Что такое концевой выключатель?

Что такое концевой выключатель?

Конечные выключатели — это выключатели, которые активируются движением частей машины или присутствием объектов. Как часть системы управления, они используются для обнаружения защитных блокировок или объектов, проходящих через определенное положение, для автоматического запуска или остановки машины, ограничения диапазона движения машины или определения ее положения.

Концевые выключатели — это микровыключатели, встроенные в металлический или пластиковый корпус с закрытым корпусом для защиты от внешних сил, воды, масла, газов и пыли в рабочей среде. Контакт включается и выключается движением привода (механической чувствительной части).

Приводы включают плунжерный тип (прямого действия), поворотный рычаг, рычаг с вилочным замком, гибкий стержень и т. д. и доступны в различных формах в зависимости от области применения и рабочей среды.

Применение концевых выключателей

Концевые выключатели используются для включения или выключения электрической цепи на основе результата обнаружения положения объекта.

В системах автоматизации для автоматического управления производственными линиями и т. п. концевые выключатели используются для обнаружения движения и положения машин. Например, концевые выключатели устанавливаются в положении обнаружения и включаются в ненормальном рабочем положении для подачи сигнала тревоги и остановки работы машины.

Другим знакомым примером является лифтовая кабина (конвейер, который перевозит людей и багаж вверх и вниз). Когда кабина достигает определенного положения на полу, где она останавливается, концевой выключатель активируется, чтобы остановить двигатель, и кабина останавливается.
Таким образом, концевые выключатели используются в различных приложениях в системах автоматического управления.

Принцип действия концевых выключателей

Базовый концевой выключатель состоит из корпуса, головки, микропереключателя, плунжера, вращающегося вала (только вращающийся рычаг и вилочный запорный стержень) и привода.

Принцип действия концевого выключателя поясняется ниже для привода поворотного рычажного типа.

1) Обнаруживаемый объект перемещается и приближается к положению обнаружения.

2) Привод толкается обнаруживаемым объектом и вращается.

3) Вращающийся вал, закрепленный на приводе, вращается.

4) Кулачок на вращающемся валу толкает плунжер.

5) Подвижный контакт, прикрепленный к концу плунжера, перемещается.

6) Подвижный контакт касается неподвижного контакта, и электрическая цепь включается.

Как выбрать концевой выключатель

Существует множество типов и спецификаций концевых выключателей, и ниже приведено основное руководство по выбору правильного из них:

1) Выбор по рабочей среде

• Обычный тип
  Этот тип предназначен для использования в помещении или на открытом воздухе в обычных условиях. Диапазон температур окружающей среды составляет от -10 до 80 °C.
• Тип, устойчивый к воздействию окружающей среды
  Этот тип предназначен для использования в следующих особых условиях:
  Высокие или низкие температуры в среде, где используется выключатель.
  Концевые выключатели подвергаются воздействию химикатов, масла, капель воды или пыли.
• Тип, устойчивый к брызгам
  Воздействие сварочных брызг.
• Длительный срок службы
  Использование требует высокой прочности.
• Взрывозащищенный тип
  Необходимо использовать взрывозащищенный тип в опасной зоне, где он используется

2) Выбор по типу привода

Выберите тип привода, подходящий для предполагаемого использования. Ниже приведены типичные примеры, хотя доступны и другие типы приводов.

• Плунжерный тип (прямого действия)
• Вращающийся рычаг
• Рычаг вилочного замка
• Гибкий стержень

3) Выбор по характеристикам

• Движение до срабатывания (PT).
  Здесь «движение» указывает угол или расстояние до включения или выключения контакта.

Для поворотных рычагов и рычагов с вилочным фиксатором положение монтажа концевого выключателя и угол привода должны быть установлены таким образом, чтобы угол, на который обнаруженный объект поворачивает привод, был больше, чем перемещение (угол) до операции.

В случае плунжерного типа и гибкого стержневого типа положение монтажа концевого выключателя и положение привода должны быть установлены таким образом, чтобы расстояние, на которое обнаруженный объект толкает привод, было больше, чем перемещение (расстояние) до операции.

Обратите внимание, что перемещение обнаруженного объекта должно удерживаться в пределах предельного положения движения привода (TTP).

• Номинальные характеристики
  Номиналы концевого выключателя указаны для каждой модели и перечислены в каталоге и руководстве по эксплуатации. Необходимо выбрать концевой выключатель с номиналом, соответствующим источнику питания, используемому в электрической цепи.

Отказы концевого выключателя и меры противодействия

Отказы концевого выключателя могут быть вызваны ухудшением, связанным со временем, из-за механического срока службы или износа, но большинство отказов, как говорят, вызваны способом использования выключателя. К ним относятся неправильное позиционирование собачки или привода и плохое уплотнение.

Неправильная установка концевых выключателей является еще одной причиной отказа. Если выключатель, установленный для ограничения диапазона движения машины, приводится в действие несколько раз, положение выключателя постепенно сместится, и выключатель может перестать работать из-за недостаточного нажатия. В качестве контрмеры некоторые выключатели поставляются с индикатором положения настройки, прикрепленным к самому выключателю. Если выключатель запрограммирован на нажатие в предустановленное положение заранее, он будет работать нормально, даже если выключатель немного смещен.

Также необходимо проявлять осторожность при проектировании обнаруживаемого объекта, используемого для приведения в действие концевого выключателя. Угол среза обнаруживаемого объекта должен составлять 45 градусов или меньше; если он превышает 45 градусов, усилие, прикладываемое к валу рычага, будет чрезмерным в зависимости от скорости движения обнаруживаемого объекта, что может привести к неисправности. Если скорость движения высока, также эффективно сделать рычаг параллельным поверхности среза обнаруживаемого объекта.

Кроме того, если в собачке есть крутой шаг, может быть применен сильный удар, когда переключатель возвращается в исходное положение. Переключение ВКЛ/ВЫКЛ переключателя должно быть спроектировано так, чтобы быть максимально плавным.

Существует два типа переключателей плунжерного типа: один герметизирует плунжерную часть с помощью уплотнительного кольца или резиновой диафрагмы, а другой закрывает ее резиновым колпачком.

В первом типе уплотнительная резина не выставляется наружу, поэтому она устойчива к горячим посторонним материалам, таким как стружка станка. Однако у нее есть слабое место, так как мелкие частицы, такие как песок, стружка и пыль, могут попасть в скользящую поверхность плунжера.

Последний тип имеет превосходные уплотнительные характеристики, поскольку песок, стружка и другие частицы и пыль не попадают в ловушку. Однако горячие посторонние предметы, такие как стружка станка, могут расплавить или разорвать резиновый колпачок, что делает необходимым выбор правильного типа в зависимости от стоимости, области применения и местоположения.

При работе концевых выключателей воздух сжимается и всасывается поршневым движением плунжера. Поэтому, если плунжер удерживается в нажатом положении в течение длительного времени, внутреннее давление в концевом выключателе становится равным атмосферному давлению, и плунжер может медленно возвращаться из-за сопротивления атмосферного давления при возврате плунжера.

Кроме того, накопление масла или пыли на плунжере или на уплотнительной части вращающегося вала также может препятствовать работе концевого выключателя, что приводит к плохой работе концевого выключателя.