大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)研究

摘要：大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)屬于一種復(fù)合開(kāi)關(guān)，其應(yīng)用環(huán)境較為復(fù)雜，必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的把控，提高其應(yīng)用的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：大功率;密封鈕子開(kāi)關(guān);設(shè)計(jì)研究

大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)包括很多內(nèi)容，本文即通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)性能、設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、技術(shù)要點(diǎn)等分析，對(duì)相關(guān)內(nèi)容做出簡(jiǎn)述，以期促進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。

一、大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的性能要求

（一）有新穎的結(jié)構(gòu)，方便實(shí)際使用

大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)在進(jìn)行外部電路轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，是通過(guò)撥動(dòng)鈕柄來(lái)對(duì)內(nèi)部觸點(diǎn)進(jìn)行帶動(dòng)，使之觸點(diǎn)交替接觸而實(shí)現(xiàn)的，這是在整機(jī)使用過(guò)程中對(duì)開(kāi)關(guān)做出的要求。因此，在對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分考慮到零件與零件之間的配合性，為保證觸點(diǎn)接觸的有效接觸，要提高零件和傳動(dòng)系統(tǒng)的靈活性，避免卡澀感的出現(xiàn)，在對(duì)開(kāi)關(guān)內(nèi)部的接觸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將蹺蹺板式結(jié)構(gòu)應(yīng)用于系統(tǒng)中的動(dòng)觸片合件上。

（二）耐用性強(qiáng)，有較強(qiáng)的使用壽命

蹺蹺板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠提高開(kāi)關(guān)在面對(duì)沖擊、振動(dòng)等方面的抗性，而大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)在設(shè)計(jì)上采取觸點(diǎn)跳動(dòng)對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行斷開(kāi)和閉合，其供電的方式為不連續(xù)供電，減少了對(duì)載流零件的損害，使其壽命大大提升。

（三）鈕柄滿(mǎn)足高強(qiáng)度要求

在國(guó)軍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)鈕柄的強(qiáng)度試驗(yàn)有具體的要求，因此在進(jìn)行開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要保證設(shè)計(jì)的規(guī)范性和安全性，必須按照規(guī)定展開(kāi)強(qiáng)度試驗(yàn)，避免在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)關(guān)失效或意外損壞的情況，影響正常使用。

（四）滿(mǎn)足高空環(huán)境下的特殊要求

密封鈕子開(kāi)關(guān)通常自身高空環(huán)境下使用，因此，必須將各項(xiàng)指標(biāo)和高空低氣壓的性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)開(kāi)關(guān)的承熱能力進(jìn)行檢驗(yàn)。在對(duì)參數(shù)和方案總體進(jìn)行設(shè)計(jì)預(yù)算的過(guò)程中，需要對(duì)導(dǎo)電體的面積進(jìn)行計(jì)算，確定其橫截面積的最小值，對(duì)導(dǎo)體自身存在的電阻盡量減少，優(yōu)化對(duì)導(dǎo)體長(zhǎng)度和材料的設(shè)計(jì)，降低材料和通電時(shí)間的熱量，盡量將導(dǎo)體橫截面加大。

二、大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)零件的參數(shù)計(jì)算

（一）組合開(kāi)關(guān)的計(jì)算設(shè)計(jì)

大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)在進(jìn)行組合開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí)，接觸系統(tǒng)中的動(dòng)觸片和動(dòng)觸點(diǎn)的接觸需要采取鉚接或是焊接的方式，而其橫截面的參數(shù)計(jì)算則需要根據(jù)動(dòng)觸點(diǎn)的橫截面面積進(jìn)行模擬。根據(jù)開(kāi)關(guān)中加入的蹺蹺板結(jié)構(gòu)動(dòng)觸片和角度對(duì)動(dòng)觸片尺寸進(jìn)行計(jì)算，得到具體數(shù)值后確定動(dòng)觸片重點(diǎn)及其與定觸點(diǎn)間接觸形成的角度。在進(jìn)行極限運(yùn)動(dòng)情況的設(shè)定時(shí)，根據(jù)彈簧的壓彎角度及動(dòng)觸點(diǎn)的累積誤差確定，當(dāng)為正負(fù)1度時(shí)，觀察定觸點(diǎn)與其形成的傾角面，當(dāng)定觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)間出現(xiàn)完全貼合的接觸面后為符合相關(guān)規(guī)定的要求。

（二）壓縮彈簧的計(jì)算設(shè)計(jì)

