Pollife.ru

Стройка и ремонт
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Путевые выключатели. Устройство и сферы применения

Путевые выключатели. Устройство и сферы применения

В управляемых машинах и электрических устройствах приводов применяются аппараты, которые предназначены для включения или отключения электрических цепей в зависимости от того или иного положения рабочих органов машины или механизма. Такие аппараты называются путевыми выключателями или как частный случай этого типа аппаратов, концевыми выключателями.
Путевые выключатели могут быть кнопочными, рычажными или шпиндельными. Из функциональных определений этих аппаратов видно, что они разделяются в зависимости от способа внешнего воздействия на их контакты.

Для безопасного и своевременного управления машины и механизма чрезвычайно важно для путевых выключателей, чтобы они имели достаточно быстрый скоростной режим отключения или включения электрических цепей. Кроме этого, скорость включения и отключения влияет на образование между контактами этих аппаратов электрической дуги. И при недостаточной величине расстояния между контактами электрическая дуга может и не погаснуть даже при малых величинах тока.

Из-за того, что как правило, во всех типах путевых выключателей размыкание и смыкание происходит с такой же скоростью, как и скорость управляемой машины, поэтому для устранения образования дуги и ускорения процессов включения и отключения в этих аппаратах применяются специальные пружинные устройства для быстродействия контактов. Такие пружинные устройства обеспечивают необходимый режим скорости размыкания контактов при любых скоростных режимах управляемых машин.

Путевые выключатели могут быть исполнены в зависимости от сферы и среды их применения в пластмассовом, алюминиевом, силуминовом, а также в практически не разрушаемом исполнении корпусов из полиэстера или чугуна. Кроме этого для применения их в агрессивных и взрывоопасных средах они могут быть оснащены дополнительной герметизацией и усилением деталей корпуса. Заказать путевые выключатели можно здесь: http://vdo.by/catalog/low-voltage-equipment/limited-switches/.

Сферы применения и описание наиболее распространенной конструкции путевых выключателей

Путевые выключатели применяются для автоматического управления машин и механизмов:

  • в установках стационарного типа (станки, конвейеры, эскалаторы);
  • на транспортных и грузоподъемных средствах, где они приводятся в действие с помощью управляющих упоров;
  • для оснащения сигнализации электроприводов или других электротехнических устройств.

Внутри корпуса путевого выключателя, как правило, установлено два или четыре контакта с устройством их привода, которое состоит из закрепленного с внешней стороны корпуса на валу рычага, который может быть оснащен либо роликом, либо специальной педалью, либо тросом. Внутри корпуса на другом конце вала закреплены два кулачка, которые с помощью пружинных скоб приводят в действие блоки контактов. Блок контактов имеет по одному размыкающему и замыкающему контакту, которые выполнены в виде само возвращающегося в начальное положение толкателя. Внутри корпуса также имеются блоки контактных зажимов для подсоединения проводов электрической цепи.

Управляемая арматура с механическим электрическим приводом

ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ применяют для комплектования запорной и регулирующей арматуры (в последнем случае их часто называют электрическими исполнительными механизмами).

ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ могут устанавливаться непосредственно на арматуре или в месте, удобном для обслуживания, а управление арматурой в этом случае производится дистанционно через соответствующие передаточные элементы (муфты, валы и т.п.). В этом варианте электроприводы часто устанавливаются на специальные колонки, в связи с чем их называют колонковыми. Такая схема применяется на тепловых и атомных электростанцияхи в некоторых других случаях.

Читайте так же:
Двойной дублирующий выключатель схема подключения

Использование электроприводов для управления арматурой все больше расширяется. Это объясняется автоматизацией технологических процессов, в которых применяется арматура, повышением параметров рабочих сред, требованиями повышения скорости срабатывания арматуры и рядом других условий, вытекающих из современного уровня технологии в отраслях – потребителях арматуры.

