Končno stikalo vzmetnega tipase pogosto uporabljajo v industrijski avtomatizaciji, nadzoru mehanske opreme in drugih področjih električnih komponent. Njihova primarna funkcija je zaznavanje lokacije ali poteze predmeta. Ko predmet doseže vnaprej nastavljen položaj, notranja mehanska struktura končnega stikala deluje kot stikalo stanja vezja za nadzor, zaščito ali povratno signalizacijo naprave. Razumevanje ključnih komponent vzmetnega mejnega stikala je koristno za razumevanje principa delovanja vzmetnega omejevalnega stikala, pravilno izbiro, namestitev in vzdrževanje ter zagotavljanje varnega in stabilnega delovanja opreme. V tem članku so podrobno opisani ključni deli in funkcije vzmetnega končnega stikala.
Ohišje
Material in stopnja zaščite
Ohišje vzmetnega-končnega stikala je običajno izdelano iz visoko{1}}trdnih, korozijsko-materialov, kot sta aluminijeva zlitina in inženirska plastika. Lupina iz aluminijeve zlitine ima visoko trdnost in dobro odvajanje toplote. Primeren je za okolje, ki zahteva visoko mehansko trdnost in lahko povzroči nekaj toplote. Po drugi strani so ohišja iz inženirske plastike lahka, imajo dobro toplotno izolacijo in so odporna proti kemični koroziji ter se pogosto uporabljajo v aplikacijah, odpornih proti eksplozijam in koroziji. Pomemben pokazatelj je tudi stopnja zaščite ohišij. Običajni oceni sta IP65 in IP67. IP65 pomeni, da ščiti pred škodljivimi učinki vode iz vseh smeri, medtem ko IP67 pomeni, da lahko prenese kratko namakanje, ne da bi se poškodoval. Visoka stopnja zaščite lahko učinkovito zaščiti notranje komponente pred zunanjimi dejavniki, kot sta prah in vlaga, ter tako podaljša življenjsko dobo končnega stikala.
Konstrukcijska zasnova
Hiše je treba načrtovati z mislijo na zaščito, pa tudi na enostavnost postavitve in estetiko. Na splošno je ohišje opremljeno z montažnimi luknjami ali montažnimi nosilci za lažjo pritrditev na napravo. Hkrati optimizirajte obliko in velikost hiše za različne scenarije uporabe in prostore namestitve, kar zagotavlja enostavno namestitev in uporabo v omejenih prostorih. Poleg tega ima ohišje priključke za ožičenje za povezavo zunanjih tokokrogov. Ta vrata morajo biti zasnovana tako, da zagotavljajo dobro tesnjenje, da preprečijo vdor vlage in prahu.
Operativni mehanizmi
Potisna palica
Nastavek je del delovnega mehanizma vzmetnega-končnega stikala, ki pride v neposreden stik z zaznanim predmetom. Običajno je izdelan iz kovine in ima zadostno trdnost in togost, da brez popačenja prenese silo zaznanega predmeta. Oblika in dimenzije potisne palice so zasnovane glede na različne zahteve uporabe. Najpogostejši tipi so ravne palice in valjčni tipi. Struktura ravne plošče je preprosta in primerna za situacije, ko natančnost natančnosti zaznavanja položaja ni visoka in je smer gibanja predmeta, ki se testira, vzporedna z osjo plošče. Ko obstaja kot med smerjo gibanja predmeta in zaznanim predmetom ter osjo potisne palice, se lahko uporabi valjček za zmanjšanje trenja ter izboljšanje občutljivosti in zanesljivosti zaznavanja.
Prihaja pomlad
Vzmet je ena od osrednjih komponent delovnega mehanizma vzmetnega končnega stikala, ki zagotavlja prožnost potisne palice. Ko zaznani predmet potisne potisno palico in končno stikalo deluje, sila vzmeti vrne vtičnico v prvotni položaj in jo pripravi za naslednjo sondo. Silo vzmeti je treba izbrati razumno glede na scenarij uporabe končnega stikala in stanje sile zaznanega predmeta. Če je sila premajhna, se potisni drog morda ne bo vrnil v normalni položaj. Če je pritisk previsok, bo subjekt težje potiskal potisno palico in vplival na občutljivost zaznavanja. Poleg tega bosta material vzmeti in postopek izdelave vplivala tudi na delovanje in življenjsko dobo vzmeti. Visokokakovostne vzmeti morajo imeti dobro elastičnost, odpornost proti utrujenosti in odpornost proti koroziji.
