Microswitches, như một thành phần cơ điện chính xác, đóng một vai trò không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực. Từ điều khiển tự động trong các thiết bị gia dụng, chẳng hạn như phát hiện việc mở cửa và đóng cửa và điều khiển mực nước trong máy giặt, đến hoạt động chính xác trong thiết bị công nghiệp, như bảo vệ giới hạn trong công cụ máy móc và điều khiển quá trình trong các dây chuyền sản xuất tự động và có kích thước bằng máy tính. Đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị. Tuy nhiên, khi sử dụng microswitches, chúng ta thường nghe các khái niệm về cuộc sống cơ học và đời sống điện. Chính xác thì sự khác biệt giữa chúng là gì? Đây là vấn đề cốt lõi mà bài viết này dự định đi sâu vào.
Các định nghĩa về đời sống cơ học và đời sống điện của microswitches
Định nghĩa về cuộc sống cơ học
Tuổi thọ cơ học của một microswitch, theo thuật ngữ đơn giản, đề cập đến số lượng chu kỳ hoạt động hoàn chỉnh mà công tắc có thể chịu được ở trạng thái hành động cơ học thuần túy mà không xem xét tải điện. Một chu kỳ hoạt động hoàn chỉnh bao gồm quá trình trong đó một công tắc trở về trạng thái ban đầu của nó (chẳng hạn như thường mở hoặc thường đóng) sau một hành động kích hoạt. Tuổi thọ cơ học chủ yếu phản ánh độ tin cậy và độ bền của cấu trúc cơ học của công tắc, và nó là một chỉ số quan trọng để đo lường liệu một công tắc có thể duy trì hiệu suất hành động bình thường theo các hoạt động cơ học thường xuyên hay không.
Định nghĩa của cuộc sống điện
Đời sống điện đề cập đến số lượng chu kỳ hoạt động mà một microswitch thường có thể hoàn thành để kết nối và ngắt kết nối các mạch trong các điều kiện tải điện được chỉ định. Không giống như tuổi thọ cơ học, tuổi thọ điện không chỉ liên quan đến hoạt động cơ học của công tắc mà còn tập trung vào ảnh hưởng của các yếu tố điện vào hiệu suất của công tắc, chẳng hạn như ARC và electro - ăn mòn do các tiếp điểm tạo ra khi kết nối và ngắt kết nối các mạch. Những yếu tố này sẽ đẩy nhanh sự hao mòn của các liên hệ, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất điện và tuổi thọ dịch vụ của công tắc.
Những yếu tố nào tương ứng ảnh hưởng đến tuổi thọ cơ học và đời sống điện của microswitches
(I) Các yếu tố ảnh hưởng đến cuộc sống cơ học
Vật liệu liên hệ
Độ cứng và sức đề kháng của vật liệu tiếp xúc có tác động đáng kể đến tuổi thọ cơ học. Các vật liệu tiếp xúc với độ cứng cao hơn, chẳng hạn như một số thành phần độ cứng- nhất định trong hợp kim bạc, có thể chống lại hao mòn tốt hơn trong quá trình tiếp xúc và ma sát cơ học thường xuyên, làm giảm biến dạng và mất tiếp xúc, và do đó kéo dài tuổi thọ cơ học. Ví dụ, vật liệu tiếp xúc oxit cadmium bạc hoạt động tốt về cuộc sống cơ học do khả năng chống mài mòn tuyệt vời và khả năng chống xói mòn hồ quang.
Hiệu suất mùa xuân
Lò xo là một thành phần chính trong microswitches cung cấp lực lượng hoạt động. Các chỉ số hiệu suất của nó như hệ số đàn hồi và cường độ mệt mỏi ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ cơ học của công tắc. Một lò xo có hệ số đàn hồi thích hợp có thể đảm bảo rằng công tắc có lực vận hành ổn định trong quá trình hoạt động, cho phép các tiếp điểm được kết nối và ngắt kết nối đáng tin cậy. Các lò xo có cường độ mệt mỏi cao ít có khả năng bị hỏng đàn hồi dưới thời gian dài - và hoạt động thường xuyên, đảm bảo hoạt động bình thường của công tắc. Nếu hệ số đàn hồi của lò xo quá lớn hoặc quá nhỏ, hoặc sức mạnh mỏi của nó là không đủ, nó có thể dẫn đến các vấn đề như hoạt động chuyển đổi không linh hoạt và tiếp xúc kém của các tiếp điểm, do đó rút ngắn tuổi thọ cơ học.
