تفاوت بین زندگی مکانیکی و عمر الکتریکی یک میکروسویچ چیست؟

میکروسوچ ها ، به عنوان یک مؤلفه دقیق الکترومکانیکی ، در بسیاری از زمینه ها نقش ضروری دارند. From automatic control in household appliances, such as the detection of refrigerator door opening and closing and water level control in washing machines, to precise operation in industrial equipment, like limit protection in machine tools and process control in automated production lines, and even to safety monitoring in automotive electronic systems, such as airbag triggering and feedback on the status of car door locks, Microswitches, with their compact size, sensitive response and reliable performance, have become key components for اطمینان از عملکرد عادی تجهیزات. با این حال ، هنگام استفاده از ریزگردها ، اغلب مفاهیم زندگی مکانیکی و زندگی الکتریکی را می شنویم. تفاوت بین آنها دقیقاً چیست؟ این مسئله اصلی است که این مقاله قصد دارد به آن بپردازد.

تعریف زندگی مکانیکی

زندگی مکانیکی یک میکروسوچ ، به عبارت ساده ، به تعداد کامل چرخه های عملیاتی اشاره دارد که سوئیچ می تواند بدون در نظر گرفتن بار الکتریکی در یک حالت عمل کاملاً مکانیکی مقاومت کند. یک چرخه عملکرد کامل شامل فرایندی است که در آن یک سوئیچ پس از یک عمل ماشه به حالت اولیه خود (مانند معمولاً باز یا عادی بسته) باز می گردد. زندگی مکانیکی عمدتاً قابلیت اطمینان و دوام ساختار مکانیکی یک سوئیچ را نشان می دهد ، و این یک شاخص مهم برای اندازه گیری اینکه آیا یک سوئیچ می تواند عملکرد عملکرد طبیعی را تحت عملیات مکانیکی مکرر حفظ کند.

تعریف زندگی الکتریکی

عمر الکتریکی به تعداد چرخه های عملیاتی اشاره دارد که یک میکروسویچ به طور معمول می تواند برای اتصال و جدا کردن مدارها در شرایط بار الکتریکی مشخص انجام شود. بر خلاف زندگی مکانیکی ، عمر الکتریکی نه تنها شامل عملکرد مکانیکی سوئیچ است بلکه بر تأثیر عوامل الکتریکی بر عملکرد سوئیچ نیز تمرکز دارد ، مانند ARC و ELECTRO- خوردگی ایجاد شده توسط مخاطبین هنگام اتصال و جدا کردن مدارها. این عوامل باعث تسریع در سایش و پیری مخاطبین می شود و از این طریق بر عملکرد الکتریکی و عمر خدمات سوئیچ تأثیر می گذارد.

(i) عوامل مؤثر بر زندگی مکانیکی

مواد تماس تلفنی

سختی و مقاومت در برابر سایش مواد تماسی تأثیر قابل توجهی در زندگی مکانیکی دارد. مواد تماس با سختی بالاتر ، مانند برخی از اجزای سختی-} در آلیاژهای نقره ، می توانند در هنگام تماس و اصطکاک مکرر مکانیکی ، در برابر سایش مقاومت کنند ، تغییر شکل و از بین رفتن مخاطبین را کاهش داده و از این طریق عمر مکانیکی را افزایش می دهند. به عنوان مثال ، مواد تماس با اکسید کادمیوم نقره به دلیل مقاومت در برابر سایش عالی و مقاومت در برابر فرسایش قوس ، از نظر زندگی مکانیکی عملکرد خوبی دارد.

عملکرد بهاری

بهار یک مؤلفه اصلی در ریزگردها است که نیروی عملیاتی را فراهم می کند. شاخص های عملکرد آن مانند ضریب الاستیک و استحکام خستگی به طور مستقیم بر عمر مکانیکی سوئیچ تأثیر می گذارد. چشمه ای با ضریب الاستیک مناسب می تواند اطمینان حاصل کند که سوئیچ در حین کار دارای نیروی عملیاتی پایدار است و این امکان را فراهم می کند تا مخاطبین به طور قابل اعتماد وصل شوند و از هم جدا شوند. چشمه هایی با استحکام خستگی زیاد ، کمتر از مدت طولانی-}} و عملکرد مکرر دچار خرابی الاستیک می شوند و از عملکرد طبیعی سوئیچ اطمینان می دهند. اگر ضریب الاستیک بهار خیلی بزرگ یا خیلی کوچک باشد ، یا استحکام خستگی آن کافی نیست ، ممکن است منجر به مشکلاتی مانند عملکرد سوئیچ انعطاف پذیر و تماس ضعیف مخاطبین شود و از این طریق عمر مکانیکی را کوتاه کند.

