Nashidvery.ru

Наши Двери
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Концевые выключатели. Конструкция, виды, сфера применения

Концевые выключатели. Конструкция, виды, сфера применения

Концевые выключатели

Автоматическое управление электрооборудованием применяется в промышленности, быту, конструкции автомобилей. Для реализации задачи используются различные технические средства. Зачастую в роли переключающего устройства выступают концевые выключатели. Изделия отвечают за включение и выключение, в том числе связанные с защитой механизмов и взаимодействующих с ними людей.

Концевой выключатель – это электромеханическое изделие, размыкающее и замыкающее рабочую цепь при определенных условиях, например, при заданном положении управляемого устройства. Концевой выключатель выполняет практически те же самые функции, что и простой выключатель, только для его срабатывания не требуется нажатия на кнопку.

image

image

image

image

image

Конструкция концевого выключателя

Виды концевых выключателей

Концевые выключатели различаются по способу взаимодействия с управляемым оборудованием. Так, для срабатывания механических моделей нужно непосредственное давление на рычаг или колесико, а для бесконтактных достаточно, например, взаимодействия с магнитным полем.

В механических концевых выключателях к размыканию или замыканию контактов приводит физическое воздействие на особые части конструкции — ролики, кнопки, рычажки или поплавки. После изменения положения контактов концевик направляет на механизм управляющий или предупредительный сигнал. Помимо механических изделий стандартных размеров, встречаются микровыключатели. Основываясь на том же принципе работы, такие устройства имеют небольшие габариты. Они рассчитаны на малые токи, рабочий ход также небольшой. Чтобы его увеличить, применяется конструкция с использованием дополнительного рычага и ролика. В любом случае, миниатюрные изделия требуют особенно тщательной настройки.

Бесконтактные концевики – это усовершенствованная версия механических прародителей. В конструкции нет движущихся частей, но есть чувствительный элемент и анализатор сигнала. В основе лежит специальный транзисторный ключ. Поскольку трения и движения деталей нет, надежность устройств высока. Изделия данного вида делятся на несколько подвидов.

Индуктивные выключатели отвечают на приближение и отдаление объекта. Входящая в конструкцию катушка индуктивности взаимодействует с материалом, изменяющим ее магнитное поле, при этом происходит активация датчика.

Емкостные концевики реагируют на определенные предметы, проводящие ток или обладающие диэлектрическими свойствами. Чем ближе объект к устройству, тем выше емкость конденсатора и больше амплитуда колебаний, вырабатываемых генератором. Как только показатели достигают заданного значения, выключатель срабатывает. По сравнению с индуктивными моделями, емкостные менее чувствительны к внешним воздействиям. Они не реагируют на влажность воздуха и изменение плотности.

Кварцевые излучатели ультразвуковых концевых выключателей создают импульсные волны, которые меняются при движении объектов в радиусе действия концевиков. Зафиксировав изменения, устройство подает на оборудование сигнал.

Магнитные модели оснащены ферромагнитными контактами, меняющими свое положение под воздействием постоянного магнитного поля. Внутренние части герконов помещают в стеклянный или пластиковый корпус. Благодаря простоте устройства, магнитные выключатели имеют компактные размеры.

Функционирование оптических концевых выключателей основано на прерывании светового луча объектами, попадающим в зону действия. Кроме того, устройства способны реагировать на отраженный свет. Оптические модели обладают большим радиусом действия – до 150 метров.

Сфера применения концевых выключателей

Концевые выключатели активно используются в быту и промышленности. Малые размеры микровыключателей позволяют применять их в бытовых приборах и электронике. На основе бесконтактных моделей создают датчики уровня. Они реагируют на наполнение емкостей жидкостями и сыпучими продуктами, прекращая их подачу. По выполняемой функции концевики делятся на защитные и функциональные.

Защитные устройства предохраняют управляемое оборудование от повреждения, а также обеспечивают безопасность использующих его людей. Так, в лифтах и подъемниках выключатели препятствуют движению, пока двери не закроются.

Функциональные концевики отвечают за регулярное включение и выключение оборудования. Например, они могут зажигать свет при открывании двери. Кстати, именно так работает освещение в холодильниках.

Читайте так же:
Выключатель автоматический а3716 630а

Концевой выключатель

Концевой выключатель

Концевой выключатель – электронный механизм, монтируемый в приборы и отвечающий за выключение или включение различных функций. Чаще всего применяются для остановки или выключения аппарата при достижении конкретных условий. Еще одной функцией является защита от поломок и предотвращение их. Может использоваться данный электромеханизм и как датчик. Устроен он как обычный включатель, только автоматический.

