非密封鈕子開關(guān)設(shè)計思路構(gòu)建分析

（貴州振華華聯(lián)電子有限公司，貴州 凱里 556000）

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，開關(guān)作為控制信號傳輸與檢測的重要裝置，在機電各個領(lǐng)域都得到了廣泛的運用，并且隨著不斷的發(fā)展，人們對于開關(guān)在技術(shù)性能及使用性能方面也提出了更高的需求。針對非密封鈕子開關(guān)設(shè)計的基本需求，不斷提高開關(guān)鈕柄強度，提高使用的便捷性，并且對結(jié)構(gòu)進行相關(guān)優(yōu)化設(shè)計。

1 開關(guān)設(shè)計的基本要求分析

1．1 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，使用便捷分析

鈕子開關(guān)是交直流電源電路中常用的通斷控制元件，通過手動控制電路的通斷，操作十分方便。在進行開關(guān)設(shè)計的過程當(dāng)中，要對結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新，在開關(guān)的扭柄上加設(shè)彈簧，螺管口設(shè)計銑槽，通過撥動手柄使滑塊運動，來驅(qū)動簧片足尖上的動靜觸點，使之閉合，松開手柄彈簧即可復(fù)位，手柄也能夠回歸中間位置，從而斷開動靜觸點。選取性能較高的材料進行設(shè)計，并且使用的金屬零件除載流零件外，都要具有較強的耐腐蝕性，載流零件材質(zhì)不能選擇黑色金屬，內(nèi)部不相容的金屬進行接觸是可以選取合適的絕緣材料進行阻隔， 開關(guān)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該保證無論安裝在任何位置都能夠進行良好的工作。要保證開關(guān)的傳動系統(tǒng)以及相關(guān)零件之間要能夠進行靈活的配合，不會產(chǎn)生卡頓現(xiàn)象等，有效提高觸點接觸的可靠性。在使用的過程當(dāng)中，增強其便捷性能夠使開關(guān)操作更加符合人們的需求。

1．2 高性能要求分析

非密封鈕子開關(guān)在設(shè)計當(dāng)中對于產(chǎn)品性能有著很高的要求，并且要在設(shè)計當(dāng)中充分考慮驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計原則，保證產(chǎn)品的性能。機構(gòu)的驅(qū)動組件中，對于彈簧材料的選擇非常重要，如果彈簧的彈性不足，將無法支持驅(qū)動組件的工作需求；要選擇彈性合適的彈簧，能夠有效的增長使用壽命，而且在進行動作時，彈性彈簧鋼絲能夠滿足耐鹽霧的需求。開關(guān)的零件要具有較強的可焊性和耐焊性，使整體的機械壽命增強，產(chǎn)品要能接觸穩(wěn)定，而且具有較強的耐壓性，還要擁有良好的換向手感。開關(guān)的電負(fù)載、電壽命、介質(zhì)耐壓、引出端強度等，都要嚴(yán)格地進行檢測試驗。并且在進行相關(guān)測試試驗時，要能夠滿足相關(guān)國家及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，才能夠保證在使用時具有較高的性能。

1．3 鈕柄強度的高要求分析

產(chǎn)品在設(shè)計時對開關(guān)鈕柄的強度有著較高的要求。鈕子開關(guān)的鈕柄包括金屬圓錐、鎖桿、扁桿、塑套，球形、塑料圓錐等。在扳動鈕柄時，要能夠保證鈕柄能夠有效帶動滑塊對簧片進行驅(qū)動產(chǎn)生閉合，才能夠發(fā)揮開關(guān)的真正作用。鈕柄應(yīng)當(dāng)設(shè)計為金屬材質(zhì)，并且保證表面無光澤，與所有的載流零件保持整體絕緣。在扳動鈕柄到達一定距離時，鈕柄要能夠保持穩(wěn)定，不能產(chǎn)生過大的擺動。鈕柄的整體強度要能夠滿足操作需求，反復(fù)的扳動操作不會影響鈕柄的正常使用，減少由于開關(guān)損壞帶來的事故。

1．4 高空環(huán)境的高要求分析

在高空環(huán)境內(nèi)使用非密封鈕子開關(guān)時，會受到高空、低氣壓、環(huán)境磁場等多方面的影響，這些影響因素可能會對開關(guān)造成損傷。所以在進行設(shè)計時要充分考慮在高空作業(yè)條件下開關(guān)所需要承受的壓力，選擇合適的內(nèi)部材料，使其能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在惡劣環(huán)境下，鈕子開關(guān)也能夠保持正常的運轉(zhuǎn)，不會由于零件損毀而產(chǎn)生故障。

2 開關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析

2．1 自動復(fù)位結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

非密封鈕子開關(guān)是通過扳動手柄來實現(xiàn)動靜接觸點的接通，然后通過自動復(fù)位功能，使手柄能夠復(fù)位同時使動作接觸點斷開。所以對于自動復(fù)位結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可以在手柄的兩端添加彈簧和彈簧架裝置，使彈簧穿在彈簧架底部，并穿過手柄彈簧架外罩上的兩孔，手柄可以通過手動進行擺動，當(dāng)彈簧架被推動后，對彈簧產(chǎn)生了壓縮，一旦松開手柄，彈簧的彈力可推動彈簧回到初始位置，從而實現(xiàn)整體手柄的自動功能。