بسامد عملیاتی

فرکانس عملیاتی به تعداد چرخه های عملیاتی تکمیل شده توسط سوئیچ در یک واحد زمان اشاره دارد. فرکانس عملیاتی بیش از حد زیاد مانع از اجزای مکانیکی سوئیچ از استراحت و بازیابی کافی ، تسریع در خستگی بهار و سایش مخاطبین می شود. به عنوان مثال ، در برخی از خطوط تولید خودکار سرعت- سرعت ، میکروسوچ ها ممکن است نیاز به کار مکرر داشته باشند. اگر فرکانس عملکرد بیش از محدوده طراحی شده آنها باشد ، عمر مکانیکی به طور قابل توجهی کوتاه می شود.

شرایط زیست محیطی

عوامل محیطی مانند دما ، رطوبت و گرد و غبار نیز می تواند بر طول عمر ماشین آلات تأثیر بگذارد. محیط های دما بالا- ، باعث تسریع در پیری چشمه ها و اکسیداسیون مواد تماسی می شود و عملکرد آنها را کاهش می دهد. رطوبت بالا ممکن است باعث شود فیلم های آب روی سطح مخاطبین شکل بگیرند ، مقاومت بین مخاطبین را افزایش دهند و حتی باعث خوردگی الکتروشیمیایی شوند. هنگامی که گرد و غبار و ناخالصی های دیگر وارد قسمت داخلی سوئیچ می شوند ، سطح مخاطبین را می پوشند و بر عملکرد عادی سوئیچ تأثیر می گذارند. به عنوان مثال ، میکروسوچ های مورد استفاده در خارج از منزل اغلب طول عمر مکانیکی کوتاه تری نسبت به آنچه در محیط های داخلی خشک استفاده می شود در صورتی که برای مدت طولانی در معرض شرایط سخت قرار بگیرند ، دارند.

(ب) عوامل مؤثر بر عمر الکتریکی

مواد تماس (تقاطع با زندگی مکانیکی اما تأکید بر خصوصیات مختلف)

از نظر عمر الکتریکی ، مواد تماسی نه تنها باید مقاومت در برابر سایش را در نظر بگیرند بلکه به مقاومت آنها در برابر فرسایش قوس و هدایت الکتریکی نیز توجه بیشتری می کنند. هنگامی که مخاطبین مدار را وصل و قطع می کنند ، یک قوس الکتریکی تولید می شود. دمای بالای قوس باعث ذوب و تبخیر مواد تماس می شود و در نتیجه تشکیل چاله ها و برآمدگی های موجود در سطح تماس ، افزایش مقاومت در تماس و تأثیرگذاری بر عملکرد الکتریکی. بنابراین ، مواد تماس با مقاومت خوب در برابر فرسایش قوس ، مانند نقره- آلیاژهای نیکل ، می توانند عملکرد نسبتاً پایدار را تحت عمل قوس حفظ کنند ، از دست دادن تماس را کاهش داده و عمر الکتریکی را افزایش دهند. در همین حال ، هدایت الکتریکی خوب می تواند مقاومت تماس بین مخاطبین را کاهش دهد ، از بین رفتن انرژی و تولید گرما کاهش یابد و همچنین به افزایش عمر الکتریکی کمک کند.