Mehanizem vzvoda (izbirno)
V nekaterih vzmetnih-mejnih stikalih je vzvodni mehanizem nastavljen za bolj zapletene funkcije zaznavanja in povečan delovni hod. Vzvodni mehanizem lahko poveča majhen premik zaznanega predmeta, tako da se hod potisne palice močno spremeni, s čimer se izboljša občutljivost zaznavanja končnega stikala. Zasnova vzvodnega mehanizma zahteva natančen izračun razmerja vzvoda in položaja oporne točke, da se zagotovi natančnost prenosnega razmerja in gladkost gibanja. Hkrati morata material in postopek izdelave vzvodnega mehanizma zagotavljati zadostno trdnost in togost, da se prepreči deformacija ali poškodba med dolgotrajno-uporabo.
Povezovalni sistem
Kontaktni podatki
Dotik je ključni del vzmetnega-končnega stikala. Izbira kontaktnega materiala neposredno vpliva na električno zmogljivost in življenjsko dobo končnega stikala. Pogosti kontaktni materiali so srebrove in bakrove zlitine. Srebrove zlitine imajo dobro električno prevodnost, toplotno prevodnost in odpornost proti obloku ter lahko enakomerno delujejo v visoko-obremenjenih tokokrogih s pogostimi preklapljanji. So pa razmeroma drage. Bakrove zlitine imajo prednosti nizkih stroškov in dobre zmogljivosti obdelave ter so primerne za aplikacije, kjer zahteve glede električne učinkovitosti niso izjemno visoke. Pri izbiri materiala kontakta je treba upoštevati delovno napetost, tok in preklopno frekvenco stikala z omejenim-položajem, da se zagotovi zanesljivo delovanje kontakta.
Kontaktni podatki
Kontaktne oblike vzmetno{0}}obremenjenih končnih stikal vključujejo predvsem normalno odpiralni kontakt (NO), normalno zapiralni kontakt (NC) in preklopne kontakte (CO). Ko končno stikalo ni vklopljeno, so normalno odprti kontakti v odprtem stanju. Ko zaznani predmet doseže prednastavljeni položaj in sproži delovanje končnega stikala, se kontakt zapre in poveže vezje. V nasprotju s tem so kontakti, ki so običajno zaprti, zaprti, ko se ne zaženejo, vezje pa se odpre, ko se zaženejo. Preklopni kontakti imajo skupno sponko, ki povezuje normalno odprte kontakte z normalno zaprtimi kontakti. Ko se sproži končno stikalo, se normalno odprti kontakti zaprejo in normalno zaprti kontakti vklopijo, s čimer se doseže pretvorba vezja. V skladu z različnimi nadzornimi zahtevami lahko izberemo omejeno-pozicijsko stikalo različnih kontaktnih obrazcev ali pa sprejmemo kombinacijo končnih stikal različnih kontaktnih obrazcev.
Kontaktni stres in možganska kap
Kontaktni tlak in čas potovanja sta pomembna parametra, ki vplivata na zanesljivost kontakta. Kontaktni tlak se nanaša na silo med kontaktnimi točkami, ko so kontaktne točke zaprte. Zadosten kontaktni tlak zagotavlja dober stik med kontakti, zmanjša kontaktni upor, minimizira nastajanje toplote in obloka ter izboljša življenjsko dobo in električno zmogljivost kontaktov. Pot dotika se nanaša na razdaljo, ki jo kontakt premakne iz odprtega v zaprto stanje in obratno. Razumen kontaktni hod lahko zagotovi, da je kontakt med postopkom preklopa mogoče popolnoma ločiti ali zanesljivo zapreti, s čimer se izognete oprijemu kontakta ali slabemu stiku.
Električna povezava
Sponke za ožičenje
Sponke za ožičenje so pomemben sestavni del povezovanja vzmetno-končnega stikala z zunanjim tokokrogom. Njegova kakovost neposredno vpliva na zanesljivost in varnost električnega priključka. Visoko{3}}kakovostni priključki za ožičenje morajo imeti dobro električno prevodnost, odpornost proti koroziji in mehansko trdnost ter morajo biti sposobni varno pritrditi žice, da preprečijo njihovo zrahljanje ali odpadanje. Običajni priključki za ožičenje so vijačni in vzmetni. Vijačni spoj-pritrdi žico z zategovanjem vijakov in je primeren za povezovanje žic z velikimi preseki. Vzmetni konektor sprejme silo vzmeti za vpenjanje žice, kar ima prednosti priročne povezave in je primerno za povezovanje žice z majhnim prerezom.
Izolacija
Izolacijski material električne povezave se uporablja za izolacijo vodnikov različnih potencialov in preprečevanje pojava kratkega stika in uhajanja. Izolacijski materiali morajo imeti dobro toplotno izolacijo, toplotno odpornost in mehansko trdnost ter lahko ohranijo stabilno izolacijo pri delovni napetosti in temperaturnem območju končnega stikala. Pogosti izolacijski materiali vključujejo plastiko in keramiko. Plastični izolacijski materiali so lahki, imajo dobro zmogljivost obdelave in se pogosto uporabljajo v splošnih industrijskih aplikacijah. Keramični izolacijski materiali imajo lastnosti dobre toplotne odpornosti in izolacije ter so primerni za aplikacije, ki zahtevajo visoko toplotno odpornost in toplotno izolacijo.
