ВИДЫ КОНЦЕВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Концевой выключатель (КВ) — это специфическая разновидность коммутационного устройства, которое используется в различных системах в качестве датчика положения.

Типовой функцией выключателя концевого типа является подача сигнала при достижении контролируемым движущимся элементом какой – либо конструкции некоторой конечной позиции. По этой причине такие выключатели также называют конечными.

Типы концевых выключателей можно классифицировать следующим образом:

• механические;
• магнитные (герконовые);
• бесконтактные.

КВ широко применяются в схемах автоматики, управления, блокировки, охранных системах.

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОНЦЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Традиционная конструкция КВ представляет собой механическое устройство, содержащее контактную группу, размещённую внутри корпуса прибора.

Контакты в таких конструкциях жёстко связаны с подпружиненным стержнем (штоком). Часть штока выступает за пределы корпуса КВ и воспринимает внешние механические воздействия, в результате которых шток перемещается, сжимая пружину и изменяя состояние контактной группы.

Для удобства интеграции КВ в различные системы, контактная группа обычно содержит как нормально открытые (НО, NO — normal open), так и нормально закрытые (НЗ, NC — normal closed) контакты.

Иногда такие типы контактов называют соответственно нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми.

Механические КВ имеют различное исполнение. В зависимости от их назначения, на выступающем конце стержня может устанавливаться ролик.

Конструкция концевого выключателя с роликом позволяет воспринимать не только осевые внешние воздействия на шток, но и усилия, направленные под небольшим углом по касательной к поверхности ролика. Такое исполнение уменьшает механический износ концевого стержня, контактирующего с внешними конструкциями.

В отдельных конструкциях вместо выступающего стержня снаружи корпуса располагается поворотный рычаг с роликом на конце. Рычаг сопрягается с кулачковым механизмом, благодаря которому происходит перемещение стержня при повороте рычага.

Поворотные концевые выключатели удобно использовать в случаях, когда необходимо зафиксировать движение контролируемой конструкции мимо точки установки концевика.

Например, тележка мостового крана должна быть автоматически остановлена до её соприкосновения с механическим ограничителем во избежание сильного удара. Для этой цели на некотором расстоянии от упора производится установка концевого поворотного выключателя.

Перемещаясь мимо него, тележка поворачивает рычаг с роликом. Срабатывание контактной группы концевого переключателя вызывает останов ходового электродвигателя и торможение тележки крана. Расстояние от концевого упора до места установки КВ рассчитывается исходя из инерционного выбега тележки.

МАГНИТНЫЕ (ГЕРКОНОВЫЕ) И БЕСКОНТАКТНЫЕ КОНЦЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Данный тип занимает отдельное место в классификационном перечне по следующим причинам:

• концевые выключатели на основе герметизированных контактов (герконов) не относятся к механическим устройствам, так как не требуют внешнего механического воздействия для срабатывания;
• геркон представляет собой контакт механического типа и не может быть отнесён к бесконтактным устройствам.

Геркон представляет собой контакт или контактную группу, запаянную в герметичную стеклянную колбу. Контакты выполняются из магнитного материала, поэтому меняют своё состояние при воздействии внешнего магнитного поля.

Герконовый концевой датчик состоит из двух частей — собственно геркона и постоянного магнита. Приближение магнита к геркону вызывает его срабатывание.

Герконовые датчики (магнитоконтактные извещатели) входят в состав многих охранных систем в качестве концевых выключателей, устанавливаемых на двери и окна. К недостаткам концевых датчиков такого типа следует отнести наличие механических контактов, имеющих ограниченный ресурс, а также их небольшую коммутируемую мощность.

БЕСКОНТАКТНЫЕ КОНЦЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

КВ бесконтактного типа обычно называют датчиками. Существует несколько их разновидностей по принципу действия:

• индуктивные;
• оптические;
• емкостные.

Индуктивный датчик реагирует на появление в его активной зоне материалов, обладающих ферро – магнитными свойствами. Индуктивный концевой выключатель оснащён катушкой индуктивности и генератором импульсов, создающим магнитное поле в активной зоне.

При внесении в зону действия концевого переключателя металлического материала изменяются параметры магнитного поля и амплитуда колебаний задающего генератора.

Концевые датчики индуктивного типа широко применяются в схемах управления и блокировки конвейеров топливоподачи и транспортировки различных минеральных веществ в качестве индикаторов движения ленты, а также для выявления посторонних металлических предметов в минеральной массе.

Оптический датчик состоит из двух частей — генератора и приёмника. Генератор вырабатывает оптический сигнал, обычно инфракрасного спектра. Условием срабатывания датчика служит появление на пути луча непрозрачного предмета, вызывающего прекращение приёма сигнала приёмником.

Емкостной датчик реагирует на изменение электрической ёмкости, происходящее при приближении к рабочим электродам тела, имеющего диэлектрическую проницаемость отличную от воздуха.

Применяются концевые выключатели емкостного типа в различных производственных автоматических системах и станочном оборудовании.