نوع بار

انواع مختلف بارها تأثیر قابل توجهی در عمر الکتریکی میکروسویچ ها دارند. قوس تولید شده توسط بارهای مقاومت در حین اتصال و قطع ارتباط نسبتاً اندک است و فرسایش به مخاطبین نسبتاً سبک است. هنگامی که بارهای القایی (مانند موتورها ، کویل های رله و غیره) شکسته می شوند ، آنها یک نیروی الکتروموتوری ضد انعطاف پذیر نسبتاً بالا تولید می کنند و یک قوس قوی را تشکیل می دهند که مخاطبین را به شدت از بین می برد. بارهای خازنی هنگام اتصال ، جریان های قابل توجهی را ایجاد می کنند و همچنین ممکن است باعث آسیب به مخاطبین شود. بنابراین ، هنگام انتخاب میکروسویچ ، لازم است که شاخص زندگی الکتریکی آن را بر اساس نوع بار واقعی تعیین کنید.

فشار

فشار تماس به فشاری اشاره دارد که یک تماس در هنگام بسته بودن در برابر آن مقاومت می کند. فشار تماس مناسب می تواند تماس خوبی بین مخاطبین ، کاهش مقاومت در برابر تماس و کاهش تولید قوس ها را تضمین کند. اگر فشار تماس خیلی کم باشد ، مقاومت در برابر تماس افزایش می یابد ، تولید گرما افزایش می یابد ، به راحتی می توان یک قوس را ایجاد کرد و لباس مخاطب را تسریع کرد. اگر فشار تماس خیلی زیاد باشد ، بار بهار را افزایش می دهد ، خستگی آن را تسریع می کند و همچنین ممکن است باعث تغییر شکل تماس شود و بر عملکرد الکتریکی تأثیر بگذارد.

محیط برق

عوامل محیطی الکتریکی مانند نوسانات ولتاژ و تداخل الکترومغناطیسی نیز می تواند بر عمر الکتریکی ریزگردها تأثیر بگذارد. نوسانات ولتاژ بیش از حد ممکن است در هنگام اتصال و قطع اتصال باعث ایجاد قوس های غیر طبیعی شود و باعث از بین رفتن مخاطبین شود. تداخل الکترومغناطیسی ممکن است باعث نقص سوئیچ ها شود ، بر عملکرد طبیعی آنها تأثیر بگذارد و حتی به اجزای الکترونیکی در داخل سوئیچ ها آسیب برساند. به عنوان مثال ، در برخی از دستگاه های الکترونیکی قدرت ، به دلیل محیط پیچیده الکترومغناطیسی ، میکروسویچ ها برای اطمینان از طول عمر الکتریکی آنها باید از قابلیت های تداخل الکترومغناطیسی ضد- استفاده کنند.

(i) روش های آزمایش مکانیکی

تجهیزات و اصول آزمایش

آزمایش زندگی مکانیکی معمولاً از آزمایش کنندگان زندگی مکانیکی ویژه استفاده می کند. اصل این است که با شبیه سازی اقدامات عملکرد واقعی سوئیچ ، بارها و بارها سوئیچ را با فرکانس خاص و نیرو انجام دهید. یک تستر به طور کلی از یک مکانیسم درایو ، یک پیشخوان و یک مدار کنترل و غیره تشکیل شده است. مکانیسم درایو می تواند عملیاتی مانند فشار ، کشیدن و فشار دادن سوئیچ را با توجه به پارامترهای تنظیم انجام دهد. پیشخوان برای ثبت تعداد چرخه های عملکرد سوئیچ استفاده می شود. مدار کنترل وظیفه کنترل فرکانس عمل و نحوه عملکرد مکانیسم درایو را بر عهده دارد.

مراحل آزمایشی

ابتدا MicroSwitch را نصب کنید تا روی تستر آزمایش شود و پارامترهای تست را به درستی تنظیم کنید ، مانند فرکانس کار و نیروی عملیاتی. به طور کلی ، فرکانس عملیاتی را می توان با توجه به فرکانس عملکردی سوئیچ تعیین کرد ، در حالی که نیروی عملیاتی باید مطابق با الزامات طراحی سوئیچ باشد. سپس تستر را شروع کرده و آزمایش مکانیکی زندگی سوئیچ را شروع کنید. در طی فرآیند آزمایش ، به طور مرتب بررسی کنید که آیا عملکرد سوئیچ انعطاف پذیر است ، آیا مخاطبین در تماس خوبی هستند و آیا پدیده های غیر طبیعی مانند لکه دار یا شل شدن وجود دارد. هنگامی که سوئیچ به تعداد مشخصی از چرخه های عملیاتی یا نقص عملکرد می رسد و به درستی کار نمی کند ، آزمایش را متوقف کرده و تعداد واقعی چرخه های عملیاتی را ضبط کنید.

