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技術文章 | ARTICLE Solution

試驗機中限位開關的種類和作用

發(fā)布日期：2012-03-25 信息來源：瀏覽次數(shù)：2624

試驗機中限位開關

，指為保護內(nèi)置微動開關免受外力

、水

、油

、氣體和塵埃等的損害

，而組裝在外殼內(nèi)的開關

，尤其適用于對機械強度和環(huán)境適應性有特殊要求的地方。JPL系列微控電子拉力試驗機是一款經(jīng)濟實用型機器

，該機型技術

，自動化水品高，測試精度高

。廣泛用于金屬和非金屬材料

，控制軟件能實現(xiàn)自動求取彈性模量、屈服強度

、抗拉強度

、斷裂強度、試樣延伸率

、斷面收縮率等常規(guī)數(shù)據(jù)

，能自動計算試驗過程中任一定點的力、應力

、位移等數(shù)據(jù)結果

。計算機控制系統(tǒng)對試驗過程的控制和數(shù)據(jù)處理符合相應金屬材料與非金屬材料國家標準的要求

　　形狀大致分為橫向型、豎向型和復合型

。下圖表示典型的豎向型限位開關的構造

。限位開關大致上是由五個構成要素組成的。

　　■內(nèi)置微動開關驅(qū)動機構

　　對于限位開關來說

，微動開關的驅(qū)動機構是與密封性能和動作特性直接相關的重要部分

。其構造分為三類，如下表所示

。

　　(1)活塞型

　　根據(jù)密封方法不同

，有表中的A型和B型2個種類。A型是用O型環(huán) 或薄膜密封的

，由于密封橡膠沒有外露

，在抵制工作機械的切割碎屑方面功能較強大，但其反面影響是

，有可能會將砂子

、切割粉末等壓入活塞的滑動面。B型雖然不會把砂子

、切割粉末等壓入

，且密封性能優(yōu)于A型，但由于熾熱的切割碎屑飛濺過來

，有可能會損壞橡膠帽。因此

，要根據(jù)使用場所的不同選用A型或B型

。而柱塞型仍然通過柱塞的往復運動壓縮或吸進空氣。為此，如果長時間將柱塞壓入

，限位開關內(nèi)的壓縮空氣逸失

，內(nèi)部壓力將與大氣壓相同，即使急于讓柱塞復位

，柱塞卻有遲緩復位的傾向

。為了避免發(fā)生這種故障，設計時

，根據(jù)柱塞的壓入將空氣的壓縮量控制在限位開關內(nèi)部全部空氣量的20%以內(nèi)

。另外，為了延長微動開關的壽命

，在這一構造內(nèi)部設置了一個OT吸收機構

，該 OT吸收機構采用OT吸收彈簧，用以吸收殘余的柱塞的行程

。該機構相對于柱塞的運動

，在中途停止按壓微動開關輔助柱塞的行程。

　　(2)鉸鏈擺桿型

　　在擺桿端部(滾珠)

，柱塞的行程量根據(jù)擺桿的比例擴大

，因此，一般不使用OT吸收機構

。

　　(3)旋轉(zhuǎn)擺桿型

　　舉一個典型的示例

，來示例WL的構造，但除此之外

，還有兩個類型：將復位柱塞的功能賦予柱塞的類型;通過線圈彈簧獲取復位力

、用凸輪帶動輔助柱塞的類型。

　　■開關的構成材料

　　開關的主要部分是由下列材料構成的

　　零件材料材料記號特征

　　接點金 Au 抗腐蝕性非常

，用于微小負載

。因為其質(zhì)地較柔軟(維氏硬度HV25～65)，因此較易黏著(接點黏著)

