Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
 
 


 

Эксплуатация электрооборудования / Электрические аппараты

 

Путевые и конечные выключатели


Конечные, путевые выключатели и микропереключатели относятся к датчикам пути и положения. Они кинематически связаны с рабочими механизмами и управляющим приводом в зависимости от пути, пройденного рабочим механизмом. Выключатель, ограничивающий ход рабочего механизма, называется конечным выключателем. Путевые выключатели могут координировать работу нескольких приводов, производя их пуск, останов, изменяя скорость в зависимости от положения, которое занимает механизм рабочей машины.

Путевые и конечные выключатели

Принцип действии путевых выключателей основан ни том, что их устанавливают на неподвижных частях рабочих органов в определенном положении, а движущиеся рабочие органы, на которых укреплены кулачки, достигнув заданного положения, воздействуют на датчики, вызывая их срабатывание.

Нажимной путевой выключатель

 Нажимной путевой выключатель

Рычажной путевой выключатель

Рычажной путевой выключатель

Нажимные выключатели выпускают в основном простого действия. Выключатель состоит из основания 1, штока 4, опирающегося на сферическую поверхность втулки 7, неподвижных контактов 6, несущей мостики подвижных контактов 5. Для более надежного включения подвижные контакты 5 и неподвижные 6 поджимаются пружиной 2. При воздействии усилия шток 4 перемещается, и контактные мостики переключают, т.е. отключают размыкающие контакты и включают замыкающие.

У выключателей моментного действия на клеммных основаниях 1 укреплены неподвижные контакты 2. Мостик подвижных контактов 6 смонтирован на рычаге 3. Подвижный (измерительный) рычаг 5 связан с поводком 10 не жестко, а через набор ленточных пружин 11 (во избежание отказа выключателя при поломке пружины). Планка 7 связана с рычагом 3. При его повороте шарик 8 под действием пружины 9 заставляет планку 7 мгновенно переключать контакты в момент освобождения ее защелкой 13. Контакты возвращаются в исходное положение под действием вилки 4 под любым углом в пределах 45о от оси выключателя.

Назначение и устройство конечных выключателей

Выпускается много типов конечных выключателей, различающихся по степени защиты от окружающей среды (открытые, пыле- и брызгозащищенные, водозащищенные и взрывозащищенные), по скорости размыкания контактов, габаритам, точности работы, конструктивному исполнению (выключатели с рычагом и роликом, с нажимным толкателем, штифтом и др.), значению коммутируемого тока и т. д.
На производственных механизмах наиболее широко применяют конечные выключатели следующих типов: крановые конечные выключатели КУ-700А (КУ-701А, КУ-703А, КУ-704А, КУ-70.6А); выключатели ВК-200Г, ВК-300Г; выключатели серий ВПК-1000, ВПК-2000, ВПК-4000, ВП62, взрывозащищенные конечные выключатели ВКМ-ВЗГ, ВПВ и др.
Для обеспечения точной остановки механизма конечный выключатель, подающий команду на замедление, электропривода, должен вносить минимальную погрешность, вызываемую разбросом в срабатывании, контактов аппарата. Причинами этой погрешности являются изменение температуры, влажности, смазки трущихся поверхностей и т. д.

Так как обычно точная остановка достигается предварительным переводом электродвигателя на пониженную частоту вращения, при выборе конечного выключателя для исключения замедленного разрыва цепи и повышения точности остановки следует отдавать предпочтение выключателям с моментным размыканием контактов.

Конечный выключатели ВК-200Г и ВК-300Г

Конечный выключатель ВК-300ГКонечный выключатель ВК-300Г

Конечные выключатели с моментным размыканием контактов ВК-200Г и ВК-300Г.

В корпусе установлены неподвижные контакты. Подвижные контакты укреплены на рычаге. Переключение контактов осуществляется поворотом приводного рычага, соединенного при помощи набора ленточных пружин с поводком. При повороте приводного рычага под действием усилия пружины, передаваемого на шарик, планка, жестко связанная с рычагом, мгновенно поворачивается в момент освобождения ее собачкой. При этом контакты выключателя переключаются.

