關于一種定位靈活的多擋轉換開關的研究

張超

摘 要 手動轉換開關又稱為組合開關，由多節(jié)觸頭組合而成，在附有手柄的轉軸上，隨轉軸旋至不同位置使電路接通或分斷。供手動不頻繁接通和分斷電路，作為控制或轉換之用，也可作為電路控制開關、測試設備開關、主令控制開關，廣泛應用于電力、工業(yè)自動化、過程自動化等行業(yè)，為解決現有轉換開關存在的限位角度不夠靈活，檔位數量有限，觸片銀點分斷速度不夠快，導致電弧灼燒觸片，影響轉換開關使用壽命，轉化開關內部零件較多，轉配復雜的技術問題，筆者提出了一種定位靈活的多擋手動轉換開關。

關鍵詞 轉換開關;限位角度;開斷能力

引言

本文主要是設計、研發(fā)一種定位靈活的多擋轉換開關。該開關包括通過轉軸依次同軸串接的前蓋板、擋位組件、一個或多個基板組件以及后蓋板。其中，檔位組件的軸擋凸輪和定位凸輪隨轉軸聯動旋轉。滾輪與定位凸輪的外輪廓接觸，通過定位凸輪的轉動帶動與滾輪連接的復位導桿壓縮復位彈簧。擋板設置于軸擋凸輪轉動最大圓周處，通過與軸擋凸輪接觸實現對旋轉角度的限位。通過檔位基板中復位彈簧、定位凸輪，基板組件中凸輪，以及轉軸配合，保證觸點分斷時達到快速分斷電流的作用，降低觸片銀點因分斷電弧灼燒的受損程度，提高轉換開關的使用壽命。

1現有轉換開關現狀

現有轉換開關的限位角度往往是固定的，由于限位角度不夠靈活，通常會導致用戶對控制回路某些特定功能和要求無法實現的問題。開關的擋位設置不夠理想，檔位數量有限。觸片銀點在分斷電流的速度不夠快，因分斷時電弧的灼燒而受損，嚴重影響轉換開關的使用壽命?，F有的手動轉化開關的內部結構過于復雜，零部件較多，既增加了制造難度和制造成本，又增加了開關的裝配難度[1]。

2新研究開關的技術優(yōu)點

本文研究的定位靈活的多擋轉換開關具有以下優(yōu)點：

（1）轉換開關的限位角度靈活，通過軸擋凸輪的變化可根據具體要求設置任意限位角度;

（2）通過檔位基板中復位彈簧、定位凸輪，基板組件中凸輪，以及轉軸配合，保證觸點分斷時達到快速分斷電流的作用，降低觸片銀點因分斷電弧灼燒的受損程度，提高轉換開關的使用壽命;

（3）開關擋位多樣，通過檔位凸輪的變化可根據具體要求最多設置12擋位的開關;

（4）開關基板設有磁塊，具有永磁磁吹滅弧功能，提高了手動轉換開關的開斷能力和可靠性，直流分斷能力達到DC-13 220V 4A。

3開關結構設計

參見圖1轉換開關由手柄、轉軸、檔位組件、基板組件、后內蓋板、后蓋板、連桿、前蓋板、標牌組成。其中，基板組件后端設有后內蓋板、后端蓋、檔位基組件前端設置有前端蓋和標牌，轉軸貫穿與其中與手柄連接，檔位組件與基板組件通過連桿連接成一體，組成手動轉換開關[2]。

參見圖2檔位組件包括檔位基板、軸擋凸輪、擋板、復位彈簧、滾輪、復位導桿、定位凸輪。其功能通過定位凸輪外輪廓上以幾何中心對稱設有的不同數量的凸輪槽實現開關最多12擋位的控制和軸擋凸輪的坡角角度的不同實現任意角度限位。

在使用過程中，手動施加一定扭矩旋轉手柄，手柄與轉軸連接進而帶動轉軸旋轉，轉軸旋轉帶動檔位基板組件內的軸擋凸輪和定位凸輪旋轉，滾輪與定位凸輪外輪廓接觸，隨著定位凸輪的旋轉，滾輪帶動復位導桿壓縮復位彈簧，當復位彈壓縮到最大程度時，轉軸帶動定位凸輪繼續(xù)旋轉，在復位彈簧自身彈力作用下，快速推動復位導桿，使?jié)L輪帶動定位凸輪旋轉移動到定位凸輪凹點處實現快速定位動作，同時軸擋凸輪與定位凸輪聯動旋轉，當旋轉到某一固定角度時，軸擋凸輪與擋板接觸實現旋轉角度限位功能，通過軸擋凸輪和定位凸輪的變化，最多能實現開關12擋位的控制?；褰M件其特征在于在基板中心設于有隨方軸旋轉的凸輪，通過轉軸帶動凸輪旋轉，凸輪上下分別設有導桿，導桿與動觸片連接，在凸輪旋轉過程中，凸輪推動導桿移動，動觸片在基板設有定觸片彈簧，在定觸片彈簧作用下實現復位，上下兩側的動觸片在兩端分別設有動觸片銀點，在基板上下兩端分別設有定觸片，每個定觸片上都設有定觸片銀點，當動觸片彈簧復位時，動觸片銀點與定觸片銀點接觸接通，在基板內靠近定觸片銀點的部位，設置有磁塊，其磁塊的磁場作用可以將動靜觸片銀點之間因較大電流分斷而產生的電弧拉長，加速電弧熄滅，提高了手動轉換開關的開斷能力和可靠性[3]。

4結束語

通過對一種定位靈活的多擋手動轉換開關的研究設計，解決了現有手動轉換開關多限位角度不夠靈活，檔位數量有限，觸片銀點分斷速度不夠快，導致電弧灼燒觸片，影響轉換開關使用壽命，轉化開關內部零件較多，轉配復雜的技術問題，保證觸點分斷時達到快速分斷電流的作用，提高轉換開關的使用壽命。

參考文獻

[1] 低壓開關設備和控制設備 第5-1部分：控制電路電器和開關元件 機電式控制電路電器：GB/T 14048.5-2017[S].北京：中國標準出版社，2017.

[2] 管劍俠.中壓斷路器輔助開關的探討[J].機械工業(yè)標準化與質量，2015，510（11）：43-50.

[3] 石永剛，吳央芳.凸輪機構設計與應用創(chuàng)新[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007：79.