МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

МАШИНОБУДІВНИЙ КОЛЕДЖ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

ІМЕНІ ОЛЕСЯ ГОНЧАРА

ПОШУКОВО - ДОСЛІДНИЦЬКА

РОБОТА

ТЕМА : Порівняльний огляд різних типів кінцевих вимикачів

Виконав

студент групи ОВ-14

Степаненко О.Л

Керівник

викладач Стрежекуров Ю.Е

Актуальність теми: Будь яки механізми яки виконують лінійне переміщення об’єктів чи інших механізмів потребують визначення проходження чи кінця шляху для виконання наступної технологічної операції. Для цього використовують шляхові та кінцеві вимикачи які мають різну конструкцію, принцип дії та переваги і недоліки. Таким чином важливо при використанні вимикачів для ремонту чи побудуванні електромеханічної системи знати їх особливості та недоліки з метою використання під конкретний технологічний процесс для підвищення надійності та зменшення витрат на ремонт.

Мета і задачі дослідження : дослідити електромеханічні характеристики, різні типи вимикачів та їй переваги і недоліки.

Об*єкт дослідження: механічні вимикачі, індуктивні вимикачі, оптичні вимикачі, ультразвукові вимикачі, ємнісні вимикачі, датчики тиску.

Практичне значення результатів: Метою досліду виявити недоліки та переваги наведених датчиків. Та пояснення їх застосування в цілому і які датчики доцільніше використовувати у верстатах

1)Шляховий вимикач або кінцевий вимикач-це апарат для замикання і розмикання електричних ланцюгів в системах автоматичного управління електроприводами. Шляховий вимикач приводиться в дію самим переміщаємим механізмом, який в окремих точках свого шляху викликає замикання або розмикання відповідних контактів вимикача. При спрацьовуванні контактів шляховий вимикач виробляються електричні сигнали, що приводять в дію пристрою управління автоматизованого електроприводу. Найбільш простий і поширений приклад використання шляхового вимикача в схемі управління механізмом - пристрій для запобігання можливості переходу механізму за межі його кінцевого положення. В цьому випадку ш. в. називають кінцевим вимикачем або обмежувачем ходу.За принципом дії ш. в. поділяють на контактні (електромеханічні) і безконтактні (індуктивні, ємнісні і ін.).

Тепер розглянемо кожний вимикач окремо:

2)Механічні,вони поділяються на 3 типи:

Рис.1 а)кнопковий б)ричажний в)роликовий

Розглянемо принцип дії на прикладі роликового

На прикладі приладу з роликом розглянемо принцип роботи докладніше. Робочий механізм «наїжджає» на коліщатко, що штовхає стрижень вниз. В результаті відбувається розмикання контактів, які знеструмлюють пристрій, підключений до них. Таким чином, кінцевий вимикач обмежує подальший рух механізму, або щось включає (наприклад, сигналізацію).

При установці потрібно стежити за точністю. Якщо кінцевик поставити далеко, тоді механізм може не дістати до ролика, а якщо занадто близько - його просто може розчавити.Варто відзначити, що зустрічається одинарний кінцевий вимикач рідко. Як правило, це завжди блок: в одному корпусі два або більше контактів. У описуваної моделі можна помітити нормально відкритий і закритий - разом пара. Це набагато зручніше. По-перше, таке виконання універсально: який потрібен контакт, до такого і підключайся. Немає необхідності шукати відповідну конструкцію. По-друге, в деяких ситуаціях потрібен саме перемикач: коли є н еобхідність не просто зупинити механізм, а зробити реверс.

Рис.1.1 Схема роликового кінцевого вимикача

Переваги:

-дешевизна;

-простота схеми комутації;

-простота налаштування і обслуговування; Недоліки:Розглянуті кінцеві вимикачі мають порівняно низьку надійність, пов'язану з підвищеним зносом контактної пари, знос (ерозія) контактів і освіту окисних плівок, що погано проводять електричний струм, що призводить до втрати стабільності і точності системи автоматичного управління.

Тепер розглянемо види безконтактних кінцевих вимикачів:

3)Індуктивні кінцеві вимикачі

Індуктивний датчик є дуже поширеним пристроєм, що входять до складу низового обладнання в автоматизованих системах управління виробництвом. Пристрої широко застосовуються в машинобудуванні, текстильній, харчовій та інших галузях промисловості . Найбільш ефективно прилади використовуються в верстатах в якості кінцевих вимикачів, а також в автоматичних лініях. При цьому індуктивні датчики реагують тільки на метали, залишаючись нечутливими до інших матеріалів. Дана властивість дозволяє збільшити захищеність пристроїв від перешкод, вводячи в їх зону чутливості різні мастила, емульсії та інші речовини, що не викличе помилкове спрацьовування.

Об'єктами, на які впливає індуктивний датчик положення, є різні металеві деталі: кулачки, повзуни, зуби шестерень. У багатьох випадках може застосовуватися прикріплена до деталей обладнання пластина.

Також ці прилади широко застосовуються в промисловості, коли необхідно виміряти різні переміщення. Область таких вимірювань знаходиться в діапазоні 1 мкм - 20 мм. За допомогою датчика може вимірюватися витрата рідини або газу, рівні тиску, дії сили та інші параметри. Для перетворення вимірюваних параметрів використовуються різні чутливі елементи, після чого всі дані надходять безпосередньо до датчика. Індуктивні вимикачі нерідко застосовуються в системах безпеки, оскільки відгукуються не тільки на вагу металу, але і на динаміку його пересування. Наприклад, індуктивні пристрої використовуються в штоках (як обмежувачі ходу) і захисних кожухах. Відмітна якість індуктивних приладів - відсутність чутливості до забруднень - дозволяє застосовувати їх в самих різних технологічних процесах.

Принцип дії та схема індуктивного датчика

Індуктивний датчик є дискретним. Сигнал на його виході з'являється, коли в заданій зоні присутній метал.

В основі роботи датчика наближення лежить генератор з котушкою індуктивності. Звідси і назва. Коли в електромагнітному полі котушки з'являється метал, це поле різко змінюється, що впливає на роботу схеми.

Р ис2.1 Поле індуктивного датчика. Металева пластина змінює резонансну частоту коливального контуру.

Схема, яка містить компаратор, видає сигнал на ключовий транзистор або реле. Ні металу - немає сигналу.

Рис 2.2 Схема індуктивного n-p-n датчика. Наведено функціональну схему, на якій: генератор з коливальним контуром, граничний пристрій (компаратор), вихідний транзистор NPN, захисні стабілітрон і діоди.

Переваги та недоліки індуктивних вимикачів

Почнемо з переваг:

- простота конструкції, досить висока його надійність. Повна відсутність ковзних контактів, які швидко виходять з ладу;

- можна використовувати для підключення в електричні мережі з промисловою частотою;

- висока чутливість;

- може витримувати велику вихідну потужність;

Недоліки:

- напруга і точність роботи датчика взаємопов'язані, тому нестабільна напруга в мережі стає причиною розкиду меж реагування;

- на роботу датчика можуть надавати свій вплив зовнішні електромагнітні поля, також дають певну похибку вимірювань. Причиною їх виникнення є індукування електрорушійної сили під дією зовнішніх полів в обмотці датчика. Такі магнітні поля утворюються від роботи різних електроустановок на виробничих ділянках.

Рис 2.3 Пристрій індуктивного датчика