非密封鈕子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)思路構(gòu)建分析

（貴州振華華聯(lián)電子有限公司，貴州 凱里 556000）

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，開(kāi)關(guān)作為控制信號(hào)傳輸與檢測(cè)的重要裝置，在機(jī)電各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的運(yùn)用，并且隨著不斷的發(fā)展，人們對(duì)于開(kāi)關(guān)在技術(shù)性能及使用性能方面也提出了更高的需求。針對(duì)非密封鈕子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的基本需求，不斷提高開(kāi)關(guān)鈕柄強(qiáng)度，提高使用的便捷性，并且對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的基本要求分析

1．1 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，使用便捷分析

鈕子開(kāi)關(guān)是交直流電源電路中常用的通斷控制元件，通過(guò)手動(dòng)控制電路的通斷，操作十分方便。在進(jìn)行開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，在開(kāi)關(guān)的扭柄上加設(shè)彈簧，螺管口設(shè)計(jì)銑槽，通過(guò)撥動(dòng)手柄使滑塊運(yùn)動(dòng)，來(lái)驅(qū)動(dòng)簧片足尖上的動(dòng)靜觸點(diǎn)，使之閉合，松開(kāi)手柄彈簧即可復(fù)位，手柄也能夠回歸中間位置，從而斷開(kāi)動(dòng)靜觸點(diǎn)。選取性能較高的材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且使用的金屬零件除載流零件外，都要具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，載流零件材質(zhì)不能選擇黑色金屬，內(nèi)部不相容的金屬進(jìn)行接觸是可以選取合適的絕緣材料進(jìn)行阻隔， 開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該保證無(wú)論安裝在任何位置都能夠進(jìn)行良好的工作。要保證開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)系統(tǒng)以及相關(guān)零件之間要能夠進(jìn)行靈活的配合，不會(huì)產(chǎn)生卡頓現(xiàn)象等，有效提高觸點(diǎn)接觸的可靠性。在使用的過(guò)程當(dāng)中，增強(qiáng)其便捷性能夠使開(kāi)關(guān)操作更加符合人們的需求。

1．2 高性能要求分析

非密封鈕子開(kāi)關(guān)在設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)于產(chǎn)品性能有著很高的要求，并且要在設(shè)計(jì)當(dāng)中充分考慮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，保證產(chǎn)品的性能。機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)組件中，對(duì)于彈簧材料的選擇非常重要，如果彈簧的彈性不足，將無(wú)法支持驅(qū)動(dòng)組件的工作需求；要選擇彈性合適的彈簧，能夠有效的增長(zhǎng)使用壽命，而且在進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，彈性彈簧鋼絲能夠滿足耐鹽霧的需求。開(kāi)關(guān)的零件要具有較強(qiáng)的可焊性和耐焊性，使整體的機(jī)械壽命增強(qiáng)，產(chǎn)品要能接觸穩(wěn)定，而且具有較強(qiáng)的耐壓性，還要擁有良好的換向手感。開(kāi)關(guān)的電負(fù)載、電壽命、介質(zhì)耐壓、引出端強(qiáng)度等，都要嚴(yán)格地進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)。并且在進(jìn)行相關(guān)測(cè)試試驗(yàn)時(shí)，要能夠滿足相關(guān)國(guó)家及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，才能夠保證在使用時(shí)具有較高的性能。

1．3 鈕柄強(qiáng)度的高要求分析

產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)開(kāi)關(guān)鈕柄的強(qiáng)度有著較高的要求。鈕子開(kāi)關(guān)的鈕柄包括金屬圓錐、鎖桿、扁桿、塑套，球形、塑料圓錐等。在扳動(dòng)鈕柄時(shí)，要能夠保證鈕柄能夠有效帶動(dòng)滑塊對(duì)簧片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生閉合，才能夠發(fā)揮開(kāi)關(guān)的真正作用。鈕柄應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為金屬材質(zhì)，并且保證表面無(wú)光澤，與所有的載流零件保持整體絕緣。在扳動(dòng)鈕柄到達(dá)一定距離時(shí)，鈕柄要能夠保持穩(wěn)定，不能產(chǎn)生過(guò)大的擺動(dòng)。鈕柄的整體強(qiáng)度要能夠滿足操作需求，反復(fù)的扳動(dòng)操作不會(huì)影響鈕柄的正常使用，減少由于開(kāi)關(guān)損壞帶來(lái)的事故。

1．4 高空環(huán)境的高要求分析

在高空環(huán)境內(nèi)使用非密封鈕子開(kāi)關(guān)時(shí)，會(huì)受到高空、低氣壓、環(huán)境磁場(chǎng)等多方面的影響，這些影響因素可能會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)造成損傷。所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮在高空作業(yè)條件下開(kāi)關(guān)所需要承受的壓力，選擇合適的內(nèi)部材料，使其能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在惡劣環(huán)境下，鈕子開(kāi)關(guān)也能夠保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)由于零件損毀而產(chǎn)生故障。

2 開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析

2．1 自動(dòng)復(fù)位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

非密封鈕子開(kāi)關(guān)是通過(guò)扳動(dòng)手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜接觸點(diǎn)的接通，然后通過(guò)自動(dòng)復(fù)位功能，使手柄能夠復(fù)位同時(shí)使動(dòng)作接觸點(diǎn)斷開(kāi)。所以對(duì)于自動(dòng)復(fù)位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以在手柄的兩端添加彈簧和彈簧架裝置，使彈簧穿在彈簧架底部，并穿過(guò)手柄彈簧架外罩上的兩孔，手柄可以通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行擺動(dòng)，當(dāng)彈簧架被推動(dòng)后，對(duì)彈簧產(chǎn)生了壓縮，一旦松開(kāi)手柄，彈簧的彈力可推動(dòng)彈簧回到初始位置，從而實(shí)現(xiàn)整體手柄的自動(dòng)功能。

2．2 滑塊組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

滑塊組件包括了滑塊、壓簧和彈簧帽三個(gè)部分，滑塊為連接的動(dòng)作零件，所以，在進(jìn)行滑塊組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到在具體使用時(shí)滑塊的功能，選擇具有較強(qiáng)耐腐蝕性和高強(qiáng)度及韌性好的材料，具有良好的潤(rùn)滑性和耐磨性的滑塊才能夠滿足使用時(shí)的基本需求。一旦開(kāi)關(guān)出現(xiàn)接觸不良等情況，需要及時(shí)地進(jìn)行接觸點(diǎn)檢測(cè)，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接觸不良，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使接觸點(diǎn)燒毀，從而造成開(kāi)關(guān)失效。在設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)?shù)脑黾訅嚎s彈簧的數(shù)量，從而改變彈簧彈力的大小，保證觸點(diǎn)能夠進(jìn)行良好的接觸。為了防止安全事故的發(fā)生，選擇性能較好的材料才能夠延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)的使用壽命。由于動(dòng)觸片是導(dǎo)電體，所以要選擇導(dǎo)電性能良好的材質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的蹺蹺板式結(jié)構(gòu)，對(duì)鈕子開(kāi)關(guān)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2．3 驅(qū)動(dòng)組件的設(shè)計(jì)分析

對(duì)驅(qū)動(dòng)組件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮手柄的扳動(dòng)角度，而螺套內(nèi)徑，手柄尺寸以及翻卯后的螺套底端到銷釘孔中心距離都會(huì)影響手柄扳動(dòng)的角度。所以需要對(duì)開(kāi)關(guān)手柄、外罩進(jìn)行合理的計(jì)算，螺套內(nèi)部直徑的大小與滑塊的與觸點(diǎn)的接觸壓力緊密相關(guān)。通過(guò)精密的計(jì)算，將打孔中心的距離設(shè)置為25度最為合適。對(duì)其他相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)尺寸也要進(jìn)行精密計(jì)算設(shè)計(jì)。

2．4 殼體組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

殼體組件包括有殼體靜觸點(diǎn)、接線片等零部件。殼體組件的內(nèi)部由加強(qiáng)筋將整個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分成兩個(gè)腔體，對(duì)滑塊起導(dǎo)向作用，并且能夠加強(qiáng)殼體，而且對(duì)接觸點(diǎn)的滅弧也有著重要的影響。整體開(kāi)關(guān)的外殼要能夠在極端環(huán)境下受到不同溫度、絕緣及壓力的各項(xiàng)檢測(cè)，而且要選擇能夠耐高溫，具有高強(qiáng)度與硬度、絕緣性較好的材料。通常會(huì)選取酚醛塑料作為殼體材料，這種材料容易塑形，對(duì)于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)能夠滿足相關(guān)需求，并且在進(jìn)行殼體內(nèi)部零件的安裝、定位時(shí)，能夠有效地減輕重量。而殼體內(nèi)的其他零部件作為導(dǎo)電零件的金屬原件可選擇銅合金鍍金材質(zhì)，這種材質(zhì)的電阻較低，并且導(dǎo)電性良好，具有很強(qiáng)的可焊性能和耐腐蝕性能。

3 非密封鈕子開(kāi)關(guān)總體設(shè)計(jì)原則

非密封鈕子開(kāi)關(guān)在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮對(duì)于開(kāi)關(guān)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，通常用于固定在設(shè)備面板上，包括用于固定的螺母和墊片。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到產(chǎn)品使用的環(huán)境及相關(guān)性能，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于內(nèi)部的零件尺寸要進(jìn)行精密的計(jì)算和檢驗(yàn)，并且不同零部件之間的距離也要進(jìn)行反復(fù)的配合計(jì)算。在產(chǎn)品中不斷優(yōu)化對(duì)于壓簧的設(shè)計(jì)，能夠提高整個(gè)鈕子開(kāi)關(guān)的性能與使用壽命。

對(duì)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓片厚度，要進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算，并且在加工的過(guò)程當(dāng)中要遵循相關(guān)工藝，避免產(chǎn)生誤差。如果人工扳動(dòng)手柄到極限位置，壓片由于過(guò)厚的原因沒(méi)有將開(kāi)關(guān)按鈕壓到位，則會(huì)造成壓片的彎曲。而壓片過(guò)薄，也會(huì)造成在按壓手柄時(shí)，不能及時(shí)地對(duì)按動(dòng)觸點(diǎn)進(jìn)行按壓。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要進(jìn)行相關(guān)沖擊試驗(yàn)，如果不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，則表示開(kāi)關(guān)是不合格產(chǎn)品。所以，在進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)手柄的擺動(dòng)來(lái)對(duì)彈簧作用力進(jìn)行檢測(cè)，然后對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算手柄的扳動(dòng)角度，從對(duì)手柄的坂動(dòng)角度進(jìn)行計(jì)算，匹配開(kāi)關(guān)內(nèi)部動(dòng)作，使產(chǎn)品能夠達(dá)到需求。

在開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行有效的測(cè)試，并且對(duì)于其使用壽命進(jìn)行測(cè)試非常重要。所以在設(shè)計(jì)當(dāng)中就要充分考慮到使用壽命的問(wèn)題，通過(guò)相關(guān)計(jì)算得出進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作時(shí)對(duì)于零件的磨損，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品使用壽命的預(yù)測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行非密封鈕子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到在開(kāi)關(guān)使用時(shí)的便捷程度，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，滿足相關(guān)高性能的要求，并且要對(duì)鈕柄的強(qiáng)度進(jìn)行合適的選材，開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)要能夠滿足在高空環(huán)境內(nèi)的使用需求。所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于開(kāi)關(guān)內(nèi)部自動(dòng)復(fù)位結(jié)構(gòu)、滑塊組件結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)組件結(jié)構(gòu)和殼體組件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)都要滿足產(chǎn)品的合理性和可靠性需求，通過(guò)精密的計(jì)算，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選取合適的材料。并對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行有效的檢測(cè)，使產(chǎn)品的各方面性能能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，滿足具體使用時(shí)的各種需求。