2．2 滑塊組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

滑塊組件包括了滑塊、壓簧和彈簧帽三個部分，滑塊為連接的動作零件，所以，在進行滑塊組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分考慮到在具體使用時滑塊的功能，選擇具有較強耐腐蝕性和高強度及韌性好的材料，具有良好的潤滑性和耐磨性的滑塊才能夠滿足使用時的基本需求。一旦開關(guān)出現(xiàn)接觸不良等情況，需要及時地進行接觸點檢測，因為開關(guān)觸點接觸不良，會產(chǎn)生大量的熱量，使接觸點燒毀，從而造成開關(guān)失效。在設(shè)計時，適當(dāng)?shù)脑黾訅嚎s彈簧的數(shù)量，從而改變彈簧彈力的大小，保證觸點能夠進行良好的接觸。為了防止安全事故的發(fā)生，選擇性能較好的材料才能夠延長開關(guān)的使用壽命。由于動觸片是導(dǎo)電體，所以要選擇導(dǎo)電性能良好的材質(zhì)進行設(shè)計，可選擇結(jié)構(gòu)簡單的蹺蹺板式結(jié)構(gòu)，對鈕子開關(guān)進行優(yōu)化設(shè)計。

2．3 驅(qū)動組件的設(shè)計分析

對驅(qū)動組件進行設(shè)計時，要充分考慮手柄的扳動角度，而螺套內(nèi)徑，手柄尺寸以及翻卯后的螺套底端到銷釘孔中心距離都會影響手柄扳動的角度。所以需要對開關(guān)手柄、外罩進行合理的計算，螺套內(nèi)部直徑的大小與滑塊的與觸點的接觸壓力緊密相關(guān)。通過精密的計算，將打孔中心的距離設(shè)置為25度最為合適。對其他相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)尺寸也要進行精密計算設(shè)計。

2．4 殼體組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

殼體組件包括有殼體靜觸點、接線片等零部件。殼體組件的內(nèi)部由加強筋將整個內(nèi)部結(jié)構(gòu)分成兩個腔體，對滑塊起導(dǎo)向作用，并且能夠加強殼體，而且對接觸點的滅弧也有著重要的影響。整體開關(guān)的外殼要能夠在極端環(huán)境下受到不同溫度、絕緣及壓力的各項檢測，而且要選擇能夠耐高溫，具有高強度與硬度、絕緣性較好的材料。通常會選取酚醛塑料作為殼體材料，這種材料容易塑形，對于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)能夠滿足相關(guān)需求，并且在進行殼體內(nèi)部零件的安裝、定位時，能夠有效地減輕重量。而殼體內(nèi)的其他零部件作為導(dǎo)電零件的金屬原件可選擇銅合金鍍金材質(zhì)，這種材質(zhì)的電阻較低，并且導(dǎo)電性良好，具有很強的可焊性能和耐腐蝕性能。

3 非密封鈕子開關(guān)總體設(shè)計原則

非密封鈕子開關(guān)在進行總體設(shè)計時，要充分考慮對于開關(guān)內(nèi)部的驅(qū)動機構(gòu)設(shè)計，通常用于固定在設(shè)備面板上，包括用于固定的螺母和墊片。在進行設(shè)計時，要充分考慮到產(chǎn)品使用的環(huán)境及相關(guān)性能，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對于內(nèi)部的零件尺寸要進行精密的計算和檢驗，并且不同零部件之間的距離也要進行反復(fù)的配合計算。在產(chǎn)品中不斷優(yōu)化對于壓簧的設(shè)計，能夠提高整個鈕子開關(guān)的性能與使用壽命。

對于驅(qū)動機構(gòu)的壓片厚度，要進行嚴(yán)格的計算，并且在加工的過程當(dāng)中要遵循相關(guān)工藝，避免產(chǎn)生誤差。如果人工扳動手柄到極限位置，壓片由于過厚的原因沒有將開關(guān)按鈕壓到位，則會造成壓片的彎曲。而壓片過薄，也會造成在按壓手柄時，不能及時地對按動觸點進行按壓。設(shè)計的產(chǎn)品要進行相關(guān)沖擊試驗，如果不能達到標(biāo)準(zhǔn)要求，則表示開關(guān)是不合格產(chǎn)品。所以，在進行沖擊試驗時，通過手柄的擺動來對彈簧作用力進行檢測，然后對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析計算手柄的扳動角度，從對手柄的坂動角度進行計算，匹配開關(guān)內(nèi)部動作，使產(chǎn)品能夠達到需求。

在開關(guān)設(shè)計完成后，要對開關(guān)進行有效的測試，并且對于其使用壽命進行測試非常重要。所以在設(shè)計當(dāng)中就要充分考慮到使用壽命的問題，通過相關(guān)計算得出進行開關(guān)操作時對于零件的磨損，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品使用壽命的預(yù)測。

4 結(jié)語

在進行非密封鈕子開關(guān)設(shè)計時，要充分考慮到在開關(guān)使用時的便捷程度，對結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新，滿足相關(guān)高性能的要求，并且要對鈕柄的強度進行合適的選材，開關(guān)的設(shè)計要能夠滿足在高空環(huán)境內(nèi)的使用需求。所以在進行設(shè)計時對于開關(guān)內(nèi)部自動復(fù)位結(jié)構(gòu)、滑塊組件結(jié)構(gòu)、驅(qū)動組件結(jié)構(gòu)和殼體組件結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時都要滿足產(chǎn)品的合理性和可靠性需求，通過精密的計算，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，選取合適的材料。并對相關(guān)產(chǎn)品進行有效的檢測，使產(chǎn)品的各方面性能能夠達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，滿足具體使用時的各種需求。