(ب) روش تست عمر الکتریکی

تجهیزات و اصول آزمایش

آزمایش عمر الکتریکی نیاز به استفاده از تجهیزات آزمایشی دارد که قادر به تأمین بار الکتریکی مشخص مانند یک تستر عمر برقی باشد. این تستر می تواند حالت کار یک سوئیچ را در یک مدار واقعی شبیه سازی کند و ولتاژ مورد نیاز ، جریان و نوع بار را برای سوئیچ فراهم کند. اصل این است که کنترل - خاموش از مدار را کنترل کنید تا سوئیچ عملکردهای روشن و خاموش را تحت شرایط بار الکتریکی مشخص شده انجام دهد و در همان زمان پارامترهای الکتریکی سوئیچ مانند مقاومت در برابر تماس و مقاومت عایق را کنترل کنید.

مراحل آزمایشی

میکروسویچ را به تستر عمر الکتریکی وصل کنید و پارامترهای الکتریکی را مطابق آنچه در آزمون مورد نیاز است تنظیم کنید ، مانند ولتاژ ، جریان ، نوع بار و غیره. قبل از آزمایش ، یک عملکرد اولیه الکتریکی را روی سوئیچ انجام دهید و پارامترهای ضبط مانند مقاومت در برابر تماس و مقاومت عایق را ضبط کنید. سپس ، تستر را شروع کرده و تست الکتریکی سوئیچ را شروع کنید. در طی فرآیند آزمایش ، تغییرات پارامتر الکتریکی سوئیچ در زمان واقعی کنترل می شود. هنگامی که مقاومت تماس بیش از مقدار مشخص شده است ، مقاومت عایق به میزان معینی کاهش می یابد ، یا سایر گسل های الکتریکی در سوئیچ رخ می دهد ، آزمایش متوقف می شود و تعداد واقعی چرخه های عملیاتی الکتریکی ثبت می شود.

(iii) تجزیه و تحلیل و مقایسه نتایج آزمون

عملکرد آزمایش زندگی مکانیکی

پس از اتمام آزمایش زندگی مکانیکی ، مشاهده اصلی این است که آیا سایش ، تغییر شکل یا آسیب به اجزای مکانیکی سوئیچ وجود دارد. به عنوان مثال ، چه در سطح تماس علائم ساییدگی شدید وجود داشته باشد ، خواه بهار شکستگی خستگی را تجربه کرده باشد یا اینکه آیا مکانیسم عملیاتی گیر کرده است و غیره.

عملکرد نتایج آزمایش عمر الکتریکی

نتایج آزمایش عمر الکتریکی عمدتاً در تغییرات عملکرد الکتریکی سوئیچ منعکس می شود. با افزایش تعداد چرخه عمل ، مقاومت تماس به تدریج افزایش می یابد و مقاومت عایق به تدریج کاهش می یابد. هنگامی که مقاومت تماس به میزان معینی افزایش می یابد ، باعث می شود افت ولتاژ در مدار افزایش یابد و بر عملکرد عادی تجهیزات تأثیر بگذارد. هنگامی که مقاومت عایق تا حدی کاهش می یابد ، ممکن است باعث گسل های الکتریکی مانند نشت و مدار کوتاه شود. بنابراین ، با نظارت بر تغییرات در این پارامترهای الکتریکی ، می توان تعیین کرد که آیا عمر الکتریکی سوئیچ شرایط را برآورده می کند یا خیر.

(i) حالت شکست مکانیکی زندگی

سایش تماس

در حین عملیات مکانیکی مکرر ، اصطکاک و برخورد به طور مداوم بین مخاطبین رخ می دهد و باعث می شود سطح مخاطبین به تدریج از بین بروند. از آنجا که سایش شدت می یابد ، اندازه مخاطبین تغییر می کند ، منطقه تماس کاهش می یابد و مقاومت تماس افزایش می یابد. سرانجام ، این ممکن است منجر به عدم امکان اتصال یا قطع مدار شود.

