限位開關(guān)

簡介
 

　　限位開關(guān)就是用以限定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)極限位置的電氣開關(guān)。限位開關(guān)有接觸式的和非接觸式的。接觸式的比較直觀，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件上，安裝上行程開關(guān)，與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固定點(diǎn)上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置。當(dāng)行程開關(guān)的機(jī)械觸頭碰上擋塊時(shí)，切斷了（或改變了）控制電路，機(jī)械就停止運(yùn)行或改變運(yùn)行。由于機(jī)械的慣性運(yùn)動(dòng)，這種行程開關(guān)有一定的“超行程”以保護(hù)開關(guān)不受損壞。非接觸式的形式很多，常見的有干簧管、光電式、感應(yīng)式等，這幾種形式在電梯中都能夠見到。當(dāng)然還有更多的先進(jìn)形式。
　　限位開關(guān)是一種常用的小電流主令電器。利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞使其觸頭動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐罚_(dá)到一定的控制目的。通常，這類開關(guān)被用來限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置或行程，使運(yùn)動(dòng)機(jī)械按一定位置或行程自動(dòng)停止、反向運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)等。
　　在電氣控制系統(tǒng)中，限位開關(guān)的作用是實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測(cè)。用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。構(gòu)造：由操作頭、觸點(diǎn)系統(tǒng)和外殼組成。
　　在實(shí)際生產(chǎn)中，將限位開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，限位開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。
　　限位開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動(dòng)開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。
限位開關(guān)可以安裝在相對(duì)靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）上或者運(yùn)動(dòng)的物體（如行車、門等，簡稱動(dòng)物）上。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點(diǎn)閉合。由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C(jī)構(gòu)的動(dòng)作。

用途

日常生活

　　限位開關(guān)的應(yīng)用方面很多，很多電器里面都有它的身影。那這么簡單的開關(guān)能起什么作用呢？它主要是起連鎖保護(hù)的作用。最常見的例子莫過于其在洗衣機(jī)和錄音機(jī)（錄像機(jī)）中的應(yīng)用了。
在洗衣機(jī)的脫水（甩干）過程中轉(zhuǎn)速很高，如果此時(shí)有人由于疏忽打開洗衣機(jī)的門或蓋后，再把手伸進(jìn)去，很容易對(duì)人造成傷害，為了避免這種事故的發(fā)生，在洗衣機(jī)的門或蓋上裝了個(gè)電接點(diǎn)，一旦有人開啟洗衣機(jī)的門或蓋時(shí)，就自動(dòng)把電機(jī)斷電，甚至還要靠機(jī)械辦法聯(lián)動(dòng)，使門或蓋一打開就立刻“剎車”，強(qiáng)迫轉(zhuǎn)動(dòng)著的部件停下來，免得傷害人身。
　　在錄音機(jī)和錄像機(jī)中，我們常常使用到快進(jìn)或者倒帶，磁帶急速地轉(zhuǎn)動(dòng)，但是當(dāng)?shù)竭_(dá)磁帶的端點(diǎn)時(shí)會(huì)自動(dòng)停下來。在這里行程開關(guān)又一次發(fā)揮了作用，不過這一次不是靠碰撞而是靠磁帶的張力的突然增大引起動(dòng)作的。

工業(yè)

　　限位開關(guān)主要用于將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)得以改變，從而控制機(jī)械動(dòng)作或用作程序控制。
　　限位開關(guān)真正的用武之地是在工業(yè)上，在那里它與其它設(shè)備配合，組成更復(fù)雜的自動(dòng)化設(shè)備。
機(jī)床上有很多這樣的限位開關(guān)，用它控制工件運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)刀的行程，避免發(fā)生碰撞事故。有時(shí)利用限位開關(guān)使被控物體在規(guī)定的兩個(gè)位置之間自動(dòng)換向，從而得到不斷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。比如自動(dòng)運(yùn)料的小車到達(dá)終點(diǎn)碰著限位開關(guān)，接通了翻車機(jī)構(gòu)，就把車?yán)锏奈锪戏钩鰜?，并且退回到起點(diǎn)。到達(dá)起點(diǎn)之后又碰著起點(diǎn)的行程開關(guān)，把裝料機(jī)構(gòu)的電路接通，開始自動(dòng)裝車?？偸沁@樣下去，就成了一套自動(dòng)生產(chǎn)線，用不著人管，日以繼夜地工作，節(jié)省了人的體力勞動(dòng)。​

應(yīng)用
 

限位開關(guān)可廣泛應(yīng)用于建筑、港口、礦山等行業(yè)的起重、傳輸機(jī)械的空間三坐標(biāo)的控制和限位，限位開關(guān)由高精度的大傳動(dòng)比減速器和與其輸出軸同步的機(jī)械記憶控制機(jī)構(gòu)、傳感器組成，因WTAU系列限位開關(guān)具有體積小、功能多、精度高、限位可調(diào)、通用性強(qiáng)及維護(hù)安裝和使用調(diào)整方便等特點(diǎn)在工程機(jī)械中應(yīng)用極其廣泛。
 

結(jié)構(gòu)

限位開關(guān)分工作限位開關(guān)和極限限位開關(guān)，工作限位開關(guān)是用來給出機(jī)構(gòu)動(dòng)作到位信號(hào)的。極限限位開關(guān)是防止機(jī)構(gòu)動(dòng)作超出設(shè)計(jì)范圍而發(fā)生事故的。工作限位開關(guān)安裝在機(jī)構(gòu)需要改變工況的位置，開關(guān)動(dòng)作后，給出信號(hào)，進(jìn)行別的相關(guān)動(dòng)作。極限限位開關(guān)安裝在機(jī)構(gòu)動(dòng)作的最遠(yuǎn)端，用來保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作過大出現(xiàn)機(jī)構(gòu)損壞。

限位開關(guān)，指為保護(hù)內(nèi)置微動(dòng)開關(guān)免受外力、水、油、氣體和塵埃等的損害，而組裝在外殼內(nèi)的開關(guān)，尤其適用于對(duì)機(jī)械強(qiáng)度和環(huán)境適應(yīng) 性有特殊要求的地方?！⌒螤畲笾路譃闄M向型、豎向型和復(fù)合型。下圖表示典型的豎向型限位開關(guān)的構(gòu)造。限位開關(guān)大致上是由五個(gè)構(gòu)成要素組成的。
 

對(duì)于限位開關(guān)來說，微動(dòng)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是與密封性能和動(dòng)作特性直接相關(guān)的重要部分。其構(gòu)造分為三類，如下表所示。
 

⑴活塞型

根據(jù)密封方法不同，有表中的A型和B型2個(gè)種類。A型是用O型環(huán) 或薄膜密封的，由于密封橡膠沒有外露，在抵制工作機(jī)械的切割碎 屑方面功能較強(qiáng)大，但其反面影響是，有可能會(huì)將砂子、切割粉末 等壓入活塞的滑動(dòng)面。B型雖然不會(huì)把砂子、切割粉末等壓入，且 密封性能優(yōu)于A型，但由于熾熱的切割碎屑飛濺過來，有可能會(huì)損 壞橡膠帽。因此，要根據(jù)使用場(chǎng)所的不同選用A型或B型。而柱塞 型仍然通過柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮或吸進(jìn)空氣。為此，如果長時(shí)間將柱塞壓入，限位開關(guān)內(nèi)的壓縮空氣逸失，內(nèi)部 壓力將與大氣壓相同，即使急于讓柱塞復(fù)位，柱塞卻有遲緩復(fù)位的 傾向。為了避免發(fā)生這種故障，設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)柱塞的壓入將空氣的 壓縮量控制在限位開關(guān)內(nèi)部全部空氣量的20%以內(nèi)。另外，為了延 長微動(dòng)開關(guān)的壽命，在這一構(gòu)造內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)OT吸收機(jī)構(gòu)，該 OT吸收機(jī)構(gòu)采用OT吸收彈簧，用以吸收殘余的柱塞的行程。該機(jī) 構(gòu)相對(duì)于柱塞的運(yùn)動(dòng)，在中途停止按壓微動(dòng)開關(guān)輔助柱塞的行程。
 

⑵鉸鏈擺桿型

在擺桿端部（滾珠），柱塞的行程量根據(jù)擺桿的比例擴(kuò)大，因此， 一般不使用OT吸收機(jī)構(gòu)。
 

⑶旋轉(zhuǎn)擺桿型

舉一個(gè)典型的示例，來示例WL的構(gòu)造，但除此之外，還有兩個(gè)類 型：將復(fù)位柱塞的功能賦予柱塞的類型；通過線圈彈簧獲取復(fù)位 力、用凸輪帶動(dòng)輔助柱塞的類型。
 

分類
 

限位開關(guān)主要由開關(guān)元件，接線端子，開關(guān)操動(dòng)件，傳動(dòng)部分組成，根據(jù)開關(guān)觸頭接通和斷開機(jī)械機(jī)理，開關(guān)元件有下屬二類。
 

1. 緩動(dòng)開關(guān)

緩動(dòng)開關(guān)：開關(guān)的接通和斷開動(dòng)作切換時(shí)間與開關(guān)操作頻率有關(guān)，操作頻率越快，開關(guān)的切換也越快。
 

2. 速度開關(guān)

速度開關(guān)：開關(guān)的接通和斷開的轉(zhuǎn)換時(shí)間與開關(guān)被操作的頻率無關(guān)，只要開關(guān)被操作到一定位置，開關(guān)便發(fā)生接通和斷開切換，此過程時(shí)間一般為彈簧彈跳所需時(shí)間，此時(shí)間段為一常數(shù)。