Устройство и принцип действия кулачковых переключателей

Какими бывают?

В наше время используются различные виды кулачковых переключателей.

Двухконтактные устройства совместимые с трансформаторами импульсного вида. Снабжаются регулятором на основе переходника.

Каковы особенности этого вида:

• Уровень напряжения триггера на выходе 3 В;
• Создана оболочка для изоляторов;
• Токовая пиковая перегрузка 5 А;
• Чувствительность модулятора 10 мВ;
• Токовая проводимость регулируется мощностью модулятора;
• Нельзя использовать для работы с вольтметрами.

Различные пакетные кулачковые переключатели необходимы в конструкции аппаратов для измерения величин. Для этих видов модулятор снабжается дополнительным усилителем.

Каковы особенности вида:

• Уровень проведения тока 12 мк;
• Имеет фильтры разного типа;
• Нет обкладки трансивера;
• Все контакты монтируются с тыльной стороны корпуса;
• Обладает двумя либо тремя фазами регулятора;
• К триггерам прилагаются коммутаторы;
• Пик перегрузки по току 12 А;
• Нельзя применять на основе импульсных трансформаторов;
• Подключаются с помощью контактного переходника.

Каковы особенности вида:

• Некоторые модификации снабжены тетродами на основе изоляторов;
• Отклик на коммутацию увеличен проходными фильтрами;
• Если установлен триггер пропуск тока 6 мк;
• Пик нагрузки на контакты, служащие выходом влияет на уровень чувствительности модуляторов. У модификацией с уровнем в 15 В максимум не превышает 40 мВ.

• Как проверить АКБ

• Коврик для бисера: каковы особенности

• Прибор Ц4342-М1: особенности

Кулачковые переключатели созданные для работы с вольтметрами отличаются не большими размерами и обладают трехфазовой конструкцией. Для многих из них применяются оперативные модуляторы.

Каковы особенности вида:

• Контакты установлены на тыльную сторону;
• Некоторые модификации обладают стабилизаторами в виде специального расширителя;
• Чтобы увеличить токовую проводимость применяются тетроды, работающие на триггерной основе. Для их подключения используются обкладки либо возможности изоляторов;
• Средний максимум напряжения на выходе 20 В;
• Если установлены триггеры оперативного типа проводимость тока 13-14 мк;
• Проводники для фильтров на основе устройств этого вида иногда не предлагаются.

Теперь вы получили специфическую информацию и знаете, как выбрать кулачковый переключатель популярного вида. Хотя существует много других модификаций, отличающихся эксплуатационными характеристиками, в большинстве случаев, этого будет достаточно.

2.1. Переключатели пакетные МК

2.1.1. Структура условного обозначения типоисполнителей переключателей

Пример условного обозначения переключателя:

«Переключатель МКФ-444444/МХП-8сУЗ, ТУ 16-526.127-80»

2.1.2. Схема замыканий контактов различных типов при различном положении рукояток согласно ТУ 16-526.127-80.

2.1.3. Построение обозначений контактов переключателей, указанных в табл. 1, на принципиальных электрических схемах согласно ГОСТ 2.755-87 показано в табл. 2.

2.1.4. Пример условного графического обозначения переключателя МКВФ-14666а/МУШ на принципиальных электрических схемах согласно ГОСТ 2.755-87 приведен в табл. 3.

2.1.5. Пример условного графического обозначения переключателя МКФ-1122/МХП-8С на принципиальных электрических схемах согласно ГОСТ 2.755-87 приведен в табл. 4.

2.1.6. Пример условного графического обозначения переключателя МКВ-1266а/МУ1 на принципиальных электрических схемах согласно ГОСТ 2.755-87 приведен в табл. 5.

2.1.7. Пример условного графического обозначения переключателя МКСВФ-Л144/М1 на принципиальных электрических схемах согласно ГОСТ 2.755-87 приведен в табл. 6.