Эти обстоятельства приводят к увеличению спроса на электроприводную арматуру и расширению номенклатуры выпускаемых приводов. Так, наряду с традиционными многооборотными приводами для задвижек и запорных клапанов выпускаются ОДНООБОРОТНЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ для шаровых кранов, поворотных дисковых затворов и заслонок.

Сейчас более тридцати арматуростроительных предприятий России и других стран СНГ выпускают арматуру, которая предусматривает комплектацию её электроприводами. При этом имеются ввиду приводы не только основного традиционного их изготовителя – специализированного завода «Тулаэлектропривод», но и десятка других заводов в различных регионах страны.

Для того, чтобы электропривод мог осуществлять функции управления арматурой, в его конструкции предусматриваются следующие основные узлы:

  • электродвигатель – источник движения для закрывания и полного открывания прохода арматуры, а также для остановки затвора в любом промежуточном положении, которые осуществляются нажатием соответствующих кнопок на пульте управления;
  • редуктор, при помощи которого передается движение от электродвигателя к выходному валу привода, соединенному с механизмом перемещения затвора арматуры;
  • путевой выключатель – для передачи сигнала на пульт управления о положении затвора и его автоматической остановки в заданном положении;
  • устройство (как правило, муфты) ограничения крутящего момента – для защиты электродвигателя от перегрузок путем автоматической его остановки при достижении заданной величины крутящего момента на выходном валу;
  • ручной дублер – для ручного управления арматурой при пуско-наладочных работах и при аварийном отсутствии электропитания привода.

Перечисленные здесь узлы могут иметь различные конструктивные исполнения в электроприводах, выпускаемых разными заводами, различных по мощности и предназначенных для разных условий эксплуатации. Однако общим для всех электроприводов является обязательный набор тех функций, которые здесь были названы.

Для электроприводов, которые устанавливаются непосредственно на арматуру, следует отметить два момента:

  • соединение привода с корпусными деталями арматуры;
  • зацепление выходного вала привода с соответствующим элементом арматуры, передающим движение на ее затвор.

Корпус привода имеет фланец (обычно квадратный), который устанавливается на соответствующий фланец, имеющийся на крышке арматуры. Центровка привода относительно оси шпинделя арматуры обеспечивается специальным посадочным пояском. Крепление осуществляется четырьмя шпильками и гайками.

Выходной вал привода имеет на своем торце кулачки, которые входят в зацепление с соответствующей кулачковой муфтой арматуры. В некоторых случаях вместо кулачков на выходном валу привода выполняется внутренний квадрат, в который входит соответствующий наружный квадрат хвостовика арматуры. Сразу отметим, что соединение при помощи квадрата используется для электроприводных клапанов малых DN. На клапанах больших DN и задвижках устанавливаются электроприводы, передающие движение на арматуру через кулачковое зацепление.

Управление арматурой включает в себя не только осуществление необходимых перемещений затвора. В запорном органе должны быть созданы усилия, необходимые для обеспечения герметичности при закрывании арматуры и нормального её открывания.

Читайте так же:
Коробка для выключателей черная

Усилия, развиваемые приводом, должны преодолевать воздействия рабочей среды на элементы запорного органа. Эти воздействия зависят от типа арматуры и конструктивного исполнения запорного органа, но прежде всего – от главных параметров арматуры: диаметра трубопровода и рабочего давления среды. Разумеется, чем больше диаметр и чем больше давление, тем более мощным должен быть привод для управления конкретным типоразмером арматуры. Поэтому для приводного устройства из многих его характеристик главной, определяющей можно назвать характеристику силовую. Выражается эта характеристика величиной крутящего момента (Мкр), который развивается на выходном валу привода и передается на соответствующий механизм арматуры.

Многообразием номинальных диаметров и давлений рабочей среды с учетом конструктивных разновидностей арматуры объясняется очень широкий диапазон величин крутящих моментов, которые должны развивать электроприводы для управления арматурой. Этот диапазон ориентировочно составляет от 2,5 до 1000 кгс. м.

