限位开关与行程开关

第二节　限位开关与行程开关

行程开关是用于限制工作机械位置的，一般于工作机械到达终点时发生作用，故又称终端开关。限位开关的原理和结构与行程开关基本相同，但两者的用途不同。行程开关要控制的是工作机械的行程，而限位开关要控制的则是工作机械的位置，且往往是终端位置或极限位置。

然而，在实际应用中，一般是在某些机械上使用特定的限位开关和行程开关。

行程开关与限位开关适用于交流50Hz（或60Hz），交流电压至500V及直流电压至600V，电流至5～10A的控制电路中，将机械信号转变成电气信号来表征设备的状态，用来完成程序控制。

一、限位开关和行程开关简介

限位开关和行程开关分为开启式、防护式、防爆式等，按其内部触点分为：一个常开，一个常闭；一常开，两个常闭；两个常开，一个常闭；两常开，两常闭。动作方式有瞬动型和蠕动型。

头部结构有直动、滚轮直动、杠杆、单轮、双轮、滚动型、摆杆可调、杠杆可调和弹簧杆、拉线等形式。

配用塑料基座的为开启式，配用铝合金（宽型、窄型）外壳的为保护式。

1.BLX51系列防爆行程开关

BLX51系列防爆行程开关如图7-7所示。采用铝合金外壳，表面静电喷涂。内设隔爆型防爆元件。粉尘防爆在型号前加F。

图7-7　BLX51系列防爆行程开关

2.拉线行程开关（ZS71）

根据安装说明来固定拉线开关。当开关被预拉紧时，触头接通，当拉线被拉或断开时，触头被强迫分开，同时状态被锁定住。解锁可通过按钮或钥匙来实现。见图7-8。

图7-8　拉线行程开关

3.LX10系列行程开关

LX10系列行程开关用于起重机，交流50Hz，380V，直流220V的控制线路中，作为机构行程的终点保护，其长期电流为10A。见图7-9。

图7-9　LX10系列行程开关

（1）工作条件。

海拔高度不超过1000m。

周围介质温度不超过+40℃及不低于-5℃（当温度低于-15℃时，在摩擦部分应涂不冻结的润滑油）。

空气相对湿度不大于85%。

（2）不适于的工作条件。

含有腐蚀金属和绝缘的气体蒸汽或尘埃的环境中。

含有导电尘埃的环境中。

有剧烈震动和剧烈颠簸的地方。

（3）LX10系列行程开关按操动臂的形式分为六种。

LX10-10、12型开关采用尺杆操动臂，用于惯性行程不很大的平移机构。

LX10-21、22型开关带有滚子的叉形操动臂，用于惯性行程较大的平移机构。

LX10-31、32型开关带有平衡重锤的荷重杠状的操作动臂，用于限制提升机构的行程。

LX10-41、42型开关带有叉形操动臂，用于三个操作位置的平移机构。

LX10-51、52型开关带有荷重尺杆状的操动臂，用于速度不大的平移机构。

LX10-61、62型开关在外壳的两侧各有一个带滚子的操动臂，用于速度较大的平移机构。

（4）LX10系列行程开关按控制电路数分为单回路和双回路。

4.LX36-8型限位开关

LX36-8系列起重机用限位开关，主要用于交流50Hz或60Hz，交流额定电压380V，直流额定工作电压220V的控制电路中，用以限制起重机旋转运动机构的工作角度和进行顺序控制。其产品见图7-10，技术参数表见7-6。

图7-10　LX36-8型限位开关

表7-6　LX36-8型限位开关技术参数

二、限位开关与行程开关的应用

1．桥式起重机上的大车和小车行程开关安装位置

桥式起重机上，大车和小车用的行程开关起限位的作用，是同一型号的。大车用的行程开关安装在大车的车体上，如图7-11所示。检测架安装在行车大梁上，如图7-12所示。

图7-11　安装在大车车体上的行程开关1—大车（东侧）行程开关2—大车（西侧）行程开关3—缓冲胶垫4—电缆

图7-12　安装在行车大梁上的检测架1—滑触线2—检测架3—缓冲胶垫4—防落架5—大车行车轨道

作为小车限位用的行程开关，安装在大车主梁上的小车轨道旁边。安装在南侧（向前）的小车限位开关如图7-13所示，安装在北侧（向后）的小车限位开关，如图7-14所示。打开护盖的限位开关见图7-15。检测架则安装在小车车体的下部，见图7-16。检测架安装的具体位置如图7-17所示。小车超限检测架压在限位开关拐臂的状态，见图7-18。

