摘要:大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)屬于一種復(fù)合開(kāi)關(guān),其應(yīng)用環(huán)境較為復(fù)雜,必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的把控,提高其應(yīng)用的穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞:大功率;密封鈕子開(kāi)關(guān);設(shè)計(jì)研究
大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)包括很多內(nèi)容,本文即通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)性能、設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、技術(shù)要點(diǎn)等分析,對(duì)相關(guān)內(nèi)容做出簡(jiǎn)述,以期促進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。
一、大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的性能要求
(一)有新穎的結(jié)構(gòu),方便實(shí)際使用
大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)在進(jìn)行外部電路轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,是通過(guò)撥動(dòng)鈕柄來(lái)對(duì)內(nèi)部觸點(diǎn)進(jìn)行帶動(dòng),使之觸點(diǎn)交替接觸而實(shí)現(xiàn)的,這是在整機(jī)使用過(guò)程中對(duì)開(kāi)關(guān)做出的要求。因此,在對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要充分考慮到零件與零件之間的配合性,為保證觸點(diǎn)接觸的有效接觸,要提高零件和傳動(dòng)系統(tǒng)的靈活性,避免卡澀感的出現(xiàn),在對(duì)開(kāi)關(guān)內(nèi)部的接觸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,將蹺蹺板式結(jié)構(gòu)應(yīng)用于系統(tǒng)中的動(dòng)觸片合件上。
(二)耐用性強(qiáng),有較強(qiáng)的使用壽命
蹺蹺板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠提高開(kāi)關(guān)在面對(duì)沖擊、振動(dòng)等方面的抗性,而大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)在設(shè)計(jì)上采取觸點(diǎn)跳動(dòng)對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行斷開(kāi)和閉合,其供電的方式為不連續(xù)供電,減少了對(duì)載流零件的損害,使其壽命大大提升。
(三)鈕柄滿足高強(qiáng)度要求
在國(guó)軍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)鈕柄的強(qiáng)度試驗(yàn)有具體的要求,因此在進(jìn)行開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要保證設(shè)計(jì)的規(guī)范性和安全性,必須按照規(guī)定展開(kāi)強(qiáng)度試驗(yàn),避免在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)關(guān)失效或意外損壞的情況,影響正常使用。
(四)滿足高空環(huán)境下的特殊要求
密封鈕子開(kāi)關(guān)通常自身高空環(huán)境下使用,因此,必須將各項(xiàng)指標(biāo)和高空低氣壓的性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,對(duì)開(kāi)關(guān)的承熱能力進(jìn)行檢驗(yàn)。在對(duì)參數(shù)和方案總體進(jìn)行設(shè)計(jì)預(yù)算的過(guò)程中,需要對(duì)導(dǎo)電體的面積進(jìn)行計(jì)算,確定其橫截面積的最小值,對(duì)導(dǎo)體自身存在的電阻盡量減少,優(yōu)化對(duì)導(dǎo)體長(zhǎng)度和材料的設(shè)計(jì),降低材料和通電時(shí)間的熱量,盡量將導(dǎo)體橫截面加大。
二、大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)零件的參數(shù)計(jì)算
(一)組合開(kāi)關(guān)的計(jì)算設(shè)計(jì)
大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)在進(jìn)行組合開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí),接觸系統(tǒng)中的動(dòng)觸片和動(dòng)觸點(diǎn)的接觸需要采取鉚接或是焊接的方式,而其橫截面的參數(shù)計(jì)算則需要根據(jù)動(dòng)觸點(diǎn)的橫截面面積進(jìn)行模擬。根據(jù)開(kāi)關(guān)中加入的蹺蹺板結(jié)構(gòu)動(dòng)觸片和角度對(duì)動(dòng)觸片尺寸進(jìn)行計(jì)算,得到具體數(shù)值后確定動(dòng)觸片重點(diǎn)及其與定觸點(diǎn)間接觸形成的角度。在進(jìn)行極限運(yùn)動(dòng)情況的設(shè)定時(shí),根據(jù)彈簧的壓彎角度及動(dòng)觸點(diǎn)的累積誤差確定,當(dāng)為正負(fù)1度時(shí),觀察定觸點(diǎn)與其形成的傾角面,當(dāng)定觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)間出現(xiàn)完全貼合的接觸面后為符合相關(guān)規(guī)定的要求。
(二)壓縮彈簧的計(jì)算設(shè)計(jì)