Tần số hoạt động
Tần số hoạt động đề cập đến số lượng chu kỳ hoạt động được hoàn thành bởi công tắc trong một đơn vị thời gian. Tần số hoạt động quá cao sẽ ngăn các thành phần cơ học của công tắc nghỉ ngơi và phục hồi đủ, tăng tốc độ mệt mỏi của lò xo và sự hao mòn của các tiếp điểm. Chẳng hạn, trên một số dây chuyền sản xuất tự động tốc độ - cao, microswitches có thể cần phải hoạt động thường xuyên. Nếu tần số hoạt động vượt quá phạm vi được thiết kế của chúng, tuổi thọ cơ học sẽ được rút ngắn đáng kể.
Điều kiện môi trường
Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và bụi cũng có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy móc. Cao - Môi trường nhiệt độ sẽ tăng tốc độ lão hóa của lò xo và quá trình oxy hóa vật liệu tiếp xúc, giảm hiệu suất của chúng. Môi trường độ ẩm cao có thể làm cho màng nước hình thành trên bề mặt tiếp xúc, tăng sức đề kháng giữa các tiếp điểm và thậm chí kích hoạt ăn mòn điện hóa. Khi bụi và các tạp chất khác đi vào bên trong công tắc, chúng sẽ làm mòn bề mặt của các tiếp điểm và ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của công tắc. Ví dụ, microswitches được sử dụng ngoài trời thường có tuổi thọ cơ học ngắn hơn so với những người được sử dụng trong môi trường trong nhà khô nếu chúng tiếp xúc với điều kiện khắc nghiệt trong một thời gian dài.
(Ii) Các yếu tố ảnh hưởng đến đời sống điện
Vật liệu tiếp xúc (giao nhau với cuộc sống cơ học nhưng nhấn mạnh các đặc điểm khác nhau)
Về tuổi thọ điện, vật liệu tiếp xúc không chỉ xem xét khả năng chống mài mòn mà còn chú ý nhiều hơn đến khả năng chống xói mòn hồ quang và độ dẫn điện. Khi các tiếp điểm kết nối và ngắt kết nối mạch, một vòng cung điện được tạo ra. Nhiệt độ cao của cung sẽ khiến vật liệu tiếp xúc tan chảy và bay hơi, dẫn đến sự hình thành các hố và nhô ra trên bề mặt tiếp xúc, làm tăng điện trở tiếp xúc và ảnh hưởng đến hiệu suất điện. Do đó, các vật liệu tiếp xúc có khả năng chống xói mòn hồ quang tốt, chẳng hạn như bạc - hợp kim niken, có thể duy trì hiệu suất tương đối ổn định theo tác động của ARC, giảm mất tiếp xúc và kéo dài tuổi thọ điện. Trong khi đó, độ dẫn điện tốt có thể làm giảm điện trở tiếp xúc giữa các tiếp điểm, giảm mất năng lượng và phát nhiệt, và cũng giúp kéo dài tuổi thọ điện.
Loại tải
Các loại tải khác nhau có tác động đáng kể đến tuổi thọ điện của microswitches. Vòng cung được tạo ra bởi tải điện trở trong quá trình kết nối và ngắt kết nối là tương đối nhỏ và sự xói mòn với các tiếp điểm là tương đối nhẹ. Khi tải trọng cảm ứng (như động cơ, cuộn dây rơle, v.v.) bị hỏng, chúng tạo ra một lực điện từ đối kháng tương đối cao, tạo thành một vòng cung mạnh, làm xói mòn các tiếp điểm nghiêm trọng hơn. Tải điện dung tạo ra các dòng Inrush đáng kể khi được kết nối và cũng có thể gây ra thiệt hại cho các tiếp điểm. Do đó, khi chọn microswitch, cần phải xác định hợp lý chỉ số tuổi thọ điện của nó dựa trên loại tải thực tế.