图7-13　小车南侧（向前）的限位开关1—大车主梁2—小车轨道3—小车行程开关4—拐臂

图7-14　小车北侧（向后）的限位开关

1—小车行走轨道2—小车北侧限位开关3—限位开关拐臂4—导线5—大车行走轨道

图7-15　打开护盖的限位开关1—限位开关拐臂滑轮2—触点3—定位弹簧4—导线5—护盖6—凸轮7—限位开关拐臂（操动臂）

图7-16　桥吊上的小车1—小车行走轨道2—小车3—小车检测架位置

图7-17　小车上的检测架

图7-18　小车超限检测架压在限位开关拐臂的状态1—检测架南侧端2—小车轨道3—小车行程开关4—被压下的拐臂5—导线6—小车行程开关固定低板

2．在桥式起重机上的应用

限位开关用于桥式起重机大车和小车的两端，作为大车和小车行走的限位保护，它的常闭触点串入起重机总电源接触器K的控制电路中，如图7-19所示。

（1）起重机总电源接触器K投入的基本条件。

①驾驶室门舱口盖及横梁栏杆门上的限位开关（四门已关）SQ8、SQ7、SQ6、SQ5的常开触点闭合中。

②大车两端的行程终端开关SQ3、SQ4的常闭触点闭合中，大车不在大车轨道末端。

③桥架上，起重小车轨道两端行程开关SQ1、SQ2的常闭触点闭合中。

④小车控制器QM1的手柄在“0”挡位上，常闭触点闭合中。

⑤大车控制QM2的手柄在“0”挡位上，常闭触点闭合中。

这时，具备启动总电源接触器K的条件。

（2）总电源接触器K投入电路工作原理。

合上紧急开关SA，电源R1→控制保险FU1→小车控制器QM1→大车控制器QM2→紧急开关SA在合位→限位开关SQ8→SQ7→SQ6→SQ5的常开触点闭合中→总过流继电器KL常闭触点→小车过流继电器KL1→KL1常闭触点→1号大车过流继电器KL2→KL2常闭触点→2号大车过流继电器KL3→KL3常闭触点→37号线→总电源接触器K线圈控制保险FU2→电源T相。

图7-19　总电源接触器控制线路

总电源接触器K线圈得电动作，接触器K的两个触点闭合，使大车、小车行程超限保护控制线路带电，这时，具备操作起重机的条件。

接触器K动作，其主触头闭合，使大车控制器QM2、小车的控制器QM1电源侧触点带电（两相），另一相不经控制器而直接与电动机定子绕组相接，电动机绕组带电。由于控制器触点在开位，电动机绕组只是有一相有电，所以不能启动。

（3）限位开关动作过程。

将小车控制器QM1的手柄切换到向后位置时，小车向后行走，控制器QM1向后一侧的常闭触点断开，控制器QM1向前一侧的常闭触点在闭合中，小车向后限位开关SQ1处于接通状态。

控制器QM1主触点闭合，小车向后行走，当小车上的检测架的北侧端碰上SQ1的操动臂上的滑轮后，检测架在滑轮上移动使操动臂转动，带动开关转轴上的凸轮转动，驱动开关壳内的常闭触点断开，切断桥式起重机总电源接触器K线圈电路，K断电释放，主触点断开，小车向后行走停止，起到了对小车向后的限位保护作用。小车向前行走时，检测架离开，SQ1自动复位。操动臂的定位是用定位件上的定位弹簧、定位杠杆和滚子来实现的。

大车限位同小车的限位开关动作过程是一样的。

3．在电动阀门上的应用

图7-20是一种电动阀门开阀关阀到位的行程开关，是采用计数进位机构来控制开关触点动作的。

行程控制机构主要采用输出轴齿轮带动“计数进位”的齿轮链机构，达到预选给定阀门的行程，使轴上的凸轮动作而触动微动开关，控制阀门“开阀”、“关阀”到位的自动停止。

（1）用起子（螺丝刀）将计数器的定位轴C轻轻压下，然后顺时针转动90°，以能卡住为止，主动齿轮与计数器齿轮脱离。

（2）位置的调整。电动阀到全关位置时，如果轴4上的凸轮6没有压上微动开关，则用起子按“关”的方向转动轴4上的凸轮6，使其压动微动开关，此时按下“关阀”钮，电动机不转。