在進(jìn)行大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)中壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，零件的配合是在滑動(dòng)片離場(chǎng)的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此以其承受的壓力強(qiáng)度設(shè)定薄壁零件的滑動(dòng)片，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分對(duì)外形和尺寸的相關(guān)要求進(jìn)行考慮，以此為依據(jù)進(jìn)行零部件鋸齒頂尖及滑動(dòng)片的尺寸，對(duì)彈簧使用過(guò)程中壓縮量的最大值進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算完成后，將所得數(shù)據(jù)和滑動(dòng)片尖角對(duì)應(yīng)，移動(dòng)方向?yàn)榇怪被瑒?dòng)基座的方向，計(jì)算行程的總值，確定合理后將開(kāi)關(guān)內(nèi)部零件的摩擦力加入，確保其處于平衡狀態(tài)，有力矩產(chǎn)生，對(duì)彈簧壓力值的最大值通過(guò)平衡力矩進(jìn)行計(jì)算求和，再次計(jì)算滑動(dòng)片尖角向垂直滑動(dòng)基座的方向行程時(shí)，其相關(guān)數(shù)據(jù)依據(jù)不同零部件尺寸進(jìn)行，即可對(duì)觸片中點(diǎn)長(zhǎng)度的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。

三、大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）彈簧剛度的強(qiáng)化

在對(duì)開(kāi)關(guān)完成壓縮后，觸點(diǎn)和觸點(diǎn)間接觸的效果需要得到有效的保證，按照以往的經(jīng)驗(yàn)要以動(dòng)觸片的合建壓力為基礎(chǔ)進(jìn)行壓力測(cè)試，其曲度系數(shù)的計(jì)算首選用碳素彈簧鋼絲以切應(yīng)力公式進(jìn)行，確定彈簧指數(shù)旋轉(zhuǎn)比值后，參考不同部件的尺寸對(duì)彈簧長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，在形成滑動(dòng)基座垂直方向時(shí)，方向的調(diào)整采取滑動(dòng)片進(jìn)行，確保操作及計(jì)算有較好的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行換向的過(guò)程中所選方式為誤操作防規(guī)避，彈簧在完成換向后不會(huì)出現(xiàn)壓縮的情況，碳素彈簧鋼絲的強(qiáng)化可以采取加大壓力的方式進(jìn)行。當(dāng)電路中含有濾波電路時(shí)，電容存在語(yǔ)氣中，較大的浪涌會(huì)在電路啟動(dòng)的瞬間對(duì)電流造成沖擊，電弧極易燒壞組合開(kāi)關(guān)的通斷。要阻止這一情況的發(fā)生，可以調(diào)小電解電容的容量，同時(shí)將一個(gè)NTC熱敏電阻和開(kāi)關(guān)串聯(lián)起來(lái)，對(duì)組合開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)。

（二）鈕柄強(qiáng)度的驗(yàn)算

在進(jìn)行大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，所采用的技術(shù)都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將荷載力加入于鈕柄的驅(qū)動(dòng)底端，能夠確保鈕柄在不發(fā)生彎曲和斷裂的狀態(tài)下工作。在進(jìn)行鈕柄強(qiáng)度的驗(yàn)算過(guò)程中，需要維持其處于正常的運(yùn)動(dòng)范圍，鈕柄上部袖套的口部的需求具有反作用力，在計(jì)算反作用力相應(yīng)的受力條件及拉抗強(qiáng)度時(shí)，鈕柄直徑上集中最大的壓力，根據(jù)鈕柄的長(zhǎng)度對(duì)其壓力的最大承受值進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，得出相應(yīng)的安全系數(shù)，并在最小鈕柄直徑上集中應(yīng)力反應(yīng)。

（三）意外事件的預(yù)防

同時(shí)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到可能發(fā)生的意外事件，嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)做出要求，設(shè)計(jì)完成后對(duì)方案進(jìn)行考核檢驗(yàn)，避免由于設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致意外失效等情況的出現(xiàn)。接觸系統(tǒng)核心、導(dǎo)電體最小面積減小等，均為設(shè)計(jì)總體的重要操作內(nèi)容，對(duì)于保證開(kāi)關(guān)的正常運(yùn)行有極大的意義，確保其能夠滿(mǎn)足整機(jī)在工作中對(duì)信號(hào)傳輸?shù)男枨?。接觸點(diǎn)和定觸點(diǎn)間的壓力設(shè)置是工作的另一個(gè)重點(diǎn)，能夠?qū)崃窟^(guò)度的情況進(jìn)行避免，防止開(kāi)關(guān)由于觸點(diǎn)被灼燒而失效。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，大功率密封鈕子開(kāi)關(guān)是一種新穎的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)模式，蹺蹺板結(jié)構(gòu)、交替接觸、電路轉(zhuǎn)換等的應(yīng)用，能夠有效提高使用的便捷性，保證運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性，確保整機(jī)的運(yùn)行需求得到滿(mǎn)足，提高電池的使用壽命，有效減少受到高空復(fù)雜環(huán)境的影響。

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作者簡(jiǎn)介：楊波（1991年05月），男，苗族 貴州省黃平縣，職稱(chēng)：助理工程師，學(xué)歷：本科學(xué)歷，研究方向：鈕子開(kāi)關(guān)。