Концевой выключатель с роликом: принцип работы, советы при покупке, инструкция по монтажу

Работа автоматических движущихся механизмов нуждается в своевременном отключении или запуске, произведенном без участия человека. Это откатные ворота, ставни, прочие конструкции, требующие своевременного отключения при достижении контролируемой деталью определенного положения. Для реализации этой функции используются специализированные устройства, обладающие множеством вариантов конструкции и принципа действия.

Эффективным и наиболее распространенным видом таких приспособлений является концевой выключатель с роликом. Он надежен, устойчив к внешним нагрузкам, долговечен. Существующие виды подобных устройств обладают некоторыми различиями в конструкции и наборе функциональных возможностей, поэтому следует рассмотреть их подробнее.

Что такое концевые выключатели

Концевой выключатель (концевик) — это устройство, подающее команду или самостоятельно размыкающее/замыкающее электрическую цепь питания исполнительного механизма. Сигналом для подачи команды служит внешнее воздействие подвижной детали на чувствительный элемент выключателя. Основная задача, выполняемая концевиком — автоматизация управления отдельными технологическими или самостоятельными элементами, призванная освободить людей от выполнения однотипных и примитивных действий.

В качестве примера, иллюстрирующего работу такого выключателя, обычно приводят работу откатных дверей. Команду на открывание/закрывание створки подает человек, а остановка происходит автоматически, при воздействии подвижной части на концевые выключатели в начальной или конечной точке.

Внешне концевик представляет собой самостоятельный компактный прибор, который устанавливается в определенной точке управляемого механизма. Это не обязательно начальная или конечная точка пути подвижного элемента, поскольку для оказания воздействия на КВ могут быть использованы детали, расположенные в любом удобном месте. Нередко и начало и конец движения обеспечивает один и тот же выключатель, контактирующий с разными элементами подвижного узла.

Существуют контактные и бесконтактные модели КВ, работающие на разном принципе. При этом, различие в конструкции не изменяет функционал элемента — по сути, любой вид концевика является обычным выключателем.

Область применения концевых выключателей

Концевые выключатели используются в разных сферах человеческой деятельности:

• Бытовая техника. Подсветка холодильников, защита от запуска выполнения функций при открытой крышке или снятом кожухе, прочие варианты.
• Автомобилестроение. Включение света в салоне при открывании дверей, оповещение о незакрытых дверях.
• Мебель. Подсветка при открывании дверок.
• Производство. Решение большого количества задач.

Наиболее обширной областью применения КВ следует считать промышленность. Они используются практически во всех технологических линиях, на работе КВ построена любая автоматическая производственная линия. Концевики обеспечивают безопасность работников, выполняют аварийное отключение оборудования, запускают системы экстренного дымоудаления, пожаротушения, вентиляции и прочие виды защитных комплексов.

Кроме этого, КВ активно применяются в технологических цехах для выполнения различных функций в составе автоматизированных линий, в качестве элементов защиты отдельных станков или агрегатов. Используются как ограничители диапазона перемещения разных деталей, створок, при подъеме грузов на определенную высоту.

Нередко КВ используются как аварийные устройства, обеспечивающие ручную остановку (например, на конвейерных линиях вдоль эстакады проходит трос, соединенный с концевиком, потянув за который можно в экстренном порядке остановить конвейер). Перечислить все варианты применения концевых выключателей крайне сложно, поскольку они распространены весьма широко и задействованы практически во всех промышленных линиях.

Узнайте, как подключить розетку от выключателя и выключатель от розетки правильно, в специальной статье на нашем портале.

Виды концевых выключателей

Существуют две основные группы концевых выключателей, различающихся по назначению:

• Защитные. В их задачу входит обеспечение безопасности людей или механизмов, отсечка (или обеспечение неразрывности) электропитания до наступления определенного момента. Образцом защитных концевиков могут служить выключатели в дверях лифта — он не поедет, пока дверь не будет закрыта. Подобных примеров имеются сотни, практически все станки обладают подобной защитой от несанкционированного запуска.

• Функциональные. Это выключатели, запускающие или останавливающие работу механизмов или систем при возникновении заданных условий. С подобными элементами любой человек сталкивается ежедневно — когда в холодильнике при открывании дверцы включается свет, это работа концевого выключателя. Створки откатных ворот, рольставни и прочие подобные механизмы работают по команде концевого выключателя.

Помимо выполняемых задач, концевые выключатели различают по типу конструкции, который определяется способом взаимодействия с контролируемым элементом. Существуют следующие виды КВ:

• Механические.
• Бесконтактные.

И те, и другие виды имеют разные конструкционные особенности и варианты исполнения. Разнообразие моделей вызвано необходимостью устранить недостатки и расширить возможности выключателей, исключить количество отказов и повысить долговечность. Рассмотрим наиболее эффективные виды концевых выключателей:

Механические

Эта группа является наиболее распространенной и востребованной. Она представляет линейку устройств, входящих в непосредственный контакт с контролируемыми деталями или механизмами. Производится воздействие на чувствительный элемент того или иного типа:

• Роликовый.
• Кнопочный.
• Рычажный.
• Поплавковый.
• Ползунковый и т.п.

Примечательно, что роликовые КВ являются разновидностью кнопочных конструкций, поскольку ролик либо непосредственно воздействует на кнопку, либо выполняет ее функции, отличаясь только вектором контакта с исполнительным механизмом — на кнопку надо нажимать, а ролик реагирует на воздействие по касательной.

Механические конструкции чаще всего встречаются на производстве, в бытовой технике, мебели, в автомобилях, лифтах и прочих технических устройствах. Они надежны, долговечны, прочны. Помимо обычных КВ, выпускаемых в стандартном типоразмере, существуют микровыключатели. Они рассчитаны на малый управляющий ток и обладают небольшими габаритами. Используются в мебели и бытовой технике.

Бесконтактные

Бесконтактные КВ созданы для использования в механизмах, где непосредственный контакт с движущимися элементами по каким-либо причинам невозможен. В отличие от механических устройств, бесконтактные модели представляют собой датчики, улавливающие сигнал контрольного участка движущегося элемента. Существует несколько конструкций бесконтактных концевиков, отличающихся принципом действия.

• Индуктивные. Срабатывают при приближении к катушке с магнитным сердечником движущегося элемента. Способны взаимодействовать как с металлами, так и с неметаллическими деталями. Работают по принципу триггера — при увеличении напряжения выше порогового значения срабатывает ключ, изменяющий полярность подключения исполнительного механизма.

• Емкостные. Работают на принципе, общем для всех датчиков движения — при появлении объекта в поле действия датчика запускается мультивибратор, работающий на определенной частоте. Приближение объекта вызывает изменение в режиме работы вибратора, которое улавливает демодулятор и преобразует в напряжение. Оно усиливается и подается на триггер, срабатывающий при накоплении заряда заданной величины.

• Ультразвуковые. Работа этих датчиков основана на изменении ультразвукового сигнала при появлении в зоне чувствительности движущегося объекта. Источниками ультразвука являются кварцевые излучатели, а изменения частоты или амплитуды улавливает приемник. При получении сигнала с определенными параметрами он подает команду на исполнительный механизм. Особенностью таких КВ является большой радиус действия — до 10 м. Кроме того, они способны работать с предметами из любого материала. Недостатками является чувствительность к температурным изменениям и наличию воздушного потока, искажающего сигнал.

• Оптические. Работают либо на прерывание светового сигнала, либо на его отражение. В первом случае имеется источник света и фотоэлектрический детектор. При появлении движущегося предмета, заслоняющего луч света, датчик срабатывает и дает команду на исполнительный орган. Второй тип конструкции оборудован источником света и приемником, расположенным в одном корпусе, а не разнесенными по разным точкам. Движущийся объект отражает свет, приемник срабатывает и запускает исполнительный механизм. Вторая конструкция нуждается в наличии отражающей поверхности на движущейся детали, что требует сложной настройки и постоянного контроля состояния.

• Магнитные. Эти датчики называют также поплавковыми или герконовыми. Принцип действия основан на изменении положения контактов при приближении магнитного контрольного элемента. Одновременно с этим на управляющее устройство подается соответствующий сигнал. Герконовые датчики миниатюрны и долговечны, не требуют специализированной настройки. В силу малого размера используются в различных механизмах или устройствах, на откатных воротах или в приборах охранной сигнализации. Также активно используются в емкостях с горючими или опасными жидкостями из-за отсутствия искр и движущихся элементов.

Цены на различные виды концевых выключателей Защитный

Особенности конструкции концевого выключателя с роликом

Конструкция такого типа — это один из вариантов реализации кнопочного типа, только с видоизмененной кнопкой. Установка ролика позволяет значительно расширить функциональные возможности устройства. Если нажатие на кнопку может осуществляться только в осевом направлении, то ролик отреагирует на любое воздействие — осевое или по касательной, главное, чтобы вектор этого воздействия находился в плоскости вращения.

Подпружиненный шток, на котором установлен ролик, является подвижным элементом, на котором установлены две пары контактов — нормально замкнутые и нормально разомкнутые. При нажатии одна пара размыкается, а другая — замыкается. Эту конструкцию принято называть плунжерным типом КВ.

Применяется преимущественно на подъемных механизмах, устройствах с вертикальным перемещением подвижных частей. Для горизонтальных элементов используется ограниченно, только при гарантии точности воздействия и ограниченности усилия.

Существуют рычажные роликовые конструкции. Ролик установлен на поворотном рычаге, который, поворачиваясь, замыкает контактную группу внутри корпуса. Такая конструкция удобна в механизмах, где невозможно точно настроить силу и диапазон контакта с движущимся элементом из-за большой инерции, вибрации, неравномерного движения.

Опасность разрушения подобного устройства при слишком резком или интенсивном контакте значительно меньше, чем при использовании концевого выключателя плунжерного типа. Их принято устанавливать на массивных и габаритных движущихся элементах, обладающих повышенной инерцией — лифтах, эскалаторах, вагонетках, шахтных подъемниках, откатных воротах ангаров и т.п. Иногда подобные конструкции называют путевыми выключателями, поскольку они обладают способностью срабатывать от воздействия подвижных элементов, проезжающих без остановки.

Есть модели КВ с регулируемой длиной рычага. Они допускают изменение длины опоры ролика, что расширяет возможности и сферу применения устройства.

Также существуют конструкции, где рычаг добавлен в качестве дополнительного элемента, увеличивающего безопасность. Если его отвинтить, КВ приобретает вид обычного кнопочного устройства. Большинство микровыключателей имеют такую конструкцию.

Производители и модели

Концевые выключатели используются во всех сферах промышленности и множестве других областей деятельности. Востребованность этих устройств вызвала большой интерес со стороны производителей электротехнических изделий. Существует множество фирм, выпускающих концевые выключатели разных типов. Рассмотрим наиболее популярные модели и виды КВ:

Концевой выключатель с роликом Schneider

Schneider Electric — это французская компания, деятельность которой длится уже 185 лет. Фирма занимается разработкой и производством широкого ассортимента электротехнических изделий. Заводы этой фирмы построены и в России, что позволило снизить цену и сделать продукцию доступной для массового покупателя. Концевые выключатели Schneider — надежные и универсальные устройства, обеспечивающие безотказную и долговечную работу.Компания выпускает следующие виды механических КВ:

• Кнопочные.
• Штоковые.
• Роликовые штоковые.
• Роликовые рычажные.
• Роликовые с регулируемым рычагом.

Цены на модельный ряд концевого выключателя с роликом Schneider

Концевой выключатель с роликом ВП15К21

ВП15К21 — это серия путевых выключателей, предназначенных для промышленного использования. Они рассчитаны на эксплуатацию в следующих условиях:

• Постоянный ток — до 440 В.
• Переменный ток — до 660 В.
• Номинальный тепловой ток — 10 А.
• Номинальное напряжение по изоляции — 660 В.

Выпускаются штоковые и рычажные типы выключателей полумгновенного и прямого действия.

Таблица 1. Характеристики концевых выключателей серии ВП15К21.

Предлагаются варианты типоразмеров и конструкционных типов, способные выполнять сложные задачи в соответствии с существующими технологическими условиями.

Цены на модельный ряд концевого выключателя с роликом ВП15К21

Монтаж и подключение – пошаговая инструкция

Подключение концевых выключателей механического типа не представляет сложности и ничем не отличается от методики установки стандартного устройства. Выполняется присоединение в разрыв фазы к контактам нужного типа (нормально замкнутым или разомкнутым). Сложность составляет монтаж и настройка КВ, требующая правильного расположения на опорной конструкции.

Необходимо установить корпус прибора так, чтобы ролик оказался в соприкосновении с заданным элементом движущейся детали, но не слишком выдавался вперед, рискуя переломиться. Если движущаяся конструкция отличается большим размером и массой, во время перемещения она способна вибрировать, что надо учесть при настройке положения ролика.

Правильнее для подобных конструкций использовать модели выключателей с регулируемым рычагом, чтобы корректировать положение ролика по месту. Рассмотрим порядок действий при установке КВ на откатные ворота. Для работы понадобятся:

• Сварочный аппарат.
• Отвертка, набор гаечных ключей.
• Пассатижи.
• Болгарка.
• Рулетка, линейка.
• Точечный пробник для определения фазного провода.

Пошаговая инструкция:

Шаг 1. Отметить крайние положение створки при закрытом и открытом положении ворот. На опорах (направляющих) приварить металлические площадки для установки КВ. Одновременно рекомендуется закрепить металлическую трубу, в которую будет помещен провод.

Шаг 2. Установить створку в крайнее положение и наметить на опорной площадке центры отверстий для болтов. Те же действия выполнить на второй площадке. Просверлить отверстия и закрепить выключатели.

Шаг 3. Отвинтить крышки и подключить провода, предварительно затянутые в трубу с помощью проволоки. Подключить провода к панели управления, проверить работоспособность. Настроить положение выключателей, при необходимости установить дополнительные упоры, обеспечивающие надежное взаимодействие роликов с движущимися створками.

Совет! Окончательную регулировку положения ролика производят путем изменения длины рычага. Рекомендуется избегать крайних положений, при которых ролик может быть сорван. Оптимальный вариант — от максимума до первой трети длины рычага.

Видео – Подключение концевых выключателей

Неполадки и способы их устранения

Конструкция КВ механического типа не представляет сложности, однако, в процессе эксплуатации иногда случаются неполадки. Обычно они связаны с подгоревшими контактами или ошибками монтажа:

Таблица 2. Распространенные неполадки концевых выключателей механического типа.

Видео – Ремонт концевиков на автоматических воротах

Более подробно об устройстве откатных ворот, читайте в нашей отдельной статье, где мы рассмотрели варианты самостоятельного монтажа, своими руками.

Механические концевые выключатели выполняют несложные, но ответственные задачи. Несработка устройства грозит авариями, разрушением оборудования и травмами для людей, поэтому требования к надежности конструкции отличаются строгостью. Существующие виды КВ демонстрируют надежную и безотказную работу, обеспечивая устойчивое течение технологических процессов или безопасную эксплуатацию оборудования общего назначения.