图7-20　电动阀门行程开关

（3）将定位轴C复归，从侧面观察主动齿轮同计数器（行程控制机构）中的齿轮的啮合情况。

（4）按下“开阀”钮，阀门向开的方向转动，轴3、轴4同时转动，当阀门开到规定位置时，如果轴3上的凸轮5没有压上微动开关，立即按下控制器上的“停止钮”，电动机停转，然后按（1）的方法使主动齿轮与计数器齿轮脱离，然后将“开轴”按“开”的方向旋转，直至轴3上的凸轮5压上微动开关1，此时按下“开阀”按钮，电机机不转。

（5）从侧面观察主动齿轮与计数器齿轮的啮合情况，并用起子轻轻左右转动，确认是否啮合（动不了）。

（6）开阀、关阀。

按“开阀”钮，阀门向开方向转动，能在阀全开后自动停止。

按“关阀”钮，阀门向关方向转动，能在阀全关后自动停止。

4.阀门的转矩限制机构结构与调整方法

转矩限制机构利用蜗杆轴向串动原理，当超过规定力矩时，蜗杆移位，通过转矩限制机构触动限位用的微动开关，见图7-21。

图7-21　转矩限制机构

1—DK1-2型微动开关2—关杠板3—开刻度盘4—扁心轮5—拉簧6—转臂7—关刻度盘8—主轴9—开杠板10—DK1-2型微动开关11—小轴

关杠板2压上时，常开触点闭合，接通电路。关杠板2离开时，常开触点断开，切断电路。

控制阀门“开”“关”转矩的大小，可用螺丝刀分别转动开刻度牌和关刻度牌中的小轴11来实现。

请注意：为使转矩限制机构起到保护作用，动作迟后量不易过大。

5.用于时间继电器上的微动开关

微动开关是一种行程很小的、瞬时动作的主命令电器。微动开关在很小力的作用下，能使触点迅速动作，实现电路的转换，是非常灵敏的开关。微动开关与机械动作的触块配合使用，就构成了行程开关。微动开关的结构见图7-22。

图7-22　微动开关结构

6.按钮开关的结构组件构成的行程（限位）开关

图7-23是安装在冷凝结水罐上（下端）的限位开关，图7-24的是停泵用限位开关，其内部的触点的结构与图7-22相似，当罐内的水位回落，浮筒滑杆上的撞块下落碰上限位开关拐臂上滑轮3后，拐臂转动一个角度，其内部触点动作，在这一回路中采用的是限位开关的常开触点闭合时，启动中间继电器，其常闭触点断开，切断水泵接触器控制电路，接触器线圈断电释放，主触点断开，电动机断电停止运转，水泵停止工作。

图7-23　水罐上的上端限位开关

图7-23是安装在冷凝结水罐上（上端）的限位开关，是开泵用的限位开关，当罐内的水位上升，浮筒滑杆上的撞块上升碰上限位开关拐臂上滑轮3后，拐臂转动一个角度，其内部触点动作，在这一回路中采用的是限位开关的常开触点闭合时，启动中间继电器，其常开触点闭合，常开触点与启动按钮常开触点并联，相当于启动按钮的作用，接通水泵接触器控制电路，接触器线圈得电动作，常开触点闭合自保。主触点闭合，电动机得电启动运转，水泵工作。

图7-24　用在水罐上的下限位开关1—限位开关2—拐臂固定螺钉3—拐臂上的滑轮4—名牌

接线的两个螺钉是常开触点，检测前，应先将电源断开。使用万用表时，要注意万用表必须切换到“Ω”挡位上，一般切换到“R×100”挡位上。

万用表的红色表笔和黑色表笔分别触在带线的触点端子1和2上。万用表的表针指示的数值是无穷大，当人为触动拐臂上的滑轮3时，万用表的表针指“0”，说明是常开触点。

万用表的红色表笔，黑色表笔分别触在触点端子3和4上。万用表的表针指示的数值是“0”，触动拐臂上的滑轮3时，万用表的表针指向的数值“无穷大”时，说明这一触点是常闭触点。