KX035旋轉(zhuǎn)開關(guān)常見問題及解決措施

摘要:通過對旋轉(zhuǎn)開關(guān)結(jié)構(gòu)的理論分析和常見失效模式的分析，并采取有效的措施，解決了該開關(guān)的密封性、跳步、接觸電阻等問題，提高了開關(guān)的質(zhì)量、產(chǎn)品合格率，確保產(chǎn)品上批量生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞:旋轉(zhuǎn)開關(guān) 問題 解決 措施

0 概述

KX035微型密封旋轉(zhuǎn)開關(guān)是一種高精密的開關(guān)，開關(guān)具有面板密封和轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)密封，開關(guān)體形小，結(jié)構(gòu)緊湊，直徑僅為φ14.3mm，轉(zhuǎn)換角度僅為22.5°，非短路型，手動(dòng)控制。廣泛應(yīng)用于電子、電器設(shè)備中，起信號、電路轉(zhuǎn)換用。

本開關(guān)在生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)不密封、跳步卡滯(不清晰)、接觸電阻大、介質(zhì)耐壓不合格等問題。通過長期的生產(chǎn)總結(jié)出解決此類問題的措施辦法。

1 工作原理

本開關(guān)是以手動(dòng)方式旋轉(zhuǎn)中心軸來驅(qū)動(dòng)跳步機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)接觸對位置的轉(zhuǎn)換，達(dá)到轉(zhuǎn)換電路的目的，開關(guān)電路形式:2刀2位～2刀8位。外形結(jié)構(gòu)見圖1，電路圖見圖2。

主要性能指標(biāo)

環(huán)境溫度:-55～+85℃

接觸電阻≤0.02Ω

絕緣電阻≥1000MΩ

介質(zhì)耐壓:600V AC

密封性能:施加103KPa的壓力不漏水

振動(dòng):10～500Hz 100m/s2

沖擊:1000m/s2

電壽命:10000次;115V AC 0.25A;28V DC 0.25A

2 常見問題及解決措施

2.1 不密封 密封性是該開關(guān)的重要的指標(biāo)之一，本開關(guān)要求面板密封和轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)密封，開關(guān)是水密型，要求10000次循環(huán)后，在103kPa壓力下仍然保持密封性能。如果不密封，會導(dǎo)致整機(jī)電路短路或燒毀，嚴(yán)重時(shí)可能漏電導(dǎo)致操作人員觸電。密封性能是由橡膠來完成的，因此，要求橡膠彈性好、柔韌性好，并能耐撕裂等。軸和面板密封結(jié)構(gòu)見圖3。

不密封常見原因:①內(nèi)密封圈有裂紋;②軸向間隙過大;③零件裝配不到位等。

解決措施:

2.1.1 原采用6145硅橡膠，該橡膠雖然彈性好、柔韌性好，但抗撕裂性差，經(jīng)反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)后，容易產(chǎn)生裂紋，相比之下，5860橡膠的韌性和彈性都較好且抗撕裂性也好，經(jīng)模壓成型，其成型工藝為:溫度+150℃，保壓時(shí)間6分鐘。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)效果較好。

2.1.2 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)軸向間隙應(yīng)控制在0.05～0.1㎜之間較好，如果間隙過大，在開口擋圈下裝入1～3片調(diào)整墊圈。

2.1.3 零件裝配到位。

2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)跳步不靈活，有卡滯現(xiàn)象 跳步機(jī)構(gòu)見圖 4。當(dāng)中心軸受力時(shí)驅(qū)動(dòng)絕緣座旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鋼球(2只)沿基座內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，完成跳步功能。

對鋼球進(jìn)行受力分析見圖4:在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)鋼球受V型斜面的反作用力，當(dāng)絕緣座順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，F(xiàn)1力隨之增大，作用在壓簧上，使壓簧壓縮，當(dāng)鋼球通過基座圓弧最高點(diǎn)后，F(xiàn)1力逐漸減小，受壓簧彈力的作用將鋼球推出到定位V型槽里，同時(shí)產(chǎn)生跳步響聲，完成了一次跳步動(dòng)作。

跳步不靈活原因:由于16個(gè)導(dǎo)電件、2個(gè)中導(dǎo)電件和16個(gè)凸包不在同一個(gè)平面上，高低不平，見圖5，當(dāng)動(dòng)觸片從第一位跳到第二位時(shí)，要經(jīng)過中間凸包上，此時(shí)動(dòng)觸片與導(dǎo)電件不接觸，如果導(dǎo)電件與凸包不在同一個(gè)平面上(即高度尺寸不一致)，那么，跳步時(shí)就會出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。

解決措施:①確保導(dǎo)電件尺寸的一致性;②裝配時(shí)在基座孔口處倒角以便于導(dǎo)電件裝到位，再用夾具將導(dǎo)電件鐓平。

2.3 接觸電阻偏大 接觸電阻是指在規(guī)定條件下兩個(gè)接觸體在接觸面產(chǎn)生的電阻。它是衡量接觸對在電接觸時(shí)是否穩(wěn)定可靠的參數(shù)之一。即是衡量開關(guān)接觸可靠性的重要參數(shù)之一。

2.4 接觸電阻分析 接觸電阻是開關(guān)接觸可靠性的重要指標(biāo)之一，根據(jù)賓德(Binder)導(dǎo)出公式:

式中:R—接觸電阻

ρ—材料的導(dǎo)電率

α—圓形接觸面的半徑

接觸面是由接觸點(diǎn)間的接觸壓力P的大小及接觸點(diǎn)材料的機(jī)械性能來決定的，根據(jù)赫茲(Herts)導(dǎo)出公式:

式中:P—接觸壓力

H—材料硬度

π—常數(shù)，取3.14

從上面這些公式中可以看出，影響接觸電阻的主要因素有:材料的導(dǎo)電率、彈性模量和硬度，接觸壓力，還有材料的抗電弧能力，耐熔焊能力，耐磨能力和耐腐蝕能力，材料表面狀態(tài)，如有無薄膜和灰塵等均有很大的關(guān)系。

本開關(guān)的接觸形式為摩擦式接觸，影響接觸電阻的主要因素是接觸壓力，接觸電阻與接觸壓力的關(guān)系見圖6 。

接觸電阻與接觸壓力成反比關(guān)系。隨著接觸壓力的增大，接觸電阻減小。接觸壓力又不能無限增大，因?yàn)椋佑|壓力增大，接觸對之間的磨損嚴(yán)重，影響開關(guān)的壽命。

原因及措施:在實(shí)際工作中，影響該開關(guān)的接觸電阻因素有:導(dǎo)電件表面有異物(即表面膜電阻);導(dǎo)電件、中導(dǎo)電件鉚裝不平，導(dǎo)致動(dòng)觸片與導(dǎo)電件懸空或接觸壓力偏小。

措施:①清洗導(dǎo)電件;②導(dǎo)電件、中導(dǎo)電件鉚裝平。

3 結(jié)論

通過對旋轉(zhuǎn)開關(guān)結(jié)構(gòu)的理論分析和常見失效模式的分析，并采取有效的措施，解決了該開關(guān)的密封性、跳步、接觸電阻等問題，提高了開關(guān)的質(zhì)量、產(chǎn)品合格率，確保產(chǎn)品上批量生產(chǎn)。