Время переключения контактов равно 0,04 с даже при очень низкой скорости переключающего упора 10 мм/мин. Во всех исполнениях выключателей, кроме второго возврат контактов в исходное положение осуществляется пружиной.

Выключатель ВК-200Г имеет пыле- и брызгозащищенное исполнение, а выключатель ВК-300Г — водозащищенное исполнение.

Выключатели имеют один замыкающий и один размыкающий контакты. Корпус выключателя может быть установлен в любом положении. Рычаг с роликом может быть установлен под любым углом. Рабочий угол поворота рычага равен 12±2°, полный ход может составлять 22°. Свободный дополнительный ход служит для защиты от поломок. Скорость движения механизма не должна превышать 30 м/мин. В исходном положении рычаг с роликом устанавливают под углом 45° к оси корпуса выключателя при скорости механизма до 15 м/мин и под углом 55° при скорости более 15 м/мин.

Неточность срабатывания выключателя, характеризуемая наибольшим отклонением пластины от среднего положения в момент переключения, равна ±0,2 мм. Среднее положение пластины в момент срабатывания конечного выключателя определяется в результате большого числа опытов.

Необходимо иметь в виду, что конечные выключатели ВК-200Г и ВК-300Г, выполненные с обычным роликом, являются аппаратами одностороннего действия (переключение производится при нажатии на выключатель с одной определенной стороны). Когда выключатель фиксирует не крайние, а промежуточное положение механизма и возможно движение переключающей пластины с разных сторон, нужно устанавливать конечный выключатель со срезанным роликом.

При движении пластины в обратном направлении ролик поворачивается вокруг своей оси, а рычаг остается неподвижным: после прохода пластины ролик под действием пружины поворачивается в исходное положение. Можно также использовать выключатель с двумя роликами (исполнение 2).

Для повышения надежности выключателей ВК-200Г и ВК-300Г рекомендуется их контакты, работающие в индуктивных цепях постоянного тока 110 и 220 В, шунтировать искрогасительной RC-цепъю. Для цепи. 110 В используют резистор 0,8 Ом, 5 Вт и конденсатор 0,5 мкФ, 1000 В; а в цепи 220 В — резистор 1 Ом, 5 Вт и конденсатор 0,25 мкФ, 1500 В.

Выключатели ВК-200Г и ВК-300Г допускают до 1200 срабатываний в час.

Конечные выключатели КУ-700А

Конечные выключатели серии КУ-700А, первоначально разработанные для кранов, имеют мощные контакты, надежно и с высокой точностью отключающие токи катушек контакторов при достаточно низких скоростях механизмов. Они выпускаются в следующих исполнениях: КУ-701А, КУ-763А, КУ-704А и КУ-706А.

Максимальная скорость механизма равна 150 м/мин для КУ-701А, 100 м/мин для КУ-704А и 300 м/мин для КУ-706А. Для КУ-703А предельная скорость движения не ограничивается.

Выключатели применяют в схемах управления для ограничения линейного передвижения механизмов: КУ-701А — при небольших значениях выбега, КУ-704А, КУ-706А - с любым выбегом, КУ-703А ограничивают ход механизмов подъема.

Органом воздействия на привод выключателей служит: для КУ-701А, КУ-706А—ограничительная 70 линейка механизма, для КУ-704А — штырь, для КУ-703А — полка, укрепленная на траверсе крюка крана, которая поднимает или опускает груз приводного рычага выключателя.

Основным типом является конечный выключатель КУ-701А. Он может быть установлен в любом положении; рычаг с роликом может устанавливаться под углом 90 и 180° по отношению к нормальному положению. В отличие от ВК-200Г и ВК-300Г рычаг выключателя КУ-701А имеет три положения, КУ-701А является аппаратом двустороннего действия.

Конструкция конечного выключателя КУ-701А Конструкция конечного выключателя КУ-701А

На рисунке показан разрез выключателя (без приводного рычага с роликом). Внутри корпуса закреплены блок кулачковых элементов, кулачковый барабан и фиксирующее устройство.