，并且在接點接觸力較大的情況下接點容易凹陷

。

　　金、銀合金 AuAg 90%金

、10%銀的合金抗腐蝕性非常

，硬度為HV30～90，比金高

，因此廣泛用于微小負載用開關

。

　　白金、金

、銀合金 PGS 69%金

、25%銀

、6%白金的合金抗腐蝕性非常，硬度也與金銀合金相同

，廣泛用于微小負載用開關

。稱為作“1號合金”。

　　銀

、鈀合金 AgPd 抗腐蝕性較好

，但較易吸附有機氣體生成聚合物。50%銀

、50%鈀的情況下

，硬度為HV100 ～200。

　　銀 Ag 導電率

、熱傳導率在金屬中是大的

。雖然表現(xiàn)出較低的接觸電阻，但其缺點是

，在硫化氣體的環(huán)境中較易生成硫化膜

，在微小負載區(qū)域較易產(chǎn)生接觸不良。硬度為HV25～45

。多用于一般負載用開關

。

　　銀、鎳合金 AgNi 90%銀

、10%鎳的銀

、鎳合金導電率與銀接近，在抗電弧

、抗熔化方面表現(xiàn)優(yōu)良

。硬度為 HV65～115。

　　銀

、銦

、錫合金 AgInSn 硬度、熔點較高

，抗電弧性

，不易熔化或轉(zhuǎn)移。

　　可動彈簧

、可動片彈簧用磷青銅 C5210 壓延性

、抗疲勞性及抗腐蝕性優(yōu)良。已進行退火處理

。如果彈簧臨界值(Kb0.075)C5210-H 為40kgf/mm2以上

、C5210-EH為47kgf/mm2以上，較低

，廣泛用于小型微動開關的可動片

。

　　用于彈簧用鈹銅

　　(時效硬化處理型) C1700 C1720 壓延加工后進行時效硬化處理

。導電率較高，并且進行硬化處理后

，如果彈簧臨界值(Kb0.075)C1700-H在90kgf/mm2以上、C1720-H在47kgf/mm2以上

，非常高

，用于彈簧臨界值必須為較高的微動開關。

　　彈簧用鈹銅(mill-hardend材料) C1700-□M C1720-□M 出廠時

，材料廠商已進行過時效硬化處理(稱為密爾哈敦材料)

，零件加工后(壓延)無需進行時效硬化處理。如果彈簧臨界值(Kb0.075)在65kgf/mm2以上(參考值)

，就會比彈簧用磷青銅高

，廣泛用于小型微動開關的可動彈簧。

　　彈簧用不銹鋼(奧氏體系列) SUS301-CSP SUS304-CSP 抗腐蝕性優(yōu)良

。臨界值(Kb0.075)SUS301-CSP-H在50kgf/mm2以上

、SUS304-CSP-H在40kgf/mm2以上。

　　外殼

、保護帽苯酚樹脂 PF 熱硬化性樹脂

。廣泛用于微動開關的外殼材料。UL溫度指數(shù)為150℃

，UL阻燃級別在94V-1 以上

，吸水率為0.1～0.3%。微動開關多使用無氨材料

。

　　PBT樹脂 PBTP 熱可塑性樹脂

。玻璃纖維強化型多用于微動開關的外殼材料。UL溫度指數(shù)為130℃

，UL阻燃級別在94V-1以上

，吸水率為0.07～0.1。

　　PBT樹脂 PETP 熱可塑性樹脂

。玻璃纖維強化型用于微動開關的外殼材料

。UL溫度指數(shù)為130℃，UL阻燃級別在94V-1以上

，吸水率為0.07～0.1

。

　　聚酰胺(尼龍)樹脂 PA 熱可塑性樹脂。與PBT和PET相比

，玻璃纖維強化型的耐熱性較好

。由于吸水率較高，因此請盡量選用吸水率較低的品種

。UL溫度指數(shù)為180℃

，UL阻燃級別在94V-1以上

，吸水率為0.2 ～1.2。

　　聚苯硫醚 PPS 熱可塑性樹脂

。與PA相比

，其耐熱性更為。UL溫度指數(shù)為200℃

，UL阻燃級別在94V-1 以上

，吸水率為0.1。

　　開關盒鋁(鑄件) ADC 多用于限位開關的開關(箱)盒的材料

。JIS H5302中有標準

。

　　鋅(鑄件) ZDC 與鋁鑄件相比，適用于較薄的部位

，抗腐蝕性也比鋁鑄件

。JIS H5301中有標準。

　　密封橡膠丁腈橡膠 NBR 耐油性優(yōu)良

，廣泛應用于限位開關

。根據(jù)結合腈的量將腈的等級分為5類，即(43%以上)

、高(36～42%)

、中高(31～35%)、低(24%以下)

，耐油性

、耐熱型、耐寒性稍有不同

。使用溫度范圍為-40～130℃

。

　　硅膠 SIR 耐熱型、耐寒性優(yōu)良

，使用溫度范圍為-70～280℃

，但耐油性較差。

　　氟化膠 FRM 與腈丁二烯

、硅膠相比

，耐熱型、耐寒性

、耐油性優(yōu)良

，但在耐油性方面根據(jù)油的成分不同有時會比腈丁二烯還差。

　　氯丁二烯橡膠 CR 耐臭氧性

、耐氣候性較好

。廣泛應用于對耐氣候性有特殊要求的微動開關。

　　試驗機中限位開關用語說明

　　■一般用語

　　限位開關：

　　為保護小型開關不受外力、水

、油

、塵埃等的侵害而將其裝入金屬外殼或者塑料外殼中的開關。(以下稱開關)