Все они состоят из корпуса, контактов и части, отвечающей за включение-выключение (у каждого вида КВ своя). Существует несколько видов:

  • механические, электроконтакты замыкаются физически, подвижной частью в составе концевика;
  • бесконтактные, смыкаются, когда приближается металлический или другой предмет (зависит от настроек);
  • магнитные, воздействие происходит за счет магнитов, «герконов».

Бесконтактные бывают индукционными, ультразвуковыми, оптическими. Чаще применяются именно как датчики, например, освещения. Такие аппараты лучше защищены от внешнего воздействия, однако также есть минусы при их эксплуатации. Свет для оптических, среда и влажность для ультразвуковых, очертания и размеры предметов для всех. Настройка требует точности, знаний.

Магнитные стали постепенно наращивать популярность относительно механических моделей. Из-за того, что нет физического соприкосновения, размер получилось уменьшить. Они хорошо показали себя в разных условиях, даже уличных, поэтому их часто применяют в конструкциях ворот, а также сигнализациях.

Рассмотрим принцип действия механического концевого выключателя подробнее, так как в домашних ЧПУ-станках, 3В-принтерах и граверах они применяются повсеместно. Разделяют электроприборы по движущейся части:

  • роликовые
  • рычажные
  • кнопочные
  • поплавочные

Миниатюрный концевой выключатель

Микровыключатель устроен так же, как его большой собрат. Разница в том, что он питается малым током и небольшим рабочим ходом рычажков, кнопок, роликов. Установка, регулирование требует точности. Функционирование заключается в том, что нажимая на рычажок, электрическая цепочка, за которую отвечает конкретный концевик, замыкается-размыкается. Создается сигнал, предупреждающий о неполадках, или отключающий шаговик.

Микровыключатель может продаваться отдельно, может уже быть встроен в небольшую плату. Имеется три контакта-провода: COM, N0 («ноль»), NC. COM и NC сомкнуты, при замыкании – размыкаются, а замыкаются COM и NO. Задать возможно разные параметры: если они размыкаются, то цепь замыкается и подается сигнал, или они смыкаются, а цепочка размыкается. На плате есть индикатор, по которому можно проверить работу устройства.

Габариты миниатюрных концевых выключателей позволяют эксплуатировать их на движущих осях принтеров и граверов. Их удобно крепить и подключать, так как у них всего три провода. Количество их в Arduino ограничено, однако есть хитрости, которые позволяют подсоединить нужное число. На каждую ось лучше ставить по две штуки, в предельных точках станка. То есть для 3D-принтера необходимо шесть концевиков, для фрезера – четыре. Количество определяется подвижными направлениями. Питать их лучше от отдельного элемента, потому что при случайном замыкании цепи может сгореть контроллер.

Схема установки простая, но требует знания определенных моментов. В первую очередь, контроллер должен поддерживать такие запчасти. Концевик встраивается в разрыв цепочки идущей от блока питания к плате. При срабатывании он размыкает цепь, шаговик останавливается. Для того, что бы все срабатывало правильно, и не было ложных остановок, следует использовать резистор. Преимущество этого варианта – всего два провода.

Можно без резистора, однако, провод соединения в этом случае будет как антенна и может давать сигнал при каждом соприкосновении с ним. В этом случае придется выводить уже три провода, что неудобно, если кнопка находится далеко. Следует «ноль» держать всегда запитанным, а при включении кнопки будет включаться контакт на плюс и срабатывать. Применение резистора на 1 кОм более обоснованно, так как имеет лучшие отзывы по работе. Это схема для подключения одного КВ на каждую ось. Если есть желание подключить концевые выключатели по два, то следует включить второй в схему параллельно с первым. Однако, это работает только с механическими моделями.

Читайте так же:
Автоматический выключатель c60n артикул

Настройка программного обеспечения не отличается от прописывания программ для других датчиков и зависит от версии GRBL, установленной на вашем компьютере. Есть строки, в которые уже забита возможность прописать концевики. Возникновение ошибок при подключении к плате, которые не дают стабильного отклика, не избежать на первоначальных этапах, поэтому нужно внимательно подходить к установке таких деталей. Изучение схем, которых достаточно в Интернете, позволит сделать это правильно. Для подключения к Arduino потребуются стандартные провода-«джамперы», источник питания, несколько резисторов, крепления, подходящие для каждого направления.