Основные параметры кулачкового механизма

Наиболее важными параметрами устройства, определяющими его рабочие качества, служат:

• наибольший ход толкателя (ход плеча коромысла);
• наибольшая скорость поступательного перемещения;
• траектория исполнительного органа.

Кроме того, в расчете участвуют и такие характеристики, как:

• скорость вращения приводного вала;
• заданное усилие на исполнительном органе;
• период работы, у большинства схем принимается равным полному обороту вала (2π);
• фазовыми углами Θ

Фазовые углы различаются на следующие:

• фаза удаления Θу – угол, при повороте вала на который происходит максимальное перемещение толкателя между его крайними положениями;
• фаза верхнего стояния Θв.в- угол максимального удаления толкателя от оси кулачка;
• фаза сближения Θс соответствует перемещению толкателя из дальнего в ближнее положение, противоположна по смыслу фазе удаления, но не обязательно равна ей по величине;
• фаза нижнего стояния Θ н.в – соответствует минимальному удалению и по смыслу противоположна Θ в.в.

Если сложить все фазовые углы, должна получиться полная окружность

Θ = Θу + Θв.в + Θс + Θн.в =2π.

Рабочий ход складывается из первых трех фаз:

Θр.х= Θy+ Θв.в+ Θс.

Холостой ход образуется из фазы нижнего стояния:

Θх.х= Θн.в.

Каждой фазе работы ставится в соответствие один из профильных углов Σ: Σу; Σв.в; Σс; Σн.в.

Обычно фазовый и профильный угол для каждого состояния не равны между собой

Θ ≠ Σ.

Расчет кинематики кулачкового устройства базируется на линейных и угловых размерах его компонентов. Соотношение между ними называют законом выходного звена кинематической схемы.

Его выражают как функцию от текущего угла поворота вала, он учитывает все свойства структуры системы и ее проектных характеристик: S =f(Θ), где Θ – угол поворота ведущего вала. Закон выходного звена можно получить двумя методами:

• расчетно-аналитическим;
• графоаналитическим.

Расчетно-аналитический способ существенно более точен, но требует сложных расчетов. Его используют как основной при проектировании ответственных механизмов.

Графоаналитический способ вычисления закона проще в исполнении и значительно более нагляден. Его используют для простых устройств и как способ предварительной оценки пред проведением расчетно- аналитических вычислений.

С развитием средств вычислительной техники и программного обеспечения сложности расчетно- аналитического метода отошли в прошлое. Средства трехмерного параметрического моделирования и кинематической симуляции, предлагаемые всеми ведущими производителями программных продуктов семейства CAD- CAE, позволяют одновременно проводить графическое моделирование и аналитические расчеты, существенно облегчая работу конструктора.

Классический графоаналитический способ реализуется:

• построением кинематических диаграмм;
• формированием кинематических планов с применением заменяющего механизма.

Чертеж его представляет собой упрощенную модель, содержащую лишь низшие пары. Их отличительное свойство заключается в том, что они обладают в фиксированных положениях ведущего звена теми же значениями координат, скорости и ускорения, как и у моделируемых ими компонентов высшей пары.

Во время построения упрощенной модели следует следить за тем, чтобы сохранялись законы движения ведущего и ведомого элементов кулачкового устройства, а также относительное положение их осей.

Пара высшего порядка моделируется связанной двойкой низших пар. Вследствие этого в схеме возникает фиктивное третье звено, а вместо схемы кулачковых механизмов подставляют эквивалентную схему рычажной системы.

Обычно функция движения выходного звена имеет вид второй производной расстояния по углу положения вала либо по времени. Тогда она имеет физический смысл ускорения, и для графического моделирования применяют способ построения кинематических диаграмм.

Управление нагрузкой одной кнопкой без фиксации

Иногда возникает необходимость управлять той или иной нагрузкой всего одной кнопкой. Кнопки бывают двух типов с фиксацией и без. Если использовать кнопки без фиксации, например для включения светодиода, то при нажатии светодиод засветится, а при отпускании потухнет.

Приведенная схема проста до безобразия и состоит из трех транзисторов, две из которых обратной проводимости. Работает она по следующему принципу — при первом нажатии светодиод засветится, при повторном — потухнет.

Областей применения такой простой электронной кнопки очень много, от простых фонариков до мощных систем коммутации.

Принципы крепления

Основной параметр, который необходимо принимать во внимание при креплении грузов при помощи стяжного ремня с храповиком, – сила натяжения. Нагрузка, с которой можно натягивать храповик, имеет предел. Ленту порвать не получится, но согнуть усики запорного механизма легко, особенно когда качество стали, из которой изготовлена деталь, низкая

Ленту порвать не получится, но согнуть усики запорного механизма легко, особенно когда качество стали, из которой изготовлена деталь, низкая

Это основная проблема, с которой пользователи сталкиваются при эксплуатации стяжки

Ленту порвать не получится, но согнуть усики запорного механизма легко, особенно когда качество стали, из которой изготовлена деталь, низкая. Это основная проблема, с которой пользователи сталкиваются при эксплуатации стяжки.

Водители часто ломают стяжные устройства, используя в качестве усилителя рычага монтажную лопатку от автомобиля. Из-за этого нагрузка на усики запорного устройства резко превышает допустимую, они гнутся или сразу ломаются, если материал, из которого они изготовлены, каленый.

Чтобы предотвратить порчу стяжного механизма, не следует максимально затягивать стяжку в момент погрузки. Можно затянуть ее руками, насколько хватит сил, проехать пару километров, чтобы груз встал на свое место, и подтянуть ещё. Такой способ применяют профессионалы, которые привыкли бережно относиться к своим вещам.

Видео инструкция по работе со стяжками, имеющими храповики:

Основные технические характеристики ТЭ:

Наименование параметра	Величина
Толкатель ТЭ-16	Толкатель ТЭ-25	Толкатель ТЭ-30	Толкатель ТЭ-50	Толкатель ТЭ-80	Толкатель ТЭ-200
Среднее усилие подъема, Н	160	250	300	500	800	2000
Развиваемое усилие подъема, Н	200	300	350	600	900	2200
Ход штока, мм	35	35	35	60	60	60
Номинальная мощность двигателя, кВт	0,06	0,06	0,06	0,39	0,39	0,55
Номинальное напряжение питающей сети, В	380	380	380	380	380	380
Частота тока питающей сети, Гц	50	50	50	50	50	50
Число оборотов двигателя (синхронное), об/мин	2800	2800	2800	2800	2800	2800
Масса рабочей жидкости, кг, не более	1,35	1,35	1,35	2,1	1,6	1,8
Масса толкателя, кг, не более	12,8	12,8	12,8	12,8	15,5	18

Примечание:

• в таблице приведены параметры толкателей в холодном состоянии;
• у толкателей в нагретом состоянии допускается увеличение времени подъема штока не более чем на 25%, времени обратного хода штока не более, чем на 15%;
• в зависимости от колебания напряжения в пределах от 0,85 до 1,1 от номинального, частоты (50 или 60Гц) питающей сети, допускается изменение времени подъема и опускания штока в пределах ±15% от величины, указанной в таблице.

Основные узлы и детали:

• 1 — асинхронный двигатель;
• 2 — корпус с цилиндром;
• 3 — рабочий поршень;
• 4 —  шток;
• 5 — подшипниковый щит, в который запрессован рабочий вал;
• 6  — рабочее колесо; 
• 7 —  контровочная гайка;
• 8 — заливное отверстие.

Принцип действия:

Гидравлический толкатель состоит из электродвигателя, поршня, штока, центробежного колеса. Уплотнительное кольцо не допускает утечки тормозной жидкости. В гидротолкателе применяется электродвигатель АДГМ. При работе электродвигателя рабочее колесо, вращаясь, создает избыточное давление рабочей жидкости, которая нагнетается под поршень и поднимает его со штоком до крайнего верхнего положения. Поршень остается в крайнем верхнем положении до тех пор, пока работает электродвигатель. При выключении двигателя рабочее колесо останавливается, и поршень со штоком под действием внешней нагрузки и собственного веса опускается вниз.

ВНИМАНИЕ! Заправку рабочей жидкости производить после установки толкателя на тормозной механизм, в вертикальном положении  ± 15°. Размеры всех гидротолкателей унифицированы и взаимозаменяемы с размерами гидротолкателей других заводов производителей. Размеры всех гидротолкателей унифицированы и взаимозаменяемы с размерами гидротолкателей других заводов производителей

Размеры всех гидротолкателей унифицированы и взаимозаменяемы с размерами гидротолкателей других заводов производителей

Размеры всех гидротолкателей унифицированы и взаимозаменяемы с размерами гидротолкателей других заводов производителей.

Габаритные и установочные размеры толкателей электрогидравлических ТЭ-16, ТЭ-25, ТЭ-30:

Габаритные и установочные размеры толкателей электрогидравлических ТЭ-50, ТЭ-80, ТЭ-200:

Тип толкателя	Величина, мм
B	A	f	d	c	a	D
Гидротолкатель ТЭ50	435	465	65	16	18	60	230
Гидротолкатель ТЭ80	435	465	65	16	18	60	230
Гидротолкатель ТЭ200	565	610	60	20	40	90	260

 

Не допускается применение гидротолкателя во взрывоопасной среде, а также в атмосфере, разрушающей металл и резину.

Для применения в подземных выработках рудников и шахт, в том числе опасных по газу и пыли, выпускаются электрогидравлические толкатели «ТЭ» взрывобезопасного исполнения РВ ЕхвI.

Взрывозащищенные толкатели предназначены для работы в сети переменного тока напряжением 660/380 В (по заказу 660/1140 В); Y/D; I Y ном = 0,27A/I ном = 0,4A, частотой 50 Гц, в повторно-кратковременном режиме при ПВ 60% и менее, с частотой включений до 720 вкл/час, при этом номинальные значения климатических факторов внешней среды должны соответствовать видам климатического исполнения У категории 2.

Виды кулачковых пар

Разработано множество различных видов кулачковых механизмов. Они объединяются по разным признакам.

• приводящие исполнительный орган в движение по определенной траектории;
• обеспечивающие простое перемещение (линейное или качающее) толкателя на заданное расстояние.

По пространственной конфигурации:

• плоские, все траектории лежат в одной плоскости;
• пространственно кулачковый механизм, двигается по сложным траекториям.

По типу толкательного механизма различают:

По траектории его движения:

• линейная;
• качающееся;
• вращение (винтовое движение).

Кулачковый механизм с роликовым толкателем по признаку смещения осей подразделяется на:

• аксиальные (ось вращения диска находится в плоскости толкателя)
• дезаксиальные оси вращения и линия движения толкателя разнесены в пространстве.

Дистанцию такого разнесения называют дезаксиалом (e).

Кулачковые регулировочные механизмы часто строятся по дезаксиальной схеме.

Переключатели кулачковые

В современных электрических сетях и устройствах применяется достаточно большое количество различных видов механических или электронных переключателей и кулачковые переключатели один из этих видов.

Кулачковый переключатель представляет собой специальное устройство для выбора функционирования электросети в одном из режимов. Точнее сказать в этом устройстве реализована возможность выбора одного из нескольких режимов течения электрического тока электрической устройства.

Назначение и принцип работы кулачкового переключателя

Кулачковые переключатели основаны на достаточно простом принципе. За счет рукояти изменяется положение контактов, расположенных на валу, что приводит к тому, что электрический ток начинает течь по другим электрическим каналам.

Контакты называют кулачками, отсюда и название данного вида переключателя.

В зависимости от конструкции устройства обратный возврат рукояти в стартовое положение может осуществляться как в ручном режиме, так и автоматическом.

Устройство кулачкового переключателя

Несмотря на большое разнообразие кулачковых выключателей в плане конструкции, сложности и размера у всех из них общее принципиальное устройство и все они состоят из определенных деталей.

Кулачковый переключатель состоит из:

1. Рукояти с валом который служит для выбора режима. Другими словами вы проворачиваете рукоять и перещелкиваете кулачки, которые переходят на другие контакты и меняют режим работы.

2. Передней панели. На ней обычно нанесены положения рукояти для включения того или иного режима.

3. Фиксирующего и коммутирующего пакетов. То есть наборов элементов обеспечивающих прохождение электрического тока по выбранным контактам или системам.

4 Контактов. Элементов при соединении с которыми кулачков возникает новая электропроводящая сеть.

5. Корпуса. Корпус переключателя обеспечивает соединение в единое целое всех элементов.

Корпус переключателя изготавливается из прочного пластика с использованием меламина, что обеспечивает высокую устойчивость устройства к элекродуге и вихревым токам. Соответственно надежность самого переключателя получается очень высокой.

В качестве контактов используют металлы с хорошей проводимости электрического тока, например серебро. Для уменьшения стоимости контактов, серебро обычно наносят только на поверхность контактов методом напыления или гальванопластики.

Область применения кулачковых переключателей

Благодаря хорошим показателям надежности и возможности выбора различных режимов, работы, а также достаточно компактных размеров кулачковые переключатели используют очень широко в различных схемах электрических сетей.

Обычно в подобные сети входит несколько электрических устройств взаимодействующие между собой через данный переключатель.

Плюсом является то, что этот вид переключателей можно применять как в сетях с переменным, так и постоянным напряжением. Кулачковые переключатели из за своей конструкции весьма устойчивы к кратковременным перегрузкам цепи (такам короткого замыкания) и обладают хорошими пропускными характеристиками.

Обычно кулачковые переключатели входят в системы содержащие различные силовые агрегаты.

Наиболее целесообразно их применять в коммутационных сетях с напряжением 220 В для постоянного тока и 500 В для переменного тока при частоте от 50 до 60 Гц.

Очень часто простые по устройству кулачковые переключатели называют тумблер-переключателями. Их в основном применяют в электроцепях для переключения режимов работы электроприборов или обесточивания электрооборудования.

Тумблеры разделяются на два основных вида или типа: однополюсные и двухполюсные. В зависимости от сложности обычно тумплер имеет два или три фиксированных положения.

Принцип работы

Основным принципом работы такой конструкции является предоставление функции переключения некоторого комплекта соединений при помощи приводного приспособления. С помощью ручки приспособление переводится в угодное положение, при этом кулачки, которые находятся в нем, замыкают все контакты, связанные в группу. В зависимости от конструкции в начальную позицию реле можно переводить либо вручную, либо автоматически.

Данный коммутатор имеет коммутационный компонент, каковой способен изменить позицию для эксплуатации разнообразных схем подключения. Этот компонент заключается в оболочке, которая устойчиво переносит электрическую дугу и вихревой ток. Механизм способен запускать и отключать разом все соединения. Этому процессу способствует присоединению кулачков.

Хорошие свойства и устойчивость при работе это электрооборудование приобрело благодаря серебряным контактам. В изобретения входит отличный фиксирующий механизм и стопор движения привода. Для переключения контактов в приборе имеется ручка, сделанная из изолирующего источника.

Придавая вращательные движения приводу устройства, включается совокупность контактов. Выставляя ручку в требуемое положение, привод начинает совершать обороты около собственной оси. При этом кулачки приступают к движению и замыкают ряд контактов.

Если привод прибывает в потребном расположении, коммутатор закрепляется в нем посредством приспособления блокирования и система приступает к работе. С целью возвратиться в начальную позицию следует крутануть ручку обратно.

Виды кулачковых выключателей

В строительных магазинах представлен довольно большой ассортимент кулачковых переключателей в разных видах.

• Двухконтактное оборудование, которое требуется для работы трансформаторов импульсного типа. Особенность такого переключателя заключается в том, что управляющее устройство базируется на обычном переходнике. Характерные особенности: на выходе величина напряжения достигает 3 В; оснащен оболочкой изолятора; управление током осуществляется мощностью модулятора; величина модуля – 10 мВ; способен выдерживать перегрузку до 5 А. Его запрещается использовать при работе с вольтметрами.
• Кулачковый переключатель на 3 положения или трехпозиционный. Устройства, которые можно применять вместе с вольтметрами. Характерные особенности: небольшие размеры; показатели максимального напряжения достигают отметки в 20 В; соединения находятся с обратной стороны конструкции; устройство оснащено дополнительно стабилизаторами.
• Оборудование, которое используется в трансформаторах. Характерные черты данного вида кулачковых переключателей: некоторые модификации оснащены тетродами; 15-вольтовые установки имеют чувствительность модуляторов не более 40 мВ; пропускание тока достигает отметки в 6 мк.
• Переключающее оборудование, которое дополнительно оснащается усилителем. Активно используются в измерительных приборах. Характеристики устройств: соединение обеспечивается с помощью переходников; оснащены фильтрами разного вида; контакты размещены с обратной стороны корпуса; максимальные показатели нагрузки составляют 12 А; величина проведения тока 12 мк. Запрещается использовать данную разновидность с импульсными трансформаторами.

Для вольтметра Двухконтактный На 3 положения

Структурное обозначение (маркировка)

Общепринятая маркировка пакетных выключателей выполняется в виде структуры: ПХ X XXX XX XX хххх х. Расшифровывается надпись следующим образом:

Таблица 1

№ позиции	структура	Расшифровка
1	ПХ	ПВ – пакетный выключатель; ПП – пакетный переключатель
2	Х	Количество полюсов: 1 – однополюсный; 2 – двухполюсный; 3 – трёхполюсный; 4 – четырёхполюсный.
3	XXX	Условное обозначение параметров номинального тока: 16 – 16 А; 40 – 40 А; 63 – 63 А; 100 – 100 А; 160 – 160 А.
4	XX	Количество направлений (для переключателей) электрических цепей: H2 – два направления; H3 – три направления; H4 – 4 направления; P – для реверса мотора.
5	XX	Шифр климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ 16708-84
6	xxxx	Шифр степени защиты и материала корпуса: IP00 – открытый; IP30 – карболитовый корпус; IP56 пл. – пластиковый; IP56 сил. – силуминовый.
7	x	Способ крепления: 1 – передней скобой, за 4 мм панелью; 2 – передней скобой за 25 мм панелью; 3 – крепление задней скобой внутри шкафа; 4 – крепление за корпус (для выключателей со степенью защиты IP30, IP56).

Основные типы и виды пакетников

Пакетники классифицируют по разным признакам:

• по месту присоединения внешних электрокабелей к панели (переднее, заднее подключение);
• по степени защищенности внутренних конструкционных элементов от негативных факторов окружающей среды (различают открытые, защищенные, герметичные приборы);
• по особенностям конструкции переключателей (пакетно-кулачковые, барабанные).

Несмотря на большое разнообразие пакетных выключателей и переключателей они имеют общие техническо-эксплуатационные характеристики и схожие недостатки.

Так, ресурс пружинного механизма рассчитан примерно на 103 отключения электроэнергии. Есть износостойкие модели, которые выполняют 203-1000 отключений. Главное условие: частота срабатывания механизма не должна превышать 50 в течение 1 часа.

Маркировка изделий может включать такие буквенные и цифровые условные обозначения:

• «В» – выключатель;
• «П» – переключатель;
• «П» – пакетный;
•  «Г» – герметичный;
• цифры 1-4 – количество полюсов;
• «Н» – направление (2, 3, 4, а также «Р» – реверс).

В маркировке приборов указывают степень защищенности, тип размещения, особенности установки, номинальный ток. Иногда можно встретить пометки-сокращения «сил.» и «пл.».

Они используются для обозначения материала корпуса (силуминовый, пластиковый). К примеру, маркировка прибора ГППМ-2-60/Н2 расшифровывается как 2-полюсный 60-амперный герметичный пакетный переключатель на 2 направления.