Совершенно очевидно, что технически очень сложно, а экономически абсолютно нецелесообразно пытаться создать такой привод, который мог бы справиться с управлением арматурой любых типов, диаметров и давлений.

Многооборотные электроприводы, которые устанавливаются непосредственно на арматуру (кроме электроприводов для арматуры энергетической) делятся на шесть типов: М, А, Б, В, Г, Д.

Каждый тип привода отличается величиной максимального крутящего момента (Мкр) на выходном валу:

Как устроен путевой выключатель

В большинстве схем автоматизации и цепей управления применяются концевые выключатели — это аппарат для коммутации электрической цепи посредством воздействия исполнительного механизма на него. Иногда их называют путевыми выключателями. Их применяют в устройствах автоматического электропривода, системах охранной сигнализации и прочих устройства. Типовое применение мы рассмотрим в этой статье, начнем от простого к сложному.

Массовое применение концевых выключателей в автомобилях

Я решил начать статью с того, что встречалось большинству обывателей. Если с токарными станками, лифтами и грузоподъемными кранами работают немногие, то с автомобилями сталкивались все.

Первое что приходит в голову это концевой выключатель, сигнализирующий об открытой двери. В классических отечественных автомобилях он использовался для включения салонного освещения (потолочного плафона). В автомобилях семейства ВАЗ Самара или Жигули концевой выключатель расположен в дверной стойке и разрывал цепь плафона.

Один из контактов соединен с массой (минусовая клемма), ко второму подключен провод от светильника. Цепь выглядит так: плюс аккумулятора через предохранитель подключается к лампе, второй контакт лампы идет на концевик.

Когда дверь открыта контакты выключателя замкнуты, лампочка горит, торцевая часть закрытой двери прилегая к стойке нажимает на толкатель концевика контакты размыкаются, и свет гаснет.

В автомобилях УАЗ семейства Патриот концевик имеет другую конструкцию. Его выводы изолированы от массы и размыкают цепь плюса. В современных иномарках на концевик двери возложено больше задач, например запрет включения положения «Drive» АКПП. Он может располагаться не в дверной стойке, а в самой двери за дверной картой, совмещенно с приводом замка.

Еще одна цепь которая управляется таким же способом — цепь стоп-сигнала. И на автомобилях и на мотоциклах на концевик воздействует рычаг или педаль тормоза после чего зажигается вторая спираль лампы задних фонарей.

Читайте так же:
Автоматический выключатель ае 2046м 40а

Кроме того они встречаются в схемах управления центральным замком (в корпусе соленоида-привода замка, который обычно установлен в водительской двери или обоих передних дверях), лампа освещения подкапотного пространства и багажного отделения.

Использование для управления автоматизированным электроприводом

Это самая широкая сфера применения путевых выключателей. Их вводят чтобы избежать заклинивания привода и поломки редукторов и подобных, это нужно для избежания аварийных ситуаций, рассмотрим примеры.

В принципе основных вариантов использования два. Первый: концевой выключатель нормально-замкнутыми контактами включении в цепь катушки контактора или магнитного пускателя. При срабатывании катушка обестачивается, пускатель размыкается отключая двигатель.

Второй: концевиков несколько, сначала срабатывает тот который дает сигнал на замедление двигателя, будь то переключение обмоток многоскоростного двигателя, введение балласта машин постоянного тока, или на цепь управления частотным приводом, а следом срабатывает выключатель, который дает сигнал на полное отключение двигателя.

В токарных станках они используются для остановки привода перемещения резца. В лифте с их помощью включается цепь подъема на нужный этаж, при его срабатывании лифт останавливается. А в крановых механизмах для остановки механизма подъема груза, перемещения кабины и балки.

На кран-балках, консольных и мостовых кранах если двигатель не остановить балка врежется в стену и/или съедет с рельс. Для этого с обоих сторон по направлению продольного перемещения (вперед и назад) установлены путевые выключатели, а на стенах или крайних точках рельс стоят ограничительные штанги (обычные металлическое уголки, трубы и подобное).

