新型接近開關(guān)感應(yīng)方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

戚長齡

摘 要：接近開關(guān)在電解廠房主要應(yīng)用在多功能天車上，本文主要論述了新型接近開關(guān)感應(yīng)方式的原理，以及它的應(yīng)用前景和所帶來的效益。關(guān)鍵詞：接近；原理；效益

1 接近開關(guān)的原理

接近開關(guān)是一種毋需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)交流或直流電器或給PLC系統(tǒng)提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器（即無無觸點(diǎn)開關(guān)），它即有行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。產(chǎn)品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。

接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)。接近開關(guān)具有使用壽命長、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無機(jī)械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此到目前為止，接近開關(guān)的應(yīng)用范圍日益廣泛，其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速。

2 舊式感應(yīng)板的工作方式及弊端

從接近開關(guān)的工作原理我們知道，接近開關(guān)需要有鐵質(zhì)的感應(yīng)板來輔佐工作。

在我們現(xiàn)在所使用的多功能天車上，所有的接近開關(guān)感應(yīng)板的工作模式都一樣，接近開關(guān)固定不動(dòng)，感應(yīng)板焊接在運(yùn)動(dòng)部位上，當(dāng)工具上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)板也隨著上下運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)感應(yīng)板與接近開關(guān)的距離到達(dá)或者小于感應(yīng)距離時(shí)接近開關(guān)動(dòng)作，工具停止運(yùn)動(dòng)。按照設(shè)計(jì)原理來說，這種工作方式屬于無接觸方式接近開關(guān)的壽命應(yīng)該很高。可是在實(shí)際的應(yīng)用中，由于感應(yīng)板的變形，或者工具由于磨損間隙變大造成了開關(guān)感應(yīng)不上或者距離太小撞上接近開關(guān)造成開關(guān)的損壞。

3 新型接近開關(guān)感應(yīng)方式的設(shè)計(jì)原理及工作方式

從舊式感應(yīng)方式的弊端中我們知道要減少接近開關(guān)的故障，就不能直接讓運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)板來感應(yīng)接近開關(guān)，因?yàn)殡S著設(shè)備的使用，磨損是不可避免的，那么感應(yīng)板和接近開關(guān)之間的間隙就很不好調(diào)節(jié)，造成無法保護(hù)或者開關(guān)損壞。

我們分析了舊式感應(yīng)方式的缺陷，那么我們?cè)O(shè)計(jì)的新式感應(yīng)方式就是從避免運(yùn)動(dòng)部分直接感應(yīng)接近開關(guān)開始的，將運(yùn)動(dòng)部分和感應(yīng)板分離。運(yùn)動(dòng)部分保持不變，但是它的作用不再有感應(yīng)的功能，而是起到碰撞作用。感應(yīng)板設(shè)計(jì)在接近開關(guān)附近，他上面裝有緩沖裝置，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部分跟他碰撞時(shí)，它緩慢的靠到接近開關(guān)上。根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)思路我們?cè)诮咏_關(guān)的下方設(shè)計(jì)了一個(gè)可以翻轉(zhuǎn)的小鐵板，在鐵板上固定了一個(gè)彈簧，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部分碰撞到彈簧時(shí)，鐵板翻轉(zhuǎn)，輕輕的靠在接近開關(guān)上，這樣開關(guān)開始工作，運(yùn)動(dòng)停止。在這種感應(yīng)模式下，由于磨損造成的間隙不會(huì)再是問題，而且也避免了刮壞接近開關(guān)。

4本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

（1）本設(shè)計(jì)屬于國內(nèi)首創(chuàng)

（2）將以前接近開關(guān)感應(yīng)模式由動(dòng)-靜或靜-動(dòng)模式改為了動(dòng)-靜-靜模 式，顛覆了傳統(tǒng)的接近開關(guān)使用方法。

（3）從根本上杜絕了接近開關(guān)由于間隙造成的故障

（4） 設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用。

（5）在所有使用接近開關(guān)的地方，都能進(jìn)行推廣。

5 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

（1）每年節(jié)約接近開關(guān)200個(gè)，節(jié)約備件費(fèi)用600*200=120000元。

（2）每年減少故障時(shí)間500小時(shí)，按每個(gè)工時(shí)100元計(jì)算。節(jié)約人工費(fèi)500*100=50000元。

（3）由于天車故障減少，避免了對(duì)生產(chǎn)的干擾。年可提高0.1個(gè)效率，每年多生產(chǎn)380噸鋁，價(jià)值380*14500=551萬元。通過改造年可節(jié)約費(fèi)用 120000+50000+5510000=5680000元。

（4）多功能天車接近開關(guān)安裝位置較高，檢修起來極為不方便。通過改造減少了維修量，保障了檢修人員的人身安全。

如果將這個(gè)改造僅僅在在整個(gè)電解鋁行業(yè)推廣，按照40W噸鋁12臺(tái)天車計(jì)算，國內(nèi)共有多功能天車1000臺(tái)，年可節(jié)約費(fèi)用備件1000萬元。由于故障減少為生產(chǎn)創(chuàng)造的價(jià)值更是不可估量。這個(gè)設(shè)計(jì)具有實(shí)用、簡單、新穎的特點(diǎn)；而且主要是從理念上顛覆了接近開關(guān)的使用方法，對(duì)于我們其他的工作也將會(huì)有很大的啟發(fā)。因此我們認(rèn)為這個(gè)改造具有很大的推廣前景和很高的推廣價(jià)值。

6結(jié)語

通過長時(shí)間的實(shí)踐，這種新型接近開關(guān)感應(yīng)方式的設(shè)計(jì)極大減少了接近開關(guān)造成的設(shè)備故障。有力的保障了電解生產(chǎn)的正常進(jìn)行，也減輕了檢修人員的工作強(qiáng)度，減少了重復(fù)故障的發(fā)生。因此我們認(rèn)為這個(gè)設(shè)計(jì)理念新穎，實(shí)用性強(qiáng)，有極大的推廣價(jià)值。