Разработка контактного датчика с использованием базового схематичной схемы
Исходными конструктивными требованиями к схеме сборочного состава являются: минимальные габариты, подсоединение со стороны основания. Имеется возможность исполнения контактных групп 2з, 2р, 1з-1р (два замыкающих, два размыкающих, один замыкающий и один размыкающий контакты). Контактный датчик может быть выполнен в закрытом или в открытом (без кожуха) исполнении (рис. 20).
С целью уменьшения габарита по оси z возвратная пружина 9 установлена в корпус траверсы 6.
Сборка осуществляется с использованием минимального числа крепёжных деталей. При разработке изделия предполагается изготовление деталей и узлов по базовым технологическим процессам.
Детали 1, 4, 5, 6, 10 изготавливаются методом формования из пластмасс (прямое прессование, литьевое прессование или литьё под давлением). Детали 3, 7 изготавливаются методом листовой холодной штамповки.
Крепление контактов на контактодержатели 3, 7 в зависимости от их формы и размеров осуществляется сваркопайкой или методом развальцовки. Пружины 8, 9 изготавливаются методом холодной навивки из стальной углеродистой пружинной проволоки.
Рисунок 20 - Конструктивная схема: 1 – основание; 2, 11 – винты; 3 – неподвижный контакт; 4 – фиксатор контактной пружины; 5 – ограничитель хода траверсы; 6 – траверса (для установки двух контактных мостиков); 7 – контактный мостик; 8 – контактная пружина; 9 – возвратная пружина; 10 – контактная колодка; 12 – гайка.
Перемещение траверсы – прямоходовое. Обеспечение необходимой соосности подвижных относительно неподвижных контактов (по осям x и y) осуществляется с помощью прямоугольных пазов А в ограничителе 5 (рис. 21) и продольных выступов Б на траверсе 6 (рис. 22). Ограничитель в данном случае одновременно играет роль направляющего элемента и обеспечивает значение β, когда траверса находится в верхнем положении.
Рисунок 21 - Ограничитель хода траверсы: А – направляющий паз
Рисунок 22 - Траверса: Б – продольный выступ
Установка контактного мостика 7 в окно траверсы осуществляется небольшим поворотом вокруг оси y. Выступы В (рис. 23) предотвращают перемещение мостика в окне по оси x. Кольцевой поясок Г служит базирующим элементом для контактной пружины.
Фиксатор контактной пружины 4 имеет цилиндрический фиксирующий выступ Д (рис. 24). Элементы Г и Д фиксируют контактную пружину по оси z при перемещении в окне контактного мостика при коммутации. Фиксатор контактной пружины 4 имеет меньшую длину по сравнению с контактным мостиком и устанавливается в окно траверсы аналогично.
Неподвижные контакты 3 устанавливаются в процессе формования контактной колодки 10 (метод литьевого прессования). Возможен вариант установки неподвижных контактов в отверстия, полученные в процессе формования.
Рисунок 23 - Контактный мостик: В – выступ; Г – кольцевой поясок
Рисунок 24 - Фиксатор контактной пружины: Д – фиксирующий выступ
Основание 1 имеет базирующий элемент Е (рис. 25) для установки возвратной пружины 9 во внутреннюю часть цилиндра.
Рисунок 25 - Основание: Е – базирующий элемент; Ж – паз
Сборка траверсы осуществляется следующим образом. Вначале устанавливается контактный мостик, затем контактная пружина и фиксатор контактной пружины.
Траверса помещается в ограничитель хода.
Контактные колодки 10 устанавливаются в пазы Ж основания и закрепляются винтами 11 с помощью гаек 12, которые закладываются в шестигранные гнёзда основания. Эти винты служат также для установки контактные датчики.
Конструкция позволяет получать контактные группы различного исполнения. Для размыкающих и замыкающих контактов нужно иметь контактные колодки 10 различного конструктивного исполнения. Например, размыкающие контакты в отличие от замыкающих запрессовываются на другую высоту, а контактные накладки крепятся снизу.
Контактные колодки неподвижных контактов для установки в отверстия основания имеют одинаковую конструкцию. Неподвижные контакты будут различаться только по высоте[2].
Вариант 2
Исходными конструктивными требованиями к схеме сборочного состава (рис. П 3.3, П 3.4) являются: минимальные габариты, подсоединение со стороны контактных колодок. Контактные датчики может быть выполнен в закрытом или в открытом (без кожуха) исполнении. С целью уменьшения габаритов по оси z (рис. 2.7) возвратная пружина 2 установлена в корпус траверсы 13.
Рис. 2.7. Конструктивная схема (вариант 2): 1 – основание; 2 – возвратная пружина; 3, 4 – гайки; 5 – неподвижный контакт; 6 – вкладыш; 7 – контактный мостик; 8, 12 – винты; 9 – фиксатор контактной пружины; 10 – контактная пружина; 11 – толкатель; 13 – траверса (для установки двух контактных мостиков); 14 – верхняя колодка; 15 – контактная колодка
Конструкция позволяет обеспечить максимальную унификацию деталей и узлов для получения различного исполнения контактных групп (2з, 2р, 1з-1р) в одном блоке, а также для увеличения числа контактов за счёт набора контактных блоков (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Сдвоенная конструкция (вариант 2): 16 – соединительная колодка
Перемещение траверсы – прямоходовое. Обеспечение необходимой соосности подвижных относительно неподвижных контактов (по осям x и y) осуществляется с помощью прямоугольных пазов А в контактных колодках 15 (рис. 2.9) и продольных выступов Б на траверсе 13 (рис. 2.10). Колодки в данном случае одновременно играют роль направляющих элементов. Установка контактного мостика 7 в окно траверсы осуществляется небольшим поворотом вокруг оси y. Выступы В (рис. 2.11) предотвращают перемещение мостика в окне по оси y. Кольцевой поясок Г служит базирующим элементом для контактной пружины. Фиксатор контактной пружины 9 имеет цилиндрический фиксирующий выступ Д (рис. 2.12) и устанавливается в окно траверсы аналогично контактному мостику. Выступы Г и Д фиксируют контактную пружину по оси z при перемещении в окне контактного мостика при коммутации.
