网 ·  2011-03-24 00:27  ·  39748 次点击
限位开关,指为保护内置微动开关免受外力、水、油、气体和尘埃等的损害,而组装在外壳内的开关,尤其适用于对机械强度和环境适应性有特殊要求的地方。
形状大致分为横向型、竖向型和复合型。下图表示典型的竖向型限位开关的构造。限位开关大致上是由五个构成要素组成的。
■内置微动开关驱动机构
对于限位开关来说,微动开关的驱动机构是与密封性能和动作特性直接相关的重要部分。其构造分为三类,如下表所示。
(1)活塞型
根据密封方法不同,有表中的A型和B型2个种类。A型是用O型环或薄膜密封的,由于密封橡胶没有外露,在抵制工作机械的切割碎屑方面功能较强大,但其反面影响是,有可能会将砂子、切割粉末等压入活塞的滑动面。B型虽然不会把砂子、切割粉末等压入,且密封性能优于A型,但由于炽热的切割碎屑飞溅过来,有可能会损坏橡胶帽。因此,要根据使用场所的不同选用A型或B型。而柱塞型仍然通过柱塞的往复运动压缩或吸进空气。为此,如果长时间将柱塞压入,限位开关内的压缩空气逸失,内部压力将与大气压相同,即使急于让柱塞复位,柱塞却有迟缓复位的倾向。为了避免发生这种故障,设计时,根据柱塞的压入将空气的压缩量控制在限位开关内部全部空气量的20%以内。另外,为了延长微动开关的寿命,在这一构造内部设置了一个OT吸收机构,该OT吸收机构采用OT吸收弹簧,用以吸收残余的柱塞的行程。该机构相对于柱塞的运动,在中途停止按压微动开关辅助柱塞的行程。
(2)铰链摆杆型
在摆杆端部(滚珠),柱塞的行程量根据摆杆的比例扩大,因此,一般不使用OT吸收机构。
(3)旋转摆杆型
举一个典型的示例,来示例WL的构造,但除此之外,还有两个类型:将复位柱塞的功能赋予柱塞的类型;通过线圈弹簧获取复位力、用凸轮带动辅助柱塞的类型。
■开关的构成材料
开关的主要部分是由下列材料构成的
零件材料材料记号特征
接点金Au抗腐蚀性非常优越,用于微小负载。因为其质地较柔软(维氏硬度HV25~65),因此较易黏着(接点黏着),并且在接点接触力较大的情况下接点容易凹陷。
金、银合金AuAg90%金、10%银的合金抗腐蚀性非常优越,硬度为HV30~90,比金高,因此广泛用于微小负载用开关。
白金、金、银合金PGS69%金、25%银、6%白金的合金抗腐蚀性非常优越,硬度也与金银合金相同,广泛用于微小负载用开关。称为作“1号合金”。
银、钯合金AgPd抗腐蚀性较好,但较易吸附有机气体生成聚合物。50%银、50%钯的情况下,硬度为HV100~200。
银Ag导电率、热传导率在金属中是最大的。虽然表现出较低的接触电阻,但其缺点是,在硫化气体的环境中较易生成硫化膜,在微小负载区域较易产生接触不良。硬度为HV25~45。多用于一般负载用开关。
银、镍合金AgNi90%银、10%镍的银、镍合金导电率与银接近,在抗电弧、抗熔化方面表现优良。硬度为HV65~115。
银、铟、锡合金AgInSn硬度、熔点较高,抗电弧性优越,不易熔化或转移。
可动弹簧、可动片弹簧用磷青铜C5210压延性、抗疲劳性及抗腐蚀性优良。已进行退火处理。如果弹簧临界值(Kb0.075)C5210-H为40kgf/mm2以上、C5210-EH为47kgf/mm2以上,较低,广泛用于小型微动开关的可动片。
用于弹簧用铍铜
(时效硬化处理型)C1700C1720压延加工后进行时效硬化处理。导电率较高,并且进行硬化处理后,如果弹簧临界值(Kb0.075)C1700-H在90kgf/mm2以上、C1720-H在47kgf/mm2以上,非常高,用于弹簧临界值必须为较高的微动开关。
弹簧用铍铜(mill-hardend材料)C1700-□MC1720-□M出厂时,材料厂商已进行过时效硬化处理(称为密尔哈敦材料),零件加工后(压延)无需进行时效硬化处理。如果弹簧临界值(Kb0.075)在65kgf/mm2以上(参考值),就会比弹簧用磷青铜高,广泛用于小型微动开关的可动弹簧。
弹簧用不锈钢(奥氏体系列)SUS301-CSPSUS304-CSP抗腐蚀性优良。临界值(Kb0.075)SUS301-CSP-H在50kgf/mm2以上、SUS304-CSP-H在40kgf/mm2以上。
外壳、保护帽苯酚树脂PF热硬化性树脂。广泛用于微动开关的外壳材料。UL温度指数为150℃,UL阻燃级别在94V-1以上,吸水率为0.1~0.3%。微动开关多使用无氨材料。
PBT树脂PBTP热可塑性树脂。玻璃纤维强化型多用于微动开关的外壳材料。UL温度指数为130℃,UL阻燃级别在94V-1以上,吸水率为0.07~0.1。
PBT树脂PETP热可塑性树脂。玻璃纤维强化型用于微动开关的外壳材料。UL温度指数为130℃,UL阻燃级别在94V-1以上,吸水率为0.07~0.1。