Mikro stikalo (osnovna komponenta)
Načela dela
Mikrostikalo je osrednja komponenta vzmetnega-končnega stikala. Je nekakšen elektromehanski pretvornik z visoko občutljivostjo in visoko zanesljivostjo. Ko je udarec izpostavljen sili, ki jo povzroča predmet, ki se preskuša, se sila prenese preko pogonskega mehanizma, pogonske palice mikro stikala, zaradi česar se pogonska palica premakne. Ko premik pogonske palice doseže določeno vrednost, se kontaktni sistem znotraj stikala preklopi in tako spremeni stanje vezja. Mikrostikala imajo zelo majhen čas potovanja, običajno nekaj desetink milimetra do nekaj milimetrov, zaradi česar so zelo občutljiva in se hitro odzovejo.
Parametri delovanja
Parametri delovanja mikro-stikala neposredno vplivajo na celotno delovanje vzmetno-končnega stikala. Skupni parametri delovanja vključujejo nazivno napetost, nazivni tok, delovno silo, odpornost, delovno pot in obnovitveno pot. Nazivna napetost in nazivni tok se nanašata na obseg napetosti in toka, pri katerem lahko mikrostikalo pravilno deluje. Ko izbiramo mikrostikalo, moramo izbrati parametre vezja, ki jih nadzira stikalo za omejen-položaj. Delovna sila in odpornost sta sili, potrebni za preklop in ponovno vzpostavitev kontakta mikro stikala. Tesno so povezani z vzmetno silo pogonskega mehanizma. Obratovalni hod in hod okrevanja se nanašata na razdaljo, ki jo premakne pogonska palica mikrostikala med delovanjem in okrevanjem. Te parametre je treba uskladiti z zasnovo pogonskega mehanizma, da se zagotovi zanesljivo delovanje končnega stikala.
Tesnilne komponente (primerne za visoke zahteve zaščite)
Tesnilni obroč
V nekaterih vzmetnih -mejnih stikalih z visokimi zahtevami glede stopnje zaščite so na voljo tesnilni obroči za izboljšanje tesnjenja ohišja. Tesnilni obroči so običajno izdelani iz elastičnih materialov, kot je guma, in nameščeni v spojih, priključkih za ožičenje in drugih delih ohišja. Z elastično deformacijo zapolnijo vrzeli, da preprečijo vstop zunanjih materialov, kot sta vlaga in prah. Material in oblika tesnilnih obročev se izbereta glede na različna okolja uporabe in mesto namestitve, da se zagotovi dober učinek tesnjenja in vzdržljivost.
Tesnilna masa
Poleg tesnilnega obroča je mogoče uporabiti tesnilno maso za nadaljnje izboljšanje tesnilne učinkovitosti končnega stikala. Tesnilna masa lahko zapolni majhne vrzeli, kjer obroča ni mogoče popolnoma zatesniti, in tvori neprekinjeno tesnilno plast, ki poveča sposobnost blokiranja zunanjih snovi. Tesnilna masa mora imeti dober oprijem, odpornost proti koroziji in staranju ter stabilno tesnjenje pri dolgotrajni-uporabi.
Zaključek:
Ključne komponente vzmetnega končnega stikala vključujejo ohišje, pogonski mehanizem, kontaktni sistem, električne povezave, mikro stikalo in tesnilne komponente (primerne za situacije z visokimi zahtevami glede zaščite). Vsak kos igra pomembno vlogo in deluje skupaj, da omogoči končnemu stikalu za zaznavanje položaja ali potovanja predmeta in preklop stanja vezja. Ko izbiramo in uporabljamo vzmetno{2}}končno stikalo, moramo v celoti razumeti delovanje in značilnosti teh ključnih komponent, jih izbrati in namestiti racionalno glede na posebne scenarije uporabe in zahteve ter izvajati redno vzdrževanje in preglede, da zagotovimo normalno in zanesljivo delovanje vzmetnega tipa končnega stikala ter zagotovimo močno jamstvo za stabilno delovanje industrijske avtomatizacije in mehanske opreme. Z razvojem industrijske tehnologije se ključne komponente vzmetnih-končnih stikal optimizirajo in izpopolnjujejo. V prihodnosti se bodo razvijali v smeri visoke natančnosti, zanesljivosti, majhnosti in inteligence, da bi zadostili spreminjajočim se zahtevam trga.