Рис. 2.9. Контактная колодка: а – основной вид; А – прямоугольный паз; И – отверстие; Л – паз; б – вид снизу; М – выступ
Рис. 2.10. Траверса: Б – продольный выступ; Ж – выступ; К – паз
Рис. 2.11. Контактный мостик: В, Г – выступы
Рис. 2.12. Фиксатор контактной пружины: Д – выступ
Возможны два конструктивно-технологических решения установки неподвижных контактов 5: – контакты устанавливаются непосредственно в процессе формования (требуется довольно сложная оснастка); – контакты устанавливаются в отверстие И (см. рис. 2.9), которое получают в процессе формования, фиксируются вкладышем 6 (рис. 2.13) на клей (например на клей марки К-300). Контактодержатели должны иметь выступы П (рис. 2.14), обеспечивающие заданное расстояние от контактной накладки до контактной колодки.
Рис. 2.13. Установка неподвижного контакта: 5 – неподвижный контакт; 6 – пластмассовый вкладыш; 15 – контактная колодка
Рис. 2.14. Неподвижный контакт: П – выступ
Основание 1 имеет глухое отверстие Е (рис. 2.15) для установки и фиксации возвратной пружины. П-образные выступы Р необходимы для точной установки и фиксации контактных колодок. Основание 1 также имеет аналогичный пазам Л у контактных колодок 15 паз Н.
Рис. 2.15. Основание: Е – глухое отверстие; Н – паз; Р – П-образный выступ
Сборка узла траверсы осуществляется следующим образом. Толкатель 11 (см. рис. 2.7) устанавливается на верхнюю часть траверсы и базируется с помощью выступов Ж (см. рис. 2.10). С помощью винта 12 и гайки 3 толкатель соединяется с траверсой. При создании конструкции, состоящей из нескольких блоков, необходимо предусмотреть для обеспечения заданных значений раствора и провала контактов дополнительную соединительную колодку 16 (см. рис. 2.8), которая соединяет две траверсы. У траверсы в нижней части имеются пазы К для сопряжения с выступами соединительной колодки. Соединительная колодка имеет выступы и впадины, аналогичные выступам и впадинам траверсы. Контактные колодки 15 имеют пазы Л и выступы М (см. рис. 2.9), исключающие поворот колодки и обеспечивающие соосность контактов. Верхняя колодка 14 вместе с контактными колодками закрепляется с помощью винтов 8 к основанию. В основании имеются шестигранные гнёзда для установки гаек 4. Принятая конструктивная схема позволяет создавать наборную конструкцию из отдельных блоков.
Вариант 3
В конструктивной схеме (рис. 2.16) используется траверса 6, в которой предусмотрено глухое отверстие Е (рис. 2.17) для размещения возвратной пружины 2, что позволяет уменьшить габаритные размеры по высоте. Неподвижные контакты 10 устанавливаются в отверстия А двух боковых контактных колодок (рис. 2.18). Возможны два варианта установки неподвижных контактов. Установка их в процессе формования (менее технологичный вариант) и установка с помощью фиксирующих вкладышей (установка на клей К-300), как и в варианте 2. Основание 1 имеет цилиндрическое гнездо И (рис. 2.19) для размещения части возвратной пружины и её фиксации. На боковых поверхностях контактных колодок предусмотрены прямоугольные пазы Ж (рис. 2.18), которые играют роль направляющих для перемещения траверсы. Выступы Б (рис. 2.17) траверсы перемещаются по ним, обеспечивая соосность контактов. Крайние положения выступа Б (верхнее, нижнее) обеспечивают заданные значения α и β.
Рис. 2.16. Конструктивная схема (вариант 3): 1 – основание; 2 – возвратная пружина; 3 – контактный мостик; 4 – фиксатор контактной пружины; 5 – контактная пружина; 6 – траверса; 7 – контактная колодка; 8 – винт; 9 – гайка; 10 – неподвижный контакт
Рис. 2.17. Траверса: Б – выступ; Е – глухое отверстие
Рис. 2.18. Колодка контактная: А – отверстие; Ж – прямоугольный паз
Контактные колодки базируются на плоскости основания с помощью выступов В (рис. 2.19) и опорной поверхности Г основания. Этим также обеспечивается соосность неподвижных и подвижных контактов.
Рис. 2.19. Основание: В – выступ; Г – опорная поверхность; Д, К – отверстия; И – гнездо
При установке контактных колодок на основание неподвижные контакты проходят через отверстие К (см. рис. 2.19) с небольшим зазором. Контактные колодки закрепляются с помощью винтов 8, проходящих через колодку в отверстие Д основания, и гаек 9, как и в предыдущих примерах СКЭ. Конструкция позволяет выполнить СКЭ с исполнением контактов 2з, 2р и 1з-1р.