聚酰胺(尼龙)树脂PA热可塑性树脂。与PBT和PET相比,玻璃纤维强化型的耐热性较好。由于吸水率较高,因此请尽量选用吸水率较低的品种。UL温度指数为180℃,UL阻燃级别在94V-1以上,吸水率为0.2~1.2。
聚苯硫醚PPS热可塑性树脂。与PA相比,其耐热性更为优越。UL温度指数为200℃,UL阻燃级别在94V-1以上,吸水率为0.1。
开关盒铝(铸件)ADC多用于限位开关的开关(箱)盒的材料。JISH5302中有标准。
锌(铸件)ZDC与铝铸件相比,适用于较薄的部位,抗腐蚀性也比铝铸件优越。JISH5301中有标准。
密封橡胶丁腈橡胶NBR耐油性优良,广泛应用于限位开关。根据结合腈的量将腈的等级分为5类,即极高(43%以上)、高(36~42%)、中高(31~35%)、低(24%以下),耐油性、耐热型、耐寒性稍有不同。使用温度范围为-40~130℃。
硅胶SIR耐热型、耐寒性优良,使用温度范围为-70~280℃,但耐油性较差。
氟化胶FRM与腈丁二烯、硅胶相比,耐热型、耐寒性、耐油性优良,但在耐油性方面根据油的成分不同有时会比腈丁二烯还差。
氯丁二烯橡胶CR耐臭氧性、耐气候性较好。广泛应用于对耐气候性有特殊要求的微动开关。
限位开关用语说明
■一般用语
限位开关:
为保护小型开关不受外力、水、油、尘埃等的侵害而将其装入金属外壳或者塑料外壳中的开关。(以下称开关)
额定值
一般指作为开关特性和性能的保证标准的量,如额定电流,额定电压等,以特定的条件为前提。
有接点
指利用接点的机械开合来实现开关的功能。
接触形式
根据各种用途构成接点的电气输入输出电路的方式。
树脂固定(塑封端子)
用导线对端子部分完好配线,通过充填树脂使该部分固定,消除暴露在外的带电部分,提高密封性的一种方法。
■与结构、构造相关的用语
■关于寿命的用语
机械寿命
将过行程(OT)设为规格值,在未通电状态下的开关寿命。
电气寿命
将过行程(OT)设为规格值,在额定负载(阻性负载)下的开关寿命。
FP(自由位置)
没有施加外力时驱动杆的位置。
OP(动作位置)
向驱动杆施加外力,使可动接点刚从自由位置的状态开始反转时的位置。
TTP(总行程位置)
驱动杆到达驱动杆停止档时的位置。
RP(返回位置)
减少对驱动杆的外力,使可动接点刚从动作位置反转到自由位置状态时驱动杆的位置。
OF(动作力)
为了从自由位置移动到工作位置所必须给驱动杆施加的力。
RF(回复力)
为了从总行程位置移动到回复位置,必须对驱动杆施加的力。
PT(预行程)
驱动杆从自由位置到动作位置的移动距离或移动角度。
OT(过行程)
驱动杆从动作位置到总行程位置的移动距离或移动角度。
MD(应差行程)
驱动杆从动作位置到返回位置的移动距离或移动角度。
TT(总行程)
驱动杆从自由位置到总行程位置的移动距离或移动角度。
■EN60947-5-1规格用语
对目录中使用的上述规格用语说明如下。
EN60947-5-1
「电气机械控制电路设备」的EN规格。和IEC60947-5-1的内容相同。
使用范围
开关按用途来分类。请参考下面的例子。
电流类别种类典型用途
ACAC-15超过72VA(伏安)的电磁负载的控制
AC-1472VA(伏安)以下的电磁负载的控制
DCDC-12阻性负载和半导体负载的控制
额定动作电流(le)
使开关动作的额定电流值
额定动作电流(le)
使开关动作的额定电流值
额定动作电压(Ue)
使开关动作的额定电压值。不能超过额定绝缘电压(Ui)。
额定绝缘电压(Ui)
开关保持绝缘性的最大额定电压值。是耐压值和爬电距离的参数。
额定密闭热电流(Ithe)
在开关带电部位为密封型的开关中,持续通电时也不会超过规格规定的临界温升值的电流值。
材质为黄铜的端子部位的规格规定的临界温升值为65℃。
额定脉冲耐压(Uimp)
开关在绝缘不被损坏的情况下可承受的脉冲电压的峰值。
有条件的短路电流
开关在短路保护装置动作前可承受的电流值。
短路保护装置(SCPD)
在短路时通过切断保护开关的装置。(断路器,保险丝等)
污染度
开关的使用环境
有以下4个等级,限位开关属于污染度3。
等级内容
污染度1没有污染,或者只产生干燥的非导电性污染。
污染度2通常只产生非导电性污染,但由于结露可能导致一时的导电性。
污染度3产生导电性污染。或者非导电性污染由于结露而产生导电性污染。
污染度4由于尘埃或雨雪等原因产生持续的导电性的污染。
防触电保护等级:
防触电等级
等级内容
Class0仅用基本绝缘来防止触电。
ClassI除了基本绝缘,还用接地来防止触电。
ClassII使用双重绝缘或加强绝缘来防止触电,不需要接地。
ClassIII使用了超低压电路防止触电,因此不需要采取防触电措施。

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