新型接近开关感应方式的优化设计

戚长龄

摘 要：接近开关在电解厂房主要应用在多功能天车上，本文主要论述了新型接近开关感应方式的原理，以及它的应用前景和所带来的效益。关键词：接近；原理；效益

1 接近开关的原理

接近开关是一种毋需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而驱动交流或直流电器或给PLC系统提供控制指令。接近开关是种开关型传感器（即无无触点开关），它即有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。

接近开关又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节。接近开关具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。因此到目前为止，接近开关的应用范围日益广泛，其自身的发展和创新的速度也是极其迅速。

2 旧式感应板的工作方式及弊端

从接近开关的工作原理我们知道，接近开关需要有铁质的感应板来辅佐工作。

在我们现在所使用的多功能天车上，所有的接近开关感应板的工作模式都一样，接近开关固定不动，感应板焊接在运动部位上，当工具上下运动时，感应板也随着上下运动。

当感应板与接近开关的距离到达或者小于感应距离时接近开关动作，工具停止运动。按照设计原理来说，这种工作方式属于无接触方式接近开关的寿命应该很高。可是在实际的应用中，由于感应板的变形，或者工具由于磨损间隙变大造成了开关感应不上或者距离太小撞上接近开关造成开关的损坏。

3 新型接近开关感应方式的设计原理及工作方式

从旧式感应方式的弊端中我们知道要减少接近开关的故障，就不能直接让运动的感应板来感应接近开关，因为随着设备的使用，磨损是不可避免的，那么感应板和接近开关之间的间隙就很不好调节，造成无法保护或者开关损坏。

我们分析了旧式感应方式的缺陷，那么我们设计的新式感应方式就是从避免运动部分直接感应接近开关开始的，将运动部分和感应板分离。运动部分保持不变，但是它的作用不再有感应的功能，而是起到碰撞作用。感应板设计在接近开关附近，他上面装有缓冲装置，当运动部分跟他碰撞时，它缓慢的靠到接近开关上。根据这个设计思路我们在接近开关的下方设计了一个可以翻转的小铁板，在铁板上固定了一个弹簧，当运动部分碰撞到弹簧时，铁板翻转，轻轻的靠在接近开关上，这样开关开始工作，运动停止。在这种感应模式下，由于磨损造成的间隙不会再是问题，而且也避免了刮坏接近开关。

4本设计的主要特点

（1）本设计属于国内首创

（2）将以前接近开关感应模式由动-静或静-动模式改为了动-静-静模 式，颠覆了传统的接近开关使用方法。

（3）從根本上杜绝了接近开关由于间隙造成的故障

（4） 设计简单、实用。

（5）在所有使用接近开关的地方，都能进行推广。

5 经济效益计算

（1）每年节约接近开关200个，节约备件费用600*200=120000元。

（2）每年减少故障时间500小时，按每个工时100元计算。节约人工费500*100=50000元。

（3）由于天车故障减少，避免了对生产的干扰。年可提高0.1个效率，每年多生产380吨铝，价值380*14500=551万元。通过改造年可节约费用 120000+50000+5510000=5680000元。

（4）多功能天车接近开关安装位置较高，检修起来极为不方便。通过改造减少了维修量，保障了检修人员的人身安全。

如果将这个改造仅仅在在整个电解铝行业推广，按照40W吨铝12台天车计算，国内共有多功能天车1000台，年可节约费用备件1000万元。由于故障减少为生产创造的价值更是不可估量。这个设计具有实用、简单、新颖的特点；而且主要是从理念上颠覆了接近开关的使用方法，对于我们其他的工作也将会有很大的启发。因此我们认为这个改造具有很大的推广前景和很高的推广价值。

6结语

通过长时间的实践，这种新型接近开关感应方式的设计极大减少了接近开关造成的设备故障。有力的保障了电解生产的正常进行，也减轻了检修人员的工作强度，减少了重复故障的发生。因此我们认为这个设计理念新颖，实用性强，有极大的推广价值。