Блок кулачковых элементов состоит из основания, на котором укреплены контактные болты с неподвижными контактами и два рычага с контактными мостиками. Пружины рычагов с помощью пластин удерживают в замкнутом положении контакты мостика с контактами болтов. При повороте кулачкового барабана выступ кулачковой шайбы нажимает на выступ рычага и контакты размыкаются. Кулачковый барабан имеет вал, на котором жестко закреплен приводной рычаг. В кулачковом барабане есть фигурная пластина (храповик), на которую воздействует фиксирующий механизм, удерживая барабан, а одновременно привод в том или ином рабочем положении.

Исследования конечных выключателей серии КУ-700А. показали высокую точность их работы. При скоростях движения механизма выше 1 м/с заметных погрешностей не наблюдалось.

Конечные выключатели ВПК-1000, ВПК-2000 и ВПК-4000

Конечные выключатели серий ВПК-1000, ВПК-2000 и ВПК-4000 нашли применение в машиностроении. Они отличаются большим разнообразием конструктивных исполнений. Привод может быть выполнен в виде толкателя, толкателя с роликом, рычага с роликом и т. д. Некоторые типы выключателей изготовляются с селективным приводом, реагирующим на движение переключающей пластины лишь в одном направлении.

Конечный выключатель ВПК-1000 содержит встроенный микровыключатель типа МП-110 и может работать в цепях переменного тока до 380 В и постоянного тока до 220 В. Выключатель имеет один замыкающий и один размыкающий контакты. Рабочий ход в исполнении с толкателем равен 2,4 мм, дополнительный ход 5 мм. В исполнении с рычагом и роликом эти показатели равны соответственно 15±5° и 25°. Корпус выключателя защищен от проникновения пыли и брызг воды.

Конечные выключатели серии ВПК-2000 — прямого действия. Погрешность срабатывания по пути перемещения механизма при скорости 20 мм/мин составляет ±0,3 мм для исполнения привода в виде рычага с роликом и + 0,1 мм для исполнения с толкателем. Выключатель имеет один замыкающий и один размыкающий контакты. Корпус пылеводонепроницаемый, маслостойкий.

Конечные выключатели серии ВПК-4000 имеют до четырех контактов в любой комбинации, которые могут работать в цепях переменного тока до 660 В и постоянного тока до 440 В. Контактная система — прямого действия с двойным разрывом цепи. Минимальные ток и напряжение, при которых надежно работает контактная система, равны 0,05 А и 12 В. Погрешность срабатывания по пути равна ±0,1 мм. Корпус выполняется в водозащищенном и других исполнениях.

Взрывозащищенные конечные выключатели ВКМ-ВЗГ и ВПВ

Малогабаритные взрывозащищенные конечные выключатели ВКМ-ВЗГ содержат встроенный микропереключатель с моментным размыканием контактов. Выключатель предназначен для работы в цепях 380 В. 50 Гц и 220 В постоянного тока. Номинальный ток контактов 2,5 А.

Приводное устройство выполняется в виде рычага, с роликом или толкателя. Рабочий ход штока 1 - 2 мм, дополнительный ход после срабатывания 4 мм.

Конечный выключатель ВПВ имеет аналогичные конструкции приводных устройств, содержит два — четыре контакта моментного переключения. Время срабатывания оавно 0,04 с.

Погрешности по пути конечных выключателей ВКМ-РЗГ и ВПВ примерно равны погрешностям выключателей ВПК-2000 и ВПК-4000.

Описанные конечные выключатели получили широкое распространение. Они являются простыми и дешевыми аппаратами; точность некоторых из них достаточно высока. Однако эти аппараты имеют ряд существенных недостатков. Для них характерны относительно невысокая предельная скорость механизма, ограниченный срок службы из-за износа механической части и электрической эрозии контактов, ограниченные быстродействие и допустимая частота включений. Кроме того, эти аппараты являются источниками шума и радиопомех, требуют периодической регулировки. Поэтому в схемах управления механизмами все чаще применяют бесконтактные датчики положения механизмов и командоаппараты, но об этом читайте в следующей статье - Бесконтактные путевые выключатели