При приближении к концу рельсы рычаг или толкатель путевого выключателя сталкивается со штангой и цепь катушки контактора отвечающего за движение в этом направлении размыкается (подключена через нормально-замкнутую пару контактов) кран останавливается. При этом цепь пуска двигателя в обратном направлении замкнута и может быть включена с пульта управления.

При повторной попытке включения движения в ту же сторону — контактор не включится, так как цепь катушки разомкнута путевым выключателем.

Частая неисправность заключается не в проблеме с контактами, как могло показаться, а в механическом заклинивании рычага, когда он не возвращается в нормальное положение. В промышленных цехах много вредных факторов типа пыли, влажности и прочих. В случае сгорания контактов — движение в одну из сторон станет не возможным до устранения неисправности.

Такие же выключатели стоят и в схемах ограничения подъема груза. Вот это изображен на картинке.

В принципе аналогичная схема используется и в системах управления лифтов, токарных станков и прочего.

Устройство промышленных путевых выключателей

В зависимости от рода механизмов и условий в которых может работать путевой выключатель корпус может быть взрывозащищенным или иметь влагозащиту. При переключении контактов может возникать искрение или небольшие дуги. Ток коммутируемый концевым выключателем КУ-701 достигает 10 Ампер.

Контакты приводятся в движение штангой или рычагом, на конце которой часто расположено колесо. Оно нужно для корректного срабатывания и предохранения механизма от скола и поломки от удара об ограничитель. Штанга же, в свою очередь, возвращается в нормальное положение ленточной пружиной или пружиной другого вида.

Читайте так же:
Масляный выключатель вмпэ 10 замена масла

Обычно в путевых выключателях есть две пары контактов:

  • Нормально-закрытые;
  • Нормально-открытые.

Это нужно для реализации разных схем и дополнительных функций и индикаций.

Блоки концевых контактов и их применение

Блок контактов — это устройство для управления автоматизированными задвижками. Такие задвижки устанавливаются на магистральных трубопроводах большого диаметра и удаленных узлов труб произвольного диаметра.

В своем корпусе содержит целый ряд микровыключателей, редуктор, кулачковый вал, устройства для настройки (метки и т.п.). Такой аппарат управляет задвижкой, по принципу похожему на лифт. В зависимости от степени открытия вентиля кулачковый вал нажимает на толкатели микровыключателей.

Набор мировыключателей нужен чтобы реализовать сигнализацию крайних положений и управляющие сигналы (по 2 пары на положение). Вал задвижки может вращаться много оборотов.

Это сделано чтобы снизить усилия прикладываемые машинистом в случае ручного перекрытия или открытия задвижки. Вал вращается хоть руками, хоть электродвигателем через понижающий редуктор.

В корпусе блока концевых выключателей тоже есть редуктор, он нужен для передачи вращения на кулачковый механизм, таким образом уравнивается количество оборотов задвижки и количество оборотов нужное для срабатывания конкретного микровыключателя.

При этом такие блоки не универсальны, нужно подбирать по передаточным числам редуктора под конкретную задвижку с ее числом оборотов. Основной процедурой по обслуживание является так называемая «выставка концевых выключателей».

Выставляются они путем подбора положения вала задвижки и кулачкового вала в одном из крайних положений. Особо важно при этом сделать так, чтобы задвижка выключалась не в крайнем положении, а с запасом, не доходя до него. Это нужно чтобы двигатель наверняка остановился и не порвал механическую часть.

Использование в устройствах сигнализации

Концевые выключатели могут быть использованы как сигнализатор открытой двери, как это делают в автомобиле. Такие датчики устанавливают на дверях помещений, окнах, шкафов и ящиков для охранных целей и для автоматического включения света, например. При этом в охранных комплексах активно используются герконы — аналог концевого выключателя который реагирует на магнитное.