В 3D-принтере полезно использовать такие детали, потому что по ним можно откалибровать станок. В лазерном гравере или во фрезере он больше используется как ограничитель движения. Концевые механические выключатели предохраняют двигатели от перегревания, когда дойдя до крайней точки, станок продолжает выжигать или резать на одном месте, а также ремни от разрыва и весь прибор от поломок. С учетом невысокой цены, простоты применения, неоспоримой пользы не стоит пренебрегать такими запчастями.

Есть ли концевой выключатель

В большинстве схем автоматизации и цепей управления применяются концевые выключатели — это аппарат для коммутации электрической цепи посредством воздействия исполнительного механизма на него. Иногда их называют путевыми выключателями. Их применяют в устройствах автоматического электропривода, системах охранной сигнализации и прочих устройства. Типовое применение мы рассмотрим в этой статье, начнем от простого к сложному.

Массовое применение концевых выключателей в автомобилях

Я решил начать статью с того, что встречалось большинству обывателей. Если с токарными станками, лифтами и грузоподъемными кранами работают немногие, то с автомобилями сталкивались все.

Первое что приходит в голову это концевой выключатель, сигнализирующий об открытой двери. В классических отечественных автомобилях он использовался для включения салонного освещения (потолочного плафона). В автомобилях семейства ВАЗ Самара или Жигули концевой выключатель расположен в дверной стойке и разрывал цепь плафона.

Один из контактов соединен с массой (минусовая клемма), ко второму подключен провод от светильника. Цепь выглядит так: плюс аккумулятора через предохранитель подключается к лампе, второй контакт лампы идет на концевик.

Когда дверь открыта контакты выключателя замкнуты, лампочка горит, торцевая часть закрытой двери прилегая к стойке нажимает на толкатель концевика контакты размыкаются, и свет гаснет.

В автомобилях УАЗ семейства Патриот концевик имеет другую конструкцию. Его выводы изолированы от массы и размыкают цепь плюса. В современных иномарках на концевик двери возложено больше задач, например запрет включения положения «Drive» АКПП. Он может располагаться не в дверной стойке, а в самой двери за дверной картой, совмещенно с приводом замка.

Еще одна цепь которая управляется таким же способом — цепь стоп-сигнала. И на автомобилях и на мотоциклах на концевик воздействует рычаг или педаль тормоза после чего зажигается вторая спираль лампы задних фонарей.

Кроме того они встречаются в схемах управления центральным замком (в корпусе соленоида-привода замка, который обычно установлен в водительской двери или обоих передних дверях), лампа освещения подкапотного пространства и багажного отделения.

Читайте так же:
Герконовый выключатель как работает

Использование для управления автоматизированным электроприводом

Это самая широкая сфера применения путевых выключателей. Их вводят чтобы избежать заклинивания привода и поломки редукторов и подобных, это нужно для избежания аварийных ситуаций, рассмотрим примеры.

В принципе основных вариантов использования два. Первый: концевой выключатель нормально-замкнутыми контактами включении в цепь катушки контактора или магнитного пускателя. При срабатывании катушка обестачивается, пускатель размыкается отключая двигатель.

Второй: концевиков несколько, сначала срабатывает тот который дает сигнал на замедление двигателя, будь то переключение обмоток многоскоростного двигателя, введение балласта машин постоянного тока, или на цепь управления частотным приводом, а следом срабатывает выключатель, который дает сигнал на полное отключение двигателя.

В токарных станках они используются для остановки привода перемещения резца. В лифте с их помощью включается цепь подъема на нужный этаж, при его срабатывании лифт останавливается. А в крановых механизмах для остановки механизма подъема груза, перемещения кабины и балки.

На кран-балках, консольных и мостовых кранах если двигатель не остановить балка врежется в стену и/или съедет с рельс. Для этого с обоих сторон по направлению продольного перемещения (вперед и назад) установлены путевые выключатели, а на стенах или крайних точках рельс стоят ограничительные штанги (обычные металлическое уголки, трубы и подобное).

При приближении к концу рельсы рычаг или толкатель путевого выключателя сталкивается со штангой и цепь катушки контактора отвечающего за движение в этом направлении размыкается (подключена через нормально-замкнутую пару контактов) кран останавливается. При этом цепь пуска двигателя в обратном направлении замкнута и может быть включена с пульта управления.

При повторной попытке включения движения в ту же сторону — контактор не включится, так как цепь катушки разомкнута путевым выключателем.

Частая неисправность заключается не в проблеме с контактами, как могло показаться, а в механическом заклинивании рычага, когда он не возвращается в нормальное положение. В промышленных цехах много вредных факторов типа пыли, влажности и прочих. В случае сгорания контактов — движение в одну из сторон станет не возможным до устранения неисправности.

Такие же выключатели стоят и в схемах ограничения подъема груза. Вот это изображен на картинке.

В принципе аналогичная схема используется и в системах управления лифтов, токарных станков и прочего.

Устройство промышленных путевых выключателей

В зависимости от рода механизмов и условий в которых может работать путевой выключатель корпус может быть взрывозащищенным или иметь влагозащиту. При переключении контактов может возникать искрение или небольшие дуги. Ток коммутируемый концевым выключателем КУ-701 достигает 10 Ампер.

Контакты приводятся в движение штангой или рычагом, на конце которой часто расположено колесо. Оно нужно для корректного срабатывания и предохранения механизма от скола и поломки от удара об ограничитель. Штанга же, в свою очередь, возвращается в нормальное положение ленточной пружиной или пружиной другого вида.

Обычно в путевых выключателях есть две пары контактов:

  • Нормально-закрытые;
  • Нормально-открытые.

Это нужно для реализации разных схем и дополнительных функций и индикаций.

Блоки концевых контактов и их применение

Блок контактов — это устройство для управления автоматизированными задвижками. Такие задвижки устанавливаются на магистральных трубопроводах большого диаметра и удаленных узлов труб произвольного диаметра.

В своем корпусе содержит целый ряд микровыключателей, редуктор, кулачковый вал, устройства для настройки (метки и т.п.). Такой аппарат управляет задвижкой, по принципу похожему на лифт. В зависимости от степени открытия вентиля кулачковый вал нажимает на толкатели микровыключателей.

Читайте так же:
Автоматический выключатель дифференциального тока дифавтомат авдт

Набор мировыключателей нужен чтобы реализовать сигнализацию крайних положений и управляющие сигналы (по 2 пары на положение). Вал задвижки может вращаться много оборотов.

Это сделано чтобы снизить усилия прикладываемые машинистом в случае ручного перекрытия или открытия задвижки. Вал вращается хоть руками, хоть электродвигателем через понижающий редуктор.

В корпусе блока концевых выключателей тоже есть редуктор, он нужен для передачи вращения на кулачковый механизм, таким образом уравнивается количество оборотов задвижки и количество оборотов нужное для срабатывания конкретного микровыключателя.

При этом такие блоки не универсальны, нужно подбирать по передаточным числам редуктора под конкретную задвижку с ее числом оборотов. Основной процедурой по обслуживание является так называемая «выставка концевых выключателей».

Выставляются они путем подбора положения вала задвижки и кулачкового вала в одном из крайних положений. Особо важно при этом сделать так, чтобы задвижка выключалась не в крайнем положении, а с запасом, не доходя до него. Это нужно чтобы двигатель наверняка остановился и не порвал механическую часть.

Использование в устройствах сигнализации

Концевые выключатели могут быть использованы как сигнализатор открытой двери, как это делают в автомобиле. Такие датчики устанавливают на дверях помещений, окнах, шкафов и ящиков для охранных целей и для автоматического включения света, например. При этом в охранных комплексах активно используются герконы — аналог концевого выключателя который реагирует на магнитное.

В промышленных кранах концевые стоят на дверях кабины крановщика, люках подъема на верхнюю площадку, например при обслуживании панелей управления и силовых модулей. При открытом люке или двери цепь пуска силовых контакторов разомкнуться и случайный пуск невозможен. Ниже схема такой установки, в верхней части справа буквами КД и КЛ обозначены концевые двери и люка в виде нормально замкнутых контактов.

Заключение

Концевые выключатели используются повсеместно и электромонтеру крайне важно разбираться в их устройстве, назначении контактов и разновидностях. Не всегда есть возможность заменить вышедший из строя концевик аналогичным, приходится подбирать подобный, поэтому нужно понимать для чего предназначены его контакты.

Эти знания пригодятся всем людям занятым в сфере ремонта и обслуживания электрических и электронных устройств, как бы странно это не звучало, но они используются даже в ноутбуках как датчик закрытия крышки.

Ранее ЭлектроВести писали, что в России на Калининской АЭС было отключено от сети три энергоблока из четырех. Представитель концерна «Росэнергоатом» сказал, что остановка была вызвана отключением одного из трансформаторов тока.

Виды концевых выключателей и принцип их работы

Виды концевых выключателей и принцип их работы

В автоматике ворот неотъемлемым элементов являются концевые выключатели. Они представляют собой устройство, предназначенное для подачи сигналов в момент перемещения движущегося элемента (то есть створок ворот) в крайнее допустимое положение. Основная функция концевых выключателей в автоматических воротах – осуществление контроля за передвижением устройств и всех механизмов.

Конструктивные особенности и принцип работы концевых выключателей

Главное в устройстве – надежный и прочный корпус, так как ему предстоит выдерживать огромные механические нагрузки. Конструкция концевого выключателя состоит из корпуса с крышкой, головки и контактных элементов. Корпус изготавливается, как правило, из высокопрочного сплава – алюминия с кремнием. Для автоматических ворот с небольшим весом створок, используемых в быту, а не в промышленных условиях, подойдет небольшое устройство с пластиковым корпусом.

Читайте так же:
Выключатель высота монтажа от пола

Существует два основных типа концевых выключателей для автоматических ворот: электромагнитные или механические.

Механические концевые выключатели

Устройства механического типа представляет собой распространенный тип оборудования как в быту, так и в производственной сфере. В корпусе находятся контакты, а схема их расположения нанесена снаружи. Чаще всего используются парные контакты – открытый с закрытым, гораздо реже встречается одинарный выключатель.

Два предусмотренных в конструкции контакта позволяют выбрать схему для переключения режима работы устройства. Принцип действия основан на том, что концевой выключатель должен сработать в тот момент, когда створка ворот наезжает на колесико и перемещает его вниз вместе со стержневым элементом. Стержень, в свою очередь, предназначен для разъединения сомкнутых контактов, в результате чего устройство обесточивается, и движение ворот прекращается. Кроме того, стержень может привести в действие нижние контактные элементы, что позволит автоматически включить освещение или сигнализационную систему.

Механические устройства нуждаются в регулярной проверке, чтобы не возникало сбоев в работе автоматики и настройках оборудования.

Концевые выключатели электромагнитного типа

Устройство основано на бесконтактном принципе действия. В момент приближения магнитного элемента к контактам они замыкаются или размыкаются. Концевой выключатель такого типа достаточно надежен и отличается компактностью, благодаря чему получил широкое распространение в использовании в автоматике ворот. Герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) используется в паре с магнитом, они находятся в пластиковом корпусе и зафиксированы на двух частях: магнит – на подвижной, геркон – на неподвижной. Датчик с магнитом в режиме закрытых створок ворот находятся в связи, и контакты замкнуты. В момент открывания двери происходит разрыв связи и размыкание контактов.

Устройство работает с небольшой силой тока, подключаясь к электрической цепи.

Концевые выключатели индуктивного типа

Такие устройства очень популярны в автоматических воротах. Как только рядом с установленным датчиком появляется металлический объект, происходит резкое повышение индуктивного сопротивления в дроссельной обмотке. Это приводит к снижению тока в реле, в результате чего оно отключается. Контакты в силовой цепи также размыкаются. В отличие от электромагнитных устройств, здесь датчик реагирует исключительно на металл. В таких устройствах также можно подключить осветительные приборы, так как сила тока достаточна для их работы.

Современная автоматика и компьютерные разработки позволили внедрить в процесс управления автоматическими воротами удобную схему. Так, управлять можно непосредственно с помощью выносных пультов или же подсоединить радиоуправляемые модули. Нажатие одной из трех кнопок – «открытие», «закрытие» или «стоп» приводит к тому или иному положение ворот, а на специальной панели управления отображается индикация положений, в которых находятся концевые выключатели. В тот момент, когда створка ворот перемещена до крайнего положения, то есть когда контакты замкнулись, загорается светодиод.

Для корректной работы концевых выключателей важно выполнить правильный монтаж. Устройства крепятся с помощью нескольких болтов к зубчатой рейке. Необходимо следить за максимальной точностью во время установки. При слишком отдаленном расположении концевика есть вероятность, что механизм до ролика не достанет (в механических системах), а при слишком близком расположении его просто раздавит.

При установке магнитных выключателей важно правильно определить полярность и расположить магниты. Настройку выполняют примерно на расстоянии одного метра. Если привод конструкции ворот останавливается при приближении к концевику, то расположение магнитов верное. В противном случае их меняют местами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector