關(guān)于一種定位靈活的多擋轉(zhuǎn)換開關(guān)的研究

張超

摘 要 手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱為組合開關(guān)，由多節(jié)觸頭組合而成，在附有手柄的轉(zhuǎn)軸上，隨轉(zhuǎn)軸旋至不同位置使電路接通或分?jǐn)唷９┦謩?dòng)不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐罚鳛榭刂苹蜣D(zhuǎn)換之用，也可作為電路控制開關(guān)、測(cè)試設(shè)備開關(guān)、主令控制開關(guān)，廣泛應(yīng)用于電力、工業(yè)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化等行業(yè)，為解決現(xiàn)有轉(zhuǎn)換開關(guān)存在的限位角度不夠靈活，檔位數(shù)量有限，觸片銀點(diǎn)分?jǐn)嗨俣炔粔蚩欤瑢?dǎo)致電弧灼燒觸片，影響轉(zhuǎn)換開關(guān)使用壽命，轉(zhuǎn)化開關(guān)內(nèi)部零件較多，轉(zhuǎn)配復(fù)雜的技術(shù)問題，筆者提出了一種定位靈活的多擋手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。

關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)換開關(guān);限位角度;開斷能力

引言

本文主要是設(shè)計(jì)、研發(fā)一種定位靈活的多擋轉(zhuǎn)換開關(guān)。該開關(guān)包括通過轉(zhuǎn)軸依次同軸串接的前蓋板、擋位組件、一個(gè)或多個(gè)基板組件以及后蓋板。其中，檔位組件的軸擋凸輪和定位凸輪隨轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。滾輪與定位凸輪的外輪廓接觸，通過定位凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與滾輪連接的復(fù)位導(dǎo)桿壓縮復(fù)位彈簧。擋板設(shè)置于軸擋凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)最大圓周處，通過與軸擋凸輪接觸實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的限位。通過檔位基板中復(fù)位彈簧、定位凸輪，基板組件中凸輪，以及轉(zhuǎn)軸配合，保證觸點(diǎn)分?jǐn)鄷r(shí)達(dá)到快速分?jǐn)嚯娏鞯淖饔茫档陀|片銀點(diǎn)因分?jǐn)嚯娀∽茻氖軗p程度，提高轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用壽命。

1現(xiàn)有轉(zhuǎn)換開關(guān)現(xiàn)狀

現(xiàn)有轉(zhuǎn)換開關(guān)的限位角度往往是固定的，由于限位角度不夠靈活，通常會(huì)導(dǎo)致用戶對(duì)控制回路某些特定功能和要求無法實(shí)現(xiàn)的問題。開關(guān)的擋位設(shè)置不夠理想，檔位數(shù)量有限。觸片銀點(diǎn)在分?jǐn)嚯娏鞯乃俣炔粔蚩欤蚍謹(jǐn)鄷r(shí)電弧的灼燒而受損，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用壽命。現(xiàn)有的手動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，零部件較多，既增加了制造難度和制造成本，又增加了開關(guān)的裝配難度[1]。

2新研究開關(guān)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

本文研究的定位靈活的多擋轉(zhuǎn)換開關(guān)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）轉(zhuǎn)換開關(guān)的限位角度靈活，通過軸擋凸輪的變化可根據(jù)具體要求設(shè)置任意限位角度;

（2）通過檔位基板中復(fù)位彈簧、定位凸輪，基板組件中凸輪，以及轉(zhuǎn)軸配合，保證觸點(diǎn)分?jǐn)鄷r(shí)達(dá)到快速分?jǐn)嚯娏鞯淖饔茫档陀|片銀點(diǎn)因分?jǐn)嚯娀∽茻氖軗p程度，提高轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用壽命;

（3）開關(guān)擋位多樣，通過檔位凸輪的變化可根據(jù)具體要求最多設(shè)置12擋位的開關(guān);

（4）開關(guān)基板設(shè)有磁塊，具有永磁磁吹滅弧功能，提高了手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的開斷能力和可靠性，直流分?jǐn)嗄芰_(dá)到DC-13 220V 4A。

3開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

參見圖1轉(zhuǎn)換開關(guān)由手柄、轉(zhuǎn)軸、檔位組件、基板組件、后內(nèi)蓋板、后蓋板、連桿、前蓋板、標(biāo)牌組成。其中，基板組件后端設(shè)有后內(nèi)蓋板、后端蓋、檔位基組件前端設(shè)置有前端蓋和標(biāo)牌，轉(zhuǎn)軸貫穿與其中與手柄連接，檔位組件與基板組件通過連桿連接成一體，組成手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)[2]。

參見圖2檔位組件包括檔位基板、軸擋凸輪、擋板、復(fù)位彈簧、滾輪、復(fù)位導(dǎo)桿、定位凸輪。其功能通過定位凸輪外輪廓上以幾何中心對(duì)稱設(shè)有的不同數(shù)量的凸輪槽實(shí)現(xiàn)開關(guān)最多12擋位的控制和軸擋凸輪的坡角角度的不同實(shí)現(xiàn)任意角度限位。

在使用過程中，手動(dòng)施加一定扭矩旋轉(zhuǎn)手柄，手柄與轉(zhuǎn)軸連接進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)檔位基板組件內(nèi)的軸擋凸輪和定位凸輪旋轉(zhuǎn)，滾輪與定位凸輪外輪廓接觸，隨著定位凸輪的旋轉(zhuǎn)，滾輪帶動(dòng)復(fù)位導(dǎo)桿壓縮復(fù)位彈簧，當(dāng)復(fù)位彈壓縮到最大程度時(shí)，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)定位凸輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在復(fù)位彈簧自身彈力作用下，快速推動(dòng)復(fù)位導(dǎo)桿，使?jié)L輪帶動(dòng)定位凸輪旋轉(zhuǎn)移動(dòng)到定位凸輪凹點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)快速定位動(dòng)作，同時(shí)軸擋凸輪與定位凸輪聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到某一固定角度時(shí)，軸擋凸輪與擋板接觸實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度限位功能，通過軸擋凸輪和定位凸輪的變化，最多能實(shí)現(xiàn)開關(guān)12擋位的控制。基板組件其特征在于在基板中心設(shè)于有隨方軸旋轉(zhuǎn)的凸輪，通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪上下分別設(shè)有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿與動(dòng)觸片連接，在凸輪旋轉(zhuǎn)過程中，凸輪推動(dòng)導(dǎo)桿移動(dòng)，動(dòng)觸片在基板設(shè)有定觸片彈簧，在定觸片彈簧作用下實(shí)現(xiàn)復(fù)位，上下兩側(cè)的動(dòng)觸片在兩端分別設(shè)有動(dòng)觸片銀點(diǎn)，在基板上下兩端分別設(shè)有定觸片，每個(gè)定觸片上都設(shè)有定觸片銀點(diǎn)，當(dāng)動(dòng)觸片彈簧復(fù)位時(shí)，動(dòng)觸片銀點(diǎn)與定觸片銀點(diǎn)接觸接通，在基板內(nèi)靠近定觸片銀點(diǎn)的部位，設(shè)置有磁塊，其磁塊的磁場(chǎng)作用可以將動(dòng)靜觸片銀點(diǎn)之間因較大電流分?jǐn)喽a(chǎn)生的電弧拉長(zhǎng)，加速電弧熄滅，提高了手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的開斷能力和可靠性[3]。

4結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)一種定位靈活的多擋手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的研究設(shè)計(jì)，解決了現(xiàn)有手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)多限位角度不夠靈活，檔位數(shù)量有限，觸片銀點(diǎn)分?jǐn)嗨俣炔粔蚩欤瑢?dǎo)致電弧灼燒觸片，影響轉(zhuǎn)換開關(guān)使用壽命，轉(zhuǎn)化開關(guān)內(nèi)部零件較多，轉(zhuǎn)配復(fù)雜的技術(shù)問題，保證觸點(diǎn)分?jǐn)鄷r(shí)達(dá)到快速分?jǐn)嚯娏鞯淖饔茫岣咿D(zhuǎn)換開關(guān)的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1] 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第5-1部分：控制電路電器和開關(guān)元件 機(jī)電式控制電路電器：GB/T 14048.5-2017[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[2] 管劍俠.中壓斷路器輔助開關(guān)的探討[J].機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2015，510（11）：43-50.

[3] 石永剛，吳央芳.凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：79.