电工培训课件之限位开关知识.docx
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■限位开关的概念
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
AuAg
90%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
PGS
69%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
AgNi
90%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。