В промышленных кранах концевые стоят на дверях кабины крановщика, люках подъема на верхнюю площадку, например при обслуживании панелей управления и силовых модулей. При открытом люке или двери цепь пуска силовых контакторов разомкнуться и случайный пуск невозможен. Ниже схема такой установки, в верхней части справа буквами КД и КЛ обозначены концевые двери и люка в виде нормально замкнутых контактов.

Заключение

Концевые выключатели используются повсеместно и электромонтеру крайне важно разбираться в их устройстве, назначении контактов и разновидностях. Не всегда есть возможность заменить вышедший из строя концевик аналогичным, приходится подбирать подобный, поэтому нужно понимать для чего предназначены его контакты.

Эти знания пригодятся всем людям занятым в сфере ремонта и обслуживания электрических и электронных устройств, как бы странно это не звучало, но они используются даже в ноутбуках как датчик закрытия крышки.

Читайте так же:
Внутреннее устройство двухклавишного выключателя

Ранее ЭлектроВести писали, что в России на Калининской АЭС было отключено от сети три энергоблока из четырех. Представитель концерна «Росэнергоатом» сказал, что остановка была вызвана отключением одного из трансформаторов тока.

Элементы управления, защиты и автоматики: путевые и конечные выключатели

Путевые выключатели являются контактными аппаратами, замыкающими или размыкающими свои контакты, когда движущийся элемент механизма проходит определенную точку пути движения. Когда выключатели установлены на концах пути для ограничения перемещения, их называют конечными. Эти выключатели бывают нажимные и рычажные, причем у первых рабочим органом является шток с прямолинейным движением, а у вторых — рычаг, поворачивающийся на некоторый угол под действием внешнего усилия. Существуют бесконтактные выключатели, которые состоят из датчиков (емкостных, индуктивных и т. д.) и исполнительного устройства.

Конечные выключатели — это аппараты, которые служат для автоматических переключений в схемах управления электроприводом при достижении подвижным узлом или механизмом заранее установленного положения. Они имеют замыкающие и размыкающие контакты, которые получают движение от рычага или нажимного штифта при помощи специального конструктивного выступа или детали подвижного узла или механизма.

По характеру действия различают выключатели простого и моментного действия. Выключатель простого действия ВК-111 применяют при скорости движущихся узлов или механизмов не менее 0,5 м/с, так как при меньших скоростях контакты выходят из строя из-за длительного действия электрической дуги. Подвижные контакты выключателя моментного действия имеют два фиксированных положения, а переключение положений происходит с большой скоростью независимо от скорости движения: воздействующего узла или механизма.

Выключатели моментного действия (ВК-211 и ВК-311) содержат неподвижные контакты, укрепленные на клеммных колодках из пластмассы, подвижные контакты, закрепленные на пластмассовом рычаге, который жестко соединен с планкой, находящейся в зацеплении с собачками.

Контакты переключают поворотом рычага с роликом на конце. Рычаг связан валиком с поводком не жестко, а набором ленточных пружин, позволяющих рычагу отклоняться при избыточном перемещении на угол до 15°. В отверстии поводка расположены пружина и шарик, контактирующий с планкой. Рычаг на валике можно установить под любым углом (±80°), так как они соединяются посредством зубчатого соединения с мелким шагом (через 8°). Усилие пружины обеспечивает планке мгновенное переключение контактов в момент освобождения ее собачкой. Пружина возвращает контакты в исходное положение, она может располагаться с любой стороны поводка.

Выключатели типа ВК рассчитаны для переключения потребителей при максимальном напряжении переменного тока до 500 В. Максимально допустимый ток включения составляет 20 А, а при длительном токе — от 1,5 до 5 А. Выключатели этого типа рассчитаны на срок службы, определяемый общим числом переключений, равным 2 млн.

Путевыми и концевыми выключателями являются индуктивные датчики, принцип действия которых основан на изменении магнитного сопротивления магнитопровода (сердечника) и в целом катушки, охватывающей сердечник. Изменение индуктивного сопротивления катушки ведет к изменению полного сопротивления, что и вызывает переключение выходного реле.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector