一种微动开关的触点设计

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《装备维修技术》2021年第2期
—99—
一种微动开关的触点设计
周康俊
(太原航空仪表有限公司,030006)
1  绪论
微动开关作为继电器重要组成部分,它由上端触点组合、触点连动作弹片组合、弹簧、连接片、触杆、螺钉、铆钉、底座组件、止动片、下端触点组合等零组件组成,如图1所示,上端触点组合通过压接的方式固定于底座组件上;下端触点组合放置于底座组件安装过孔处,通过冲压的方式将其固定;连接片一端穿过止动片,另一端作为支撑点卡滞于动作弹片处;触杆一端连接弯板,另一端通过弹簧拉紧连接片,
使触杆、弹簧、连接片3个零件保持力的平衡;止动片通过铆钉固定,可以通过改变螺钉位置,改变止动片角度,当给触杆施加动作力时,使动作弹片达到临界点动作点,从而使上端触点与中间端触点接触。 微动开关的作用是:当触杆感受的压力未达到规定的预设值时,开关组件不启动,中间端触点与下端触点保持接触;当触杆感受的压力达到规定预设值时,开关组件启动,中间端触点与上端触点接触;当触杆感受的压力超过规定预设值时,开关组件保持启动状态,中间端触点与上端触点保持接触。
触点是继电器(有触点)的关键零部件,它对继电器的主要性能
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起关键性作用。
触点设计主要涉及到触点材料、接触电阻、触点终压力、开
距(触点间隙)、触点组件连接的工艺等方面。
2 触点设计
触点的设计路线:首先对常用触点材料的物理特性、电气力
学性能、热稳定性进行分析,选出一种可靠性较高的触点材料,
接着对接触电阻、触点终压力、开距(触点间隙)进行计算、确
定,最后确定触点组件连接的工艺。
2.1  触点材料 触点材料首先应具有良好的导电和导热性能、接触电阻稳定、
抗电磨损性能好、机械强度高、抗机械磨损性能好、加工工艺性好等特点,触点所用材料为金基合金和铂铱合金、纯银。fe光模块
2.1.1  常用触点材料的热稳定性
触点在通过短路电流时,接触部分强烈发热,在几秒的时间内,触点可能因过热而局部熔化、金属喷溅以致相互焊接等现象。因此,触点承受短路电流热作用的能力称为触点的热稳定性,由于触点发热的稳定过程很快,可按长期发热过程分析。因此,可以根据触点材料的软化温度和熔化温度,按式2计算出触点材料软化压降和熔化压降,软化压降和熔化压降是触点材料热稳定性指标的重要参数,计算值见表3。
b m -8θθLT U j =…………………………………(1) 式中 U j ——软化压降或熔化压降(V);
L——洛伦兹常数L=2.4×10-8(V 2/K 2
);
T——触点的平均温度系数(K),取2732
b
m ++=θθT ;
θm——触点软化或者熔化温度(℃); θb—— 触点本体温度(℃);
2.1.2  对比不同触点材料的额定电流 2.1.2.1 计算继电器接触电阻
两个点接触时,其间产生一个附加电阻,称为接触电阻Rj。由于影响接触电阻Rj 的因素很多,要准确计算接触电阻是十分困难的,一般都采用经验公式估算,其接触电阻经验公式如下:
Rj=
废旧电路板提金技术m
j F K )1.0( (2)
其中: Rj——接触电阻,单位μΩ; F ——触点接触压力(N); m——与接触型式有关的系数,对于点、线、面接触分别取0.5,0.7,1; K j ——与触点材料、表面情况、接触方式有关的系数; 2.1.2.2 计算额定电流 在触点的设计过程中,是通过对触点的热设计来满足额定电流要求的,因此当触点有电流流过时,由于存在导体电阻和接触电阻,触点将会发热,当发热超过一定极限时,将破坏触点结构和形成的软化,造成故障。因此,要限制额定电流,事实上要限
制触点的内部的升温不超过设计的规定值。 当接触电阻、不同材料的软化压降确定后,根据公式3,便可以计算出不同材料的额定电流。 %10⨯=j
j
R U I …………………………………(3) 其中:I—— 额定电流(A); U j ——软化压降或熔化压降(V); R j
——接触电阻(Ω);  2.1.3  触点接触压力 当动触点与静触点处于闭合状态时,接触电阻稳定,将作用于触点间的正压力,叫作触点接触压力,根据以上分析,触点接触压力直接影响到接触电阻及触点的额定电流的大小, 可以根据公式4可计算出接触压力。 m j j j R k F /= (4)
其中:R j ——接触电阻,单位μΩ; F j ——接触硬度(N.mm); K j 、m——与接触型式有关的系数,对于点线面接触分别取0.5,0.7,1;
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2.1.4  触点开距
触点处于断开状态时,动静触点之间的最短距离。其数值是由它能否耐受电路中可能出现的过电压,以及能否保证顺利熄灭电弧决定的。
继电器一般触点开距分别为0.2mm、0.25mm、0.5mm、1mm、1.8mm,触点开距越小就越小,灵敏度也越高,机械方面的寿命也就越长,但直流的断路性能和抗振动抗冲击方面就不利。同时触点开距是影响交流电弧提前过零相位角的关键因数,随着触点开距的增大,电弧提前过零相位角越大,交流电弧燃弧时间越短,熄灭越快,触点寿命就越长。
2.1.5  触点组件连接的主要工艺
当触点制造好以后,触点和导电零件(包括支承件和触桥)连接在一起而成为触点组件.连接方式可用铆接和钎焊、压接三种方法。
铆接工艺适用于尺寸小、材料塑性好的触点.所以许多继电器的触点采用这种工艺,这种工艺方式的优点是不需要加热便可以与触点连接的弹、触桥和其它导电零件连接,这类零件不会因退火使材料的力学性能变化,银触点常常采用铆接工艺。
钎焊工艺过程简单,不需要特殊设备,加热温度不高,基体金属不熔化,可以保持制件的物理、化学
和力学性能,可以保持触点结构和几何形状基本不变。
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