Áp lực tiếp xúc
Áp lực tiếp xúc đề cập đến áp lực mà một sự tiếp xúc chống lại khi nó ở trạng thái khép kín. Áp lực tiếp xúc thích hợp có thể đảm bảo tiếp xúc tốt giữa các tiếp xúc, giảm điện trở tiếp xúc và giảm việc tạo ra các vòng cung. Nếu áp suất tiếp xúc quá nhỏ, điện trở tiếp xúc sẽ tăng lên, việc tạo nhiệt sẽ tăng lên, thật dễ dàng để gây ra một vòng cung và tăng tốc độ mòn của tiếp xúc. Nếu áp suất tiếp xúc quá cao, nó sẽ làm tăng gánh nặng trên mùa xuân, tăng tốc độ mệt mỏi của nó và cũng có thể khiến tiếp xúc bị biến dạng, ảnh hưởng đến hiệu suất điện.
Môi trường điện
Các yếu tố môi trường điện như dao động điện áp và nhiễu điện từ cũng có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ điện của microswitches. Biến động điện áp quá mức có thể gây ra các cung bất thường trong quá trình kết nối và ngắt kết nối công tắc, làm tăng sự mất các liên hệ. Giao thoa điện từ có thể gây ra sự cố của các công tắc, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của chúng và thậm chí làm hỏng các thành phần điện tử bên trong các công tắc. Ví dụ, trong một số thiết bị điện tử, do môi trường điện từ phức tạp, các microswitch cần phải có khả năng nhiễu điện từ tốt- để đảm bảo tuổi thọ điện của chúng.
Cách phân biệt tuổi thọ cơ học với đời sống điện của microswitch thông qua thử nghiệm
(I) Phương pháp kiểm tra cuộc sống cơ học
Thiết bị và nguyên tắc kiểm tra
Kiểm tra cuộc sống cơ học thường sử dụng những người thử nghiệm cơ học chuyên ngành. Nguyên tắc là liên tục vận hành công tắc ở một tần số và lực lượng nhất định bằng cách mô phỏng các hành động hoạt động thực tế của công tắc. Một người thử nghiệm thường bao gồm một cơ chế truyền động, bộ đếm và mạch điều khiển, v.v ... Cơ chế ổ đĩa có thể thực hiện các hoạt động như đẩy, kéo và nhấn vào công tắc theo các tham số đặt. Bộ đếm được sử dụng để ghi lại số lượng chu kỳ hoạt động của công tắc. Mạch điều khiển chịu trách nhiệm kiểm soát tần số hành động và chế độ hoạt động của cơ chế ổ đĩa.
Các bước kiểm tra
Đầu tiên, cài đặt microswitch sẽ được kiểm tra trên người kiểm tra và điều chỉnh các tham số kiểm tra đúng cách, chẳng hạn như tần số vận hành và lực vận hành. Nói chung, tần số hoạt động có thể được đặt theo tần số hoạt động định mức của công tắc, trong khi lực vận hành phải tuân thủ các yêu cầu thiết kế của công tắc. Sau đó, bắt đầu người kiểm tra và bắt đầu kiểm tra cuộc sống cơ học của công tắc. Trong quá trình thử nghiệm, thường xuyên kiểm tra xem hoạt động của công tắc có linh hoạt hay không, liệu các liên hệ có tiếp xúc tốt hay không và liệu có bất kỳ hiện tượng bất thường nào như gây nhiễu hay nới lỏng. Khi công tắc đạt đến số lượng chu kỳ hoạt động hoặc trục trặc được chỉ định và không hoạt động chính xác, hãy dừng thử nghiệm và ghi lại số lượng chu kỳ hoạt động thực tế.