在進(jìn)行大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)中壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中,零件的配合是在滑動(dòng)片離場(chǎng)的狀態(tài)下進(jìn)行的,因此以其承受的壓力強(qiáng)度設(shè)定薄壁零件的滑動(dòng)片,設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分對(duì)外形和尺寸的相關(guān)要求進(jìn)行考慮,以此為依據(jù)進(jìn)行零部件鋸齒頂尖及滑動(dòng)片的尺寸,對(duì)彈簧使用過(guò)程中壓縮量的最大值進(jìn)行計(jì)算,在計(jì)算完成后,將所得數(shù)據(jù)和滑動(dòng)片尖角對(duì)應(yīng),移動(dòng)方向?yàn)榇怪被瑒?dòng)基座的方向,計(jì)算行程的總值,確定合理后將開(kāi)關(guān)內(nèi)部零件的摩擦力加入,確保其處于平衡狀態(tài),有力矩產(chǎn)生,對(duì)彈簧壓力值的最大值通過(guò)平衡力矩進(jìn)行計(jì)算求和,再次計(jì)算滑動(dòng)片尖角向垂直滑動(dòng)基座的方向行程時(shí),其相關(guān)數(shù)據(jù)依據(jù)不同零部件尺寸進(jìn)行,即可對(duì)觸片中點(diǎn)長(zhǎng)度的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。
三、大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(一)彈簧剛度的強(qiáng)化
在對(duì)開(kāi)關(guān)完成壓縮后,觸點(diǎn)和觸點(diǎn)間接觸的效果需要得到有效的保證,按照以往的經(jīng)驗(yàn)要以動(dòng)觸片的合建壓力為基礎(chǔ)進(jìn)行壓力測(cè)試,其曲度系數(shù)的計(jì)算首選用碳素彈簧鋼絲以切應(yīng)力公式進(jìn)行,確定彈簧指數(shù)旋轉(zhuǎn)比值后,參考不同部件的尺寸對(duì)彈簧長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算,在形成滑動(dòng)基座垂直方向時(shí),方向的調(diào)整采取滑動(dòng)片進(jìn)行,確保操作及計(jì)算有較好的準(zhǔn)確性,在進(jìn)行換向的過(guò)程中所選方式為誤操作防規(guī)避,彈簧在完成換向后不會(huì)出現(xiàn)壓縮的情況,碳素彈簧鋼絲的強(qiáng)化可以采取加大壓力的方式進(jìn)行。當(dāng)電路中含有濾波電路時(shí),電容存在語(yǔ)氣中,較大的浪涌會(huì)在電路啟動(dòng)的瞬間對(duì)電流造成沖擊,電弧極易燒壞組合開(kāi)關(guān)的通斷。要阻止這一情況的發(fā)生,可以調(diào)小電解電容的容量,同時(shí)將一個(gè)NTC熱敏電阻和開(kāi)關(guān)串聯(lián)起來(lái),對(duì)組合開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)。
(二)鈕柄強(qiáng)度的驗(yàn)算
在進(jìn)行大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,所采用的技術(shù)都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,將荷載力加入于鈕柄的驅(qū)動(dòng)底端,能夠確保鈕柄在不發(fā)生彎曲和斷裂的狀態(tài)下工作。在進(jìn)行鈕柄強(qiáng)度的驗(yàn)算過(guò)程中,需要維持其處于正常的運(yùn)動(dòng)范圍,鈕柄上部袖套的口部的需求具有反作用力,在計(jì)算反作用力相應(yīng)的受力條件及拉抗強(qiáng)度時(shí),鈕柄直徑上集中最大的壓力,根據(jù)鈕柄的長(zhǎng)度對(duì)其壓力的最大承受值進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,得出相應(yīng)的安全系數(shù),并在最小鈕柄直徑上集中應(yīng)力反應(yīng)。
(三)意外事件的預(yù)防
同時(shí),在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)充分考慮到可能發(fā)生的意外事件,嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)做出要求,設(shè)計(jì)完成后對(duì)方案進(jìn)行考核檢驗(yàn),避免由于設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致意外失效等情況的出現(xiàn)。接觸系統(tǒng)核心、導(dǎo)電體最小面積減小等,均為設(shè)計(jì)總體的重要操作內(nèi)容,對(duì)于保證開(kāi)關(guān)的正常運(yùn)行有極大的意義,確保其能夠滿足整機(jī)在工作中對(duì)信號(hào)傳輸?shù)男枨?。接觸點(diǎn)和定觸點(diǎn)間的壓力設(shè)置是工作的另一個(gè)重點(diǎn),能夠?qū)崃窟^(guò)度的情況進(jìn)行避免,防止開(kāi)關(guān)由于觸點(diǎn)被灼燒而失效。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)是一種新穎的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)模式,蹺蹺板結(jié)構(gòu)、交替接觸、電路轉(zhuǎn)換等的應(yīng)用,能夠有效提高使用的便捷性,保證運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性,確保整機(jī)的運(yùn)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(fù)雜環(huán)境的影響。
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作者簡(jiǎn)介:楊波(1991年05月),男,苗族 貴州省黃平縣,職稱:助理工程師,學(xué)歷:本科學(xué)歷,研究方向:鈕子開(kāi)關(guān)。