电工培训课件之限位开关知识.docx

■限位开关的概念
限位开关，指为保护内置微动开关免受外力、水、油、气体和尘埃等的损害，而组装在外壳内的开关，尤其适用于对机械强度和环境适应性有特殊要求的地方。
形状大致分为横向型、竖向型和复合型。下图表示典型的竖向型限位开关的构造。限位开关大致上是由五个构成要素组成的。

■内置微动开关驱动机构
对于限位开关来说，微动开关的驱动机构是与密封性能和动作特性直接相关的重要部分。其构造分为三类，如下表所示。
（1）活塞型
根据密封方法不同，有表中的A型和B型2个种类。A型是用O型环或薄膜密封的，由于密封橡胶没有外露，在抵制工作机械的切割碎屑方面功能较强大，但其反面影响是，有可能会将砂子切割粉末等压入活塞的滑动面。B型虽然不会把砂子、切割粉末等压入，且密封性能优于A型，但由于炽热的切割碎屑飞溅过来，有可能会损坏橡胶帽。因此，要根据使用场所的不同选用A型或B型。而柱塞型仍然通过柱塞的往复运动压缩或吸进空气。为此，如果长时间将柱塞压入，限位开关内的压缩空气逸失，内部压力将与大气压相同，即使急于让柱塞复位，柱塞却有迟缓复位的倾向。为了避免发生这种故障，设计时，根据柱塞的压入将空气的压缩量控制在限位开关内部全部空气量的20％以内。另外，为了延长微动开关的寿命，在这一构造内部设置了一个OT吸收机构，该 OT吸收机构采用OT吸收弹簧，用以吸收残余的柱塞的行程。该机构相对于柱塞的运动，在中途停止按压微动开关辅助柱塞的行程。
（2）铰链摆杆型
在摆杆端部（滚珠），柱塞的行程量根据摆杆的比例扩大，因此，一般不使用OT吸收机构。
（3）旋转摆杆型
举一个典型的示例，来示例WL的构造，但除此之外，还有两个类型：将复位柱塞的功能赋予柱塞的类型；通过线圈弹簧获取复位力、用凸轮带动辅助柱塞的类型。

■开关的构成材料
开关的主要部分是由下列材料构成的
零件
材料
材料记号
特征
接点
金
Au
抗腐蚀性非常优越，用于微小负载。因为其质地较柔软（维氏硬度HV25～65），因此较易黏着（接点黏着），并且在接点接触力较大的情况下接点容易凹陷。
金、银合金
AuAg
90％金、10％银的合金抗腐蚀性非常优越，硬度为HV30～90，比金高，因此广泛用于微小负载用开关。
白金、金、银合金
PGS
69％金、25％银、6％白金的合金抗腐蚀性非常优越，硬度也与金银合金相同，广泛用于微小负载用开关。称为作“1号合金”。
银、钯合金
AgPd
抗腐蚀性较好，但较易吸附有机气体生成聚合物。50％银、50％钯的情况下，硬度为HV100 ～200。
银
Ag
导电率、热传导率在金属中是最大的。虽然表现出较低的接触电阻，但其缺点是，在硫化气体的环境中较易生成硫化膜，在微小负载区域较易产生接触不良。硬度为HV25～45。多用于一般负载用开关。
银、镍合金
AgNi
90％银、10％镍的银、镍合金导电率与银接近，在抗电弧、抗熔化方面表现优良。硬度为 HV65～115。
银、铟、锡合金
AgInSn
硬度、熔点较高，抗电弧性优越，不易熔化或转移。
可动弹簧、可动片
弹簧用磷青铜
C5210
压延性、抗疲劳性及抗腐蚀性优良。已进行退火处理。如果弹簧临界值（Kb0.075）C5210-H 为40kgf/mm2以上、C5210-EH为47kgf/mm2以上，较低，广泛用于小型微动开关的可动片。
用于弹簧用铍铜
（时效硬化处理型）
C1700 C1720
压延加工后进行时效硬化处理。导电率较高，并且进行硬化处理后，如果弹簧临界值（Kb0.075）C1700-H在90kgf/mm2以上、C1720-H在47kgf/mm2以上，非常高，用于弹簧临界值必须为较高的微动开关。
弹簧用铍铜（mill-hardend材料）
C1700-□M C1720-□M
出厂时，材料厂商已进行过时效硬化处理（称为密尔哈敦材料），零件加工后（压延）无需进行时效硬化处理。如果弹簧临界值（Kb0.075）在65kgf/mm2以上（参考值），就会比弹簧用磷青铜高，广泛用于小型微动开关的可动弹簧。
弹簧用不锈钢（奥氏体系列）
SUS301-CSP SUS304-CSP
抗腐蚀性优良。临界值（Kb0.075）SUS301-CSP-H在50kgf/mm2以上、SUS304-CSP-H在40kgf/mm2以上。
外壳、保护帽
苯酚树脂
PF
热硬化性树脂。广泛用于微动开关的外壳材料。UL温度指数为150℃，UL阻燃级别在94V-1 以上，吸水率为0.1～0.3％。微动开关多使用无氨材料。
PBT树脂
PBTP
热可塑性树脂。玻璃纤维强化型多用于微动开关的外壳材料。UL温度指数为130℃，UL阻燃级别在94V-1以上，吸水率为0.07～0.1。
PBT树脂
PETP
热可塑性树脂。玻璃纤维强化型用于微动开关的外壳材料。UL温度指数为130℃，UL阻燃级别在94V-1以上，吸水率为0.07～0.1。
聚酰胺（尼龙树脂
PA
热可塑性树脂。与PBT和PET相比，玻璃纤维强化型的耐热性较好。由于吸水率较高，因此请尽量选用吸水率较低的品种。UL温度指数为180℃，UL阻燃级别在94V-1以上，吸水率为0.2 ～1.2。
聚苯硫醚
PPS
热可塑性树脂。与PA相比，其耐热性更为优越。UL温度指数为200℃，UL阻燃级别在94V-1 以上，吸水率为0.1。
开关盒
铝（铸件）
ADC
多用于限位开关的开关（箱）盒的材料。JIS H5302中有标准。
锌（铸件）
ZDC
与铝铸件相比，适用于较薄的部位，抗腐蚀性也比铝铸件优越。JIS H5301中有标准。
密封橡胶
丁腈橡胶
NBR
耐油性优良，广泛应用于限位开关。根据结合腈的量将腈的等级分为5类，即极高（43％以上）、高（36～42％）、中高（31～35％）、低（24％以下），耐油性、耐热型、耐寒性稍有不同。使用温度范围为－40～130℃。
硅胶
SIR
耐热型、耐寒性优良，使用温度范围为－70～280℃，但耐油性较差。
氟化胶
FRM
与腈丁二烯、硅胶相比，耐热型、耐寒性、耐油性优良，但在耐油性方面根据油的成分不同有时会比腈丁二烯还差。
氯丁二烯橡胶
CR
耐臭氧性、耐气候性较好。广泛应用于对耐气候性有特殊要求的微动开关。