大功率密封鈕子開關的設計研究

摘要：大功率密封鈕子開關屬于一種復合開關，其應用環境較為復雜，必須加強設計環節的把控，提高其應用的穩定性。

關鍵詞：大功率;密封鈕子開關;設計研究

大功率密封鈕子開關設計包括很多內容，本文即通過對開關性能、設計、參數計算、技術要點等分析，對相關內容做出簡述，以期促進設計質量的提升。

一、大功率密封鈕子開關設計的性能要求

（一）有新穎的結構，方便實際使用

大功率密封鈕子開關在進行外部電路轉換的過程中，是通過撥動鈕柄來對內部觸點進行帶動，使之觸點交替接觸而實現的，這是在整機使用過程中對開關做出的要求。因此，在對開關進行設計的過程中，要充分考慮到零件與零件之間的配合性，為保證觸點接觸的有效接觸，要提高零件和傳動系統的靈活性，避免卡澀感的出現，在對開關內部的接觸系統進行設計的過程中，將蹺蹺板式結構應用于系統中的動觸片合件上。

（二）耐用性強，有較強的使用壽命

蹺蹺板結構的應用能夠提高開關在面對沖擊、振動等方面的抗性，而大功率密封鈕子開關在設計上采取觸點跳動對開關進行斷開和閉合，其供電的方式為不連續供電，減少了對載流零件的損害，使其壽命大大提升。

（三）鈕柄滿足高強度要求

在國軍標準規范中對鈕柄的強度試驗有具體的要求，因此在進行開關設計的過程中，要保證設計的規范性和安全性，必須按照規定展開強度試驗，避免在實際使用過程中出現開關失效或意外損壞的情況，影響正常使用。

（四）滿足高空環境下的特殊要求

密封鈕子開關通常自身高空環境下使用，因此，必須將各項指標和高空低氣壓的性能指標進行對比，對開關的承熱能力進行檢驗。在對參數和方案總體進行設計預算的過程中，需要對導電體的面積進行計算，確定其橫截面積的最小值，對導體自身存在的電阻盡量減少，優化對導體長度和材料的設計，降低材料和通電時間的熱量，盡量將導體橫截面加大。

二、大功率密封鈕子開關零件的參數計算

（一）組合開關的計算設計

大功率密封鈕子開關在進行組合開關的設計時，接觸系統中的動觸片和動觸點的接觸需要采取鉚接或是焊接的方式，而其橫截面的參數計算則需要根據動觸點的橫截面面積進行模擬。根據開關中加入的蹺蹺板結構動觸片和角度對動觸片尺寸進行計算，得到具體數值后確定動觸片重點及其與定觸點間接觸形成的角度。在進行極限運動情況的設定時，根據彈簧的壓彎角度及動觸點的累積誤差確定，當為正負1度時，觀察定觸點與其形成的傾角面，當定觸點和動觸點間出現完全貼合的接觸面后為符合相關規定的要求。

（二）壓縮彈簧的計算設計

在進行大功率密封鈕子開關中壓縮彈簧的設計計算過程中，零件的配合是在滑動片離場的狀態下進行的，因此以其承受的壓力強度設定薄壁零件的滑動片，設計過程中需要充分對外形和尺寸的相關要求進行考慮，以此為依據進行零部件鋸齒頂尖及滑動片的尺寸，對彈簧使用過程中壓縮量的最大值進行計算，在計算完成后，將所得數據和滑動片尖角對應，移動方向為垂直滑動基座的方向，計算行程的總值，確定合理后將開關內部零件的摩擦力加入，確保其處于平衡狀態，有力矩產生，對彈簧壓力值的最大值通過平衡力矩進行計算求和，再次計算滑動片尖角向垂直滑動基座的方向行程時，其相關數據依據不同零部件尺寸進行，即可對觸片中點長度的數值進行計算。

三、大功率密封鈕子開關的設計要點

（一）彈簧剛度的強化

在對開關完成壓縮后，觸點和觸點間接觸的效果需要得到有效的保證，按照以往的經驗要以動觸片的合建壓力為基礎進行壓力測試，其曲度系數的計算首選用碳素彈簧鋼絲以切應力公式進行，確定彈簧指數旋轉比值后，參考不同部件的尺寸對彈簧長度進行計算，在形成滑動基座垂直方向時，方向的調整采取滑動片進行，確保操作及計算有較好的準確性，在進行換向的過程中所選方式為誤操作防規避，彈簧在完成換向后不會出現壓縮的情況，碳素彈簧鋼絲的強化可以采取加大壓力的方式進行。當電路中含有濾波電路時，電容存在語氣中，較大的浪涌會在電路啟動的瞬間對電流造成沖擊，電弧極易燒壞組合開關的通斷。要阻止這一情況的發生，可以調小電解電容的容量，同時將一個NTC熱敏電阻和開關串聯起來，對組合開關進行保護。

（二）鈕柄強度的驗算

在進行大功率密封鈕子開關的設計過程中，所采用的技術都有相關的標準規定，將荷載力加入于鈕柄的驅動底端，能夠確保鈕柄在不發生彎曲和斷裂的狀態下工作。在進行鈕柄強度的驗算過程中，需要維持其處于正常的運動范圍，鈕柄上部袖套的口部的需求具有反作用力，在計算反作用力相應的受力條件及拉抗強度時，鈕柄直徑上集中最大的壓力，根據鈕柄的長度對其壓力的最大承受值進行設計計算，得出相應的安全系數，并在最小鈕柄直徑上集中應力反應。

（三）意外事件的預防

同時，在進行設計的過程中，應當充分考慮到可能發生的意外事件，嚴格按照相關的規范標準做出要求，設計完成后對方案進行考核檢驗，避免由于設計不合理導致意外失效等情況的出現。接觸系統核心、導電體最小面積減小等，均為設計總體的重要操作內容，對于保證開關的正常運行有極大的意義，確保其能夠滿足整機在工作中對信號傳輸的需求。接觸點和定觸點間的壓力設置是工作的另一個重點，能夠對熱量過度的情況進行避免，防止開關由于觸點被灼燒而失效。

結束語

綜上所述，大功率密封鈕子開關是一種新穎的開關結構模式，蹺蹺板結構、交替接觸、電路轉換等的應用，能夠有效提高使用的便捷性，保證運轉過程中的穩定性和安全性，確保整機的運行需求得到滿足，提高電池的使用壽命，有效減少受到高空復雜環境的影響。

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作者簡介：楊波（1991年05月），男，苗族 貴州省黃平縣，職稱：助理工程師，學歷：本科學歷，研究方向：鈕子開關。