(Ii) Phương pháp kiểm tra tuổi thọ điện
Thiết bị và nguyên tắc kiểm tra
Kiểm tra tuổi thọ điện đòi hỏi phải sử dụng thiết bị thử nghiệm có khả năng cung cấp tải điện được chỉ định, chẳng hạn như máy kiểm tra tuổi thọ điện. Người kiểm tra này có thể mô phỏng trạng thái làm việc của một công tắc trong mạch thực tế và cung cấp điện áp, dòng điện và loại tải cần thiết cho công tắc. Nguyên tắc là điều khiển ON - của mạch để thực hiện các hoạt động bật và tắt công tắc trong các điều kiện tải điện được chỉ định, đồng thời giám sát các tham số điện của công tắc, chẳng hạn như điện trở tiếp xúc và điện trở cách điện.
Các bước kiểm tra
Kết nối microswitch với máy kiểm tra tuổi thọ điện và đặt các tham số điện theo yêu cầu của thử nghiệm, chẳng hạn như điện áp, dòng điện, loại tải, v.v. Trước khi thử nghiệm, tiến hành kiểm tra hiệu suất điện ban đầu trên công tắc và các tham số ghi lại như điện trở tiếp xúc và điện trở cách điện. Sau đó, bắt đầu người kiểm tra và bắt đầu kiểm tra tuổi thọ điện của công tắc. Trong quá trình thử nghiệm, các thay đổi tham số điện của công tắc được theo dõi trong thời gian thực. Khi điện trở tiếp xúc vượt quá giá trị được chỉ định, điện trở cách điện giảm xuống một mức độ nhất định hoặc các lỗi điện khác xảy ra trong công tắc, thử nghiệm bị dừng và số lượng chu kỳ hoạt động điện thực tế được ghi lại.
(Iii) Phân tích và so sánh kết quả kiểm tra
Hiệu suất của kết quả kiểm tra cuộc sống cơ học
Sau khi hoàn thành kiểm tra tuổi thọ cơ học, quan sát chính là liệu có sự hao mòn rõ ràng, biến dạng hoặc thiệt hại cho các thành phần cơ học của công tắc hay không. Ví dụ, cho dù có các dấu hiệu hao mòn nghiêm trọng trên bề mặt tiếp xúc, liệu lò xo có bị gãy mỏi hoặc thất bại đàn hồi hay không, và liệu cơ chế vận hành có bị kẹt hay không, v.v.
Hiệu suất của kết quả kiểm tra tuổi thọ điện
Kết quả của thử nghiệm tuổi thọ điện chủ yếu được phản ánh trong những thay đổi của hiệu suất điện của công tắc. Khi số lượng chu kỳ hoạt động tăng lên, điện trở tiếp xúc sẽ tăng dần và điện trở cách nhiệt sẽ giảm dần. Khi điện trở tiếp xúc tăng đến một mức độ nhất định, nó sẽ khiến điện áp giảm trong mạch tăng, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị. Khi điện trở cách nhiệt giảm xuống một mức độ nhất định, nó có thể gây ra các lỗi điện như rò rỉ và ngắn mạch. Do đó, bằng cách theo dõi những thay đổi trong các tham số điện này, có thể xác định xem tuổi thọ điện của công tắc có đáp ứng các yêu cầu hay không.
Sự khác biệt về chế độ thất bại giữa đời sống cơ học và đời sống điện của microswitches
(I) Chế độ mất sống cơ học
Liên hệ mặc
Trong các hoạt động cơ học thường xuyên, ma sát và va chạm liên tục xảy ra giữa các tiếp điểm, khiến bề mặt của các tiếp điểm dần bị hao mòn. Khi hao mòn tăng cường, kích thước của các tiếp điểm sẽ thay đổi, khu vực tiếp xúc sẽ giảm và điện trở tiếp xúc sẽ tăng lên. Cuối cùng, điều này có thể dẫn đến các liên hệ không thể kết nối hoặc ngắt kết nối mạch.