　　額定值

　　一般指作為開關特性和性能的標準的量

，如額定電流

，額定電壓等，以特定的條件為前提

。

　　有接點

　　指利用接點的機械開合來實現(xiàn)開關的功能

。

　　接觸形式

　　根據(jù)各種用途構成接點的電氣輸入輸出電路的方式。

　　樹脂固定(塑封端子)

　　用導線對端子部分完好配線

，通過充填樹脂使該部分固定，消除暴露在外的帶電部分

，提高密封性的一種方法

。

　　■與結構、構造相關的用語

　　■關于壽命的用語

　　機械壽命

　　將過行程(OT)設為規(guī)格值

，在未通電狀態(tài)下的開關壽命

。

　　電氣壽命

　　將過行程(OT) 設為規(guī)格值，在額定負載(阻性負載)下的開關壽命

。

　　FP (自由位置)

　　沒有施加外力時驅(qū)動桿的位置

。

　　OP (動作位置)

　　向驅(qū)動桿施加外力，使可動接點剛從自由位置的狀態(tài)開始反轉(zhuǎn)時的位置

。

　　TTP (總行程位置)

　　驅(qū)動桿到達驅(qū)動桿停止檔時的位置

。

　　RP (返回位置)

　　減少對驅(qū)動桿的外力，使可動接點剛從動作位置反轉(zhuǎn)到自由位置狀態(tài)時驅(qū)動桿的位置

。

　　OF (動作力)

　　為了從自由位置移動到工作位置所必須給驅(qū)動桿施加的力

。

　　RF (回復力)

　　為了從總行程位置移動到回復位置，必須對驅(qū)動桿施加的力

。

　　PT (預行程)

　　驅(qū)動桿從自由位置到動作位置的移動距離或移動角度

。

　　OT (過行程)

　　驅(qū)動桿從動作位置到總行程位置的移動距離或移動角度。

　　MD (應差行程)

　　驅(qū)動桿從動作位置到返回位置的移動距離或移動角度

。

　　TT (總行程)

　　驅(qū)動桿從自由位置到總行程位置的移動距離或移動角度

。

　　■EN60947-5-1規(guī)格用語

　　對目錄中使用的上述規(guī)格用語說明如下。

　　EN60947-5-1

　　「電氣機械控制電路設備」的EN規(guī)格

。和IEC60947-5-1的內(nèi)容相同

。

　　使用范圍

　　開關按用途來分類。請參考下面的例子

。

　　電流類別種類典型用途

　　AC AC-15 超過72VA(伏安)的電磁負載的控制

　　AC-14 72VA(伏安)以下的電磁負載的控制

　　DC DC-12 阻性負載和半導體負載的控制

　　額定動作電流(le)

　　使開關動作的額定電流值

　　額定動作電流(le)

　　使開關動作的額定電流值

　　額定動作電壓(Ue)

　　使開關動作的額定電壓值

。不能超過額定絕緣電壓(Ui)。

　　額定絕緣電壓(Ui)

　　開關保持絕緣性的大額定電壓值

。是耐壓值和爬電距離的參數(shù)

。

　　額定密閉熱電流(I the)

　　在開關帶電部位為密封型的開關中

，持續(xù)通電時也不會超過規(guī)格規(guī)定的臨界溫的電流值。

　　材質(zhì)為黃銅的端子部位的規(guī)格規(guī)定的臨界溫為65℃

。

　　額定脈沖耐壓(Uimp)

　　開關在絕緣不被損壞的情況下可承受的脈沖電壓的峰值

。

　　有條件的短路電流

　　開關在短路保護裝置動作前可承受的電流值。

　　短路保護裝置(SCPD)

　　在短路時通過切斷保護開關的裝置

。(斷路器

，保險絲等)

　　污染度

　　開關的使用環(huán)境

　　有以下4個等級，限位開關屬于污染度3

。

　　等級內(nèi)容

　　污染度 1 沒有污染

，或者只產(chǎn)生干燥的非導電性污染。

　　污染度 2 通常只產(chǎn)生非導電性污染

，但由于結露可能導致一時的導電性

。

　　污染度 3 產(chǎn)生導電性污染?div id="m50uktp" class="box-center"> ；蛘叻菍щ娦晕廴居捎诮Y露而產(chǎn)生導電性污染

。

　　污染度 4 由于塵埃或雨雪等原因產(chǎn)生持續(xù)的導電性的污染

。

　　防觸電保護等級：

　　防觸電等級

　　等級內(nèi)容

　　Class 0 僅用基本絕緣來防止觸電

。

　　Class I 除了基本絕緣，還用接地來防止觸電

。

　　Class II 使用雙重絕緣或加強絕緣來防止觸電

，不需要接地。

　　Class III 使用了超低壓電路防止觸電

，因此不需要采取防觸電措施

。

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