شکستگی خستگی بهاری

پس از مدت طولانی در معرض استرس مکرر ، چشمه ها خستگی را تجربه می کنند و در نتیجه کاهش تدریجی در کشش آنها انجام می شود. هنگامی که خستگی تا حدی جمع می شود ، بهار ممکن است شکسته شود و باعث شود سوئیچ نیروی عملیاتی خود را از دست بدهد و نتواند به طور عادی عمل کند.

مکانیسم عملیاتی گیر کرده است

با توجه به ورود گرد و غبار ، ناخالصی ها و سایر مواد به قسمت داخلی سوئیچ یا سایش و تغییر شکل اجزای مکانیکی ، مکانیسم کار ممکن است گیر بیفتد و از انجام اقدامات عملکرد عادی جلوگیری می کند. به عنوان مثال ، اگر شکاف بین میله فشار و محفظه خیلی کوچک باشد ، مستعد ابتلا به گرد و غبار است که مانع از حرکت میله فشار می شود.

(ب) حالت خرابی زندگی الکتریکی

با جوش همجوشی تماس بگیرید

هنگام اتصال و قطع اتصال مدارهای فعلی - ، یک قوس قوی بین مخاطبین ایجاد می شود. دمای بالای قوس باعث می شود سطح مخاطبین در کنار هم ذوب و جوش شوند و در نتیجه این سوئیچ قادر به جدا کردن عادی مدار نباشد. جوشکاری فیوژن یک حالت خرابی الکتریکی نسبتاً جدی است که ممکن است باعث خرابی تجهیزات یا حتی تصادفات ایمنی شود.

اکسیداسیون و خوردگی مخاطبین منجر به تماس ضعیف می شود

در یک محیط مرطوب با گازهای خورنده ، سطح مخاطبین مستعد اکسیداسیون و خوردگی است و یک فیلم اکسید یا محصولات خوردگی تشکیل می دهد. این فیلم های اکسید و محصولات خوردگی باعث افزایش مقاومت بین مخاطبین می شوند و منجر به تماس ضعیف می شوند و باعث ایجاد سوئیچ در هنگام اتصال مدار می شوند و باعث افزایش بیشتر آسیب مخاطبین می شوند.

تجزیه عایق

در شرایط رطوبت ولتاژ بالا-} - ، ماده عایق سوئیچ ممکن است تجزیه عایق را تجربه کند و منجر به مدارهای کوتاه بین مخاطبین یا بین مخاطبین و مسکن شود. تجزیه عایق می تواند باعث شود که سوئیچ عملکرد عایق خود را از دست بدهد ، از کار صحیح آن جلوگیری کند و حتی ممکن است منجر به عواقب جدی مانند آتش سوزی الکتریکی شود.

پایان

در نتیجه ، بین عمر مکانیکی و عمر الکتریکی ریزگردها از نظر تعریف ، عوامل تأثیرگذار ، روش های آزمایش و حالت های شکست تفاوت معنی داری وجود دارد. زندگی مکانیکی عمدتا بر دوام سوئیچ تحت عمل مکانیکی خالص متمرکز است ، که تحت تأثیر عواملی مانند مواد تماس ، عملکرد بهار ، فرکانس عملیاتی و شرایط محیطی قرار دارد. از طرف دیگر ، عمر الکتریکی بر قابلیت اطمینان سوئیچ تحت شرایط بار الکتریکی مشخص تمرکز دارد و از نزدیک با عواملی مانند مواد تماس ، نوع بار ، فشار تماس و محیط الکتریکی ارتباط نزدیکی دارد. از طریق روشهای تخصصی تست ، این دو قابل تشخیص و ارزیابی هستند و همچنین حالت های خرابی متفاوتی دارند. درک این تفاوت ها برای انتخاب ، استفاده و نگهداری از ریزگردها از اهمیت زیادی برخوردار است. در برنامه های کاربردی ، ما باید بر اساس شرایط کار و الزامات تجهیزات ، ریزگردها را با طول عمر مکانیکی و الکتریکی مناسب انتخاب کنیم و بازرسی ها و نگهداری منظم را انجام دهیم تا از عملکرد و ایمنی تجهیزات عادی اطمینان حاصل شود.