Mệt mỏi mùa xuân gãy xương
Sau khi bị căng thẳng lặp đi lặp lại trong một thời gian dài, Springs sẽ trải qua sự mệt mỏi, dẫn đến giảm dần độ đàn hồi của chúng. Khi mệt mỏi tích tụ ở một mức độ nhất định, lò xo có thể bị hỏng, khiến việc chuyển đổi mất lực hoạt động và không thể hành động bình thường.
Cơ chế hoạt động bị kẹt
Do sự xâm nhập của bụi, tạp chất và các chất khác vào bên trong công tắc, hoặc hao mòn và biến dạng của các thành phần cơ học, cơ chế vận hành có thể bị kẹt, ngăn chặn công tắc thực hiện các hành động hoạt động bình thường. Ví dụ, nếu khoảng cách giữa thanh đẩy và vỏ quá nhỏ, thì dễ bị tắc bởi bụi, ngăn chặn thanh đẩy di chuyển tự do.
(Ii) Chế độ lỗi tuổi thọ điện
Liên hệ hàn Fusion
Khi kết nối và ngắt kết nối cao - Các mạch dòng điện, một vòng cung mạnh sẽ được tạo giữa các liên hệ. Nhiệt độ cao của cung sẽ khiến bề mặt của các tiếp điểm tan chảy và hàn lại với nhau, dẫn đến việc chuyển đổi không thể ngắt kết nối mạch. Hàn kết hợp liên lạc là một chế độ lỗi điện tương đối nghiêm trọng, có thể gây ra lỗi thiết bị hoặc thậm chí là tai nạn an toàn.
Sự oxy hóa và ăn mòn các liên hệ dẫn đến tiếp xúc kém
Trong môi trường ẩm ướt với khí ăn mòn, bề mặt của các tiếp điểm dễ bị oxy hóa và ăn mòn, tạo thành một màng oxit hoặc các sản phẩm ăn mòn. Các màng oxit và các sản phẩm ăn mòn này sẽ làm tăng sức đề kháng giữa các tiếp điểm, dẫn đến tiếp xúc kém và khiến việc chuyển đổi tạo ra nhiệt và tia lửa khi mạch được kết nối, tiếp tục tăng tốc độ thiệt hại của các tiếp điểm.
Sự cố cách nhiệt
Dưới cao - Điện áp hoặc cao - Điều kiện độ ẩm, vật liệu cách điện của công tắc có thể gặp sự cố cách điện, dẫn đến các mạch ngắn giữa các tiếp điểm hoặc giữa các tiếp điểm và vỏ. Sự cố cách nhiệt có thể khiến việc chuyển đổi mất hiệu suất cách nhiệt, ngăn không cho nó hoạt động đúng và thậm chí có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như hỏa hoạn.
Phần kết luận
Tóm lại, có sự khác biệt đáng kể giữa đời sống cơ học và đời sống điện của microswitches về định nghĩa, các yếu tố ảnh hưởng, phương pháp thử nghiệm và chế độ thất bại. Cuộc sống cơ học chủ yếu tập trung vào độ bền của công tắc theo tác động cơ học thuần túy, bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như vật liệu tiếp xúc, hiệu suất lò xo, tần số vận hành và điều kiện môi trường. Mặt khác, tuổi thọ điện tập trung vào độ tin cậy của công tắc trong các điều kiện tải điện được chỉ định và liên quan chặt chẽ đến các yếu tố như vật liệu tiếp xúc, loại tải, áp suất tiếp xúc và môi trường điện. Thông qua các phương pháp thử nghiệm chuyên dụng, cả hai có thể được phân biệt và đánh giá, và chúng cũng có các chế độ thất bại khác nhau. Hiểu những khác biệt này có ý nghĩa lớn đối với việc lựa chọn, sử dụng và bảo trì microswitches. Trong các ứng dụng thực tế, chúng ta nên, dựa trên các điều kiện làm việc và yêu cầu của thiết bị, chọn một cách hợp lý microswitches với tuổi thọ cơ và điện thích hợp, và tiến hành kiểm tra và bảo trì thường xuyên để đảm bảo hoạt động và an toàn của thiết bị bình thường.
